能量之源——光与光合作用PPT课件教学内容.ppt
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1、能量之源光与光合作用PPT课件 光能转化为化学能被细胞所吸光能转化为化学能被细胞所吸收的过程称为收的过程称为光合作用光合作用。太阳光中有能量,我们制造出太阳能电池板可以捕获其中的能量并转化为电能。绿色植物也能捕获并转化太阳光中的能量,那么,绿叶中通过什么物质或结构捕获并转化光能呢?捕获光能的色素 我们知道,玉米中有时会出现白化苗。我们知道,玉米中有时会出现白化苗。白化苗由于不能进行光合作用,待种子中贮白化苗由于不能进行光合作用,待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。可见光合作用与细存的养分耗尽就会死亡。可见光合作用与细胞中的色素有关。胞中的色素有关。今天,下面的这个实验,主要目的是探究今天,下面的这
2、个实验,主要目的是探究绿叶中含有几种色素和学习对色素进行提取绿叶中含有几种色素和学习对色素进行提取和分离的方法,并设法将这些色素分离开。和分离的方法,并设法将这些色素分离开。绿叶中有哪些色素呢?绿叶中有哪些色素呢?叶绿体中色素的提取和分离叶绿体中色素的提取和分离 【实 验】一、实验原理一、实验原理1.叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中,叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以用所以用无水乙醇无水乙醇可提取叶绿体中色素。可提取叶绿体中色素。2.色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的色素色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快,溶解度分子随层析液在滤纸条上
3、的扩散得快,溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢,低的色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得慢,因而可用因而可用层析液将不同的色素分离层析液将不同的色素分离。二、实验程序二、实验程序 方法与步骤:方法与步骤:称取5g左右的鲜叶,剪碎,放入研钵中。加少许的石英砂(充分研磨)和碳酸钙(防止研磨中色素被破坏)与10ml无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。实验结果:实验结果:讨论讨论:1.1.滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序怎样滤纸条上有几条不同颜色的色带?其排序怎样?宽窄如何?这说明了什么?宽窄如何?这说明了什么?2022/11/219胡萝卜素胡萝卜素叶绿素叶绿素a叶黄素叶黄素叶
4、绿素叶绿素b类胡萝卜素类胡萝卜素 叶绿素叶绿素 1/4 3/4 黄绿色黄绿色蓝绿色蓝绿色橙黄色橙黄色黄色黄色叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素类胡萝卜素类胡萝卜素(含量约(含量约(含量约(含量约3/43/43/43/4)(含量约(含量约(含量约(含量约1/41/41/41/4)叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素a a a a(蓝绿色)(蓝绿色)(蓝绿色)(蓝绿色)叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素b b b b(黄绿色)(黄绿色)(黄绿色)(黄绿色)胡萝卜素(橙黄色)胡萝卜素(橙黄色)胡萝卜素(橙黄色)胡萝卜素(橙黄色)叶黄素(黄色)叶黄素(黄色)叶黄素(黄色)叶黄素(黄色)绿绿绿绿叶叶叶叶中中中中的的
5、的的色色色色素素素素三、实验关键三、实验关键1.选材时应注意选择选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿鲜嫩、色浓绿、无浆汁的、无浆汁的叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。叶片。如菠菜叶、棉花叶、洋槐叶等。2.画滤液细线时应以画滤液细线时应以细、齐、直细、齐、直为标准,重复为标准,重复画线时必须等上次画线干燥后再进行,重复画线时必须等上次画线干燥后再进行,重复2-3次。次。3.层析时不要让滤液细线触及层析液层析时不要让滤液细线触及层析液。四、注意事项四、注意事项1.因因丙酮和层析液丙酮和层析液都是易挥发且都是易挥发且有一定毒性的有一定毒性的有机溶剂有机溶剂,所以研磨要快,收集的滤液要用,所以研磨要快,收集的
