1、第1课时 光合作用的认识过程与光合色素,第四章 第二节 光合作用,学习导航 1.结合教材P72，说出对光合作用的认识过程。 2.结合教材P7374，学会提取和分离叶绿体中的光合色素，举例说出主要的光合色素。 重难点击 提取和分离叶绿体中的光合色素。,课堂导入 方式一 玉米中有时会出现白化苗，右图中是白化苗 和正常玉米苗的比较，白化苗由于不能进行光合作用， 待种子中的营养成分消耗完后就会死亡，这说明光合 作用离不开色素的作用。那么，绿叶中与光合作用有关的色素和结构有哪些呢？它们有什么特点和功能呢？ 方式二 “万物生长靠太阳”，太阳光是地球上所有生物生存的最终能量来源。太阳光的利用离不开绿色植物，
2、正是绿色植物将光能进行了一系列的转化，最终形成有机物供给其他生物利用，而利用光能就离不开叶绿体中的色素。,一、解开光合作用之谜,二、提取和分离叶绿体中的光合色素,内容索引,当堂检测,三、光合色素与光能的捕获,一、解开光合作用之谜,基础梳理,水,土壤,CO2,O2,阳光,阳光,黑暗,密闭,淀粉,水,同位素标记,CO2,水,氢,氢,CO2,CO2,暗处放置 几小时,一半曝光 一半遮光,碘液处理,1.下图是萨克斯的实验，请分析：(1)把绿叶先在暗处放置24小时的目的是什么？,问题探究,答案,答案 消耗掉叶片中原有的淀粉，防止干扰实验结果。,答案 树叶一半遮光，一半曝光，形成了对照。,(2)该实验是如
3、何形成对照的？,答案,答案 避免叶片颜色对实验结果的干扰。,(3)为什么要用酒精脱色后再用碘液处理？,答案 光合作用的产物中有淀粉。,(4)本实验的结论是什么？,答案,答案 不相同。萨克斯实验的对照方式为自身对照(一半曝光与另一半遮光)；而鲁宾和卡门实验的对照方式为相互对照(通过标记不同的物质： H O和C18O2)。,2.萨克斯实验跟鲁宾和卡门的实验对照设计方法相同吗？,答案 将绿色植物放在玻璃罩内，一组中加入盛有NaOH溶液的烧杯，一组加入盛有等量蒸馏水的烧杯。暗处理一段时间后，再置于相同光照条件下，经碘蒸气处理，观察是否有蓝色出现。,3.借鉴普利斯特莱和萨克斯的实验方法，如何设计实验证明
4、CO2是光合作用的必要条件？,4.根据上述探究历程总结光合作用的概念。 (1)场所： 。 (2)能量来源： 。 (3)反应物： 。 (4)产物： 。 (5)实质：合成 ，储存 。,叶绿体,二氧化碳和水,光能,有机物和氧气,有机物,能量,1.如图是20世纪40年代美国科学家鲁宾和卡门采用同 位素标记法研究光合作用的示意图。他们用氧的同位 素(18O)分别标记H2O和CO2，使它们分别成为H O和 C18O2，然后按示意图做实验。据图回答下列问题： (1)在小球藻进行光合作用过程中，向第一组提供 的物质是_和_；向第二组提供的物质是 _和_；向两组共同提供的是_。 (2)图中a和b分别代表_和_，
5、它们的相对分子质量比是_。 (3)这个实验说明了_。,拓展应用,答案,H2O,CO2,C18O2,光能和小球藻,O2,18O2,89,光合作用产生的氧气中的氧全部来自水,问题导析,问题导析 (1)通过图示可知，提供给第一组的物质是 和 ，提供给第二组的是 和 。 (2)向两组共同提供的是 。虽然向每组提供的水和二氧化碳都含有氧，但通过 的不同标记，使光合作用释放出的氧却为a和b两种。 (3)两位科学家的实验结果是a为 ，而b为 。a和b的相对分子质量比是 。,H2O,C18O2,CO2,光能、小球藻,同位素,18O2,323689,O2,答案,返回上页,2.下图表示较强光照且温度相同以及水和小
6、球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确的是A.Y2的质量大于Y3的质量 B.中小球藻的质量大于中小球藻的质量 C.中水的质量大于中水的质量 D.试管的质量大于试管的质量,答案,解析,二、提取和分离叶绿体中的光合色素,1.实验原理 无水乙醇能够 绿叶中的各种光合色素；色素在 中的溶解度不同，因而在滤纸条上的 有差异。 2.实验步骤 (1)提取色素：称取5 g新鲜的菠菜叶，剪碎后放入研钵中，加入少许_、 和5 mL ，迅速而充分地研磨。将研磨液过滤到试管中，用棉塞塞紧试管口。 (2)制备滤纸条：将略短于烧杯高度、宽1 cm的干燥滤纸条剪去一端的两个角
7、，在距该段大约 处用铅笔画一条细线。,溶解,层析液,扩散速度,二氧,基础梳理,碳酸钙,化硅,无水乙醇,1 cm,(3)画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线画一条 的滤液细线，吹干后重复画细线若干次。 (4)分离色素：将画好滤液细线的滤纸条轻轻地插入盛有3 mL层析液的烧杯中，用培养皿覆盖烧杯。滤液细线不能 。 (5)观察结果：几分钟后取出滤纸条，观察滤纸条上色素的分布情况。,细而直,触及层析液,下图是提取和分离绿叶中色素的实验步骤，请分析：1.提取色素时，加入剪碎的叶片后还需要加入三种物质，若A是二氧化硅，B、C分别是什么？A、B、C各起什么作用？,问题探究,答案,答案 A是二氧化硅，
