光合作用第一課時

第2節(jié)能量之源——光與光合作用資料分析地球表面上的綠色植物每年大約制造了4400億噸有機物地球上的綠色植物每年儲存的能量約7.11x1018KJ,

這個數(shù)字相當(dāng)于240000個三峽水電站每年所發(fā)的電力.

白化玉米白化玉米苗可以看出：光合作用與細(xì)胞中的色素有關(guān)問題探討

為什么植物的葉片大多是綠色的，但有時葉片也會發(fā)黃？

因為綠葉中所含的色素主要是葉綠素，但也有其它的一些色素。一、捕獲光能的色素實驗原理：1.提取：葉綠體中的色素能溶解于有機溶劑無水乙醇中2.分離：各種色素在層析液中的溶解度不同。溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快；反之則慢分離方法：紙層析法綠葉中色素的提取和分離方法與步驟提取色素稱取5g鮮菠菜葉，去梗，剪碎，放入研缽加少許石英砂SiO2（充分研磨）加少許碳酸鈣（防止色素被破壞）加10ml無水乙醇（提取色素）快速研磨(迅速、充分）過濾研磨液葉片要新鮮，顏色要深綠，含有較多的色素。葉綠素不穩(wěn)定易被分解制備濾紙條方法與步驟濾紙條一端要剪去兩角，防止層析液在邊緣擴散過快。并在距此端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線。畫濾液細(xì)線方法與步驟毛細(xì)吸管吸取濾液，濾液細(xì)線要細(xì)、直、齊，使色素分子在同一條線上擴散，防止色素帶重疊。并待濾液干后，再畫一兩次，以增加色素含量，使分離的色素帶更清晰。方法與步驟分離色素濾液細(xì)線不能觸及層析液，否則色素溶解到層析液，濾紙條上得不到色素帶。方法與步驟分離色素實驗成功的關(guān)鍵1、葉片要新鮮，顏色要深綠，含有較多的色素。2、研磨要迅速、充分，葉綠素不穩(wěn)定易被分解。在研磨時要加入二氧化硅（有助于研磨充分）和碳酸鈣（中和有機酸，防止研磨中色素被破壞）。3、濾紙條一端要剪去兩角，防止層析液在邊緣擴散過快。4、濾液細(xì)線要細(xì)、直、齊，使色素分子在同一條線上擴散，防止色素帶重疊。并待濾液干后，再畫一兩次，以增加色素含量，使分離的色素帶更清晰。5、濾液細(xì)線不能觸及層析液，否則色素溶解到層析液，濾紙條上得不到色素帶。實驗結(jié)果：橙黃色黃色藍(lán)綠色黃綠色葉綠素溶液吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能2.色素的功能：色素的吸收光譜圖400500600700nm10050吸收光能百分比葉綠素類胡蘿卜素可見光區(qū)葉綠素：吸收藍(lán)紫光和紅光類胡蘿卜素：吸收藍(lán)紫光葉綠素

類胡蘿卜素葉綠素a葉綠素b胡蘿卜素葉黃素藍(lán)綠色黃綠色橙黃色黃色占3/4主要吸收藍(lán)紫光和紅光主要吸收藍(lán)紫光與光合作用有關(guān)的這些色素都存在于葉綠體中類囊體的薄膜上占1/4問題探討

有些蔬菜大棚內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍(lán)色光的燈管，并且在白天也開燈。

討論1.這種方法的好處是？不同顏色的光照對植物的光合作用會有影響嗎？2.能否用綠光燈管來補充光源？為什么？可以提高光合作用強度；不同顏色的光會影響植物的光合作用。不能；因為葉綠素基本上不吸收綠光三、葉綠體的結(jié)構(gòu)1880年恩格爾曼的實驗葉綠體的功能:葉綠體是進行光合作用的場所，它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進行光合作用所必需的酶。習(xí)題科學(xué)家恩格爾曼在證明光合作用放氧部位是葉綠體后，緊接著又做了一個實驗：他用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，驚奇地發(fā)現(xiàn)大量的好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)光區(qū)域．從這一實驗?zāi)隳艿贸龅慕Y(jié)論是（）A．紅光和藍(lán)光對好氧細(xì)菌有吸引作用B．好氧細(xì)菌喜歡聚集在氧氣含量少的光區(qū)C．葉綠體主要吸收綠光用于光合作用，放出氧氣D．葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)光用于光合作用，放出氧氣D光合作用的探究歷程觀點：植物體由“土壤汁”構(gòu)成，即植物生長發(fā)育所需的物質(zhì)完全來自土壤。問題：植物生長所需的物質(zhì)來自何處？亞里士多德(Aristotle)五年后一、1627年比利時科學(xué)家海爾蒙特開始柳樹的質(zhì)量2.27kg干土的質(zhì)量90kg+74.43kg－0.1kg結(jié)論：植物生長所需要的養(yǎng)料主要來自水,而不是土壤。76.7kg89.9kg5年后實驗前后的差值直到18世紀(jì)中期：人們一直認(rèn)為只有土壤中的水分是植物建造自身的原料。結(jié)論：植物可以更新污濁的空氣。二、1771年英國的科學(xué)家普利斯特利甲乙普利斯特利（J.Pristly）通過植物和動物之間進行氣體交換的實驗，第一次成功地應(yīng)用化學(xué)方法研究植物的生長。三、1779年荷蘭的科學(xué)家英格豪斯500多次植物更新空氣的實驗，又有何新發(fā)現(xiàn)？植物體只有在光下才能更新污濁的空氣。甲乙

英格豪斯知道植物更新了空氣中的什么成分嗎？為什么？問題討論：不知道，受到當(dāng)時化學(xué)發(fā)展水平的限制，人們尚不知道植物吸收和釋放的究竟是什么氣體。1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳。這一過程中，光能哪里去了？1845年，德國科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，指出植物在進行光合作用時，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來。四、1864年德國的植物學(xué)家薩克斯采用碘液檢測淀粉的方法進行實驗薩克斯，J.vonSachs(1832～1897)暗處理葉部分遮光光照滴加碘液酒精脫色問題討論：這個實驗得出什么結(jié)論？結(jié)論：植物在光下產(chǎn)生了淀粉1897年，人們首次把綠色植物的上述生理活動稱為光合作用。這樣，柳苗的生長之迷也終于被揭開了。發(fā)現(xiàn)內(nèi)容公元前3世紀(jì)植物生長所需物質(zhì)來自土壤植物生長需要的物質(zhì)是H2O1648年植物可以更新空氣1771年植物更新空氣需要光照1779年綠色植物通過光合作用吸收CO2釋放O21785年綠色植物通過光合作用制造了淀粉1864年葉綠體是光合作用的場所1880年光合作用釋放的O2全部來自H2O1941年光合作用的發(fā)現(xiàn)史活動：嘗試寫出光合作用的反應(yīng)方程式原料1原料2產(chǎn)物1產(chǎn)物2動力場所水CO2O2淀粉等有機物提出問題：探究光合作用釋放的氧氣到底來自二氧化碳還是水？五、1941年美國的科學(xué)家魯賓（S.Ruben）和卡門（M.Kamen）利用同位素標(biāo)記法進行了探究實驗。

CO2H218O?C18O2H2O?第一組第二組CO2H218O18O2C18O2H2OO2結(jié)論：光合作用釋放的氧氣來自水第一組第二組卡爾文及其同事用來研究光合藻類CO2固定的儀器裝置

他用14C標(biāo)記的CO2追蹤了光合作用過程中碳元素的行蹤，從而進一步揭示了光合作用中