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1、第第4节能量之源光与光合作用能量之源光与光合作用第5章 细胞的能量供应和利用1光合作用需要色素去捕获光能。光合作用需要色素去捕获光能。正常苗正常苗白化苗白化苗正常幼苗能进正常幼苗能进行光合作用制行光合作用制造有机养料。造有机养料。白化苗不能进行白化苗不能进行光合作用，无法光合作用，无法制造有机养料。制造有机养料。2（1 1）提取绿叶的色素）提取绿叶的色素 原理：色素能溶解在原理：色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所有机溶剂无水乙醇中，所以可用无水乙醇提取色素。以可用无水乙醇提取色素。称取称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中。的绿叶，剪碎，放入研钵中。一、捕一、捕获光能的色素光能的色素1.1.色素的种
2、类色素的种类3（二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可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。）防止研磨中色素被破坏。）少许二氧化硅和碳酸钙少许二氧化硅和碳酸钙再放入再放入10mL10mL无水乙醇无水乙醇迅速、充分的研磨迅速、充分的研磨4 将研磨液迅速倒入玻将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。璃漏斗中进行过滤。收集滤液收集滤液, ,封口。封口。5（2 2）制备滤纸条）制备滤纸条铅笔线铅笔线画铅笔细线画铅笔细线（3 3）画滤液细线）画滤液细线要求：要求：细、直细、直、齐齐 重复重复2 23 3次次6（4） 分离绿叶中的色素分离绿叶中的色素 原理：色素随层析液在滤纸上扩散速原理：色素随
3、层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。度不同，从而分离色素。层析液层析液培养皿培养皿层析液不能没及滤液线层析液不能没及滤液线7 溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢层析液层析液滤液细线82.2. 色素的作用色素的作用 实验表明：实验表明：叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收红光红光和和蓝蓝紫紫光，类胡萝卜素主要吸收光，类胡萝卜素主要吸收蓝蓝紫紫光。光。9二、捕二、捕获光能的光能的结构构恩格尔曼的实验恩格尔曼的实验隔绝空气隔绝空气黑暗环境用极细光束照射完全完全暴露暴露在光在光下下结论：结论： 氧是由氧是由 叶绿体叶绿体释放出来的，释放出来的， 叶绿体叶
4、绿体是进行光合作是进行光合作用的场所。光合作用需要用的场所。光合作用需要光照。光照。10 选材好。选材好。 水绵水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌好氧细菌可确定释放氧多的部位。可确定释放氧多的部位。 设计妙。设计妙。 没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰； 用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相对于一组对比实验。光照少的部位，相对于一组对比实验。恩格尔曼实验的巧妙之处？恩格尔曼实验的巧妙之处？115年后年后 17世纪世纪40年代，赫尔蒙特年代，赫尔蒙
5、特(J.B. van Helmont，荷兰，荷兰)柳树增重柳树增重柳树增重柳树增重74.4774.47kgkg土壤减少土壤减少土壤减少土壤减少0.060.06kgkg植物增重主要来自水分植物增重主要来自水分不足：不足：没有考虑到空气对光合作用的影响。没有考虑到空气对光合作用的影响。三、光合作用的探究三、光合作用的探究历程程1217711771年年 英国英国 约瑟夫约瑟夫普里斯特普里斯特利利蜡烛蜡烛熄灭熄灭。蜡烛蜡烛持续持续燃烧。燃烧。小鼠小鼠死亡。死亡。小鼠小鼠存活存活。植物能够更新因燃烧或呼吸而变混浊的空气植物能够更新因燃烧或呼吸而变混浊的空气。13结论：结论：绿叶在绿叶在光下光下吸收吸收C
6、OCO2 2 ，释放释放O O2 2。 1779 1779年年, ,荷兰科学家英格豪斯确定植物荷兰科学家英格豪斯确定植物只有只有绿叶绿叶才能更新空气并且才能更新空气并且依赖于光依赖于光。 1782 1782年年, ,拉瓦锡发现了空气的组成。拉瓦锡发现了空气的组成。 18451845年，德国科学家梅耶指出，植物光年，德国科学家梅耶指出，植物光合作用时，把合作用时，把光能转化成化学能光能转化成化学能储存起来。储存起来。1418641864年年 德国德国 萨克斯萨克斯 光合作用的产物除氧气外还有淀粉。151939年 美国 鲁宾和卡门光合作用释放的氧全部来自光合作用释放的氧全部来自水水。C18O2H2
7、OCO2H218O18O2O216美国科学家卡尔文美国科学家卡尔文CO2碳的同位素碳的同位素 14CCO214( CH2 O)+O214CO2+ H2O14光能光能叶绿体叶绿体2020世纪世纪4040年代年代17色素分子色素分子可见光可见光ADP+PiATP酶酶吸收吸收H2OO2H光解光解2C3C5CO2固定固定酶酶 C6H12O6 +H2O还还原原酶酶光反应光反应暗反应暗反应四四、光合作用的光合作用的过程程18光反应光反应 暗反暗反应应场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量变化变化光化学反应光化学反应酶促反应酶促反应类囊体薄膜上类囊体薄膜上基质中基质中光、色素、酶光、色素、酶多种酶多种酶水的光解水的光解ATP的生成的生成CO2的固定的固定 C3的还原的还原光能光能活跃的化学能活跃的化学能 活跃的化学能活跃的化学能稳定的化学能稳定的化学能联系联系前者是后者的基础，后者是前者的继续前者是后者的基础，后者是前者的继续反应反应性质性质19
