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1、第4节能量之源光与光合作用,光合作用的原理和应用,一、光合作用的探究历程,五年后,17世纪40年代，赫尔蒙特(J.B.van Helmont，荷兰),柳树增重74.47kg土壤减少0.06kg,植物增重主要来自水分,不足：没有考虑到空气对光合作用的影响。,1771年普利斯特利实验,普利斯特利实验,结论：植物可以更新空气。,疑问：不同的人重复实验，有的成功，有的失败，原因何在？,1779年，荷兰的英根豪斯,结论1：只有在光下植物才能更新空气。,结论2：植物体的绿叶在光下才能更新空气。,普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功,1782年,拉瓦锡证明参与光合作用气体是CO2。,光合作用过程需要CO
2、2参与,结论：,在这个过程中，光能又哪里去了呢？,CO2+H2O,？+气体,光能 化学能,德国科学家梅尔（R.Mayer)1845年 根据能量转换和守恒定律 明确指出，,光能转化为化学能，贮存在什么化合物中呢？,植物进行光合作用时：,CO2+H2O,?+气体,1864年,德国植物学家萨克斯实验,绿色叶片,黑暗处理,曝光遮光,碘蒸汽,不变蓝,变蓝,结论：,1.光合作用的产物是淀粉,2.光合作用需要光,使用：水绵,好氧菌,水绵结构,5、恩吉尔曼实验1880年，(美）,5.恩吉尔曼实验,黑暗、无空气 环境,完全暴光,光束,完全暴光,极细光束照射,光合作用可以释放氧气场所叶绿体光合作用需要光能,结论:
3、,恩吉尔曼实验,光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢？,1938，美国科学家 鲁宾和卡门,H2O C18O2,H218O CO2,O2 O2 O2,O2 O2 O2,O2 O2 O2,O2 O2 O2,O2 O2 O2,O2 O2 O2 O2,O2 O2 O2 O2,18O2 18O2 18O2,18O2 18O2 18O2,18O2 18O2 18O2,18O2 18O2 18O2,18O2 18O2 18O2,18O2 18O2 18O2,结论:,光合作用释放的氧全部来自水。,20世纪0年代,美国科学家卡尔文(M.Calvin),CO2,(CH2 O)+O2,14,CO2+H2
4、O,14,光合作用产生的有机物中的碳，是否来自CO2呢？,一、光合作用探索历程,1.场所：叶绿体,2.动力：光,3.原料：二氧化碳 水,4.产物：糖类 氧气,三、光合作用总反应式：,CO2+H2*O,（CH2O)+*O2,二、光合作用的场所、动力、原料、产物：,概念：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的有机物，并且释放出氧气的过程。,你能用一个化学反应式表示出来吗?,植物的光合作用是以太阳光能作为动力的，那植物是如何捕获光能进行光合作用的？比较健康幼苗与白化苗的生长状况，请分析为什么白化苗的长势比正常幼苗差？,正常幼苗能进行光合作用制造有机养料,白化苗不能进行光合作用
5、，无法制造有机养料,这说明光合作用需要色素去捕获光能。,捕获光能的色素和结构,为什么大多植物的叶片是绿色的，而有些植物的叶片不是绿色的?,为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？,哪植物叶片中到底含有哪些色素？,（一）提取色素：,1.研磨,材料:5g鲜叶,药品,SiO2使研磨充分,CaCO3 防止色素破坏,无水酒精溶解色素,原理：色素能溶解在丙酮或酒精等有机溶剂中，所以可用无水酒精提取色素。,1、绿叶中色素的提取和分离,2.过滤：获取绿色滤液,色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。,扩散速度与色素在层析中的溶解度的关系：,溶解度大，扩散速度快溶解度小，扩散速度慢,（二）分离色素,原
6、理：,1.准备滤纸条,要求：细而齐 重复23次,2.分离色素：,层析液不能没及滤液线,胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,说明色素的种类,色素,叶绿素（3/4）,类胡萝卜素（1/4）,叶绿素a,叶绿素b,叶黄素,胡萝卜素,吸收可见的太阳光,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,一、捕获光能的色素和结构,2、捕获光能的色素,（蓝绿色）,（黄绿色）,（橙黄色）,（黄 色）,二、色素的作用,实验表明：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。,色素的功能,叶绿素,类胡萝卜素,叶绿素a,叶绿素b,胡萝卜素,叶黄素,叶绿体色素,红光和蓝紫光,蓝紫光,叶绿体色素具有吸收光能、
7、传递光能、转化光能的作用,这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？,三、光合作用的完整单位叶绿体,叶绿体,含光合色素,为什么说叶绿体是进行光合作用完整单位？,位于基粒上,含光合酶,位于基粒上（少量）,位于基质中（大量）,1研磨绿叶时要加入碳酸钙，其目的是()A使各种色素溶解在丙酮中 B使研磨充分 C防止色素分子被破坏 D加速研磨,巩固练习,2对“叶绿体中色素的提取和分离”实验中，下列描述 正确的是()A将5g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入丙酮、石英砂、CaCO3以后，迅速研磨B用毛细吸管吸取少量滤液；沿铅笔线处小心均匀地划出一条滤液细线，并连续迅速地重复划23次C把划好细线的滤纸条插入
8、层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散D色素分子是有机物，不溶于水，所以研磨过程中加入丙酮是为了溶解色素,C,D,4下图所示“叶绿体中色素的提取和分离”实验的装置 正确的是()5纸层析法分离叶绿体色素时,滤纸上最下端的色素名称和颜色分别是()A橙黄色的胡萝卜素 B黄色的叶黄素 C蓝绿素的叶绿素a D黄绿色的叶绿素b 6在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，会看到近似同心的四圈色素环，排在最外圈的色素是()A橙黄色的胡萝卜素 B黄色的叶黄素 C蓝绿素的叶绿素a D黄绿色的叶绿素b,B,D,A,7阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中就会出现一些黑色条带，这些条带应位于A绿光区 B红橙光区和绿光区()C蓝紫光区和绿光区 D红橙光区和蓝紫光区,D,8用下述容积相同的玻璃罩分别罩住大小、生长状况相同的天竺葵，光照相同时间后，罩内O2最多的是()A绿色罩 B黑色罩 C无色罩 D蓝紫色罩,C,
