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1、光合作用发现史中的经典实验,光合作用（一）,1771年，普利斯特利的实验,普利斯特利认为：植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变浑浊的空气。,当时有人重复了普利斯特利的实验，有的成功了，有的却失败了。,汉水丑生侯伟作品,1779年英格豪斯发现：普利斯特利的实验只有在有光照射下才能成功，植物只有绿叶才能更新空气。,由于当时的科学界尚未发现空气的成分，所以当时的人们并不知道植物更新了空气的什么成分。直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下吸收二氧化碳，放出氧气。,经过了100多年的探索，人们才明确植物吸收二氧化碳和水，在阳光的照射下，产生了氧气。,在这一过程中，光能哪去了？,依据
2、能量的转化与守恒定律，植物在这一过程中把光能转化成其他形式的能量储存起来。,储存在什么物质中呢？,汉水丑生侯伟作品,土豆是变态的茎，含有大量的淀粉。,马铃薯的叶片中有淀粉吗？,先用热酒精使叶片脱色，后滴加碘液。,植物叶片中的淀粉是光合作用产生的吗？,1864年萨克斯的实验,植物叶片中本来就有淀粉，如何解决？,暗处理一晚上,光合作用发生在植物叶片细胞的那种结构中的呢？,1887年恩格尔曼的实验,实验对象：水绵（叶绿体呈_状）、好氧细菌。,自变量：叶绿体是否照到光。,因变量：叶绿体照光部位是否产生氧气，观测指标是_。,汉水丑生侯伟作品,因变量：叶绿体照光部位是否产生氧气，观测指标是_。,实验结果：
3、叶绿体集中分布在叶绿体的照光部位。,实验结论：,氧气是叶绿体释放的，叶绿体是光合作用的场所,汉水丑生侯伟作品,CO2 + H2O,光能,叶绿体,(CH2O) + O2,问题：光合作用产生的氧气中的氧来自CO2 还是H2O？,1939年，鲁宾和卡门的实验,?,?,汉水丑生侯伟作品,同位素标记法小结：,质子数相同，中子数不同的同一元素。例如，最早发现的碳元素原子量是12，后来又发现了原子量为13和14的碳元素，12C、13C和14C除了原子量不同外，其他的化学性质相同，因此只能放在元素周期表的同一位置，这就是同位素名称最初的由来。,同位素：,放射性同位素：,稳定性同位素：,原子核能自动放射出看不见
4、的具有一定穿透能力的射线。用特定的显影装置可检测到。,原子核比较稳定，不能发出射线,汉水丑生侯伟作品,汉水丑生侯伟作品,14C是放射性同位素，12C、13C则是稳定性同位素。高中阶段学习过的放射性同为素还有_、_、_、131I等。需要注意的是15N和18O是稳定性同位素。,汉水丑生侯伟作品,科学家通过特殊的放射性显影装置追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清生命活动和化学反应的过程。例如。,用3H标记的氨基酸可以用来研究_过程,35S标记的噬菌体可以用来研究噬菌体侵染大肠杆菌的过程中_是否进入大肠杆菌。,32P标记的噬菌体可以用来研究噬菌体侵染大肠杆菌的过程中_是否进入大肠杆菌,14C标记的1
5、4CO2可以用来研究_的过程,同位素的应用：,汉水丑生侯伟作品,1、噬菌体是如何侵染大肠杆菌的？,假设一：噬菌体的蛋白质外壳进入细菌，DNA未进入,假设二：噬菌体的DNA进入细菌，蛋白质外壳未进入,假设三：噬菌体的DNA和蛋白质外壳都进入了细菌,2、如何才能知道噬菌体的DNA和蛋白质外壳有没有进入细菌？,放射性同位素示踪法,汉水丑生侯伟作品,能不能用H3、C14标记噬菌体？,DNA：C、H、O、N、P,蛋白质：C、H、O、N、S,P32,S35,能不能同时用P32和S35标记噬菌体？,先标记细菌：在含有放射性同位素32P的培养基中培养细菌。,再标记噬菌体:用上述细菌培养噬菌体，制备含32P的噬
6、菌体,如何标记噬菌体？,汉水丑生侯伟作品,第一组实验：用35S标记的噬菌体（跟踪噬菌体的_）侵染普通的大肠杆菌，保温一段时间，搅拌，离心，检测沉淀物（大肠杆菌）和上清液的放射性。,第二组实验：用32P标记的噬菌体（跟踪噬菌体的_）侵染普通的大肠杆菌，保温一段时间，搅拌，离心，检测沉淀物（大肠杆菌）和上清液的放射性。,用18O标记的H218O和C18O2可以用来研究_。,同位素的应用：,科学家也可通过测量分子质量或用离心技术来区别同位素。,用15N标记的大肠杆菌的DNA可以用来研究_。,提问4 四条链中，有两条是原来的模板链，称为“母链”，两条新合成的链称为“子链”，你觉得复制后的两个DNA的两