6、滤液要用棉塞塞住,层析时要加盖,尽量减少有机溶棉塞塞住,层析时要加盖,尽量减少有机溶剂的挥发。剂的挥发。2.在研磨时要加少许在研磨时要加少许二氧化硅二氧化硅,目的是为了研目的是为了研磨充分,磨充分,有利于色素的提取;加少许有利于色素的提取;加少许碳酸钙碳酸钙的目的是为了的目的是为了防止防止研磨过程中,研磨过程中,叶绿体中的叶绿体中的色素受到破坏色素受到破坏。3.分离色素时,一定不要让滤纸条上的滤液细分离色素时,一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液,这是因为线接触到层析液,这是因为色素易溶解在层色素易溶解在层析液中析液中,导致色素带不清晰,影响实验效果。,导致色素带不清晰,影响实验效果。2
7、2、色素的吸收光谱、色素的吸收光谱叶绿素溶液叶绿素溶液叶绿素主要吸收红光和蓝紫光叶绿素主要吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素主要吸收蓝紫光类胡萝卜素溶液类胡萝卜素溶液叶叶绿绿素素:吸吸收收蓝蓝紫紫光光和和红红光光类类胡胡萝萝卜卜素素:吸吸收收蓝蓝紫紫光光叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱叶绿素叶绿素a a和合叶绿素和合叶绿素b b主要吸收主要吸收蓝紫光蓝紫光和和红光红光,胡萝卜素和叶红素主要吸收胡萝卜素和叶红素主要吸收蓝紫光蓝紫光。注注:因为叶绿素对绿光吸收最少,绿光被反:因为叶绿素对绿光吸收最少,绿光被反射回来,所以叶片才呈现射回来,所以叶片才呈现绿色绿色。结论:结论:问题:这些捕
8、获光能的色素存在于细胞中问题:这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位?的什么部位?18171817年,两位法国科学家首次从植物中分年,两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素,当时并不清楚叶绿素在植物细离出叶绿素,当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的分布情况。胞中的分布情况。18651865年,德国植物学家萨克斯研究叶绿年,德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时,发现叶绿素并非素在光合作用中的功能时,发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中,而是集中在普遍分布在植物的整个细胞中,而是集中在一个更小的结构里,后来人们称之为一个更小的结构里,后来人们称之为叶绿体叶绿体。3.3.叶绿体叶绿体叶
9、片中的叶肉细胞叶片中的叶肉细胞绿叶绿叶 叶肉细胞叶肉细胞亚显微结构模式图亚显微结构模式图 叶绿体亚显微叶绿体亚显微 结构模式图结构模式图捕捉光能的色素存在于细胞中的什捕捉光能的色素存在于细胞中的什么部位?么部位?基粒基粒类囊体类囊体吸收光能的吸收光能的色素分布于色素分布于类囊体的薄类囊体的薄膜上膜上极大地极大地扩展了扩展了受光面受光面积积 叶绿体亚显微叶绿体亚显微 结构模式图结构模式图外膜外膜内膜内膜类囊体类囊体基粒基粒色素色素基质基质分布有分布有注意:注意:叶绿体的外膜、内膜、类囊体薄膜叶绿体的外膜、内膜、类囊体薄膜都属于都属于 膜,基本支架都膜,基本支架都是是 生物生物磷脂双分子层磷脂双分
10、子层3、叶绿体含有的成分:、叶绿体含有的成分:少量的少量的 ;色素:色素:分布于分布于 ;与与 有关的有关的酶,分布在叶绿体酶,分布在叶绿体 。DNA和和RNA基粒类囊体的薄膜上基粒类囊体的薄膜上光合作用光合作用基粒类囊体上、基质中基粒类囊体上、基质中讨论:讨论:恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处?恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处?(1 1)、用水绵作实验材料,有)、用水绵作实验材料,有细而长的带状叶绿细而长的带状叶绿体体,螺旋状分布在细胞中,便于观察和分析研究。,螺旋状分布在细胞中,便于观察和分析研究。(2 2)、将临时装片置于黑暗且没有空气的环境)、将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中,
