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1、一、捕获光能的色素一、捕获光能的色素实验：叶绿体中色素的提取和分实验：叶绿体中色素的提取和分离离 1、色素的提取原理：2、色素的分离原理：3、二氧化硅的作用：4、碳酸钙的作用：5、无水乙醇的作用：6、层析液的作用：依据相似相溶原理依据相似相溶原理使研磨充分。使研磨充分。防止叶绿体中的色素受到破坏。防止叶绿体中的色素受到破坏。不同色素在层析液中的溶解度不同，不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的在滤纸条上扩散地快溶解度大的在滤纸条上扩散地快溶解并提取色素溶解并提取色素分离色素分离色素注意事项：注意事项：胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b叶绿素叶绿素（占总量的占总量的3/
2、43/4）类胡萝卜素类胡萝卜素（占占总量的总量的1/41/4）叶绿体中的色素叶绿体中的色素叶绿素形成的原因叶绿素形成的原因温度温度Mg2+等等光照光照叶绿体中色素的吸收光谱叶绿体中色素的吸收光谱1 1、叶绿体色素的纸层析结果显示叶绿、叶绿体色素的纸层析结果显示叶绿素素b b位于层析滤纸的最下端，原因是位于层析滤纸的最下端，原因是 A A分子量最小分子量最小 B B分子量最大分子量最大C C在层祈液中的溶解度最小在层祈液中的溶解度最小 D D在层析液中的溶解度最大在层析液中的溶解度最大2 2、把载有新鲜水绵和细菌的临时装片，置于显微镜载、把载有新鲜水绵和细菌的临时装片，置于显微镜载物台上观察。光
3、线从反光镜反射上来后，可看到细菌从物台上观察。光线从反光镜反射上来后，可看到细菌从分散状态逐渐向水绵方向运动，水绵附近细菌的密度增分散状态逐渐向水绵方向运动，水绵附近细菌的密度增加。如果在反光镜上方放置一个三棱镜，七种不同颜色加。如果在反光镜上方放置一个三棱镜，七种不同颜色的光束照射水绵的不同部位，这时看到细菌逐渐聚集成的光束照射水绵的不同部位，这时看到细菌逐渐聚集成明显的两堆明显的两堆( (如图所示如图所示) )。请回答：。请回答：(1)(1)根据上述实验可以判断这类细菌的呼吸作用类型是根据上述实验可以判断这类细菌的呼吸作用类型是 ，作出这一判断的依据是，作出这一判断的依据是 。(2)(2)
4、放置三棱镜后，细菌聚集成两堆的原因是放置三棱镜后，细菌聚集成两堆的原因是 。1)1)需氧型需氧型( (有氧呼吸型有氧呼吸型)(2)(2分分) )， 水绵光合作用放出水绵光合作用放出氧气氧气(3(3分分) ) (2) (2)色素主要吸收红光和色素主要吸收红光和蓝紫光，叶绿体被红光和蓝紫光，叶绿体被红光和蓝紫光照射部位光合作用蓝紫光照射部位光合作用较强，放出的氧气多较强，放出的氧气多(3(3分分) ) 3 3、下图表示叶绿体中色素的吸收光谱（颜、下图表示叶绿体中色素的吸收光谱（颜色深、浅分别表示吸收量多、少）甲、色深、浅分别表示吸收量多、少）甲、乙两图分别是乙两图分别是A A胡萝卜素、叶绿素的吸收
5、光谱胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱 B B叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱C C叶黄素、叶绿素的吸收光谱叶黄素、叶绿素的吸收光谱 D D叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱叶片中的叶肉细胞叶片中的叶肉细胞绿叶绿叶 叶肉细胞叶肉细胞亚显微结构模式图亚显微结构模式图 叶绿体亚显微叶绿体亚显微 结构模式图结构模式图捕捉光能的色素存在于细胞中的什捕捉光能的色素存在于细胞中的什么部位？么部位？图图A A图图B B图图C C图图D D干燥土壤干燥土壤 90.8kg90.8kg小柳树小柳树 2.3kg2.3kg只用雨水浇灌只用雨水浇灌五年后柳树长大五年后柳树长大 土壤烘干后称
6、重土壤烘干后称重实验前实验后变化土壤干重90.8kg90.7kg-0.1kg柳 树2.3kg76.7kg+74.4kg海尔蒙特实验海尔蒙特实验植物生长所需的原料来自于水植物生长所需的原料来自于水二、光合作用的探究历程二、光合作用的探究历程一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后1771年普利斯特利实验年普利斯特利实验普普利利斯斯特特利利实实验验普里斯特利实验普里斯特利实验绿色植物可以更新空气绿色植物可以更新空气结论：结论：17791779年，荷兰的英格豪斯年，荷兰的英格豪斯结论结论1：只有在：只有在光下光下植物才能更新空气。植物才能更新空气。结论结论2 2：植物体的绿叶：植物体的绿叶在光下才能
