1、第第2 2節(jié)節(jié) 能量之源能量之源光與光合作用光與光合作用資料分析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(jī)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)于這個數(shù)字相當(dāng)于240000240000個三峽水電個三峽水電站每年所發(fā)的電力站每年所發(fā)的電力. . 白化玉米白化玉米白化玉米苗白化玉米苗可以看出：光合作用與細(xì)胞中的色素有關(guān)可以看出：光合作用與細(xì)胞中的色素有關(guān)問題探討問題探討 為什么植物的葉片大多是綠色的，但為什么植物的葉片大多是綠色的，但有時葉片也會發(fā)黃？有時葉片也會發(fā)黃？ 因?yàn)榫G葉中所含的色素主要是葉綠素，因?yàn)榫G葉中所含的色素主要是葉綠素，但也有其它

2、的一些色素。但也有其它的一些色素。綠葉中色素的提取和分離綠葉中色素的提取和分離方法與步驟方法與步驟稱取稱取5g鮮菠菜葉，去梗，剪碎，鮮菠菜葉，去梗，剪碎，放入研缽放入研缽 加少許石英砂加少許石英砂SiO2（）加少許碳酸鈣加少許碳酸鈣（）加加10ml無水乙醇（提取色素）無水乙醇（提取色素）快快速研速研磨磨(）過濾研磨液過濾研磨液葉片要新鮮，葉片要新鮮，顏色要深綠，顏色要深綠，含有含有較多較多的色的色素。素。葉綠素不穩(wěn)葉綠素不穩(wěn)定易被分解定易被分解方法與步驟方法與步驟濾紙條一端要剪去濾紙條一端要剪去兩角，兩角，防止層析液防止層析液在邊緣擴(kuò)散過快在邊緣擴(kuò)散過快。并在距此端并在距此端1cm1cm處處用

3、鉛筆畫一條細(xì)的用鉛筆畫一條細(xì)的橫線。橫線。方法與步驟方法與步驟毛細(xì)吸管毛細(xì)吸管吸取濾液，吸取濾液，濾濾液細(xì)線要液細(xì)線要細(xì)細(xì)、直直、齊齊，使色素分子在同，使色素分子在同一條線上擴(kuò)散，一條線上擴(kuò)散，防止防止色素帶重疊色素帶重疊。并并待濾液待濾液干干后，再畫后，再畫一兩次，以一兩次，以增加色素增加色素含量，使分離的色素含量，使分離的色素帶更清晰帶更清晰。方法與步驟方法與步驟濾液細(xì)線濾液細(xì)線不能不能觸及層析液，觸及層析液，否則否則色素溶解到層析液，色素溶解到層析液，濾紙條上得不到色素帶濾紙條上得不到色素帶。方法與步驟方法與步驟實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵1 1、葉片要新鮮，顏色要、葉片要新鮮，顏色要深

4、綠，深綠，含有含有較多較多的色素的色素。2 2、研磨要、研磨要迅速、充分迅速、充分，葉綠素不穩(wěn)定易被分解，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）和碳酸鈣在研磨時要加入二氧化硅（有助于研磨充分）和碳酸鈣（中和（中和有機(jī)有機(jī)酸，防止研磨中色素被破壞）。酸，防止研磨中色素被破壞）。3 3、濾紙條一端要剪去兩角，防止層析液在邊緣擴(kuò)散過快。、濾紙條一端要剪去兩角，防止層析液在邊緣擴(kuò)散過快。4 4、濾液細(xì)濾液細(xì)線要線要細(xì)細(xì)、直直、齊齊，使色素分子在同一條線上擴(kuò)散，防，使色素分子在同一條線上擴(kuò)散，防止色素帶重疊。并待濾液止色素帶重疊。并待濾液干干后，再畫一兩次，以增加色素含量，后，再

5、畫一兩次，以增加色素含量，使分離的色素帶更清晰。使分離的色素帶更清晰。5 5、濾液細(xì)線濾液細(xì)線不能不能觸及層析液，否則色素溶解到層析液，濾紙條觸及層析液，否則色素溶解到層析液，濾紙條上得不到色素帶。上得不到色素帶。實(shí)驗(yàn)結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)果：橙黃橙黃色色黃色黃色藍(lán)綠色藍(lán)綠色黃綠色黃綠色葉綠素溶液葉綠素溶液吸吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能2.2.色素的功能色素的功能：色素的吸收光譜圖色素的吸收光譜圖 400 500 600 700nm 400 500 600 700nm 1001005050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)紫光和紅光葉綠素：吸收藍(lán)紫光和紅光類胡蘿卜素：吸

