叶绿体与光合作用的探究历程.ppt

《叶绿体与光合作用的探究历程.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《叶绿体与光合作用的探究历程.ppt（33页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第5章 细胞的能量供应和利用学习目标一、绿叶中色素的提取和分离二、绿叶中四种色素的含量与功能三、叶绿体的结构与功能四、光合作用的探究历程光合作用需要色素去捕获光能。光合作用需要色素去捕获光能。正常苗正常苗白化苗白化苗正常幼苗能进正常幼苗能进行光合作用制行光合作用制造有机养料。造有机养料。白化苗不能进行白化苗不能进行光合作用，无法光合作用，无法制造有机养料。制造有机养料。（1 1）提取绿叶的色素）提取绿叶的色素 原理：色素能溶解在原理：色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取色素。以可用无水乙醇提取色素。称取称取5g新鲜新鲜的的绿色较深绿色较深的绿叶，剪碎，的绿

2、叶，剪碎，放入研钵中。放入研钵中。一、捕获光能的色素一、捕获光能的色素1.1.色素的种类色素的种类保证色素含量保证色素含量（二氧化硅有助于研磨得充分，（二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可碳酸钙可中和细胞中的有中和细胞中的有机酸，防止镁从叶绿素分子中移出，从而机酸，防止镁从叶绿素分子中移出，从而防止研磨中色素防止研磨中色素被破坏。）被破坏。）少许二氧化硅和碳酸钙少许二氧化硅和碳酸钙再放入再放入10mL10mL无水乙醇无水乙醇迅速、充分迅速、充分的研磨的研磨叶绿素不稳定，研磨要快；叶绿素不稳定，研磨要快；充分研磨以获得足够多的色素充分研磨以获得足够多的色素提取液不要加入太多，否则色素浓度减小提取液

3、不要加入太多，否则色素浓度减小 将研磨液迅速倒入玻将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（璃漏斗（底部放一块单底部放一块单层尼龙布层尼龙布）中进行过滤。）中进行过滤。收集滤液收集滤液,封口封口。滤纸容易吸附色素滤纸容易吸附色素防止滤液挥发防止滤液挥发（2 2）制备滤纸条）制备滤纸条铅笔线铅笔线画画铅笔细线铅笔细线（3 3）画滤液细线）画滤液细线要求：要求：细、直细、直、齐齐 重复重复2323次次（剪去两角剪去两角防止两边色素扩散过防止两边色素扩散过快导致色素带不整齐快导致色素带不整齐）重复画线时，必须在前一次画的线干燥后再画第二次，否则引起滤重复画线时，必须在前一次画的线干燥后再画第二次，否则引起滤液线过粗

4、，不能将色素分开液线过粗，不能将色素分开（4）分离绿叶中的色素分离绿叶中的色素 原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散速度快，反之则慢，解度高的随层析液在滤纸上扩散速度快，反之则慢，从而使色素得到分离从而使色素得到分离层析液层析液培养皿培养皿层析液不能没及滤液线层析液不能没及滤液线（石油醚：丙酮：苯（石油醚：丙酮：苯=20:2:1=20:2:1）在层析液中在层析液中溶解度大，扩散速度快；溶解度小，溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢扩散速度慢层析液层析液滤液细线叶绿素叶绿素a(蓝绿色蓝绿色)类类胡萝卜素胡萝卜素叶绿素叶

5、绿素胡萝卜素（胡萝卜素（橙黄色橙黄色）叶黄素叶黄素（黄色黄色）叶绿素叶绿素b（黄绿色黄绿色）1/43/4色素的种类色素的种类叶绿体中的叶绿体中的色素提取液色素提取液四种色素对可见光的吸收四种色素对可见光的吸收叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收_类胡萝卜素主要吸收类胡萝卜素主要吸收_蓝紫光蓝紫光蓝紫光、红光蓝紫光、红光1、树叶为什么是绿色？、树叶为什么是绿色？2、P97问题探讨？问题探讨？3、P99与社会的联系与社会的联系叶绿体的结构叶绿体的结构外膜外膜内膜内膜基粒基粒基质基质类囊体类囊体捕获光能的色素分布在捕获光能的色素分布在_叶绿体基粒类囊体的薄膜上叶绿体基粒类囊体的薄膜上众多的基粒和类囊体极大的

6、扩展了受光面积众多的基粒和类囊体极大的扩展了受光面积含含2-100个类囊体个类囊体叶绿体中光合色素的分布叶绿体中光合色素的分布2 2、绝大多数叶绿素、绝大多数叶绿素a a及全部叶绿素及全部叶绿素b b、胡萝卜胡萝卜素和叶黄素素和叶黄素吸收、传递吸收、传递光能光能1 1、少数处于特殊状态的叶绿素、少数处于特殊状态的叶绿素a a吸收、转换吸收、转换光能光能叶绿体中的类囊体薄膜上色素的功能叶绿体中的类囊体薄膜上色素的功能二、捕获光能的结构二、捕获光能的结构1880年恩格尔曼的实验年恩格尔曼的实验隔绝空气隔绝空气黑暗环境用极细光束照射完全完全暴露暴露在光在光下下结论：结论：氧是由氧是由 叶绿体叶绿体释

