光合作用一光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)ppt課件

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光合作用的完整單位——葉綠體,,,,,,,4,1,2,3,1,捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu),2,1、提取綠葉的色素,原理：色素能溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，所以可用無水乙醇提取色素。,稱取5g的綠葉，剪碎，放入研缽中。,一、綠葉中色素的提取和分離,3,,（二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞。）,少許二氧化硅和碳酸鈣 再放入10mL無水乙醇,迅速、充分的研磨,,漢水丑生侯偉作品,4,將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中進(jìn)行過濾。,收集濾液,封口。,,濾紙嗎？,5,制備濾紙條,畫濾液細(xì)線,細(xì)、直、齊 重復(fù)2—3次,2、分離綠葉中的色素,紙層析法,剪去兩角的原因？,6,原理：不同色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同，從而分離色素。,紙層析法,色素的分離：,漢水丑生侯偉作品,7,色素在層析液體中溶解度大，擴(kuò)散速度快；溶解度小，擴(kuò)散速度慢。,,注意：層析液不能沒及濾液線,（石油醚）,8,9,10,,葉綠素,類胡蘿卜素,,葉綠素a(藍(lán)綠色),葉綠素b（黃綠色）,,胡蘿卜素（ 橙黃色）,葉黃素（黃 色）,,,,,胡 爺 愛 幣,,(1/4),(3/4),3、色素的種類,漢水丑生侯偉作品,11,分析：為什么植物春夏葉子翠綠，而深秋則葉片金黃呢？,由于葉綠素的含量大大超過類胡蘿卜素，而使類胡蘿卜素的顏色被掩蓋，只顯示出葉綠素的綠色,由于葉綠素比類胡蘿卜素易受到低溫的破壞，秋季低溫使葉綠素大量破壞，而使類胡蘿卜素的顏色顯示出來,12,葉綠體中的色素提取液,,葉綠素主要吸收___________ 類胡蘿卜素主要吸收________,藍(lán)紫光,藍(lán)紫光、紅光,二、色素的作用,13,,,吸收藍(lán)紫光,吸收紅光、藍(lán)紫光,與作用,葉綠素a（中心色素）具有吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換光能的作用，其余色素（天線色素）僅具有吸收和傳遞光能的作用。,14,,(2014·綿陽模擬)某生物興趣小組想探究蔬菜不同葉片在葉綠素含量上的區(qū)別，選擇了新鮮菠菜的“綠葉”、“嫩黃葉”，做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如右圖，下列判斷正確的是( ),A,15,將可見光通過三棱鏡后照射到綠色植物葉片的某種色素提取液上，可獲得該吸收光譜(圖中的數(shù)字表示光的波長，單位為nm，暗帶表示溶液吸收該波長的光后形成的光譜)。則該色素是( ) A.類胡蘿卜素 B.葉黃素 C.胡蘿卜素 D.葉綠素a,D,,1,2,3,4,紅楓是一種木本觀賞植物，在生長季節(jié)葉片呈紅色，下列關(guān)于該植物的敘述，正確的是( ) A.紅楓葉片不含葉綠素 B.紅楓葉片呈紅色是因?yàn)槲樟思t光 C.紅楓葉片能吸收光能進(jìn)行光合作用 D.液泡中色素吸收的光能用于光合作用,C,,1,2,3,4,2000多年前 亞里士多德(Aristotle),1、問題：植物生長所需的物質(zhì)來自何處？,,認(rèn)為：構(gòu)成植物 體的原料是土壤 植物增加的重量=土壤減少的重量,光合作用的探究歷程,18,,五年后,2、1648年比利時(shí)海爾蒙特的實(shí)驗(yàn),柳樹增重80kg 土壤只減少0.06kg,結(jié)論：植物增重主要來自水分,19,,一段時(shí)間后,一段時(shí)間后,,3、1771年英國普利斯特利實(shí)驗(yàn),20,,普利斯特利實(shí)驗(yàn),,結(jié)論：植物可以更新空氣,21,,4、1779年，荷蘭 英格豪斯的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)重復(fù)了500多次,結(jié)論：只有在光照下綠葉才可以更新空氣,22,,1785年，發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，科學(xué)家在明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳,23,,水,二氧化碳,,,氧氣,,光,？