6、收藍(lán)紫光類胡蘿卜素：吸收藍(lán)紫光葉綠素葉綠素 類胡類胡蘿卜素蘿卜素葉綠素葉綠素a a葉綠素葉綠素b b胡蘿卜素胡蘿卜素葉黃素葉黃素藍(lán)綠色藍(lán)綠色黃綠色黃綠色橙黃色橙黃色黃黃 色色占占3/43/4主要吸主要吸收藍(lán)收藍(lán)紫光和紅光紫光和紅光主要吸主要吸收藍(lán)收藍(lán)紫光紫光與光合作用有關(guān)的這些色素都存在于葉綠與光合作用有關(guān)的這些色素都存在于葉綠體中體中類囊體的薄膜類囊體的薄膜上上占占1 1/4/4問題探討問題探討 有些蔬菜大棚內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍(lán)色光的有些蔬菜大棚內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍(lán)色光的燈管，并且在白天也開燈。燈管，并且在白天也開燈。 討討 論論1.1.這種方法的好處是？不同顏色的光這種方法的好處是？不同顏色的光

7、照對植物的光合作用會有影響嗎？照對植物的光合作用會有影響嗎？2.2.能否用綠光燈管來補(bǔ)充光源？為什么？能否用綠光燈管來補(bǔ)充光源？為什么？可以提高光合作用強(qiáng)度；不同顏可以提高光合作用強(qiáng)度；不同顏色的光會影響植物的光合作用。色的光會影響植物的光合作用。不能；因?yàn)槿~綠素基本上不吸收綠光不能；因?yàn)槿~綠素基本上不吸收綠光18801880年恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)?zāi)甓鞲駹柭膶?shí)驗(yàn)葉綠體葉綠體的功能的功能: :葉綠體葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所，它內(nèi)是進(jìn)行光合作用的場所，它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著許多部的巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的吸收光能的色素分子色素分子，還有許多進(jìn)行，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的光

8、合作用所必需的酶酶。習(xí)題習(xí)題 科科學(xué)家恩格爾曼在證明光合作用放氧部位是葉綠體后，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(shí)驗(yàn)：他用透過三棱鏡的光照射水綿臨緊接著又做了一個實(shí)驗(yàn)：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)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(shí)驗(yàn)?zāi)隳艿贸龅慕Y(jié)論是（）域從這一實(shí)驗(yàn)?zāi)隳艿贸龅慕Y(jié)論是（）A A紅光和藍(lán)光對好氧細(xì)菌有吸引作用紅光和藍(lán)光對好氧細(xì)菌有吸引作用B B好氧細(xì)菌喜歡聚集在氧氣含量少的光區(qū)好氧細(xì)菌喜歡聚集在氧氣含量少的光區(qū)C C葉綠體主要吸收綠光用于光合作用，放出氧氣葉綠體主要吸收綠光用于光

9、合作用，放出氧氣D D葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)光用于光合作用，放出氧氣葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)光用于光合作用，放出氧氣D D光合作用的探究歷程光合作用的探究歷程觀點(diǎn)：植物體由觀點(diǎn)：植物體由“土壤汁土壤汁”構(gòu)成，即植構(gòu)成，即植物生長發(fā)育所需的物質(zhì)完全來自物生長發(fā)育所需的物質(zhì)完全來自土壤。土壤。問題：問題：植物生長所需的物質(zhì)來自何處？植物生長所需的物質(zhì)來自何處？亞里士多德亞里士多德(Aristotle)(Aristotle)五年后五年后16271627年比利時科學(xué)家海爾蒙特年比利時科學(xué)家海爾蒙特開始開始柳樹的質(zhì)量柳樹的質(zhì)量2. 27kg干土的質(zhì)量干土的質(zhì)量90kg+74.43kg0.1kg結(jié)論：植物生

