光合作用之发现历程中的经典实验(一轮复习)
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光合作用(一)光合作用发现历程中的经典实验
N14 N15
中DNA
按半保留复制演绎推理
结果 预期
按全保留复制演绎推理
结果 预期
亲代DNA
15N 15N
15N 15N
在14N环境 中DNA复制 1次
15N 14N
14N 15N
15N 15N
14N 14N
DNA复 制2次
15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N 15N
15N 15N 14N 14N 14N 14N 14N 14N
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
汉
水
丑
氧
化
碳
和水
，
在阳
光
的
照
射下
，
产
生
了
氧
气
。生 侯 伟 作 品
在这一过程中，光能哪去了？
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
。汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
放射性同位素：
原子核能自动放射出看不见的具
有一定穿透能力的射线。用特定
汉
水
丑
生
侯
的
显
影
装
置
可
检
测
到
。伟 作 品
稳定性同位素： 原子核比较稳定，不能发出射线
光合作用发现史高三一轮复习人教版.ppt
a．为什么对天竺葵先进行暗处理？ 暗处理是为了将叶片内原有的淀粉运走耗尽。 b．为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？ 部分遮光、部分曝光，是为了进行对照。 c 、酒精脱色是脱掉绿叶中什么成分?
光和色素
水绵是常见的淡水藻类 每条水绵由许多个结构相同的长筒状细胞连 接而成。 水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状，螺旋 排列在细胞里。
防止色素溶解于层析液中而无法分离），
用培养皿盖住（防止层析液挥发）。
培养皿
层析液
插滤纸条
5.观察与记录
实验结果：
讨论：1.滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？ 宽窄如何？这说明了什么？
光和色素的作用：吸收、传递和 转化光能
胡萝卜素（橙黄色）
绿 叶 中 的 色 素
ห้องสมุดไป่ตู้
类胡萝卜素
（含量约1/4）
叶黄素（黄色） 叶绿素a（蓝绿色）
现象： 蜡烛持续燃烧。
现象：小鼠存活。 现象：小鼠死亡。 结论： 植物能够净化因燃烧或呼吸而变混浊的空气。
2.1779年，英根豪斯实验
英根豪斯重复做了500多次普利斯特利的实验，结果发
现只有在阳光照射下才能成功（1785年，化学上发现
了空气的组成，人们才明确“绿色植物跟新空气”指
吸收绿色植物吸收CO2，释放O2。）
叶绿素
（含量约3/4）
叶绿素b（黄绿色）
光合作用的探索历程
1、1771年，普利斯特 2、1779年，英根豪斯 3、1845年，梅耶 4、1864年，萨克斯 5、1880年，恩格尔曼 6、1940年，鲁宾和卡门 7、1997年，卡尔文
一.1771年，普利斯特利的实验
现象：蜡烛熄灭。
一、光合色素的提取和分离 原理： 无水乙醇可以提取光和色素
光和色素
水绵是常见的淡水藻类 每条水绵由许多个结构相同的长筒状细胞连 接而成。 水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状，螺旋 排列在细胞里。
防止色素溶解于层析液中而无法分离），
用培养皿盖住（防止层析液挥发）。
培养皿
层析液
插滤纸条
5.观察与记录
实验结果：
讨论：1.滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？ 宽窄如何？这说明了什么？
光和色素的作用：吸收、传递和 转化光能
胡萝卜素（橙黄色）
绿 叶 中 的 色 素
ห้องสมุดไป่ตู้
类胡萝卜素
（含量约1/4）
叶黄素（黄色） 叶绿素a（蓝绿色）
现象： 蜡烛持续燃烧。
现象：小鼠存活。 现象：小鼠死亡。 结论： 植物能够净化因燃烧或呼吸而变混浊的空气。
2.1779年，英根豪斯实验
英根豪斯重复做了500多次普利斯特利的实验，结果发
现只有在阳光照射下才能成功（1785年，化学上发现
了空气的组成，人们才明确“绿色植物跟新空气”指
吸收绿色植物吸收CO2，释放O2。）
叶绿素
（含量约3/4）
叶绿素b（黄绿色）
光合作用的探索历程
1、1771年，普利斯特 2、1779年，英根豪斯 3、1845年，梅耶 4、1864年，萨克斯 5、1880年，恩格尔曼 6、1940年，鲁宾和卡门 7、1997年，卡尔文