7、更新空气。在光下才能更新空气。普利斯特利的实验只有在普利斯特利的实验只有在阳光照射阳光照射下才能成功下才能成功1845年，德国科学家梅耶指出：年，德国科学家梅耶指出：植物在进行光合作用时，把植物在进行光合作用时，把光能光能转换成转换成化学能化学能储存起来。储存起来。光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？光合作用吸收光合作用吸收CO2 ，释放释放O2 ，还可能消耗还可能消耗了了H2O ，那么最终的产物应该是什么呢？那么最终的产物应该是什么呢？18641864年年, ,德国植物学家萨克斯实验德国植物学家萨克斯实验一一半半曝曝光光，一一半半遮遮光光在在暗暗处处放
8、放置置几几小小的的叶叶片片暗处理暗处理光照光照脱色脱色结论：结论： 1.1.光合作用的产物是淀粉光合作用的产物是淀粉2.2.光合作用需要光光合作用需要光1880，恩格尔曼实验，恩格尔曼实验隔绝空气隔绝空气黑暗，用极细光束照射黑暗，用极细光束照射黑暗，用极细光束照射黑暗，用极细光束照射完全暴露在光下完全暴露在光下完全暴露在光下完全暴露在光下水绵和好氧水绵和好氧细菌的装片细菌的装片结论：结论：氧是由氧是由叶绿体叶绿体释放出来的，释放出来的，叶绿体叶绿体是光合是光合作用的场所。作用的场所。1、为什么水绵是合适的实验材料？、为什么水绵是合适的实验材料？2、他是如何控制实验条件的？、他是如何控制实验条件
9、的？水绵具有细而长的叶绿体，便于观察水绵具有细而长的叶绿体，便于观察选用黑暗、无空气的环境：选用黑暗、无空气的环境：选用极细的光束，并用好氧细菌检测：选用极细的光束，并用好氧细菌检测：讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？讨论：此实验在设计上有什么巧妙之处？分以下几个问题：分以下几个问题：排除环境中光线和氧气的影响排除环境中光线和氧气的影响准确判断释放氧气的部位准确判断释放氧气的部位鲁宾和卡门鲁宾和卡门做的同位素标记实验做的同位素标记实验光合作用产生的氧气全部来自于水，而不是光合作用产生的氧气全部来自于水，而不是来自来自COCO2 2 2 2这一实验证实了：这一实验证实了：光合作用产生的有机光合
10、作用产生的有机物又是怎样合成的呢？物又是怎样合成的呢？2020世纪世纪4040年代，美国科年代，美国科学家卡尔文利用放射性学家卡尔文利用放射性同位素同位素1414C C标记的标记的1414COCO2 2做做实验研究这一问题。最实验研究这一问题。最终探明终探明COCO2 2中的碳在光合中的碳在光合作用中转化成有机物中作用中转化成有机物中的碳的途径，这一途径的碳的途径，这一途径称为称为卡尔文循环卡尔文循环。19611961年诺贝年诺贝尔化学奖得主尔化学奖得主年代年代科学家科学家结论结论17711771普利斯特利普利斯特利植物可以更新空气植物可以更新空气17791779英格豪斯英格豪斯只有只有在光照
11、下在光照下只有绿叶才可以更只有绿叶才可以更新空气新空气18451845R.R.梅耶梅耶植物在光合作用时植物在光合作用时把光能转变成把光能转变成了化学能了化学能储存起来储存起来18641864萨克斯萨克斯绿色叶片光合作用绿色叶片光合作用产生淀粉产生淀粉18801880恩格尔曼恩格尔曼氧氧由叶绿体释放出来，由叶绿体释放出来，叶绿体叶绿体是是光合作用的场所光合作用的场所19391939鲁宾鲁宾 卡门卡门光合作用释放的光合作用释放的氧氧来自来自水水2020世纪世纪4040代代卡尔文卡尔文光合产物中有机物的光合产物中有机物的碳碳来自来自COCO2 2光合作用探索历程光合作用探索历程（1）实验设计的关键：
12、）实验设计的关键：1、抓变量：自变量、抓变量：自变量2、抓对照、抓对照3、抓测量指标：因变量、抓测量指标：因变量（2）实验设计三步曲：）实验设计三步曲：1、分组编号、分组编号2、单一变量处理、单一变量处理3、同等条件培养观察测量比较、同等条件培养观察测量比较实验设计要求：实验设计要求：1 1、在光合作用的发现过程中，几位科学家做了几个著、在光合作用的发现过程中，几位科学家做了几个著名的实验，各个实验的设计都有其逻辑上的严密性和意名的实验，各个实验的设计都有其逻辑上的严密性和意义。下述对应不正确的是：（）义。下述对应不正确的是：（）A A普里斯特利把小鼠和绿色植物一起放在密闭的玻璃普里斯特利把小
