3.2光合作用---光能的捕获和转换课件-2023-2024学年高一上学期生物苏教版（2019）必修1

第二节 光合作用---光能的捕获和转换 亚里士多德认为：植物生长在土壤里，土壤是植物生命活动的源泉。 土壤减少的重量=植物增加的重量 亚里士多德(Aristotle) 问题：植物为什么长大?所需的营养物质来自何处？ 2 一、解开光合作用之谜 1、1627年，比利时，范·海尔蒙特：只浇水，不施其他肥料 结论： 植物所需的养料来自水而不是土壤； 局限性：忽略了空气中的成分； 2、1771年，英国，普利斯特利： ①小鼠/点燃的蜡烛，密闭玻璃钟罩→蜡烛易熄灭/小鼠易死亡 ②小鼠/点燃的蜡烛+绿色植物，密闭玻璃钟罩→蜡烛不易熄灭/小鼠不易死亡 结论： 绿色植物可以更新空气； 小知识：1785年,拉瓦锡发现了空气的组成。 3、1779年，荷兰，英根豪斯：带叶枝条放入水中，在光下产生氧气，暗处不产生氧气； 结论：植物需要光照才能产生氧气 绿色叶片 黑暗处理 碘蒸汽处理 一半遮光 一半曝光 4、1864年，德国，萨克斯： 曝光 酒精水浴脱色 遮光：不变蓝 曝光：变蓝 结论：光合作用能产生淀粉。 黑暗处理（“暗处理”/“饥饿处理”）目的：消耗掉植物中原有的有机物； 遮光 5、1883年，德国，恩吉尔曼，水绵＋好氧细菌， 若完全曝光，则好氧细菌均匀分布于叶绿体周围；若极细光束照射，则好氧细菌集中分布于被光照射的叶绿体周围； 注：水绵是一种藻类，常生活在淡水中，细胞中有一条或多条螺旋排列的带状叶绿体； 结论：光合作用的场所是叶绿体；光合作用释放氧气； 极 细 光 束 均匀光照 教材P86：恩吉尔曼又用透过三棱镜的光照射临时玻片标本，让不同颜色的光投射到水绵的带状叶绿体上，实验结果是：在红光区和蓝光区的叶绿体部位都聚集了大量的好氧细菌。 结论：叶绿体主要吸收蓝紫光和红光进行光合作用； 6、1940年，鲁宾和卡门，同位素标记法： 实验过程：H218O ＋ CO2 → 植物 → 18O2 ； H2O ＋ C18O2 → 植物 → O2 结论：光合作用释放的氧气来自水； 18O2 CO2 第一组 H218O 第二组 C18O2 O2 H2O 小球藻溶液 7、1948年，美国，卡尔文，同位素标记法，用14C标记的CO2供小球藻进行光合作用，追踪其放射性：14CO2→14C3→(14CH2O)（卡尔文循环） 补充： 同位素 原子序数相同，质量数不同的原子 分类 放射性同位素： 稳定性同位素： 3H、14C、32P，35S 18O、15N 捕获光能的结构——叶绿体: 叶绿体功能：光合作用的场所； 光合色素分布于类囊体膜，叶绿体基质中含有少量的DNA和RNA； 二、实验：提取和分离叶绿体中的色素 提取原理： 分离原理： 1、原理： 叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂中，可以用无水乙醇或丙酮提取色素 ； 叶绿体中的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条上扩散的快，溶解度低的扩散的慢 （纸层析法）； ①提取色素： 新鲜、浓绿的菠菜 叶、剪碎 二氧化硅： 无水乙醇/丙酮： 碳酸钙： 研磨充分； 提取/溶解色素； 防止叶绿素遭破坏； 2、步骤： → 研钵中充分快速的研磨 ＋ → 收集到试管内并加棉塞； → 过滤：不能用滤纸，应该用单层尼龙布 或脱脂棉； 单层 尼龙布 注：若提取到的色素滤液颜色较浅，则原因可能是： a、未加二氧化硅，研磨不充分； b、未加碳酸钙，色素遭破坏。 C、称取绿叶过少或不新鲜； d、加入无水乙醇量过多，色素被稀释； 放置几天的叶子 a、一端剪去两角的目的：保证色素在滤纸条上扩散均匀、整齐，便于观察，否则会形成弧形色素带； b、在距剪去两角的一端1cm处画铅笔线 ②制备滤纸条： ③画滤液细线：细、直、齐 用毛细吸管吸取色素滤液，沿铅笔细线画细线，待干后，再画1—2次，以增加色素含量； ④分离色素： 注：滤液细线不能触及层析液，否则滤液细线上的色素会溶解在层析液中； 加培养皿覆盖烧杯：防止层析液挥发； ⑤观察结果： 黄绿色，溶解度最低 橙黄色，溶解度 最高，色素含量最少 黄色 蓝绿色，含量最多 类胡萝卜素 （约占1/4） 叶绿素 （约占3/4） 胡萝卜素： 叶黄素： 叶绿素a： 叶绿素b： 在滤纸的中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散，会得到近似同心环的4个色素圈，由外向内依次是什么色素？分别是什么颜色？ 积极思维： 附：叶绿体中色素的吸收光谱 注：①类胡萝卜素不能吸收红光； ②因为光合色素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色； 注： ②Mg2+是合成叶绿素的必需元素（属于大量元素） ③叶绿体中色素分布于类囊体膜上，叶绿体中的色素是脂溶性的，而液泡中的色素是水溶性的