,光能,,化學(xué)能,儲(chǔ)存在什么物質(zhì)中？,,德國梅耶,5、 1845年，德國的科學(xué)家梅耶指出：植物光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化成化學(xué)能儲(chǔ)存起來。,依據(jù)：能量轉(zhuǎn)換和守恒定律,24,一半曝光，一半遮光,在暗處放置幾小的葉片,6、1864年薩克斯的實(shí)驗(yàn),,,,,,,結(jié)論:綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉,25,7.1880年，美國科學(xué)家恩格爾曼,黑暗處用極細(xì)光束照射,暴露在光下,26,恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,分析：這一巧妙的實(shí)驗(yàn)說明了什么？,葉綠體中的色素對(duì)不同波長的吸收的強(qiáng)度不同，主要吸收紅光與藍(lán)紫光，幾乎不吸收綠光,積極思維,27,28,魯賓和卡門實(shí)驗(yàn),CO2,C18O2,18O2,O2,H218O,,,H2O,綠色植物,（如小球 藻）,,,8.1939年，美國的科學(xué)家魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法,用18O做示蹤原子，對(duì)光合作用的產(chǎn)物氧氣中氧的來源進(jìn)行了探究。,29,光合作用產(chǎn)生的有機(jī) 物又是怎樣合成的呢？,20世紀(jì)40年代，美國科 學(xué)家卡爾文利用放射性 同位素14C標(biāo)記的14CO2做 實(shí)驗(yàn)研究這一問題。最 終探明CO2中的碳在光合 作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中 的碳的途徑，這一途徑 稱為卡爾文循環(huán)。,1961年諾貝 爾化學(xué)獎(jiǎng)得主,30,卡爾文的思路：用C14標(biāo)記的C14O2，供小球藻進(jìn)行光合作用，然后追蹤檢測(cè)其放射性依次出現(xiàn)在什么物質(zhì)里，從而弄明白CO2中的碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的途徑。,漢水丑生侯偉作品,31,將小球藻放置在密閉容器中,然后將14C標(biāo)記的14CO2通入容器，在照光后的不同時(shí)間，將培養(yǎng)的小球藻浸入熱的乙醇中，這種處理有三種功效:殺死細(xì)胞、終止酶的作用、提取溶解的分子。然后將提取物用紙層析法分離，并通過一定的方法鑒定其成分。,32,①通C14O2光下培養(yǎng),②殺死細(xì)胞，終止光合作用,③提取溶液中的物質(zhì)，紙層析法分離,④從濾紙上洗脫物質(zhì)，并鑒定,33,實(shí)驗(yàn)結(jié)果：,照光30秒，發(fā)現(xiàn)放射性出現(xiàn)在多種化合物中，有C3、C4、C5、C6、C7化合物。,如何確定放射性首先出現(xiàn)在哪個(gè)化合物中？,卡爾文和他的科研小組通過不斷縮短光照時(shí)間，發(fā)現(xiàn)放射性幾乎只出現(xiàn)在一種三碳化合物（ C3化合物）中，從而證明最先生成的是C3化合物。,漢水丑生侯偉作品,34,光合作用的探究歷程(連線),,答案,,知識(shí)梳理,同位素標(biāo)記法小結(jié)：,質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一元素。例如，最早發(fā)現(xiàn)的碳元素原子量是12，后來又發(fā)現(xiàn)了原子量為13和14的碳元素，12C、13C和14C除了原子量不同外，其他的化學(xué)性質(zhì)相同，因此只能放在元素周期表的同一位置，這就是同位素名稱最初的由來。,同位素：,放射性同位素：,穩(wěn)定性同位素：,原子核能自動(dòng)放射出看不見的具有一定穿透能力的射線。