一.1771年，普利斯特利的实验
现象：蜡烛熄灭。
一、光合色素的提取和分离 原理： 无水乙醇可以提取光和色素
光合作用(一)光合作用发现史中的经典实验2018
侯
的
显
影
装
置
可
检
测
到
。伟 作 品
稳定性同位素： 原子核比较稳定，不能发出射线
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
O是稳定性同位素。 18
汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
大肠杆菌
①先标记细菌：在含有放射性同位素 32P的培养基中培养细菌。 ②再标记噬菌体:用上述细菌培养噬菌 体，制备含32P的噬菌体
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。
同位素的应用：
②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18O标记的H218O和C18O2可以用来研究 ____________________________________。
用15N标记的大肠杆菌的DNA可以用来研究 ____________________________________。
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
2019届 一轮复习人教版 光合作用的探究历程与基本过程 课件
叶绿体是进行光合作用 的场所。
考点二 捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程（知识精讲）
2.叶绿体色素及其吸收光谱
叶绿素a
叶绿素b
类胡萝卜素
考点二 捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程（知识精讲）
易错警示
混淆塑料大棚中“薄膜颜色”与“补光类型”
1.不同“薄膜颜色”的透光情况比较
红色薄膜 蓝色薄膜 无色薄膜
中和有机酸， 保护叶绿素 研磨 更充分
D.研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分
解析 菠菜绿叶富含叶绿素，可用作提取叶绿素的材料， A正确；加入碳酸钙可避免研磨过程中液泡中的有机酸 等物质对叶绿素的破坏，B正确；用乙醇提取到的叶绿 体色素含有胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，C 错误；研磨加石英砂的目的是为了研磨更充分，D正确。 答案 C
考点一 实验：叶绿体中色素的提取和分离（应试例析）
叶绿体中色素提取分离异常现象分析
正 常 分 离
未 加 碳 酸 钙
未 加 二 氧 化 硅
未 加 无 水 乙 醇
考点一 实验：叶绿体中色素的提取和分离（应试例析）
【即学即练】(2017· 河北冀州中学第二次段考，41)如图表示用韭菜宿根进行的相关对 照实验流程。下列叙述错误的是( B )
结论：光合作用产生的氧气来自水
考点二 捕获光能的色素和结构及光合作用探究历程（应试例析）
【对接高考-角度1】1.(2017· 全国卷Ⅲ，3)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作 用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是( ) A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成 B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制 C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
光合作用一轮复习
下列选项中正确的是
()
A.光强度在 8.0～9.0 klx 之间时,细胞内合成 ATP 的速率不变
B.光强度在 2.0 klx 时,细胞内不进行光合作用
C.光强度在 8.0 klx 时,细胞既吸收 CO2 又吸收 O2 D.超过 9.0 klx 时,光合速率不再增加,此时外界 CO2 浓度是其主
要的环境制约因素
4.在环境中的 CO2 浓度恒定、温度适宜的情况下,测定植物叶
片在不同光照条件下 CO2 的吸收量,结果如表(表中负值表示
CO2 释放量,正值表示 CO2 吸收量):
光强度(klx)
2.0 4.0 6.0 8.0 9.0 10.0
CO2 吸收量
(mg·100 cm－2·h－1) －2.0 2.0 6.0 10.0 12.0 12.0
A. 在C点往左，随光照强度增强， 光合作用增强
B. 光照强度为b时，叶肉细胞的光 合作用强度与呼吸作用强度相等