8、作用是使研磨更充分；B是碳酸钙，作用是防止研磨中色素被破坏；C是无水乙醇，作用是溶解色素。,2.某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？,答案,答案 研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。,3.制备滤纸条时，剪去两角的作用是什么？画滤液细线有什么要求？,答案,答案 防止色素带不整齐。画滤液细线的要求是细、齐、直，还要重复画几次。,4.色素分离时，关键应注意层析液不要没及滤液细线，为什么？,答案 否则滤液细线会被层析液溶解，不能分离。,5.右图是分离到的色素在滤纸条上的分布情况，那么： (1)含量
9、最多和最少的色素分别是哪两种？,答案,答案 叶绿素a和胡萝卜素。,(2)在层析液中溶解度最高和最低的色素分别是哪两种？,答案 胡萝卜素和叶绿素b。,(3)分子结构最相似的是哪两种色素？,答案 叶绿素a和叶绿素b。,研磨时加入二氧化硅是使研磨更充分；碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏；无水乙醇的作用是溶解色素。层析实验成功的关键是滤液细线不能没及层析液。从色素带的宽度可知，色素含量依次为：叶绿素a叶绿素b叶黄素胡萝卜素。从色素带的位置可知，在层析液中的溶解度大小依次为：胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b。,知识整合,3.在做“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情
10、况如下表所示(“”表示使用，“”表示未使用)，其余操作均正常，,拓展应用,他们所得的实验结果依次应为 A. B. C. D.,解析 色素提取中，SiO2可使研磨充分，CaCO3可保护叶绿素免受破坏，无水乙醇用于溶解色素，色素不溶于蒸馏水。因此，甲同学不能提取出色素；乙同学操作符合要求，提取的色素多；丙同学在提取色素时，因未加入CaCO3，叶绿素会部分被破坏而导致含量减少，色素带变窄，而类胡萝卜素受影响较小，色素带几乎无变化；丁同学因未加入SiO2而导致提取不充分，分离时各色素带都变窄。,答案,解析,4.如图表示某同学做“绿叶中色素的分离”实验的改进装置，请据图回答下列问题： (1)该实验采用的
11、方法是_法，应将提取到的滤液 滴在a、b中的_处，向培养皿中倒入_，棉线 灯芯下端应_中。 (2)实验结果得到四个不同颜色的同心圆(如图)，则1、2、3、4四条带依次表示_、_、_、_。若 采用的实验材料是秋季的黄叶，四个圆中颜色明显变 浅的是_。,答案,纸层析,a,层析液,胡萝卜素,浸入层析液,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b,3和4,三、光合色素与光能的捕获,1.恩吉尔曼的实验 (1)实验材料： 和 。 (2)过程及现象,水绵,好氧细菌,基础梳理,水绵,好养细菌,没有空气,极细,光下,被光束,聚焦现象,照射的叶绿体,所有受光,红光区,蓝光区,(3)结论：叶绿体中的光合色素能有效地吸收和利用 和
12、。 2.色素对光的吸收 (1)叶绿素a和叶绿素b主要吸收 和红光。 (2)胡萝卜素和叶黄素主要吸收 。,蓝光,红光,蓝光,蓝紫光,1.该实验选择水绵和好氧细菌作为实验材料，有什么优点？,答案 水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。,下图是恩吉尔曼探究叶绿体功能的实验示意图，据图思考：,问题探究,答案,甲 乙,2.甲组是在黑暗环境中用极细的光束点状投射叶绿体，好氧细菌的分布是怎样的？说明什么？,答案,答案 好氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。说明氧气是由叶绿体在光照条件下释放出来的。,甲,3.乙组是完全暴露在光照下，好氧细菌分布于叶绿体所有的受光部位，这组实
13、验的设计目的是什么？,答案,答案 和甲组进行对照，明确实验结果完全是由光照引起的。,乙,4.两组实验都要求在隔绝空气的条件下进行，为什么？,答案,答案 排除空气中的氧气对实验结果的干扰。,甲 乙,(1)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；用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。 (2)没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰。 (3)用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。 (4)进行黑暗(局部光照)和曝光对照实验：明确实验结果完全是由光照引起的。,知识整合,5.下面有关叶绿体的叙述中，正确的是 A.叶绿体的色素分布在类囊体膜上 B.
