生物必修一-能量之源-光与光合作用.ppt
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1、 绝大多数生物,活细胞所需能绝大多数生物,活细胞所需能量的最终源头是量的最终源头是 ,将光能转变成细胞能够利用的化学将光能转变成细胞能够利用的化学能的生理过程是能的生理过程是 。来自太阳的光能来自太阳的光能光合作用光合作用第第4 4节节 能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构光合作用的原理和应用光合作用的原理和应用正常苗正常苗白化苗白化苗正常幼苗正常幼苗能进行光能进行光合作用制合作用制造有机养造有机养料料白化苗不白化苗不能进行光能进行光合作用,合作用,无法制造无法制造有机养料有机养料这说明光合作用需要色素去捕获光能。这说明光合作用需要色素去捕获光能。捕
2、获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构实验实验绿叶中色素的提取和分离:绿叶中色素的提取和分离:绿叶中色素的种类和作用绿叶中色素的种类和作用捕获光能的结构捕获光能的结构叶绿体叶绿体观看视频,课后完成学案中的内容观看视频,课后完成学案中的内容实验实验绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和分离实验原理实验原理:1、为什么用无水乙醇提取绿叶中的、为什么用无水乙醇提取绿叶中的色素而不用水提取色素?色素而不用水提取色素?若实验室中没有无水乙醇,能否用其若实验室中没有无水乙醇,能否用其它有机溶剂代替?它有机溶剂代替?绿叶中的色素溶于无水乙醇等有绿叶中的色素溶于无水乙醇等有机溶剂,但不溶于水。机溶剂,但不溶
3、于水。能能3、将绿叶中色素分离的方法和原理、将绿叶中色素分离的方法和原理方法:方法:原理:原理:绿叶中的色素能溶解在绿叶中的色素能溶解在 中,且不同的色素在中,且不同的色素在 的的 不同:不同:高的高的随随 在在 上扩上扩散得快;反之则慢。几分钟之后,绿散得快;反之则慢。几分钟之后,绿叶中的色素会随着叶中的色素会随着 在在 上的扩散而分离开。上的扩散而分离开。纸层析法纸层析法层析液中层析液中层析液中层析液中溶解度溶解度溶解度溶解度层析液层析液滤纸滤纸层析液层析液滤纸滤纸实验材料的选择:实验材料的选择:新鲜的绿色叶片新鲜的绿色叶片实验步骤:实验步骤:提取色素:提取色素:制备滤纸条制备滤纸条画滤液
4、细线画滤液细线色素分离色素分离观察结果观察结果5g绿色叶片(剪碎)绿色叶片(剪碎)+少许少许SiO2+CaCO3+10ml无水乙醇无水乙醇迅速充分研磨迅速充分研磨过滤收集绿色滤液,加盖过滤收集绿色滤液,加盖:方法方法:细、直、匀细、直、匀(纸层析法):(纸层析法):方法及注意事项方法及注意事项干燥后,重复几次干燥后,重复几次注意注意:1、研磨时:、研磨时:加入加入 ,目的是,目的是 。加入加入 ,加入加入 ,目的是,目的是为了研磨得充分为了研磨得充分防止防止在研磨时绿叶中的在研磨时绿叶中的色素受到破坏色素受到破坏溶解绿叶中的色素溶解绿叶中的色素少许少许SiO2目的是目的是少许少许CaCO310
5、mL无水乙醇无水乙醇4、分离绿叶中的色素:、分离绿叶中的色素:注意事项:注意事项:滤纸条的放置:滤纸条的放置:装置装置 有滤液细线的一端朝下有滤液细线的一端朝下下端应插入层析液中下端应插入层析液中滤液细线不能触及层析液滤液细线不能触及层析液加盖加盖滤纸上的滤液细线,为什么不能触滤纸上的滤液细线,为什么不能触及层析液?及层析液?如果触及到层析液,细线上的如果触及到层析液,细线上的色素就会溶解到层析液中,而不色素就会溶解到层析液中,而不会在滤纸上扩散开来。会在滤纸上扩散开来。2、实验流程、实验流程观察记录观察记录胡萝卜素胡萝卜素叶绿素叶绿素a叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素b类胡萝卜素类胡萝卜素 叶绿素叶