C. 光照强度为C时的表观光合作用 强度就是虚线的高度
D. 在坐标所示各阶段该植株始终进 行着呼吸作用
2．CO2 浓度对光合作用强度的影响
应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风”，增施农 家肥等增大 CO2 浓度，提高光合作用速率。
光合作用一轮复习
定海一中 王波
一 光合作用过程
例1.若同一植物处于两种不同情况下进行光 合作用，甲：一直光照（适宜）10分钟； 乙：光照5秒，黑暗5秒，持续20分钟，则 光合作用制造的有机物：甲__乙( < > )。
例2．利用小球藻培养液进行实验时，加入抑制光合作用的碳
反应的药物后，发现在同样的光照条件下释放氧气的速
为：NADP＋＋2e－＋H＋→NADPH，该反应式中电子的
高考生物一轮复习第10讲光合作用的探究历程与基本过程课件高三全册生物课件_1
12/9/2021
②色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此 种色素含量 越多 。色素带最宽的是叶绿素 a，最窄的是 胡萝卜素，叶绿素 b 的色素带比叶黄素的稍宽。
③色素带扩散速度与 溶解度 有关，扩散速度越快说 明溶解度越 高 。
④相邻两条色素带之间距离最远的 是 胡萝卜素和叶黄素 ，最近的是 叶绿素 a 和叶绿素 b 。
12/9/2021
2．夏季连续阴天，提高大棚中作物产量应采取哪些措 施？
提示 ①增加光强、②增加 CO2 浓度、③夜晚适当降 低温度。
12/9/2021
◆ 自查诊断 1．叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩 散就越慢。( × ) 2．离体叶绿体基质中添加 ATP、NADPH[H]和 CO2 后，可完成暗反应。( √ ) 3．在适宜光照条件下，叶肉细胞中 CO2 的固定和产生 场所分别是叶绿体基质、线粒体基质。( √ )
B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸 收值来绘制
C．光合作用的作用光谱也可用 CO2 的吸收速率随光 波长的变化来表示
D．叶片在 640～660 nm 波长光下释放 O2 是由叶绿素 参与光合作用引起的
12/9/2021
[解析] 类胡萝卜素不吸收红光，A 错误；光合色素的 吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B 正 确；光合作用的作用光谱既可用 O2 的释放速率随光波长的 变化来表示，也可用 CO2 的吸收速率随光波长的变化来表 示，C 正确；叶片在 640～660 nm 波长光下只有叶绿素能 吸收光能，进行光合作用，释放 O2，D 正确。
原理
绿叶中的色素溶于 有机溶剂 ，而 提取 无水乙醇 不溶于水
各种色素在 层析液 中的 溶解度
分离 层析液 不同，溶解度高 的随 层析液 在滤 纸上扩散得快，反之则慢
②色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此 种色素含量 越多 。色素带最宽的是叶绿素 a，最窄的是 胡萝卜素，叶绿素 b 的色素带比叶黄素的稍宽。
③色素带扩散速度与 溶解度 有关，扩散速度越快说 明溶解度越 高 。
④相邻两条色素带之间距离最远的 是 胡萝卜素和叶黄素 ，最近的是 叶绿素 a 和叶绿素 b 。
12/9/2021
2．夏季连续阴天，提高大棚中作物产量应采取哪些措 施？
提示 ①增加光强、②增加 CO2 浓度、③夜晚适当降 低温度。
12/9/2021
◆ 自查诊断 1．叶绿体色素在层析液中的溶解度越高，在滤纸上扩 散就越慢。( × ) 2．离体叶绿体基质中添加 ATP、NADPH[H]和 CO2 后，可完成暗反应。( √ ) 3．在适宜光照条件下，叶肉细胞中 CO2 的固定和产生 场所分别是叶绿体基质、线粒体基质。( √ )
B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸 收值来绘制
C．光合作用的作用光谱也可用 CO2 的吸收速率随光 波长的变化来表示
D．叶片在 640～660 nm 波长光下释放 O2 是由叶绿素 参与光合作用引起的
12/9/2021
[解析] 类胡萝卜素不吸收红光，A 错误；光合色素的 吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B 正 确；光合作用的作用光谱既可用 O2 的释放速率随光波长的 变化来表示，也可用 CO2 的吸收速率随光波长的变化来表 示，C 正确；叶片在 640～660 nm 波长光下只有叶绿素能 吸收光能，进行光合作用，释放 O2，D 正确。
原理
绿叶中的色素溶于 有机溶剂 ，而 提取 无水乙醇 不溶于水
