光合作用之发现历程中的经典实验(一轮复习)
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
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
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。
探索光合作用原理的部分实验
探索光合作用原理的部分实验1. 光合作用的奇妙之旅光合作用，听起来有点高大上，其实就是植物们在阳光下“吃饭”的过程！这可是自然界的绝活儿，简直像是大自然的魔法秀。
植物通过阳光、二氧化碳和水，制造出食物，还释放出氧气，真是双赢呀！想象一下，阳光洒在树叶上，仿佛在给它们打了一层金色的光环，接着它们就开始忙着“做饭”了。
1.1 光合作用的基本过程其实，光合作用的过程可以简单概括为三步走：首先，植物通过叶子吸收阳光；接着，根部吸收水分，叶子通过小孔吸入二氧化碳；最后，这些成分在叶子里发生反应，制造出葡萄糖和氧气。
这听起来就像是个小厨房，植物们忙得不亦乐乎。
想象一下，如果植物能说话，它们肯定会说：“快来，看看我今天做了什么！”1.2 实验的引入想要更深入地了解光合作用，我们可以做几个简单的实验，真的是乐趣无穷哦。
比如，找一些水生植物，比如水草，放在透明的瓶子里，然后放在阳光下观察。
这就像给植物开了个派对，看看它们如何展现自己的“厨艺”！2. 亲自实验，发现奥秘2.1 准备实验我们首先准备好实验材料：一瓶清水，一些小水草，还有阳光。
选择一个阳光明媚的日子，真是心情大好。
把水草放进瓶子里，加满水，然后把它放到阳光下。
你可能会好奇，为什么选择水草？因为它们在水中“做饭”，能让我们更清晰地观察到气泡的产生。
2.2 观察过程几分钟后，神奇的事情发生了！你会看到瓶子里慢慢冒出了小气泡，像是水草在开派对，兴奋得不停地“吐泡泡”。
这些气泡就是氧气，说明光合作用正在进行中！这时，别忘了拍几张照片，留下这有趣的时刻，朋友圈可是要炫耀一下的！3. 实验结果的解读3.1 理论与实际经过观察，我们发现，气泡越多，说明光合作用越活跃。
这就是植物在阳光下“吃饭”的证明。
通过这个简单的实验，我们不仅看到了光合作用的过程，也感受到了自然的奇妙。
这就像是在观看一场现场表演，植物们在用自己的方式与我们交流。
3.2 结语与反思通过这些实验，我们不仅学到了科学知识，还能更深刻地理解生命的意义。
第三单元第10讲光合作用的探究历程与基本过程一轮复习
第10讲 光合作用的探究历程与基本过程1．光合作用的基本过程(Ⅱ) 2．实验：叶绿体色素的提取和分离捕获光能的色素和结构1．叶绿体中色素的种类和颜色2(1)色素的功能：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。
(2)色素吸收光的范围：可见光的波长范围大约是390～760 nm ，叶绿体中的色素只吸收可见光，对红外光和紫外光等不吸收。
3．叶绿体(1)结构示意图(2)结构⎩⎪⎨⎪⎧外表：①双层膜内部⎩⎪⎨⎪⎧②基质：含有与暗反应有关的酶③基粒：由类囊体堆叠而成，分布有 色素和与光反应有关的酶↓决定(3)功能：进行光合作用的场所↓证明(4)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位1．(必修1 P99色素与吸收光谱改编)如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。
据图判断，以下说法不正确的是( )A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500 nm波长的光B．用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度C．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加D．土壤中缺乏镁时，植物对420～470 nm波长的光的利用量显著减少答案：C2．(深入追问)如图是恩格尔曼实验装置改装示意图，光线先通过三棱镜再通过叶绿体色素提取液后照射玻片上的水绵，一段时间后，水绵周围好氧细菌分布无显著变化，请分析其原因。
提示：三棱镜将光分为七色光，叶绿体色素提取液主要吸收红光和蓝紫光，故透过三棱镜再通过叶绿体色素提取液后照射到水绵上的光，没有红光和蓝紫光，使水绵不同部位的光合作用变化不大，产生氧气的量大致相同，因此水绵周围好氧细菌分布无显著变化。
1．恩格尔曼实验方法的巧妙之处(1)巧选实验材料：选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。
(2)妙法排除干扰因素：没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。
(3)巧妙设计对照实验：用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。
高中生物第一轮复习-5.4.2光合作用的探究历程
5、光合作用的意义是什么？
1.生物界中有机物的来源 2.生物生命活动所需能量的最终来源 3.调节大气中氧气和二氧化碳的含量 4.对生物的进化有重要作用
化能合成作用 ——能够利用体外环境中的某些无机物氧化 时所释放的能量来制造有机物的合成作用
例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等少数种类的细 菌
NH3 硝化细菌 HNO2+能量 HNO2 硝化细菌 HNO3+能量
光合作用的全过程
2H2O
O2
水在光
下分解
4[H]
可
见 叶绿体中 光 的色素
ATP 酶
2C3
多种酶参 加催化