用特定的顯影裝置可檢測(cè)到。,原子核比較穩(wěn)定，不能發(fā)出射線,漢水丑生侯偉作品,漢水丑生侯偉作品,36,14C是放射性同位素，12C、13C則是穩(wěn)定性同位素。高中階段學(xué)習(xí)過的放射性同為素還有_______、_______、________、131I等。需要注意的是15N和18O是穩(wěn)定性同位素。,漢水丑生侯偉作品,37,①科學(xué)家通過特殊的放射性顯影裝置追蹤放射性同位素標(biāo)記的化合物，可以弄清生命活動(dòng)和化學(xué)反應(yīng)的過程。例如。,用3H標(biāo)記的氨基酸可以用來研究___________過程,35S標(biāo)記的噬菌體可以用來研究噬菌體侵染大腸桿菌的過程中_________是否進(jìn)入大腸桿菌。,32P標(biāo)記的噬菌體可以用來研究噬菌體侵染大腸桿菌的過程中_________是否進(jìn)入大腸桿菌,14C標(biāo)記的14CO2可以用來研究_____________的過程,同位素的應(yīng)用：,漢水丑生侯偉作品,38,39,1、噬菌體是如何侵染大腸桿菌的？,假設(shè)一：噬菌體的蛋白質(zhì)外殼進(jìn)入細(xì)菌，DNA未進(jìn)入,假設(shè)二：噬菌體的DNA進(jìn)入細(xì)菌，蛋白質(zhì)外殼未進(jìn)入,假設(shè)三：噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)外殼都進(jìn)入了細(xì)菌,2、如何才能知道噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)外殼有沒有進(jìn)入細(xì)菌？,放射性同位素示蹤法,漢水丑生侯偉作品,40,能不能用H3、C14標(biāo)記噬菌體？,DNA：C、H、O、N、P,蛋白質(zhì)：C、H、O、N、S,P32,S35,能不能同時(shí)用P32和S35標(biāo)記噬菌體？,①先標(biāo)記細(xì)菌：在含有放射性同位素32P的培養(yǎng)基中培養(yǎng)細(xì)菌。,②再標(biāo)記噬菌體:用上述細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體，制備含32P的噬菌體,如何標(biāo)記噬菌體？,漢水丑生侯偉作品,41,第一組實(shí)驗(yàn)：用35S標(biāo)記的噬菌體（跟蹤噬菌體的_____）侵染普通的大腸桿菌，保溫一段時(shí)間，攪拌，離心，檢測(cè)沉淀物（大腸桿菌）和上清液的放射性。,第二組實(shí)驗(yàn)：用32P標(biāo)記的噬菌體（跟蹤噬菌體的_____）侵染普通的大腸桿菌，保溫一段時(shí)間，攪拌，離心，檢測(cè)沉淀物（大腸桿菌）和上清液的放射性。,42,用18O標(biāo)記的H218O和C18O2可以用來研究____________________________________。,同位素的應(yīng)用：,②科學(xué)家也可通過測(cè)量分子質(zhì)量或用離心技術(shù)來區(qū)別同位素。,用15N標(biāo)記的大腸桿菌的DNA可以用來研究____________________________________。,43,提問4 四條鏈中，有兩條是原來的模板鏈，稱為“母鏈”，兩條新合成的鏈稱為“子鏈”，你覺得復(fù)制后的兩個(gè)DNA的兩條鏈?zhǔn)窃鯓拥模?？,對(duì)ＤＮＡ復(fù)制方式的推測(cè),半保留復(fù)制,半保留復(fù)制,44,你覺得這兩種DNA最大的區(qū)別是什么？,如何依據(jù)兩種DNA分子質(zhì)量不同這一特點(diǎn)來區(qū)分兩種DNA？,分子質(zhì)量,離心,輕DNA,重DNA,中DNA,漢水丑生侯偉作品,45,46,按半保留復(fù)制演繹推理,,,15N,15N,,,,,,,,,15N,14N,14N,15N,,,,,,,,,14N,14N,14N,15N,14N,14N,14N,,,15N,,,,,結(jié)果預(yù)期,按全保留復(fù)制演繹推理,DNA復(fù)制2次,親代DNA,在14N環(huán)境中DNA復(fù)制1次,,,15N,15N,,,,,,,,,15N,15N,14N,14N,,,,,,,,,14N,14N,14N,14N,15N,15N,14N,14N,,,,,,,,結(jié)果預(yù)期,47,