各种色素在 层析液 中的 溶解度
分离 层析液 不同，溶解度高 的随 层析液 在滤 纸上扩散得快，反之则慢
一轮复习 光合作用的探究历程与基本过程
捕获光能的色素和结构
1.(2016· 全国课标卷Ⅱ ， 4)关于高等植物叶绿体中色素的叙述， 错误的是( )
A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收 C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作 用
D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引
C3 和 C5 浓度达到稳定时，物质 A 的浓度将比 B 的 ________( 低、
高 )。 (4)CO2 浓度为 0.003% 时，该植物光合速率最大时所需要的光照 强度比CO2浓度为1%时的________(高、低)，其原因是_______ ______________________________________________________。
误。
答案 B
环境因素骤变对光合作用物质含量变化的影响 【典例】 (2011· 新课标 Ⅰ 卷 ) 在光照等适宜条件下，将培养在
CO2 浓度为 1%环境中的某植物迅速转移到 CO2 浓度为 0.003%
环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势 如下图。
(1)图中物质A是________(C3、C5)。 (2) 在 CO2 浓度为 1% 的环境中，物质 B 的浓度比 A 的低，原因是 ______________________________________________________； 将 CO2 浓度从 1%迅速降低到 0.003% 后，物质 B 浓度升高的原因 是_______________________________________________。 (3) 若使该植物继续处于 CO2 浓度为 0.003%的环境中，暗反应中
用下一部分合成了(CH2O)，另一部分又形成了C5，C正确；光照
基于探究的探究——研究植物光合作用发现史中的经典实验
1．设计背景（１）培养学生实验设计能力势在必行科学（7—9年级）课程的目标是提高每个学生的科学素养，实验是培养学生科学素养的重要途径和方法，而提出合理的假设、科学地设计实验方案则是实验教学的灵魂所在，自行设计实验有利于提高学生以思维和创新能力为主的综合能力，有利于训练学生的科学方法，因此高考和现在倡导的研究性课题研究对“实验设计与探究”提出了更高的要求。
但是传统中学生物实验教学是以技能性实验、验证性实验为主的，学生只需要按照实验指导中的目的要求、方法步骤按部就班地机械地进行操作，很少有自主性、探究式成分。
因此在教学中教师如何有效的利用课堂教学来提高学生的实验设计能力，成了需要迫切解决的问题。
（２）经典实验是学生设计实验方案的优秀范例英国学者贝尔纳在1939年就指出：“如果学生不能够以某种方式亲自参加科学发现的过程，就绝对无法使他充分了解现有科学知识的全貌。
”生命科学史中的经典案例闪耀着科学家的智慧，展示着科学研究方法，有助于熏陶和引导学生的科学思维方法，有利于学生从模仿创新开始，逐步发展到独立的原创创新，能有效地提高学生提出假设、设计实验的能力；另外，精妙绝伦的经典实验展示了知识发生过程，在课堂教学中引导学生研究经典实验，将科学结论产生的过程和方法同学生学习过程结合起来，能帮助学生深刻理解知识、理解科学的本质；利用科学史的“故事性”，能有效地提高学生的学习兴趣；重温先人勇于探索的过程，能有助于培养学生实事求是的科学态度和坚忍不拔的科学精神。
2、设计策略科学探究必须以具体的知识为载体，它不能独立于具体知识之外。
本活动以光合作用发现史为知识载体，沿着光合作用发现的历史线索,从古希腊亚里士多德→1648海尔蒙特→1771(光合作用年)普利斯特利→1779英格豪斯→1864萨克斯→1880恩吉尔曼……通过分析系列经典实验得出植物光合作用的原料、产物、场所、动力，逐步用表3-1总结，然后通过聚合思维归纳，最后抽象出光合作用模型，为学生提出假设和设计实验提供相关的基础知识。
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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
汉
水
丑
氧
化
碳
和水
，
在阳
光
的
照
光能
CO2 + H2O 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
A
汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
?
