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

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(wú)水乙醇中,所以可用無(wú)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(wú)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)23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(yáng)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(zhǎng),單位為nm,暗帶表示溶液吸收該波長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(guó)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(guó)梅耶,5、 1845年,德國(guó)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(guó)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(zhǎng)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(guó)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(guó)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,通C14O2光下培養(yǎng),殺死細(xì)胞,終止光合作用,提取溶液中的物質(zhì),紙層析法分離,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,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?,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。,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:,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)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,

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