10、長所需要的養(yǎng)料主要來自結(jié)論：植物生長所需要的養(yǎng)料主要來自水水, ,而而不是土壤。不是土壤。76.7kg89.9kg5 5年后年后實(shí)驗(yàn)前后的差值實(shí)驗(yàn)前后的差值直到直到1818世紀(jì)中期：人們一直認(rèn)為只世紀(jì)中期：人們一直認(rèn)為只有有土壤中的水分土壤中的水分是植物建造自身是植物建造自身的原料。的原料。結(jié)論：結(jié)論：植物可以植物可以更新更新污濁污濁的空氣。的空氣。17711771年英國的科學(xué)家年英國的科學(xué)家普利斯特普利斯特利利甲甲乙乙普利斯特利（普利斯特利（J.PristlyJ.Pristly）通過植物和）通過植物和動物之間進(jìn)行氣體交換的實(shí)驗(yàn)，第一次動物之間進(jìn)行氣體交換的實(shí)驗(yàn)，第一次成功地應(yīng)用成功地應(yīng)用化學(xué)

11、方法化學(xué)方法研究植物的生長。研究植物的生長。17791779年年荷蘭的科學(xué)家荷蘭的科學(xué)家英格豪斯英格豪斯500500多次植物更新空氣的多次植物更新空氣的實(shí)驗(yàn)，又有何新發(fā)現(xiàn)？實(shí)驗(yàn)，又有何新發(fā)現(xiàn)？植物體只有在植物體只有在光光下下才能更新污濁的空才能更新污濁的空氣。氣。甲甲乙乙 英格豪斯知道植物更新了空氣中的什英格豪斯知道植物更新了空氣中的什么成分嗎？為什么？么成分嗎？為什么？不知道，受到當(dāng)時化學(xué)發(fā)展水平的限制，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人們尚不知道植物吸收和釋放的究竟是什么氣體。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

12、氧氣，吸收的是二氧化碳。這一過程中，光能哪里去了？這一過程中，光能哪里去了？18451845年，德國科學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，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(jìn)行光合作用時，把指出植物在進(jìn)行光合作用時，把光能光能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成化學(xué)能化學(xué)能儲存起來。儲存起來。薩克斯，薩克斯，J.von J.von Sachs Sachs (1832(18321897) 1897) 暗處理暗處理葉部分遮光葉部分遮光光照光照滴加碘液滴加碘液酒精脫色酒精脫色結(jié)論：植物在結(jié)論：植物在光光下產(chǎn)生了下產(chǎn)生了淀粉淀粉18971897年，人們首次把綠色植物的上述生理活動年，人們首次把綠色植物的上述生理

13、活動稱為稱為光合作用光合作用。這樣，柳苗的生長之迷也終于。這樣，柳苗的生長之迷也終于被揭開了。被揭開了。發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)內(nèi)內(nèi)容容公元公元前前3 3世紀(jì)世紀(jì)植物植物生長生長所需所需物質(zhì)物質(zhì)來自來自土壤土壤植物生長需要需要的物的物質(zhì)是質(zhì)是H H2 2O O16481648年年植物植物可以可以更新更新空氣空氣17711771年年植物植物更新更新空氣空氣需要需要光照光照17791779年年綠色綠色植物植物通過通過光合光合作用作用吸收吸收COCO2 2釋放釋放O O2 217851785年年綠色綠色植物植物通過通過光合光合作用作用制造制造了了淀淀粉粉18641864年年葉綠葉綠體體是是光合光合作用作用的場的場所所18801880年年光合光合作用作用釋放釋放的的O O2 2全部全部來自來自H H2 2O O19411941年年光合作用的發(fā)現(xiàn)史光合作用的發(fā)現(xiàn)史活動：活動：嘗試寫出光合作用的反應(yīng)嘗試寫出光合作用的反應(yīng)方程式方程式原料原料1原料原料2產(chǎn)物產(chǎn)物1產(chǎn)物產(chǎn)物2動力動力場所場所水水CO2O2淀粉等有機(jī)物淀粉等有機(jī)物提出問題：提出問題：探究光合作用釋放的探究光合作用釋放的氧氧氣到底來自氣到底來自二氧化碳二氧化碳還是還是水水？ CO2H218O?C18O2H2O?第一組第一組第二組第二組