6、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色素的种类色素的种类叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶叶绿绿体体色色素素叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光色素种类色素种类颜色颜色含含量量在层析在层析液中的液中的溶解度溶解度扩扩散散速速度度主要主要吸收吸收的可的可见光见光作用作用蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色黄色黄色橙黄色橙黄色叶叶绿绿素素类胡类胡萝卜萝卜素素3414叶绿叶绿素素a叶绿叶绿素素b叶黄叶黄素素胡萝胡萝卜素卜素最最多多较较多多最最少少较较少少最小最小最大最大较大较大较小较小最最快快最
7、最慢慢较较快快较较慢慢红光红光蓝紫光蓝紫光蓝紫光蓝紫光吸吸收收、传传递递、转转化化光光能能这些捕获光能的色素存在于这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢?细胞中的什么部位呢?三、绿叶中色素的分布三、绿叶中色素的分布外膜外膜内膜内膜基粒基粒基质基质叶绿体的分布叶绿体的分布 主要:叶肉细胞中主要:叶肉细胞中其他:幼嫩茎、果实等器官其他:幼嫩茎、果实等器官 的一些细胞中的一些细胞中 保卫细胞保卫细胞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
8、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子层3、含有的成分:、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 。少量少量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、基质中叶绿体的功能叶绿体的功能阅读资料分析中的内容,回答:阅读资料分析中的内容,回答:恩格尔曼实验的结论是什么?恩格尔曼实验的结论是什么?恩格尔曼的实验方法有什么巧妙恩格
9、尔曼的实验方法有什么巧妙 之处?之处?氧气是叶绿体在光下释放出来氧气是叶绿体在光下释放出来的,叶绿体是植物进行光合作用的,叶绿体是植物进行光合作用的场所。的场所。在叶绿体类囊体上和基质中,在叶绿体类囊体上和基质中,含有多种进行光合作用所必需的含有多种进行光合作用所必需的酶。说明:酶。说明:。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水绵是常见的水绵是常见的淡水藻类淡水藻类每条水绵由许多个结构相每条水绵由许多个结构相同的同的长筒状细胞长筒状细胞连接而成。连接而成。水绵很明显的特点是:水绵很明显的特点是:叶叶绿体呈带状绿体呈带状,螺旋螺旋排列在排列在细胞里。细胞里。、实验材料选择、实验材
10、料选择a 和和b 。a的优点是的优点是 ;b的优点是的优点是 。、没有空气的黑暗环境排除了、没有空气的黑暗环境排除了 和和 干扰。干扰。、用极细的光束照射,叶绿体上可分为、用极细的光束照射,叶绿体上可分为 和和 的部位,相当于一的部位,相当于一组组 实验。实验。、临时装片暴露在光下的实验再一次、临时装片暴露在光下的实验再一次 。水绵水绵好氧细菌好氧细菌叶绿体呈螺旋式带状,便于观察叶绿体呈螺旋式带状,便于观察可确定释放氧气多的部位可确定释放氧气多的部位氧气氧气光光光照多光照多光照少光照少对比对比验证实验结果验证实验结果叶绿体是进行光合作用的完整单位叶绿体是进行光合作用的完整单位光合色素光合色素位
11、于基粒上位于基粒上含光合酶含光合酶位于基粒上位于基粒上和基质中和基质中1、含有的成分看:、含有的成分看:2、结构上看:、结构上看:叶绿体内部有许多基粒,每个基叶绿体内部有许多基粒,每个基粒中有许多个类囊体粒中有许多个类囊体极大地扩展了受极大地扩展了受光面积光面积光合作用的原理和应用光合作用的原理和应用光合作用的定义光合作用的定义光合作用的探究历程光合作用的探究历程光合作用的过程光合作用的过程光合作用原理的应用光合作用原理的应用化能合成作用化能合成作用光合作用的定义光合作用的定义 光合作用是指光合作用是指 通过通过 ,利,利用用 ,把,把 和和 转化成转化成 ,并且释放出,并且释放出 的过程。的
