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1、第二节节 光合作用 第1课时课时 光合色素与光能的捕获获 第四章 光合作用和细胞呼吸 学习导习导 航 1 了解光合作用的发现历发现历 程以及色素的种类类和作用 2 掌 握叶绿绿体中色素的提取和分离 重点 第四章 光合作用和细胞呼吸 一 阅读阅读 教材P72解开光合作用之谜谜 1 17世纪纪中叶 范 海尔蒙特用定量的方法研究得出 植物 生长长所需要的养料主要来自 而不是土壤 2 1771年 普利斯特莱通过动过动 植物之间进间进 行气体交换换的实验实验 得知 植物生长长吸收 释释放出 水 CO2O2 3 1779年 扬扬 英根豪斯通过实验证实过实验证实 植物需要 才能制造出O2 4 1864年 萨
2、萨克斯采用碘液检测检测 淀粉的方法 确定叶片在光 下能产产生 5 1940年 鲁宾鲁宾 和卡门门运用 证证明了光合 作用释释放的O2 糖类类中的氢氢都来自水 6 1948年 卡尔文用14CO2追踪光合作用中 的 行踪 结结果发现发现 CO2被用于合成糖类类等有机物 阳光 淀粉 同位素标记标记 法 碳元素 二 阅读阅读 教材P73 74分析光合色素与光能的捕获获 1 叶绿绿体中的色素及作用 色素名称颜颜色功能 叶绿绿素a 主要吸收和利用 和蓝蓝光 叶绿绿素b 胡萝萝卜素橙黄色 主要吸收 还还有 保护护叶绿绿素免受强光伤伤害的作用 叶黄素黄色 蓝绿蓝绿 色 黄绿绿色 蓝蓝紫光 红红光 2 恩吉尔曼
3、的实验实验 1 生物材料 一种丝丝状绿绿藻 和好氧细细菌 2 实验现实验现 象 在 集中了大部分的好 氧细细菌 3 实验结论实验结论 叶绿绿体中的光合色素能高效地吸收和利用 和 水绵绵 红红光区和蓝蓝光区 红红光 蓝蓝光 三 阅读阅读 教材P73提取和分离叶绿绿体中的光合色素 1 研磨 称取5 g新鲜鲜的菠菜叶 剪碎后放入研钵钵中 加入 少许许二氧化硅 及5 mL无水乙醇 迅速而 充分地研磨 2 过滤过滤 将研磨液过滤过滤 到试试管中 并及时时用棉塞塞紧试紧试 管口 3 画线线 在略短于烧烧杯高度 宽宽1 cm的干燥滤纸滤纸 条一端剪去 两个角 在距该该端约约1 cm处处用铅铅笔画一条细线细线
4、 用毛细细吸 管 吸取少量滤滤液 沿铅铅笔线线画一条细细而直的 细线细线 吹干后重复画滤滤液细线细线 若干次 碳酸钙钙 滤滤液 4 层层析分离 将画好滤滤液细线细线 的滤纸滤纸 条轻轻轻轻 地插入盛有 3 mL 层层析液的烧烧杯中 用培养皿覆盖烧烧杯 滤滤液细线细线 不能 触及 5 观观察 几分钟钟后取出滤纸滤纸 条 观观察到滤纸滤纸 条上会出现现色 素带带 从上到下依次是 胡萝萝卜素 橙黄色 叶黄素 黄色 叶绿绿素a 蓝绿蓝绿 色 叶绿绿素b 黄绿绿色 层层析液 1 判断下列各小题说题说 法是否正确 1 鲁宾鲁宾 和卡门门及卡尔文都用放射性同位素标记标记 法 2 色素带带的宽宽窄与色素的含量
5、有关 色素带带越宽说宽说 明此种 色素的含量越多 3 色素带带的扩扩散速度与溶解度有关 扩扩散速度越慢说说明此 种色素的溶解度越高 4 叶绿绿体中的色素既能溶于有机溶剂剂又能溶解于水 5 可选选用绿绿色植物任何部位的叶片进进行色素的提取与分离 6 萨萨克斯采用斐林试剂证实试剂证实 叶片在光下能产产生还还原性淀粉 2 填图图 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 植物的光合作用是一个复杂杂的过过程 经过经过 了众多科学家的 努力才逐步解开了光合作用的奥秘 下面是几个有关光合作 用的重要实验实验 请请分析 1 17世纪纪中叶 比利时时的范 海尔蒙特第一次试图试图 用定量的 方法研究植物的营营养来源