?
B
20世纪40年代 【美】卡尔文14CO2→(14CH2O)
卡尔文循环
同位素标记法小结：
同位素：质子数相同，中子数不同的同一元素。例如，
称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中。
汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
少许二氧化硅和碳酸钙 再放入10mL无水乙醇
（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。）
将研磨液迅速倒入玻 璃漏斗中进行过滤。
收集滤液,封口。
2、分离绿叶中的色素
纸层析法
制备滤纸条
画滤液细线
铅笔线 画铅笔细线
细、直、齐 重复2—3次
光合作用（一）
光合作用发现史中的经典实验
18世纪中期 只有土壤中的水分是植物建造 自身的原料。
1771年，【英】普利斯特利的实验
汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
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。
1779年【荷兰】英格豪斯发现：普利斯特利的实
射下
，
产
生
了
哪去了？
依据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？
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【德】萨克斯的实验
二、色素的作用 吸收、传递、转化光能
光谱仪测定的叶绿素的吸收光谱
汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
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。
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：
侯
的
显
影
装
置
可
检
测
到
。伟 作 品
稳定性同位素： 原子核比较稳定，不能发出射线
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35S 、32P、3H 、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
同位素的应用：
①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。汉
叶绿体的作用仅仅是吸收光能吗？
• 水绵是常见的淡水藻类 • 每条水绵由许多个结构相
同的长筒状细胞连接而成。 • 水绵很明显的特点是：叶
绿体呈带状，螺旋排列在 细胞里。
恩格尔曼实验
水绵结构
无空气的黑暗环境 无空气的光下
这两组实验想说明什么问题？ 氧气是叶绿体释放出来的， 叶绿体是光合作用的场所。
水 丑 生 侯 伟 作 品
用3H标记的氨基酸可以用来研究蛋白质的分泌过程
35S标记的噬菌体可以用来研究噬菌体侵染大肠杆 菌的过程中蛋白质外壳是否进入大肠杆菌。
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DNA是否进入大肠杆菌
14C标记的14CO2可以用来研究光合作用中C的转移的过程
捕获光能的色素和结构
色素的分离： 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。
培养皿
汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
层析液
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。
（石油醚）
注意：层析液不能没及滤液线
3、色素的种类
胡萝卜素（ 橙黄色）
胡
类胡萝卜素
爷
(1/4)
叶黄素（黄 色）
暗处理一晚上
植物叶片中本来就有淀粉，如何解决？
1864年【德国】萨克斯实验
目的：消耗掉叶
证明绿叶在光下制造了淀粉
片内的营养物质
黑暗处理 一昼夜
让一片叶片一半 曝光一半遮光
除去叶绿素
酒精
目的：使叶片 含有的叶绿素 溶解到酒精中
水
滴 加 碘 液 后
光合作用发生在植物叶片细胞的哪种 结构中的呢？
1887年恩格尔曼的实验
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
。汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
放射性同位素：
原子核能自动放射出看不见的具
有一定穿透能力的射线。用特定
汉
水
丑
生
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 )
爱
叶绿素a(蓝绿色)
叶绿素
币
(3/4) 叶绿素b（黄绿色）
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
一、叶绿体
形状: 扁平的椭球形 或球形 结构： 外膜、内膜、基粒、基质（含少量DNA和有关酶） 功能： 光合作用的场所
叶绿体——“养料制造工厂”和“能量转换站” 思 考 叶绿体存在于哪些细胞中？
二、绿叶中色素的提取和分离
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。
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
汉
水
丑
氧
化
碳
和水
，
在阳
光
的
照
光能
CO2 + H2O 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
A
汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
?
