1、第五节光合作用将光能转化为化学能说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量,这些能量在二氧化碳和水转变为糖类与氧气的过程中,转换并储存为糖分子中的化学能。1.基于光合作用与细胞呼吸的反应式,归纳、总结两者的区别,形成结构与功能观。2.通过分析光合作用发生的场所、条件等,阐明光合作用的过程和实质,培养科学思维能力。3.理解“光合色素的提取与分离”的实验原理和方法,掌握基本的实验操作技能。4.比较光反应和碳反应及其相互关系,明确两者是相辅相成不可分割的统一整体,形成稳态与平衡观、物质与能量观。5.建构光强度、CO2浓度及温度变化对光合速率影响的曲线模型,综合分析影响光合作用的环境因素。6.分析影响光合
2、作用的外界因素,并设计方案进行探究,培养科学探究能力。7.应用光合作用原理指导农业生产,并对生产实践中的相关内容作出理性解释和判断。课时1光合作用概述、光合色素的提取与分离实验操作一、光合作用概述1.光合作用概念指绿色植物和蓝细菌等以二氧化碳和水为原料,利用光能合成糖类等有机物并释放氧气的过程。2.光合作用总反应式6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2。二、光合作用在叶绿体中进行1.叶绿体的结构与功能(1)结构模式图。(2)结构膜结构:具有内、外两层膜内部基质:含有与碳反应有关的酶基粒:由类囊体堆叠而成,分布有光合色素和与光反应有关的酶(3)功能:进行光合作用的场所。1.有哪些依
3、据说明光合作用与细胞呼吸不是简单的可逆反应?提示:二者进行的场所不同;能量的来源和去向不同;细胞代谢中所需要的酶不同。2.科学家采用什么方法证明光合作用过程中释放的氧气只来自参加反应的水?提示:同位素标记法。2.光合色素的提取与分离实验操作(1)实验原理。提取色素:光合色素是一类脂溶性物质,可利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出来,本实验采用 95%的酒精进行提取。分离叶绿体中色素:各种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的速度快,反之则速度慢,因而色素就会随着层析液在滤纸上扩散而分离开。(2)实验步骤。提取绿叶中的色素:叶片烘干、粉碎加入少许二氧化硅和碳酸钙,再加入23 m
4、L95%的酒精充分、迅速研磨成匀浆收集滤液。制备滤纸条:将一张预先干燥过的定性滤纸剪成长10 cm、宽1 cm的滤纸条,再将滤纸条一端剪去两角,并在距这一端底部1 cm处用铅笔画一条细的横线。点样:用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔画的横线均匀地画一条滤液细线,待滤液干后再画一次,共画34次。分离叶绿体中的色素:滤纸条置于层析液中,滤纸条上的滤液细线要高于层析液液面。观察实验结果:510 min以后,取出滤纸条。待滤纸条干燥后,滤纸条上会出现4种不同颜色的光合色素,即叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素。层析时,滤纸条上的滤液细线为什么要高于层析液液面? 提示:滤纸条上的滤液细线如果低于层析液液面
5、,细线上的色素就会溶解到层析液中,因此就不会在滤纸条上扩散开来。自主学习检测教材基础熟记于心1.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中。()2.能进行细胞呼吸的细胞一定能进行光合作用。()提示:植物的根部细胞不具有叶绿体,能进行细胞呼吸但不能进行光合作用。3.利用层析法可分离得到4种光合色素。()4.光合作用的实质是合成有机物,释放能量。()提示:光合作用的实质是利用光能将CO2、H2O等无机物合成糖类等有机物,储存能量。5.提取色素研磨时加入少许CaCO3,可防止叶绿体被破坏。()提示:加入少许CaCO3,可防止叶绿素被破坏。6.与H2O的裂解有关的许多酶分布在叶绿体的类囊体空腔内。()7.