6、 通过该实验过该实验 他认为认为 植物生长长 所需要的养料主要来自水 而不是土壤 主题题一 解开光合作用之谜谜 2 1771年 英国科学家普利斯特莱将点燃的蜡烛烛与植物一起 放入一个密闭闭的玻璃罩内 蜡烛烛不容易熄灭灭 将小鼠与绿绿色 植物一起放入密闭闭的玻璃罩内 小鼠不容易窒息而死 这这个 实验说实验说 明 植物可以吸收 放出 从而更新空气成分 二氧化碳 氧气 3 1779年荷兰兰的扬扬 英根豪斯把带带叶的枝条放到水里 这这些 叶在阳光下产产生O2 在暗处处并不产产生O2 扬扬 英根豪斯认为认为 植 物需要阳光才能制造出O2 即 是进进行光合 作用的条件 4 1864年萨萨克斯把绿绿叶放在暗
7、处处24小时时 然后把这这个叶片 一半曝光 另一半遮光 过过一段时间时间 后 用碘蒸气处处理叶片 遮光的一半无颜颜色变变化 曝光的一半呈深蓝蓝色 如图图 光照 1 该实验该实验 中 对对照组组是 的一半叶片 实实 验组验组 是 的一半叶片 2 该实验说该实验说 明 光合作用需要 光合作用 能制造 3 该实验该实验 中 把绿绿叶放在暗处处一段时间时间 的作用是 曝光 遮光 光照 淀粉 消耗掉叶片中原有的淀粉 防止对实验结对实验结 果造成干扰扰 水 水 6 1948年 卡尔文发发布研究成果证实证实 了CO2被用于合成 探明了二氧化碳中的碳在光合作用中 转转化为为有机物中碳的途径 即卡尔文循环环 糖
8、类类等有机物 1 光合作用的条件 光照 2 光合作用的原料 水和二氧化碳 3 光合作用的产产物 氧气和糖类类等有机物 4 在光合作用的发现发现 中 科学家们们利用了对对照实验实验 使结结 果和结论结论 更加科学 准确 1 萨萨克斯 自身对对照 自变变量为为是否照光 一半曝光与另一 半遮光 因变量为叶片是否制造出淀粉 提示 1 缺少空白对对照 应应将点燃的蜡烛烛和小鼠分别单别单 独 放在玻璃罩内 作为为空白对对照 没有认识认识 到光在植物更新 空气中的作用 2 不能 那样样无法分清氧气中的放射性是来自水还还是二氧 化碳 1 下图图表示较较强光照且温度相同以及水和小球藻的质质量相 等的条件下 小球
9、藻进进行光合作用的实验实验 示意图图 一段时间时间 后 以下相关比较较不正确的是 A Y2的质质量大于Y3的质质量 B 中小球藻的质质量大于 中小球藻的质质量 C 中水的质质量大于 中水的质质量 D 试试管 的质质量大于试试管 的质质量 C 2 某植物叶片不同部位的颜颜色不同 将该该植物在黑暗中放置 48 h后 用锡锡箔纸纸遮蔽叶片两面 如图图所示 在日光下照光 一段时间时间 去除锡锡箔纸纸 用碘染色法处处理叶片 观观察到叶片 有的部位出现蓝现蓝 色 有的没有出现蓝现蓝 色 其中 没有出现蓝现蓝 色的部位是 A a b和d B a c和e C c d和e D b c和e B 解析 光合作用需要
10、光照 c部位被锡锡箔纸纸遮盖 所以c部位 的叶肉细细胞不能进进行光合作用 而a e部位为为黄白色 没有 叶绿绿素 故也不能进进行光合作用 所以加碘液后 a c e 部位不会变蓝变蓝 主题题二 光合色素的提取和分离及光能的捕获获 1 植物的光合作用离不开光能 光能的捕获获离不开色素 结结 合教材完成叶绿绿体中色素的提取和分离实验实验 1 实验实验 原理与流程 无水乙醇 一端两角 滤液 细而直 速度快 速度慢 2 实验结实验结 果 如图图 2 光能的捕获获 1 光合色素是分布在叶绿绿体中的 不同的色素吸收的光不同 请结请结 合下图图分析 由上图图分析得知 1 叶绿绿体中的色素只吸收可见见光 而对对
