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1、第4节 能量之源光与光合作用课程标准说明光合作用以及对对它的认识过认识过 程。活动动建议议：叶绿绿体色素的提取和分离。研究影响光合作用速率的环环境因素。课标解读1.说出绿绿叶中色素的种类类和作用。2说说出叶绿绿体的结结构和功能。3说说明光合作用以及对对它的认识过认识过 程。4尝试尝试 探究影响光合作用强度的环环境因素。5说说出光合作用原理的应应用。6简简述化能合成作用。 第1课时捕获光能的色素 无水乙醇 溶解度 高 (2)实验实验 流程2.四种色素对光吸收的差异思维激活1 滤纸条上色素带的宽窄代表什么含义？提示 色素的含量。色素含量多，色素带宽；反之，则窄。思维激活2 滤纸纸条上色素带带的排序
2、代表什么含义义？提示 色素在层析液中的溶解度。溶解度高，位于上层；反之，位于下层。1绿叶中色素的提取和分离实验分析步骤方 法原 因 色素 提取选取新鲜叶片：色素含量高 加入少许SiO2和CaCO3：研磨 充分和保护色素 加入无水乙醇：溶解、提取色素 将研磨液迅速倒入基部 垫有单层尼龙布的玻 璃漏斗中过滤，滤液 收集到试管中，及时 用棉塞塞紧试管口试管口加棉塞：防止溶剂挥发 ， 并充分溶解色素分离色素剪去两角：防止层析液在滤纸条的边 缘处扩 散得过快画滤液细线画得细、齐、直：使分离的色素带平 整、不重叠重复画：使分离的色素带 清晰 层析液不能没及滤液细线：防止色 素溶于层析液中 试管加塞是为了防
3、止层析液挥发(因 为丙酮、苯等有毒)2.绿叶中的色素对光的吸收特点(1)绿叶中的色素只吸收可见见光，对红对红 外光和紫外光等不吸收。(2)叶绿绿素对红对红 光和蓝蓝紫光的吸收量大，类类胡萝萝卜素对蓝对蓝 紫光的吸收量大，对对其他可见见光并非不吸收，只是吸收量较较少。【巩固1】 如图图表示绿绿叶中色素的提取和分离实验实验 的部分材料和用具，下列叙述错误错误 的是( )。A图图加入研钵钵内的物质质有无水乙醇、SiO2、CaCO3B将浆浆糊状研磨液倒入中，漏斗基部应应放一块单层块单层 尼龙龙布C画滤滤液细线细线 的要求是细细、齐齐、直D层层析结结果色素带带最宽宽的是叶绿绿素b，扩扩散最快的是叶黄素解
4、析 层析结果是叶绿素a的色素带最宽，扩散最快的是胡萝卜素。答案 D1结构叶绿体的结构和功能 2功能叶绿体是绿绿色植物进进行光合作用的场场所。思维激活3 进行光合作用的细细胞都含有叶绿绿体吗吗？提示 不一定，如蓝藻。1恩格尔曼实验过程、现象及结论2恩格尔曼实验设计巧妙之处(1)实验验材料选择选择 水绵绵和好氧细细菌：水绵绵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。(2)没有空气的黑暗环环境：排除了氧气和光的干扰扰。(3)用极细细的光束点状投射：叶绿绿体上可分为获为获 得光照和无光照的部位，相当于一组对组对 照实验实验 。(4)进进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下
5、的对对照实验实验 ：明确实验实验结结果完全是由光照引起的等。【巩固2】 如图为图为 叶绿绿体亚显亚显 微结结构简图简图 ，下列叙述中错误错误 的是( )。A均为选择为选择 透过过性膜B与光合作用有关的色素分布在上C基粒是由一个个圆饼圆饼 状的囊状结结构堆叠而成D与光合作用有关的酶只分布在上解析 分别表示外膜、内膜、基粒(囊状结构堆叠而成)、基质。与光合作用有关的色素分布在囊状结构(类囊体)的薄膜上，与光合作用有关的酶分布在囊状薄膜上和叶绿体的基质中。答案 D光合作用过程的探索历程 CO2和H2O 有机物 O2 2光合作用的探究历程1771年普利斯特利小鼠与绿色植物放在同一个玻璃罩内小鼠没有窒息
