原创精品课件光合作用的认识过程与光合色素

第1课时光合作用的认识过程与光合色素

实验数据表明，每年全球通过光合作用大约同化2.0×1014kg碳，如以葡萄糖计算相当于合成4.0×1012和5.0×1012t有机物，可见植物光合作用规模之巨大。那么，植物生长的有机养料从何而来？众科学家经过不懈努力，逐步揭开了绿色植物的光合作用之谜。1771年英国的普里斯特利（J.Pristly）通过植物和动物之间进行气体交换的实验，第一次成功地应用化学的方法研究植物的生长，得知植物生长需要吸收二氧化碳，同时放出氧气。提示淀粉遇碘会变蓝光合作用的探究历程实施者实验过程及现象实验结论普里斯特利点燃的蜡烛与绿色植物，密闭——蜡烛不易熄灭；小鼠与绿色植物，密闭——小鼠不易窒息植物能更新空气（提醒：更新何种气体当时不知道）萨克斯绿色叶片光合作用产生淀粉

恩格尔曼O2是叶绿体释放出来的,叶绿体是光合作用的场所鲁宾、卡门光合作用释放的氧全部来自水

实验探究1．实验常考易错点(1)萨克斯实验中黑暗处理的目的：消耗掉叶片

中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照，检验试

剂为碘液，检验前用酒精水浴加热处理，目的

是溶解色素。(2)恩格尔曼选用水绵做实验材料的好处：叶绿

体大呈带状，便于观察，所用细菌异化作用类

型为需氧型。(3)鲁宾、卡门用的实验方法为示踪原子法(同

位素标记法)。(4)卡尔文选用小球藻做实验，用同位素标记法

揭示了暗反应过程。2．上述实验中对照实验设置

在光合作用的发现中，科学家们利用了对照实

验，使结果和结论更加科学、准确。(1)萨克斯：自身对照，自变量为是否照光(一

半曝光与另一半遮光)，因变量为叶片是否制造

出淀粉。(2)鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(H218O与C18O2)，因变量为O2的放射性。(3)普里斯特利：密闭的玻璃罩是否加植物为自

变量，蜡烛燃烧时间或小鼠存活时间为因变量。光合色素与光能的捕获为什么植物的叶片呈现绿色？

光照到物体表面后，该物体又将这种颜色的光反射出来，就是我们所见到的颜色。对植物而言，除了部分橙光、黄光和大部分绿光被反射外，其他的基本上都被叶绿素分子吸收了，所以植物的叶片呈现绿色。边做边学提取和分离叶绿体中的色素实验原理：

叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中，如丙酮（酒精）等。所以可以用丙酮提取叶绿体中的色素。叶绿体中的四种色素在层析液中的扩散速度不同，层析液的主要成分是石油醚，石油醚是一种脂溶性很强的有机溶剂，叶绿体中的四种色素在石油醚中的溶解度不同：溶解度最高的是胡萝卜素，它随石油醚在滤纸上扩散得最快；叶黄素和叶绿素a的溶解度次之；叶绿素b的溶解度最低，扩散得最慢。这样，几分钟后，四种色素就在扩散过程中分离开来。实验材料：

菠菜叶片若干，石英砂，碳酸钙，丙酮，层析液，滤纸条，天平、棉花，剪刀，铅笔，直尺

边做边学提取和分离叶绿体中的色素边做边学实验步骤：123456实验强化在平时7绿叶中色素的提取与分离实验1.原理解读

（1）各种色素都能溶解在有机溶剂(无水乙醇等)中形成溶液,使色素从生物组织中脱离出来。

（2）各种色素都能溶解在层析液中，但在层析液中的溶解度不同：溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，所以不同色素可以在滤纸上因扩散速度不同而分开，各种色素分子在滤纸上可形成不同的色素带。2.实验流程图示提取色素:称取5g绿色叶片充分迅速研磨色素滤液棉塞封口（1）将干燥的滤纸剪成6cm长、1cm宽的纸条，剪去一端两角（防止边缘扩散速度制滤纸条太快）（2）在距剪角一端1cm处用铅笔画一条细的横线（1）用毛细吸管吸少量的滤液沿铅笔线处小滤液划线心均匀地划一条滤液细线（要求细直齐）（2）干燥后再重复划2~3次剪碎，加少许SiO2和CaCO3加5mL丙酮过滤分离色素：将适量的层析液倒入试管中，装置如右图所示，插入滤纸条（有滤液细线的一端朝下），随后用棉塞塞紧试管口。注意:不能让滤纸上的滤液细线触到层析液观察结果滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带3.实验中几种化学物质的作用（1）丙酮作为提取液，可溶解绿叶中的色素。（2）层析液用于分离色素。（3）二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。（4）碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。拓展延伸1.影响叶绿素合成的因素（1）光照:光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。（2）温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，因而叶子变黄。（3）矿质元素:叶绿素中含N、Mg等矿质元素,若缺乏将导致叶绿素无法合成，老叶先变黄。另外,Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻,幼叶先变黄。2.本实验中圆形滤纸中央滴一滴层析液,对叶绿体中的色素进行层析，会得到近似同心的四个色素环，由内到外依次是黄绿色、蓝绿色、黄色、橙黄色。3.用丙酮或其它有机溶剂代替无水乙醇提取色素,

但丙酮有毒，研磨时需采取措施防止蒸发；也可用汽油代替层析液进行层析；可用其它绿色叶片代替菠菜，但不能用大白菜等不含叶绿素的材料。4.对光合作用而言最有效的光为白光,最无效的为绿光，故农业上一般用无色薄膜覆盖大棚，而实验室中黑暗处理有机物时需要有光条件下操作时最好选用绿光灯。边做边学讨论：1、实验中丙酮和层析液的用途是什么？2、叶绿体中的色素有哪几种？在实验报告中汇出色素在滤纸条上的分布情况。积极思维恩吉尔曼实验1、恩吉尔曼认为，丝状绿藻的光合作用会产生氧气，而且产生氧气的多少和光合作用的效率成正比2、他把一些好氧的并能运动的细菌放入盛有一条丝状绿藻的溶液中，再将棱镜产生的连续的不同波长的光投射到这条绿藻上。积极思维恩吉尔曼实验的结果分析：这一巧妙的实验说明了什么？实验表明