7、条链是怎样的？,？,三、对复制方式的推测,半保留复制,半保留复制,你觉得这两种DNA最大的区别是什么？,如何依据两种DNA分子质量不同这一特点来区分两种DNA？,分子质量,离心,轻DNA,重DNA,中DNA,汉水丑生侯伟作品,按半保留复制演绎推理,15N,15N,15N,14N,14N,15N,14N,14N,14N,15N,14N,14N,14N,15N,结果预期,按全保留复制演绎推理,DNA复制2次,亲代DNA,在14N环境中DNA复制1次,15N,15N,15N,15N,14N,14N,14N,14N,14N,14N,15N,15N,14N,14N,结果预期,卡尔文的思路：用C14标记的
8、C14O2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性依次出现在什么物质里，从而弄明白CO2中的碳转化成有机物的途径。,汉水丑生侯伟作品,将小球藻放置在密闭容器中,然后将14C标记的14CO2通入容器，在照光后的不同时间，将培养的小球藻浸入热的乙醇中，这种处理有三种功效:杀死细胞、终止酶的作用、提取溶解的分子。然后将提取物用纸层析法分离，并通过一定的方法鉴定其成分。,通C14O2光下培养,杀死细胞，终止光合作用,提取溶液中的物质，纸层析法分离,从滤纸上洗脱物质，并鉴定,实验结果：,照光30秒，发现放射性出现在多种化合物中，有C3、C4、C5、C6、C7化合物。,如何确定放射性首先出现在哪个化合
9、物中？,卡尔文和他的科研小组通过不断缩短光照时间，发现放射性几乎只出现在一种三碳化合物（ C3化合物）中，从而证明最先生成的是C3化合物。,汉水丑生侯伟作品,捕获光能的色素和结构,1、提取绿叶的色素,原理：色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取色素。,称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中。,一、绿叶中色素的提取和分离,（二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。）,少许二氧化硅和碳酸钙 再放入10mL无水乙醇,迅速、充分的研磨,汉水丑生侯伟作品,将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。,收集滤液,封口。,制备滤纸条,画滤液细线,细、直、齐 重复23次,2、分离绿叶中的色素,
10、纸层析法,原理：不同色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。,纸层析法,色素的分离：,汉水丑生侯伟作品,色素在层析液体中溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。,注意：层析液不能没及滤液线,（石油醚）,叶绿素,类胡萝卜素,叶绿素a(蓝绿色),叶绿素b（黄绿色）,胡萝卜素（ 橙黄色）,叶黄素（黄 色）,胡 爷 爱 币,(1/4),(3/4),3、色素的种类,汉水丑生侯伟作品,分析：为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金黄呢？,由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡萝卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色,由于叶绿素比类胡萝卜素易受到低温的破坏，秋季低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来,二、色素的作用,吸收、传递、转化光能,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。色素对绿光吸收最少。,光谱仪测定的叶绿素的吸收光谱,汉水丑生侯伟作品,恩格尔曼在证明了光合作用的放氧部位是叶绿体后，紧接着又做了一个实验：他用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，结果见下图：,如何解释好氧细菌主要聚集在红光和蓝紫光照射的水绵细胞附近？,7(2014绵阳模拟)某生物兴趣小组想探究蔬菜不同叶片在叶绿素含量上的区别，选择了新鲜菠菜的“绿叶”、“嫩黄叶”，做“绿叶中色素的提取和分离”实验。实验结果如右图，下列判断正确的是(),A,
