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(共39张PPT)
第二节 光合作用-光能的捕获和转换
第一课时 光合作用的认识过程与光合色素
学习效果检测
本节小结
绿叶中光合色素
光合作用的发现过程
课标解读 核心素养
说出光合作用的认识历程。 了解并简述光合色素的种类、分布及其特征。 通过实验操作掌握提取和分离叶绿体中色素的过程。 通过重走科学家探索光合作用之路，帮助学生形成比较、分析等科学思维方式和严谨的科学态度。
通过学习实验操作及结果分析，增强学生的动手能力和分析问题的能力。
动物会摄取不同种类的食物，以获得生命活动所需要的物质和能量。
那么，植物是采用的哪种方式呢？
亚里士多德
2000多年前，古希腊的亚里土多德认为植物生长在土壤里，土壤是植物生命活动的源泉。
这只是我的推测哦，但没有证实。
这只是我的推测哦，但没有证实。
揭开光合作用之谜
PART
01
要点整合
1632年
1779年
1864年
19世纪
80年代
1940年
19世纪
60年代
1948年
英格豪斯的实验
海尔蒙特的“柳树实验”
萨克斯的研究
恩格尔曼的两个实验
俄国科学家的研究
鲁宾和卡门的实验
卡尔文的发现
海尔蒙特（比利时）的“柳树实验”
5年前
5年后
柳树苗2.5kg
土壤100kg
柳树约82.5kg
土壤约99.9kg
称 重
1632年
1779年
1864年
19世纪
60年代
19世纪
80年代
1940年
1948年
树木只要有水，就能生长发育。
你认为海蒙特的实验结论是否正确？
他忽视了哪个重要因素？
空气、光照等
否
海尔蒙特（比利时）的“柳树实验”
1632年
1779年
1864年
19世纪
60年代
19世纪
80年代
1940年
1948年
结果：绿叶只在阳光下产生气体，在黑暗条件下不产生气体。后来人们明白了空气的组成后，才确定绿叶在阳光下放出的气体是 O2。
放入水里的带叶枝条
英格豪斯（荷兰）的实验
1632年
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1864年
19世纪
60年代
19世纪
80年代
1940年
1948年
确定叶片在光下能产生淀粉
结论：
碘蒸气处理后的叶片
暗处理
12h光照
萨克斯（德国）的实验
1632年
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1864年
19世纪
60年代
19世纪
80年代
1940年
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利用光学仪器发现，叶绿素的吸收光谱与光合作用的作用光谱相吻合，证明了：
光合作用中利用的光和叶绿素吸收光能有关。
俄国科学家的研究
1632年
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1864年
19世纪
60年代
19世纪
80年代
1940年
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水绵
叶绿体
水绵
无空气的黑暗环境
无空气的曝光环境
极细光束
细菌聚集在被光束照射到的叶绿体部位。
细菌聚集现象消失，分布于叶绿体所有受光部位。
恩格尔曼的实验一
1632年
1779年
1864年
19世纪
60年代
19世纪
80年代
1940年
1948年
实验结果
恩格尔曼的实验一
1632年
1779年
1864年
19世纪
60年代
19世纪
80年代
1940年
1948年
1.为什么选用水绵和好氧细菌做为实验材料？
2.为什么选用黑暗并且没有空气的环境？
3.为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全暴露在光下？
水绵带状叶绿体，螺旋分布，便于进行观察分析研究。
好氧细菌能指示释放氧的部位。
材料、观测指标记
先选用黑暗且没有空气的环境，是为了排除实验中光线和氧的影响，确保实验的准确性。
能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而证明了实验结果完全是光照引起的，并且氧是由________释放出来的。
叶绿体
排除干扰的方法
实验对照设计
恩格尔曼实验的巧妙之处
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水绵的带状叶绿体上。在红光和蓝光区的叶绿体部位都聚集了大量的好氧细菌。
1632年
1779年
1864年
19世纪
60年代
19世纪
80年代
1940年
1948年
恩格尔曼的实验二
恩格尔曼的两个实验说明了什么？
叶绿体中含有能有效地吸收利用红光和蓝光的
物质，这些物质吸收的光与绿叶在光下产生氧
气有关。
研究方法：
放射性同位素标记法
同位素是指原子序数相同，而质量数不同的原子。同位素有的具有放射性，有的没有放射性。用放射性同位素标记的化合物在化学性质上不会改变。
作用：研究生物体内发生的反应历程，追踪物质的运行和变化规律。
1632年
1779年
1864年
19世纪
60年代
19世纪
80年代
1940年
1948年
鲁宾和卡门（美国）的实验
光照下的
小球藻悬液
第二组
第一组
H218O
CO2
H2O
C18O2
？
？
18O2
O2
光合作用产生的O2来自于H2O。
实验结论：
实验结果：
第一组产生的是O2，第二组产生的是18O2。
1632年
1779年
1864年
19世纪
60年代
19世纪
80年代
1940年
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鲁宾和卡门（美国）的实验
用14C标记14CO2，追踪光合作用中碳元素的行踪，历经十年终于发现CO2被用于合成糖类等有机物的途径——卡尔文循环。