12、过程。绿色植物绿色植物叶绿体叶绿体光能光能二氧化碳二氧化碳水水储存着能量的有机物储存着能量的有机物氧气氧气结论:植物的物质积累不是结论:植物的物质积累不是来自于土壤,而是完全来源来自于土壤,而是完全来源于水。于水。开始时开始时5 5年后年后实验前后实验前后的差值的差值柳树的柳树的质量质量2.3kg2.3kg76.7kg76.7kg干土的干土的质量质量90.8kg90.8kg90.7kg90.7kg+74.4kg+74.4kg0.1 kg0.1 kg1717世纪比利时世纪比利时 海尔蒙特海尔蒙特柳苗栽培实验柳苗栽培实验 直到直到18世纪中期,人们一直世纪中期,人们一直以为只有土壤中的水分是植物建
13、以为只有土壤中的水分是植物建造自身的原料,而没有考虑植物造自身的原料,而没有考虑植物能否从空气中得到什么。能否从空气中得到什么。普利斯特利(英)实验普利斯特利(英)实验 1771结论:绿色植物可以结论:绿色植物可以更新空气更新空气普利斯特利没有发现光在普利斯特利没有发现光在植物更新空气中的作用。植物更新空气中的作用。普利斯特利的实验只有在阳光照射普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功。下才能成功。植物体只有绿叶才能更新空气。植物体只有绿叶才能更新空气。2、英格豪斯实验(、英格豪斯实验(1779年)年)此时,人们尚不了解植物吸收和放出此时,人们尚不了解植物吸收和放出的究竟是什么气体。的究竟是什
14、么气体。1785年,由于发现了年,由于发现了空气的组成,人们才明空气的组成,人们才明确绿叶在光下放出的气确绿叶在光下放出的气体是氧气,吸收的是二体是氧气,吸收的是二氧化碳氧化碳提出问题:提出问题:光能哪里去了?光能哪里去了?1845年,德国科学家年,德国科学家梅耶梅耶根据根据能量转化与守恒定律明确指出:植能量转化与守恒定律明确指出:植物进行光合作用时,把物进行光合作用时,把光能光能转换成转换成化学能化学能储存起来。储存起来。提出问题:提出问题:光能转换成化学能,贮存于什么物质中呢?光能转换成化学能,贮存于什么物质中呢?即植物在吸收水分和二氧化碳、释放氧气的过即植物在吸收水分和二氧化碳、释放氧气
15、的过程中,还产生了什么物质呢?程中,还产生了什么物质呢?一一半半曝曝光光,一一半半遮遮光光在在暗暗处处放放置置几几小小的的叶叶片片萨克斯(德)实验萨克斯(德)实验 1864暗处理暗处理光照光照碘蒸汽处理碘蒸汽处理目的:消耗掉叶目的:消耗掉叶片中的营养物质片中的营养物质结论:光合作用的产物除氧气外还有淀粉结论:光合作用的产物除氧气外还有淀粉酒精脱色酒精脱色 光合作用的原料有水和二氧化碳,光合光合作用的原料有水和二氧化碳,光合作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水。作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水。提出问题:提出问题:随着技术的进步,人们对同位素有随着技术的进步,人们对同位素有了更多了解,这为解
16、决氧气来自水还了更多了解,这为解决氧气来自水还是二氧化碳提供了研究手段。是二氧化碳提供了研究手段。同位素标记法同位素标记法可用于追踪物质的运可用于追踪物质的运行和变化规律行和变化规律用同位素标记的化合用同位素标记的化合物,化学性质不会改物,化学性质不会改变变同位素标记法:同位素标记法:科学家通过追踪科学家通过追踪 的化合物,可以弄清的化合物,可以弄清 的详细过程。这种方法叫做同位素标的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。记法。同位素标记同位素标记化学反应化学反应光合作用释放的光合作用释放的O2到底是来自到底是来自H2O,还是还是CO2呢?呢?CO2C18O2H2O光照下的光照下的球藻悬液球藻悬
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