11、排除了环境中中,排除了环境中光线和光线和O2的影响,从而确保的影响,从而确保实验能顺利进行。实验能顺利进行。(3 3)、用极细的光束照射,并且用好氧菌进)、用极细的光束照射,并且用好氧菌进行检测,能准确的判断水绵行检测,能准确的判断水绵细胞中放细胞中放O2 部位。部位。(4 4)、进行黑暗(局部光照)与曝光的)、进行黑暗(局部光照)与曝光的对照实对照实验验,从而明确实验结果完全是由光照引起的。,从而明确实验结果完全是由光照引起的。结论结论:叶绿体叶绿体是进行光合作用的场所,它内是进行光合作用的场所,它内部的巨大膜表面上,不仅分布着许多部的巨大膜表面上,不仅分布着许多吸收光能的吸收光能的色素分子
12、色素分子,还有许多进行,还有许多进行光合作用所必需的光合作用所必需的酶酶。二、光合作用的原理和应用1 1、光合作用的概念、光合作用的概念指绿色植物通过叶绿体,利用光能,指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。的有机物,并且释放出氧气的过程。2 2、光合作用的实质、光合作用的实质合成有机物,储存能量合成有机物,储存能量年代年代科学家科学家结论结论16641664海尔蒙特海尔蒙特水分是植物建造自身的原料水分是植物建造自身的原料17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新空气植物可以更新空气17791779英格豪
13、斯英格豪斯只有只有在光照下在光照下只有绿叶才可以更只有绿叶才可以更新空气新空气18451845R.R.梅耶梅耶植物在光合作用时植物在光合作用时把光能转变成把光能转变成了化学能了化学能储存起来储存起来18641864萨克斯萨克斯绿色叶片光合作用绿色叶片光合作用产生淀粉产生淀粉18801880恩格尔曼恩格尔曼氧氧由叶绿体释放出来。由叶绿体释放出来。叶绿体叶绿体是是光合作用的场所。光合作用的场所。19391939鲁宾鲁宾 卡门卡门光合作用释放的光合作用释放的氧氧来自来自水水。2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文光合产物中有机物的光合产物中有机物的碳碳来自来自COCO2 2 绿色植物通过绿色植物通
14、过叶绿体叶绿体,利用,利用光能光能,把,把CO2和和H2O转化成储存能量的转化成储存能量的有机物有机物,并,并释放出释放出O2的过程。的过程。CO2H2O (CH2O)O2光能光能叶绿体叶绿体糖类糖类光合作用过程光合作用过程光反应光反应暗反应暗反应划分依据划分依据:反应过程反应过程是否需要光能是否需要光能光反应在白天可以进行吗?夜间呢?光反应在白天可以进行吗?夜间呢?暗反应在白天可以进行吗?夜间呢?暗反应在白天可以进行吗?夜间呢?有光才能反应有光才能反应有光、无光都能反应有光、无光都能反应H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATP光反应阶段光反应阶段光、色素、酶光、色素、酶叶绿体
15、内的叶绿体内的类囊体薄膜类囊体薄膜上上水的光解:水的光解:H2O H +O2光能光能(还原剂)(还原剂)ATP的合成:的合成:ADPPi 能量(能量(光能光能)ATP酶酶光能光能转变为活跃的转变为活跃的化学能化学能贮存在贮存在ATP中中H场所:场所:条件:条件:物质变化物质变化能量变化能量变化进入叶绿进入叶绿体基质,体基质,参与暗反参与暗反应应供暗反供暗反应使用应使用CO2 2 五碳化合物五碳化合物 C5 CO2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C3C C3 3的的还原还原叶绿体基质叶绿体基质多种酶多种酶H H2 2O O类囊体膜类囊体膜酶酶Pi ADPATPH糖类糖类卡尔文循环卡尔文循环暗
16、反应阶段暗反应阶段CO2的固定:的固定:CO2C5 2C3酶酶C3的还原:的还原:ATPH、ADP+Pi叶绿体的叶绿体的基质基质中中 ATP中中活跃活跃的的化学能化学能转变为转变为糖类糖类等等 有机物中有机物中稳定稳定的的化学能化学能2C3 (CH2O)酶酶糖类糖类H、ATP、酶、酶场所:场所:条件:条件:物质变化物质变化能量变化能量变化CO2 2 五碳化合物五碳化合物 C5 CO2的的固定固定三碳化合物三碳化合物 2C3叶绿体基质叶绿体基质多种酶多种酶糖类糖类ATPH 联系联系比较光反应、暗反应比较光反应、暗反应光反应阶段光反应阶段暗反应阶段暗反应阶段条件条件场所场所物质变化物质变化能量变化
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