（CH2O)
2C3
C5
CO2
14
14
14
14
14
14
14
14
1632年
1779年
1864年
19世纪
60年代
19世纪
80年代
1940年
1948年
卡尔文（美国）的实验
小 结
英格豪斯：绿叶只在阳光下产生气体，在黑暗条件下不产生气体。
鲁宾和卡门：光合作用释放的氧气是来自_______。
海尔蒙特：树木只要有水，就能生长发育。
俄国科学家：光合作用中利用的光和___________吸收光能有关。
萨克斯：确定叶片在光下能产生__________。
恩格尔曼：________中含有能有效地吸收利用红光和蓝光的物质，这些物质吸收的光与绿叶在光下产生___________有关。
卡尔文：光合作用产生的有机物中的碳来自____________。
淀粉
叶绿素
氧气
叶绿体
水
二氧化碳
1632年
1779年
1864年
19世纪
60年代
19世纪
80年代
1940年
1948年
提取和分离叶绿体中的色素
PART
02
1.提取色素的原理
无水乙醇等有机溶剂能溶解绿叶中的各种光合色素。
色素在层析液中的溶解度不同，因而在滤纸上的扩散速度也有差异。
溶解度高，扩散速度快
溶解度低，扩散速度慢
一、实验原理
2.分离色素的原理
使研磨更充分
防止研磨中色素被破坏
溶解绿叶中的色素
无水乙醇
分离绿叶中的色素
层析液
SiO2
CaCO3
二、实验材料与试剂
1.新鲜的绿叶、无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙
2.实验中几种化学试剂的作用：
01
02
03
04
05
实验
步骤
提取绿叶中的色素
制备滤纸条
画滤液细线
分离绿叶中的色素
观察与记录
三、实验步骤
1.研磨
2.过滤
（一）提取色素
1.制备纸条
2.画滤液细线
（二）纸层析法分离色素
3.分离色素
滤纸条
滤液细线
层析液
（二）纸层析法分离色素
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
叶绿素ａ（蓝绿色）
叶绿素ｂ（黄绿色）
滤纸条上有四条色带由上而下的排序是怎样的？
色素带与滤液细线之间的距离说明了什么？
色素带的宽度如何？这说明什么问题？
色素带越宽，说明含量越多
最多
较多
较少
最少
记忆小窍门：“胡、黄、a、b”
色素分布示意图
距离越远，说明在层析液中溶解度越大。
（三）实验结果分析
选材
提取色素
色素分离
画滤液细线
1
2
3
4
选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。
研磨要迅速、充分，层析时要加盖，因无水乙醇和层析液易挥发且有一定毒性。
滤液细线不能触及层析液，否则滤液细线中的色素将溶解到层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。
滤液细线要细、齐、直，且干燥后重复2-3次，使滤液细线既有较多的色素，又使各色素扩散的起点相同。
实验关键
光和色素的分布及其特征
PART
03
分类
类胡萝卜素
叶绿素
分布：
叶绿体的类囊体薄膜上
色素的吸收光谱：
01
02
03
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素ａ
叶绿素ｂ
主要色素
色素提取液
四种色素的吸收光谱
叶绿素主要吸收___________________
类胡萝卜素主要吸收________________，此外还有保护叶绿素免遭强光伤害
的作用。
蓝紫光
蓝紫光、红光
03
为什么植物的叶片呈现绿色？
因为光合色素能吸收大部分的可见光用于光合作用，但对绿光吸收最少，大部分绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。
太阳光照射到海面上，不同波长的光透过海水的深度是不同的。按照物理学原理，波长越短其能量就越大，透射力就越强，穿透海水的深度也就越深。
在可见光中红光的波长最长，也就意味着其能量最小，故透射的深度最浅。一般在表层海水中有足够的红光可以满足藻类植物的光合作用，所以在表层海水中分布有大量的绿藻。
蓝紫光的透射深度最深，但大部分蓝光被海水反射掉了，因此显示的海水是蓝色。
学科交叉
从物理学视角，我们能分析海洋中这些藻类的分层现象吗？
NO.1
光合作用的发现过程
NO.3
NO.2
绿叶中光和色素的提取和分离
光和色素的分布及其特征
本节小结
1．在生命科学发展过程的经典实验中，未用到放射性同位素标记法的是 （ ）
A．萨克斯证明光合作用的产物中有淀粉
B．卡尔文发现的卡尔文循环
C．光合作用产物O2中O来源
D．分泌蛋白的合成与运输
A
2．阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿体中色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．红光区和绿光区
C．蓝紫光区和绿光区 D．红光区和蓝紫光区
D
当堂检测
3．下图表示德国科学家萨克斯的实验。绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其他部分曝光。一段时间后，经脱色、漂洗再用碘液处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是(　　)
①本实验未设专门的对照组
②有无光照是a、b区域出现不同结果的唯一原因
③实验初始时a、b均达到无淀粉状态
④实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉
A．只有②③　　　　　 B．只有①②③
C．只有②③④ D．①～④全部
A
Thank You!

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