11、 和 等不吸收 2 叶绿绿素对对 光和 光的吸 收量大 类类胡萝萝卜素对对 光吸收量大 对对其 他可见见光并非不吸收 只是吸收量较较少 红红外光紫外光 红红 蓝蓝 蓝蓝紫 3 恩吉尔曼的实验实验 实验过实验过 程及现现象 受光部位 红光 蓝光 巧妙之处处 a 实验实验 材料选择丝选择丝 状绿绿藻和好氧细细菌 丝丝状绿绿藻的叶绿绿体 呈螺旋式带带状 便于观观察 用好氧细细菌可确定释释放氧气的部位 b 没有空气的黑暗环环境 排除了氧气和光的干扰扰 1 提取和分离叶绿绿体中的色素 操作步骤骤说说明 提取色素加石英砂和碳酸钙钙 加无水乙醇迅速研磨 收集滤滤液过滤过滤 制备滤纸备滤纸 条干燥 剪成长长条
12、 一端剪去两个角 画滤滤液细线细线滤滤液细线细线 越细细 越齐齐越好 重复若干次 纸层纸层 析法分离色素 层层析液不能触及滤滤液细线细线 烧烧杯要盖培养 皿盖 观观察实验结实验结 果 色素的分布顺顺序由上到下依次是 胡萝萝卜 素 橙黄色 叶黄素 黄色 叶绿绿素 a 蓝绿蓝绿 色 叶绿绿素b 黄绿绿色 2 光能的捕获获如下图图所示 小组讨论组讨论 1 某实验实验 小组组得到的色素提取液颜颜色过过浅 可能的原因有哪 些 2 为为何人们选择们选择 无色透明大棚 提示 1 研磨不充分 色素未能充分提取出来 称取绿绿 叶过过少或加入无水乙醇过过多 色素溶液浓浓度小 未加碳酸 钙钙或加入过过少 色素分子部
13、分被破坏 2 日光中各色光均能透过过无色透明大棚 有色大棚主要透过过 同色光 其他光被其吸收 所以无色透明的大棚光合效率最 高 故人们选们选 用无色透明大棚 1 关于叶绿绿体中色素的提取和分离实验实验 的操作 正确的是 A 使用定性滤纸过滤滤纸过滤 研磨液 B 将干燥处处理过过的定性滤纸滤纸 条用于层层析 C 在画出一条滤滤液细线细线 后紧紧接着重复画线线2 3 次 D 研磨叶片时时 用体积积分数为为70 的乙醇溶解色素 解析 正确选选材和操作是实验实验 成功的关键键 在提取叶绿绿体中 的色素时时 漏斗基部放单层单层 尼龙龙布进进行过滤过滤 A项错误项错误 纸纸 层层析法分离滤滤液中的色素时时
14、 需用干燥的定性滤纸 B项项正 确 画出一条滤滤液细线细线 后需等滤滤液干后再重复画线线2 3次 C项错误项错误 研磨叶片时时是用无水乙醇溶解色素 D项错误项错误 B 2 如图图表示叶绿绿体色素吸收光能的情况 根据此图图并结结合所 学知识识 判断以下说说法中正确的是 在晚间间用大约约550 nm波长长的绿绿光照射行道树树 目的是通 过过植物光合作用以增加夜间间空气中的氧气浓浓度 据图图可知 用白光中450 nm左 右波长长的光比白光更有利于提高 光合作用强度 在经过纸层经过纸层 析法分离出来的色素 带带上 胡萝萝卜素的印记记在最上面 土壤中缺乏镁时镁时 420 nm 470 nm左右波长长的光
15、的利用量 显显著减少 A B C D B 解析 叶绿绿体色素很少吸收绿绿光 所以晚上用绿绿光照射行道 树树的目的不是增强光合作用 白光中各种波长长的光都有 其 光合作用效率高于某一单单色光 用纸层纸层 析法分离出来的色素 带带在滤纸滤纸 条上从上到下依次是胡萝萝卜素 叶黄素 叶绿绿素a 叶绿绿素b 叶绿绿素中含Mg 缺Mg导导致叶绿绿素不能合成 相 应应波段的光的吸收值值下降 易错错警示 色素对对光的捕获获 叶绿绿素对红对红 光和蓝蓝光的吸收量大 类类胡萝萝卜素对蓝对蓝 紫光的 吸收量大 它们对们对 其他波段的可见见光并非不吸收 只是吸 收量少 核心知识识小结结 网络络构建 关键语键语 句 1 用无水乙醇提取色素的原理是色素能溶解在无水乙醇中 2 不同色素在层层析液中的溶解度不同 溶解度高的扩扩散快 反之则则慢 3 层层析后滤纸滤纸 条上自上而下依次是胡萝萝卜素 叶黄素 叶 绿绿素a和叶绿绿素b 4 叶绿绿素主要吸收红红光和蓝蓝光 胡萝萝卜素和叶黄素主要吸 收蓝蓝紫光