6、而死植物可以更新 .1779年英格豪斯500多次植物更新空气实验植物体只有绿叶在 下才能更新空气1845年梅耶根据能量转化和守恒定律光合作用把 转化成 储存起来1864年萨克斯绿叶 叶片一半曝光、一半遮光 处理颜色变化(深蓝色出现)植物叶片在光合作用中产生了 .空气光光能 化学能暗处放置碘蒸气淀粉1939年 鲁宾和 卡门光合作用释放的氧气全部来自于 .20世纪 40年代 卡尔文用14C标记CO2探明了CO2中的碳在光合作用中转化 成有机物中碳的途径，即卡尔文循环.水【巩固3】 在光合作用的发现过发现过 程中，几位科学家做了几个著名的实验实验 ，关于这这些实验设计实验设计 在逻辑逻辑 上的严严密
7、性和意义义，不正确的是( )。A普利斯特利把小鼠和绿绿色植物一起放在密闭闭的玻璃罩内，小鼠不会死亡证证明了绿绿色植物在光照条件下吸收CO2，放出O2，从而更新了空气B萨萨克斯把绿绿色叶片部分曝光，遮光部分是作为对为对 照处处理证证明了绿绿色叶片在光合作用中产产生了淀粉C恩格尔曼用水绵绵和好氧细细菌以极细细光束照射，曝光是作为对为对照处处理证证明了氧气由叶绿绿体释释放出来，叶绿绿体是绿绿色植物进进行光合作用的场场所D鲁宾鲁宾 和卡门门用同位素分别标记别标记 CO2和H2O，供绿绿色植物利用，分析各自放出的氧证证明光合作用释释放的氧气全部来自H2O解析 绿色植物在光下能吸收CO2放出O2，这是简单
8、生物学事实，本题若有先入为主的“经验知识”，则会产生无答案的错误，这是由于普利斯特利当时的年代，他的实验只能证明绿色植物在光照下更新了空气，至于究竟更新了何种成分，当时并不清楚。答案 A绿叶中色素的提取和分离及色的吸收光谱错因分析 错选A项的原因主要有以下两个方面：(1)对题干关键词“色素带呈暗色”的原因不理解。色带带呈暗色是因为色素将光吸收，在4种色素中，只有叶绿素a和叶绿素b能吸收红光，因此呈暗色。(2)对色素分离的结果掌握不牢固，混淆了滤纸条上四条色素带的种类，误认为是叶绿素a和叶绿素b。正确解答 选C。叶绿绿素a和叶绿绿素b吸收红红光和蓝蓝紫光，图图中是叶绿绿素a，是叶绿绿素b。【例2
9、】 用18O标记标记 的H2O灌溉溉某株植物，短时间时间 内18O不可能出现现在( )。A植物周围围的氧气中 B植物周围围的水蒸气中C细细胞质质的水中 D叶肉细细胞生成的糖类类中思维导图：光合作用的探究历程实验分析 深度剖析 用18O标记的H2O灌溉植物，植物可通过根毛区细胞把HO吸入细胞中，HO大部分通过蒸腾作用散失到周围空气中，小部分被光解成18O2散失到空气中。答案 D规律方法 光合作用和细胞呼吸过程中氧的转移情况分析(1)反应式分析：(2)分析时应注意的问题：若是“短时间内”，一般只考虑光合作用和细胞呼吸中的其中一个；若是“若干时间”、“足够长时间”则应同时考虑光合作用和细胞呼吸两个过
10、程；经过足够长的时间，光合作用中的任何一种含氧的化合物和细胞呼吸中任何一种含氧的化合物都会被标记。技法必备用同位素标记标记 化合物，让让它们们一起运动动、迁移，再用探测仪测仪 器进进行追踪，可以说说明化学反应应的详细过详细过 程。可用来研究细细胞内的元素或化合物的来源、组组成、分布和去向等，进进而了解细细胞的结结构和功能、化学物质质的变变化、反应应机理等。同位素标记法 能力展示右图是20世纪纪30年代美国科学家鲁宾鲁宾 和卡门门采用同位素标记标记 法研究光合作用的示意图图。他们们用氧的同位素(18O)分别标记别标记 H2O和CO2，使它们们分别别成为为HO和C18O2，然后按示意图图做实验实验