14、叶绿体的色素分布在外膜和内膜上 C.光合作用的酶只分布在叶绿体基质中 D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上,拓展应用,解析 叶绿体由内外双层膜、类囊体和基质三部分构成。类囊体是一种扁平的囊状结构，在类囊体膜上，有进行光合作用必需的色素和酶。许多类囊体堆叠成基粒，基粒之间充满着基质，其中含有与光合作用有关的酶。,答案,解析,6.为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某学者设计了以下实验：制作载有水绵和好氧细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析，不正确的是 A.在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成连续光谱 B.临时装片应放置在没有空气的黑暗
15、环境中 C.好氧细菌起指示作用 D.水绵的带状叶绿体有利于设置对照实验,解析 本实验的目的是验证叶绿体在光照下能够产生氧气，而与光照的颜色种类没有关系，不需要用三棱镜将混合光分解成连续光谱；为了防止空气对实验结果的影响，应该排除空气；好氧细菌的分布密疏，表示了氧气产生的多少；水绵的带状叶绿体便于观察，有利于设置对照实验。,答案,解析,叶绿素a,蓝光和红,胡萝卜素,黄绿色,黄色,蓝紫,课堂小结,当堂检测,解析 使色素带清晰整齐的措施有定性滤纸要干燥，剪去滤纸条一端的两角，画滤液细线要画得细、齐、直、均匀，不让层析液触及滤液细线，这些都是为了保证同种色素随层析液扩散时速度一致，色素带整齐明显。盖上
16、培养皿盖是为了防止层析液挥发，与色素带清晰、整齐无关。,1.在提取和分离叶绿体中的光合色素实验中，要使色素带清晰又整齐，下列哪项措施与之无关 A.定性滤纸要干燥 B.剪去滤纸条一端的两角 C.滤液细线要画得细、齐、直、均匀 D.盖上培养皿盖,答案,解析,2,3,4,5,1,2.下列有关叶绿体的说法正确的是 A.叶绿体增大膜面积的方式与线粒体相同 B.叶绿体中的色素都分布在类囊体膜上，酶都分布在基质中 C.叶绿体的功能不受细胞核调控 D.线粒体产生的CO2被叶绿体利用至少需要穿过4层磷脂双分子层,答案,2,3,4,5,1,解析 叶绿体内的类囊体叠合形成基粒，扩大了细胞内的膜面积，这与线粒体不同。
17、叶绿体中的色素都分布在类囊体膜上；酶在类囊体膜和叶绿体基质中都有分布。叶绿体的功能受细胞核和叶绿体本身的调控。线粒体产生的CO2被同一细胞的叶绿体利用时，穿过的膜层数最少，只需要穿过2层线粒体膜和2层叶绿体膜共4层磷脂双分子层。,解析,3.如图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图，请判定A和B分别为何种色素 A.叶绿素、类胡萝卜素 B.类胡萝卜素、叶绿素 C.叶黄素、叶绿素a D.叶绿素a、叶绿素b,答案,解析,解析 叶绿素能吸收短波的蓝光和长波的红光，类胡萝卜素主要吸收短波的蓝紫光。,2,3,4,5,1,4.如图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上的分离情况，以下说法正确的是
18、A.色素乙在滤纸条上扩散速度最快 B.四种色素都能溶解在层析液中，丁色素的溶解度最小 C.水稻在开花季节采下的新鲜叶片做实验，其结果与图中结果相似 D.研磨时未加碳酸钙，滤纸条上四种色素可能都不出现,答案,解析,2,3,4,5,1,解析 色素乙在滤纸条上最宽，扩散速度最快的是丁，A错误； 四种色素都能溶解在层析液中，丁色素的溶解度最大，所以扩散速度最快，B错误； 水稻在开花季节采下的新鲜叶片做实验，新鲜叶片中色素种类齐全，其结果与图中结果相似，C正确； 提取色素时加入碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏，所以研磨时未加碳酸钙，滤纸条上有两种色素可能不出现，D错误。,2,3,4,5,1,5.德国科学家恩
19、吉尔曼利用一种绿藻(这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体)，研究光对光合作用的效应。他将该种绿藻放在一张载有好氧细菌悬浮液的玻片上，这些细菌会移往氧浓度高的区域。他观察细菌在不同光照下的分布情况，结果如图所示： (1)描述B情况下细菌的分布情况如何？ _，如此分布是 因为光合作用释放_。,答案,细菌集中在叶绿体周围,2,3,4,5,1,O2,解析,解析 白光的光质较为均匀，好氧细菌主要分布在能进行光合作用产生O2的叶绿体周围。,(2)该实验证实了光合作用的场所是_，吸收光能的色素和催化反应的酶分别分布在_、_。,答案,叶绿体,2,3,4,5,1,类囊体的膜上,类囊体上和叶绿体基质中,解析,解析 通过螺旋状的叶绿体与好氧细菌的关系可以看出进行光合作用的位置在叶绿体上，色素分布在叶绿体的类囊体膜上，而酶有的分布在类囊体上，有的分布在叶绿体的基质中。,(3)恩吉尔曼进行装置C的实验，其目的是什么？_ _，在_区域的细菌特别多。,答案,找出不同颜色的光对,2,3,4,5,1,红光和蓝光,解析,解析 在C实验中的自变量是光质，主要有红、绿、蓝三区，而在红光和蓝光区域的好氧细菌远远多于绿光区域。,光合作用的影响,本课结束,