光能的捕获和利用——光合作用的发现.ppt

光能的捕获和利用,光合作用的发现,光合作用的意义,光合作用是自然界最基本的物质代谢和能量代谢 （即最基本的新陈代谢）,？,你知道吗 ,光合作用是怎样发现的？,一、光合作用的早期研究,一、17世纪 海尔蒙特的实验,四、19世纪 恩吉尔曼的实验,五、20世纪 鲁宾和卡门的实验,三、19世纪 萨克斯的实验,二、18世纪 普里斯特利的实验,光合作用发现的几个经典实验,五年后,17世纪，海尔蒙特(V.Helmont)实验,柳树增重74.4kg 土壤减少57g,植物重量的增加来自于水,讨论：实验的不足在哪里呢？,没有考虑到空气的影响,18世纪，普里斯特利(J.Priestley)实验,A组:,B组:,植物能“净化”空气,植物只有在光的作用下才能“净化”空气,实验结论： 产物是淀粉,黑暗处理的目的？,为什么用同一片叶片？,将叶片中原有的淀粉消耗掉,进行对照,19世纪，萨克斯(J.V.Sachs)实验,极 细 光 束,黑暗中,光照下,19世纪，恩吉尔曼（C.Engelmann）实验,因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体，而且螺旋分布于细胞中，便于进行观察分析研究。,先选用黑暗并且没有空气的环境，是为了排除实验中光线和氧的影响，确保实验的准确性。,先用极细光束照射水绵，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,1、为什么选用水绵做为实验材料？,2、为什么选用黑暗并且没有氧气的环境？,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？,光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢，还是两者兼而有之？,20世纪，鲁宾、卡门实验同位素标记,2、第二组向绿色植物提供H218O和CO2,1、第一组向绿色植物提供C18O2和 H2O,C18O2+H2O,CO2+H218O,O2,18O2,光合作用释放的O2全部来自于H2O,光合作用的概念：,光合作用是指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。,叶绿体色素提取与分离实验,（一）实验原理,1.提取：叶绿体中含有叶绿素和类胡萝卜素，这两类色素都溶于有机溶剂，所以可以用丙酮（无水乙醇）等有机溶剂提取,2.分离：色素在层析液中的溶解度不同，它们随层析液在滤纸条上的扩散速度也不同，从而将色素分离。,（二）实验步骤,色素提取,制备滤液,制备滤纸条,画滤液细线,色素层析,（三）实验疑难,1.石英砂作用：更易将菠菜充分研磨。,2.碳酸钙作用：正常情况下，叶绿体内为中性环境。但在研磨叶片时，液泡膜结构破裂，使细胞液中酸性物质释放出来。叶绿素中的镁容易被酸性物质中的氢离子所代替，叶绿素被破坏。加入碳酸钙可以与酸性物质反应，保护叶绿素。,3.将滤纸条的两角剪去的原因：不剪去两角，两角的层析液层析速度快，使分离出的色素带不整齐。,4.滤液细线为何画多次，为何风干后才能再画：多画的目的是为了增加色素的量；风干后再画，可以避免画的滤液细线过粗。因为滤液细线过粗，会出现不同色素带前后重叠、界限不清的问题,5.层析时要注意层析液不能没过滤液细线，否则色素溶解于层析液中，无法得到实验结果。,6.层析时，滤纸条不能贴壁，否则层析液不能将色素溶解就扩散到滤纸上端，无法得到实验结果。,7.结果分析,滤纸条上出现4个色素带，从离起点由远到近看依次是橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色；它们分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。,间距最大的是胡萝卜素和叶黄素，最小的是叶绿素a和叶绿素b。,色素带中最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。,9.叶绿体色素的吸收光谱,叶绿素a和叶绿素b合称叶绿素，胡萝卜素和叶黄素合称类胡萝卜素。,类胡萝卜素和叶绿素的吸收光谱不同，类胡萝卜素的吸收高峰在蓝紫光区域，叶绿素吸收高峰在蓝紫光区和红光区。对绿光吸收最少。（注意，对绿光也吸收，只是吸收的少）,结果：叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光,叶绿体中的色素提取液,叶绿体中色素吸收的光谱：,用武之地,1. 1777年，英国科学家普里斯特利把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个玻璃罩内，结果小白鼠和植物都能存活很长时间，但后来有人重复这个实验，有的成功，有的却没有成功。以下对这一现象的叙述，正确的是 A.该实验并不科学，没有可重复性 B.该实验的成败与否，要看是否将装置置于了阳光下 C.该实验说明光合作用释放的氧与小白鼠需要的氧达到了平衡 D.该实验说明光合作用需要的CO2与小白鼠呼出的CO2达到了平衡,2.下列是利用小球藻进行光合作用的示意图，图中A物质与B物质的相对分子质量的比为（ ） A. 1：2 B. 2：1 C. 9：8 D. 8：9,