11、 。请对请对实验实验 作出必要说说明。(1)在小球藻进进行光合作用过过程中，向第一组组提供的物质质是_和_；向第二组组提供的物质质是_和_；向两组组共同提供的是_。(2)图图中a和b分别别代表_和_，它们们的相对对分子质质量比是_。(3)这这个实验说实验说 明了_。解析 通过图示可清晰看到提供给第一组的物质是H2O和C18O2；提供给第二组的是HO和CO2。向两组共同提供的是光能、小球藻。虽然向每组提供的水和二氧化碳都含有氧，但通过同位素的不同标记以及实验的有意安排，使光合作用释放出的氧却为a和b两种。两位科学家的实验结果是a为O2，而b为18O2。O2和18O2的相对分子质量比是323689
12、。答案 (1)H2O C18O2 HO CO2 光能和小球藻 (2)O2 18O2 89 (3)光合作用产产生的氧气中的氧全部来自水2叶绿绿体中有多种色素，可以用纸层纸层 析法将它们们分离。如图为图为纸层纸层 析结结果示意图图，其中是( )。A叶绿绿素aB叶绿绿素bC叶黄素D胡萝萝卜素解析 叶绿素b在层析液中的溶解度最小，所以扩散得最慢。答案 B3某研究组获组获 得了水稻的叶黄素缺失突变变体。将其叶片进进行了红红光照射光吸收测测定和色素层层析条带带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结实验结 果是( )。A光吸收差异显显著，色素带带缺第2条B光吸收差异不显显著，色素带带缺第2条C光吸收差异显
13、显著，色素带带缺第3第D光吸收差异不显显著，色素带带缺第3条解析 胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，所以缺少叶黄素时对红光的吸收差异不显著；叶绿体中色素层析后色素带从上到下依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，所以本题正确答案为B。答案 B4德国科学家萨萨克斯将绿绿色叶片放在暗处处“饥饿饥饿 ”处处理(消耗掉叶片中的淀粉)数小时时后，再把叶片的一部分遮光，一部分曝光。一段时间时间 后，将该该叶片经经脱色、漂洗再用碘蒸气处处理，结结果遮光部分不变蓝变蓝 ，曝光部分变蓝变蓝 。下列有关本实验实验 的分析及结论结论 合理的是( )。本实验实验 未设对设对 照组组有无光照是遮光和曝光区域显现显现
14、不同结结果的唯一原因实验实验 初始时时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态态实验证实验证 明叶绿绿体利用光能将CO2转变转变 成了淀粉A只有 B只有C只有 D全部解析 叶片曝光部分和未曝光部分形成对照；实验能证明产生了淀粉，但不能证明能将CO2转变成淀粉。答案 A5根据“绿绿叶中色素的提取和分离”实验实验 回答下列问题问题 。(1)分别别在甲、乙、丙三个研钵钵中加入2 g剪碎的新鲜鲜菠菜绿绿叶，并按表所示添加试剂试剂 ，经经研磨、过滤过滤 得到三种不同颜颜色的溶液，即：深绿绿色、黄绿绿色、几乎无色。试试回答下面的问题问题 。处理甲 乙 丙 二氧化硅(少量) 碳酸钙(少量) 无水乙醇(10 mL) 蒸馏水(10 mL) 甲处处理得到的溶液颜颜色是_，原因是_。乙处处理得到的溶液颜颜色是_，原因是_。丙处处理得到的溶液颜颜色是_，原因是_。(2)实验实验 中画滤滤液细线细线 的要求是_。(3)层层析时时关键应键应 注意_、加盖的目的是_。课堂小结