?
B
20世纪40年代 【美】卡尔文14CO2→(14CH2O)
卡尔文循环
同位素标记法小结：
同位素：质子数相同，中子数不同的同一元素。例如，
称取5g的绿叶，剪碎，放入研钵中。
汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
少许二氧化硅和碳酸钙 再放入10mL无水乙醇
（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。）
将研磨液迅速倒入玻 璃漏斗中进行过滤。
收集滤液,封口。
2、分离绿叶中的色素
纸层析法
制备滤纸条
画滤液细线
铅笔线 画铅笔细线
细、直、齐 重复2—3次
光合作用（一）
光合作用发现史中的经典实验
18世纪中期 只有土壤中的水分是植物建造 自身的原料。
1771年，【英】普利斯特利的实验
汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
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。
1779年【荷兰】英格豪斯发现：普利斯特利的实
射下
，
产
生
了
哪去了？
依据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？
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【德】萨克斯的实验
二、色素的作用 吸收、传递、转化光能
光谱仪测定的叶绿素的吸收光谱
汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
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。
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：
侯
的
显
影
装
置
可
检
测
到
。伟 作 品
稳定性同位素： 原子核比较稳定，不能发出射线
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35S 、32P、3H 、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
同位素的应用：
①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。汉
叶绿体的作用仅仅是吸收光能吗？
• 水绵是常见的淡水藻类 • 每条水绵由许多个结构相
同的长筒状细胞连接而成。 • 水绵很明显的特点是：叶
绿体呈带状，螺旋排列在 细胞里。
恩格尔曼实验
水绵结构
无空气的黑暗环境 无空气的光下
这两组实验想说明什么问题？ 氧气是叶绿体释放出来的， 叶绿体是光合作用的场所。
水 丑 生 侯 伟 作 品
用3H标记的氨基酸可以用来研究蛋白质的分泌过程
35S标记的噬菌体可以用来研究噬菌体侵染大肠杆 菌的过程中蛋白质外壳是否进入大肠杆菌。
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DNA是否进入大肠杆菌
14C标记的14CO2可以用来研究光合作用中C的转移的过程
捕获光能的色素和结构
色素的分离： 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。
培养皿
汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
层析液
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。
（石油醚）
注意：层析液不能没及滤液线
3、色素的种类
胡萝卜素（ 橙黄色）
胡
类胡萝卜素
爷
(1/4)
叶黄素（黄 色）
暗处理一晚上
植物叶片中本来就有淀粉，如何解决？
1864年【德国】萨克斯实验
目的：消耗掉叶
证明绿叶在光下制造了淀粉
片内的营养物质
黑暗处理 一昼夜
让一片叶片一半 曝光一半遮光
除去叶绿素
酒精
目的：使叶片 含有的叶绿素 溶解到酒精中
水
滴 加 碘 液 后
光合作用发生在植物叶片细胞的哪种 结构中的呢？
1887年恩格尔曼的实验
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
。汉 水 丑 生 侯 伟 作 品
放射性同位素：
原子核能自动放射出看不见的具
有一定穿透能力的射线。用特定
汉
水
丑
生
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 )
爱
叶绿素a(蓝绿色)
叶绿素
币
(3/4) 叶绿素b（黄绿色）
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
一、叶绿体
形状: 扁平的椭球形 或球形 结构： 外膜、内膜、基粒、基质（含少量DNA和有关酶） 功能： 光合作用的场所
叶绿体——“养料制造工厂”和“能量转换站” 思 考 叶绿体存在于哪些细胞中？
二、绿叶中色素的提取和分离
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。