ADP+Pi
还原
CO2 固定 C5
（CH2O）
光反应过程
（在类囊体的薄膜上进行）
暗反应过程
（在叶绿体的基质中进行）
2009-12-01
28
光 合
光 反 应
水的光解： H 2 O 光 2[H]+1/2O 2 ATP的形成：A D P + Pi +能量 酶 A T P
结论：植物增重来自水分
通过实验，海尔蒙特他的实验结论完全正确 吗？
从柳树生活环境的角度分析，还应考虑 什么因素？ 光、空气
1771年，英国的科学家普利斯特利实验
1771年英国普利斯特利实验
一段时间后
一段时间后
普 利 斯 特 利 实 验
结论：植物可以更新空气
思考：
1.该实验装置中玻璃罩有什么作用？ 2.第一组实验中蜡烛熄灭、老鼠的死亡说明了
什么？加入了植物后的实验说明了什么？ 3.前后实验的对比可以得出什么结论？ 4.普利斯特利的实验看似简单，但后人做时很
2011届高考一轮复习24：光合作用的探究历程
2011届高考一轮复习24：光合作用的探究历程【课标要求】光合作用的基本过程。
【考向瞭望】综合考查光合作用和细胞呼吸各阶段的物质变化及其相互联系。
【知识梳理】一、光合作用的探究历程（一）直到18世纪中期，人们一起以为只有土壤中的水分是植物建造自身的原料。
（二）1771年，英国的普利斯特利的实验证实：植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气。
（三）1779年，荷兰的英格豪斯证明了植物体的绿叶在更新空气中不可缺少。
（四）1785年，随着空气组成成分的发现，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。
（五）1864年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物除氧气外还有淀粉。
（六）1939年，美国的鲁宾和卡门利用同位素标记法证明了光合作用释放的氧气来自水。
（七）20世纪40年代，美国的卡尔文，利用同位素标记技术最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。
二、光合作用的探究历程中的几个重要实验分析（一）普利斯特利的实验1、实验过程及现象：密闭玻璃罩＋绿色植物＋蜡烛（不易熄灭）[或小鼠（不易窒息死亡）]。
2、实验分析（1）缺少空白对照，实验结果说服力不强，应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。
（2）没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。
（3）限于当时科学发展水平的限制，没有明确植物更新气体的成分。
（二）萨克斯的实验1、实验过程及现象黑暗中饥饿处理的绿叶一半曝光用碘蒸气处理变蓝，另一半遮光用碘蒸气处理不变蓝。
2、实验分析（1）设置了自身对照，自变量为照光和遮光，因变量是颜色变化（有无淀粉生成）。
（2）实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。
为了使实验结果更明显，在用碘处理之前应用热酒精对叶片进行脱绿处理。
（3）本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明了光是光合作用的必要条件。
（三）鲁宾和卡门的实验1、实验过程及结论H218O＋CO2→植物→18O2；H2O＋C18O2→植物→O2。
吴波--新 高三一轮复习：光合作用探索过程
B．好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强 C．好氧细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作
用强 D．好氧细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速度快，则该种
光有利于光合作用
1、快乐总和宽厚的人相伴，财富总与诚信的人相伴，聪明总与高尚的人相伴，魅力总与幽默的人相伴，健康总与阔达的人相伴。 2、人生就有许多这样的奇迹，看似比登天还难的事，有时轻而易举就可以做到，其中的差别就在于非凡的信念。
10、你的假装努力，欺骗的只有你自己，永远不要用战术上的勤奋，来掩饰战略上的懒惰。 11、时间只是过客，自己才是主人，人生的路无需苛求，只要你迈步，路就在你的脚下延伸，只要你扬帆，便会有八面来风，启程了，人的生命才真正开始。 12、不管做什么都不要急于回报，因为播种和收获不在同一个季节，中间隔着的一段时间，我们叫它为坚持。失败。11、学会学习的人，是非常幸福的人。——米南德
A．光合作用产生淀粉，场所是叶绿体 B．光合作用产生氧气，场所是叶绿体 C．光合作用产生淀粉，需要水和光照 D．光合作用产生氧气，需要二氧化碳
4．1880年恩格尔曼将棱镜 产生的光谱投射到丝状水绵 体上，并在水绵悬液中放入 好氧细菌，观察细菌的聚集情况。他得出光合作用在红
光区和蓝光区最强。这个实验的思路的是( B)
注：以上表示高等植物的光合作用。
思考：某科学家在同一植株上选择了两个生长状况和大小相近的 叶片，在保证其他因素相同的情况下，分别给与不同处理：给A
叶片和B叶片相同时间的持续光照后，立即检测叶片A的有机物含 量；叶片B经短暂时间的黑暗处理后，再检测有机物含量，结果 显示，叶片B的有机物含量大于叶片A的有机物含量。 想一想，为什么会出现这样的结果?从中能得出什么结论？
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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。