6、叶绿体的类囊体膜和基质中均分布有叶绿素及将光能转化为化学能的多种蛋白质。()提示:进行光合作用的色素和将光能转化为化学能的多种蛋白质分布在叶绿体的类囊体膜上。8.叶绿体中色素提取的原理是色素溶解在层析液中。()提示:叶绿体中色素提取的原理是色素能溶解于有机溶剂,如95%的酒精。任务一概述光合作用任务突破分析叶绿体的结构与光合作用的关系迁移应用典例1 下列关于光合作用的叙述,不正确的是(C)A.把二氧化碳和水转变成有机物B.把光能转变成化学能C.叶绿体是绿色植物光合作用的主要场所D.有氧气放出解析:光合作用是指绿色植物通过叶绿体利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并释放出氧气的过程;
7、光合作用吸收光能,并将其转化成化学能储存在有机物中;叶绿体是绿色植物光合作用的唯一场所;光合作用吸收二氧化碳,释放出氧气。任务二光合色素及光合色素的提取与分离任务突破1 明确光合色素提取与分离实验中的注意事项及操作目的实验过程操作过程操作目的提取色素选取新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高将新鲜的菠菜叶烘干、粉碎成干粉,研磨时加入23 mL 95%的乙醇溶解叶片中的色素研磨时加入少许的二氧化硅和碳酸钙研磨充分和保护叶绿素迅速、充分研磨防止溶剂挥发并充分溶解色素盛放滤液的试管管口加棉塞防止色素分子被氧化分离色素滤纸条预先干燥处理使层析液在滤纸条上的扩散速度快滤纸条的一端剪去两角防止层析液在滤纸条的边
8、缘处扩散过快滤液细线要细、齐、直使分离的色素带平齐、不重叠滤液细线干燥后重复画34次使分离的色素带清晰便于观察滤液细线不能触及层析液防止色素直接溶解在层析液中迁移应用典例2-1 以下关于“光合色素的提取与分离实验”的叙述中正确的是(A)A.加入的95%的酒精过多,提取到的色素滤液颜色变浅B.分离色素时需要加入少量SiO2和CaCO3C.因为叶绿体中的色素能溶解在95%的酒精中,所以可用95%的酒精分离色素得到四条色素带D.利用层析液提取叶绿体中的色素滤液绿色更深解析:加入的95%的酒精过多,提取到的色素滤液颜色变浅;提取色素时需要加入少量SiO2和CaCO3;因为叶绿体中的色素能溶解在95%的
9、酒精中,所以可用95%的酒精提取色素,分离色素应该用层析液;层析液用来分离色素,提取叶绿体中的色素用95%的酒精。任务突破2 纸层析法分离的光合色素类型、颜色及主要吸光类型迁移应用典例2-2 为研究强光照对移栽幼苗光合色素的影响,某同学提取叶绿体色素进行纸层析,如图为纸层析的结果(、为色素条带)。下列叙述错误的是(B)A.强光照导致了该植物的叶绿素含量降低B.色素、主要吸收红光和蓝紫光C.色素、都是含镁的有机分子D.类胡萝卜素含量的增加可能有利于该植物抵御强光照解析:色素和色素属于叶绿素,对比正常光照和强光照可知,强光照导致了该植物的叶绿素含量降低;色素、合称为类胡萝卜素,主要吸收蓝紫光;色素
10、和色素属于叶绿素,都是含镁的有机分子;强光照和正常光照相比,叶绿素含量明显降低,类胡萝卜素含量增加,可见类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照。任务突破3 比较不同色素的吸收光谱(1)图示。(2)说明。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。色素吸收光的范围:一般叶绿体中的色素只吸收可见光(可见光的波长范围是400760 nm),对红外光和紫外光不吸收。迁移应用典例2-3 如图为叶绿素a的吸收光谱。下列叙述错误的是(D)A.叶绿素a主要吸收红光和蓝紫光B.叶绿素a对不同波长光的吸收率可能相同C.图中纵轴表示色素对相应波长光的吸收率D.若色素中混有盐酸等杂质,所测得的结果与该图一致解析:叶绿素主要吸收红光和蓝紫光;据图分析可知,在吸收率为40,有四种波长光;图中纵轴表示色素对相应波长光的吸收率;色素中混有盐酸等杂质,会破坏叶绿素,则测得的结果与该图不同。