13、鼠和绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，小鼠不会死亡罩内，小鼠不会死亡证明了绿色植物在光照下吸收证明了绿色植物在光照下吸收二氧化碳放出氧气从而更新了空气。二氧化碳放出氧气从而更新了空气。B B萨克斯的绿色叶片曝光、遮光实验萨克斯的绿色叶片曝光、遮光实验证明了绿色证明了绿色植物在光合作用中产生了淀粉植物在光合作用中产生了淀粉C C恩吉尔曼的水绵和好氧细菌用极细光束照射实验，恩吉尔曼的水绵和好氧细菌用极细光束照射实验，其实验设计思路是：好氧性细菌聚集多的地方，其实验设计思路是：好氧性细菌聚集多的地方，O O2 2浓度浓度高，水绵光合作用强。高，水绵光合作用强。D D鲁宾和卡门的同位素标记鲁宾和卡门的同
14、位素标记H H2 2O O和和COCO2 2，供绿色植物利，供绿色植物利用用, ,分析各自放出的氧分析各自放出的氧证明光合作用释放的氧全部证明光合作用释放的氧全部来自水来自水2 2、为为证证实实“二二氧氧化化碳碳是是光光合合作作用用合合成成有有机机物物必必需需的的原原料料”， 某人设计了下列实验方案：某人设计了下列实验方案：目的（略）目的（略）材料和用具（略）材料和用具（略）实验方法和步骤：实验方法和步骤：用用一一适适当当大大小小的的玻玻璃璃罩罩罩罩住住一一株株生生长长正正常常的的盆盆栽栽绿绿色色植物和一杯植物和一杯NaOHNaOH溶液，密封不漏气。溶液，密封不漏气。将将上上述述植植物物及及装
15、装置置放放在在暗暗室室中中饥饥饿饿，消消耗耗掉掉叶叶片片内内贮贮藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。藏的有机物。暗室内装有红色安全灯。饥饥饿饿一一定定时时间间后后，自自暗暗室室中中取取出出，照照光光若若干干小小时时，使使其充分进行光合作用。其充分进行光合作用。取取一一叶叶片片，放放入入盛盛有有酒酒精精的的烧烧杯杯中中，水水浴浴加加热热，使使叶叶绿素溶于酒精中。绿素溶于酒精中。将将已已脱脱绿绿的的叶叶片片取取出出，平平铺铺在在一一个个培培养养皿皿内内，用用碘碘碘化钾溶液检测有无葡萄糖的特异颜色出现。碘化钾溶液检测有无葡萄糖的特异颜色出现。该实验方案有几项明显的错误，请指出错误并该实验方案有几项明显
16、的错误，请指出错误并改正改正。分析：分析：结论：结论：A A 装置内存在装置内存在 COCO2 2 ，B B 装置中没有装置中没有COCO2 2存在。存在。 COCO2 2是光合作用的原料之一。是光合作用的原料之一。光合作用需要光合作用需要COCO2 2实验更正装置实验更正装置3、为了探索叶绿素的合成是否与光照有关系，取若、为了探索叶绿素的合成是否与光照有关系，取若干植物幼苗，请选用合适器材设计实验并推测结果及干植物幼苗，请选用合适器材设计实验并推测结果及结论。结论。实验步骤：实验步骤：。实验结果及相关结论：实验结果及相关结论： 。取生长状况基本相同的健康幼苗若干，平均分为两组，分别取生长状况
17、基本相同的健康幼苗若干，平均分为两组，分别标记为标记为A、B（分组编号）分组编号）A组幼苗放在有光照的环境中，组幼苗放在有光照的环境中，B组幼苗放在无光的暗室中组幼苗放在无光的暗室中（单一变量处理搞对照）（单一变量处理搞对照）放在其它条件相同且适宜的环境中培养一段时间，观察幼苗放在其它条件相同且适宜的环境中培养一段时间，观察幼苗的颜色（测量指标）的颜色（测量指标）（1）A变绿变绿B不变，则光是叶绿素合成的必备条件不变，则光是叶绿素合成的必备条件（2）A不变不变B变绿，则叶绿素合成需要在无光条件下进行变绿，则叶绿素合成需要在无光条件下进行（3）AB都变绿，则叶绿素的合成与光照无关都变绿，则叶绿素
18、的合成与光照无关三、光合作用过程三、光合作用过程项目项目 光反应阶段光反应阶段 暗反应阶段暗反应阶段场所场所条件条件物质物质变化变化能量能量变化变化基粒基粒(类囊体的薄膜上类囊体的薄膜上)叶绿体基质中叶绿体基质中需光需光,色素和酶色素和酶不需光和色素不需光和色素;需多种酶需多种酶2H2O光光4H+O2CO2的固定：的固定：CO2+C52C3光能转变为活跃的化光能转变为活跃的化学能，学能，光光ADP+PiATP酶酶ATP中活泼的化学能转化为糖中活泼的化学能转化为糖类等有机物中稳定的化学能类等有机物中稳定的化学能光反应阶段与暗反应阶段的比较光反应阶段与暗反应阶段的比较C3的还原：的还原：2C3（CH2O）H，ATP酶酶6CO2+12H2O光能叶绿体C C6 6H H1212O O6 6+6H+6H2 2O+6OO+6O2 22 2、元素来龙去脉、元素来龙去脉光合作用完整反映式光合作用完整反映式( (计算式计算式) )3、不同条件各种物质合成量的动态变化、不同条件各种物质合成量的动态变化条件条件C3C5H和和ATP(CH2O)合合成量成量停止光照停止光照CO2供应不变供应不变光照不变光照不变 停止停止CO2供应供应