7、放出来的，释放出来的，叶绿体叶绿体是进行光合作是进行光合作用的场所。光合作用需要用的场所。光合作用需要光照。光照。选材好。选材好。水绵水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌好氧细菌可确定释放氧多的部位。可确定释放氧多的部位。设计妙。设计妙。没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相对于一组对比实验。光照少的部位，相对于一组对比实验。恩格尔曼实验的巧妙之处？恩格尔曼实验的巧妙之处？水绵水绵好氧细菌好氧细菌1883年年 生物学

8、家恩吉尔曼生物学家恩吉尔曼叶绿体是进行光合作用的场所叶绿体是进行光合作用的场所在叶绿体的在叶绿体的类囊体上类囊体上和和基质基质中，含有多种进中，含有多种进行光合作用所必需的酶行光合作用所必需的酶叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大的膜面积上，不仅分布着许多吸收光能大的膜面积上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。需的酶。三、光合作用的探究历程三、光合作用的探究历程光合作用的概念光合作用的概念 光合作用是指光合作用是指绿色植物绿色植物通过通过叶绿体，叶绿体，利利用用光能，光能，把把COCO

9、2 2和和H H2 2O O转化成储存能量的转化成储存能量的有有机物，机物，并且释放并且释放O O2 2的过程。的过程。三、光合作用的探究历程三、光合作用的探究历程17世纪以前，普遍认为植物生长所需的物质全部来自土壤。只浇水，只浇水，5 5年后年后 17世纪世纪40年代，赫尔蒙特年代，赫尔蒙特(J.B.van Helmont，荷兰，荷兰)柳树增重柳树增重柳树增重柳树增重74.4774.47kgkg土壤减少土壤减少土壤减少土壤减少0.060.06kgkg植植物增重主要来自物增重主要来自水分水分不足：不足：没有考虑到空气对光合作用的影响。没有考虑到空气对光合作用的影响。17711771年年 英国英

10、国 约瑟夫约瑟夫普里斯特利普里斯特利蜡烛蜡烛熄灭熄灭。蜡烛蜡烛持续持续燃烧。燃烧。小鼠小鼠死亡。死亡。小鼠小鼠存活存活。植物能够更新因燃烧或呼吸而变混浊的空气植物能够更新因燃烧或呼吸而变混浊的空气。结论：结论：绿叶在绿叶在光下光下吸收吸收COCO2 2，释放释放O O2 2。17791779年年,荷兰科学家荷兰科学家英格豪斯英格豪斯确定植物确定植物只有只有绿叶绿叶才能更新空气，并且才能更新空气，并且依赖于光依赖于光。17851785年年,拉瓦锡拉瓦锡发现了空气的组成。发现了空气的组成。18451845年，德国科学家年，德国科学家梅耶梅耶指出，植物光指出，植物光合作用时，把合作用时，把光能转化成

11、化学能光能转化成化学能储存起来。储存起来。18641864年年 德国德国 萨克斯萨克斯 光合作用的产物除氧气外还有淀粉光合作用的产物除氧气外还有淀粉。光能转化成的化学能贮存在什么物质中呢？光能转化成的化学能贮存在什么物质中呢？消耗掉叶片中的营养物质消耗掉叶片中的营养物质用碘蒸气处理1939年 美国 鲁宾和卡门同位素标记法光合作用释放的氧全部来自光合作用释放的氧全部来自水水。C18O2H2OCO2H218O18O2O2光合作用原料有水和光合作用原料有水和COCO2,2,那么释放的氧气来自水还是那么释放的氧气来自水还是COCO2 2？20世纪40年代，卡尔文(M.Calvin)放射性同位素标记法用

12、用1414C C标记的标记的COCO2 2供小球藻实验，追供小球藻实验，追踪检测其踪检测其放射性放射性。探明。探明COCO2 2中的中的C C的的转移途径。转移途径。卡尔文循环：CO2 C3 (CH2O)CO2+H2O(CH2O)+O2光能光能叶绿体叶绿体光合作用的原料、产物、场所和条件光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？请用一个化学反应式表示出是什么？请用一个化学反应式表示出来。来。(CH2O)表示糖类表示糖类三、光合作用的探究历程三、光合作用的探究历程光合作用的概念光合作用的概念 光合作用是指光合作用是指绿色植物绿色植物通过通过叶绿体，叶绿体，利利用用光能，光能，把把COCO2 2和和

13、H H2 2O O转化成储存能量的转化成储存能量的有有机物，机物，并且释放并且释放O O2 2的过程。的过程。色素分子色素分子可见光可见光ADP+PiATP酶酶吸收吸收H2OO2H光解光解2C3C5CO2固定固定酶酶 C6H12O6 +H2O还还原原酶酶光反应光反应暗反应暗反应四四、光合作用的过程光合作用的过程光反应光反应 暗反应暗反应场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量变化变化光化学反应光化学反应酶促反应酶促反应类囊体薄膜上类囊体薄膜上基质中基质中光、色素、酶光、色素、酶多种酶多种酶水的光解水的光解ATP的生成的生成CO2的固定的固定 C3的还原的还原光能光能活跃的化学能活跃的化学能 活跃的化学能活跃的化学能稳定的化学能稳定的化学能联系联系前者是后者的基础，后者是前者的继续前者是后者的基础，后者是前者的继续反应反应性质性质CO2+2H2O(CH2O)+O2光能光能叶绿体叶绿体(CH2O)表示糖类表示糖类H2O+实际上应为：