高中生物苏教版必修一课件：4.2.1 光合作用的认识过程与光合色素

20世纪 美国卡 用14C标记的 CO2 ，供小球藻进行光 CO2 被用于合成 40年代 尔文 合作用，然后追踪检测其放射性 糖类等有机物
问题探究
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？ 答案 消耗掉叶片中原有的淀粉，防止干扰实验结果。 (2)该实验是如何形成对照的？ 答案 树叶一半遮光，一半曝光，形成了对照。
解析 答案
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)该实验采用的方法是_纸__层_析__法，应将提取到的滤液 滴在a、b中的_a__处，向培养皿中倒入_层__析__液__，棉线 灯芯下端应_浸__入__层__析_液___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_胡__萝__卜__素__、_叶__黄_素__、_叶__绿__素__a_、_叶__绿__素__b_。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_3_和__4_。
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时间科学家实验过程方法及现象实验结论17世纪中叶比利时范海尔蒙特用定量的方法研究植物的营养来源植物生长所需要的养料主要来自而不是1771年英国普利小鼠绿色植物小鼠不易窒息死亡植物生长需要吸收同时释放出1779年荷兰扬英把带叶的枝条放入水里这些叶在下产生o植物需要才能制造出土壤co阳光阳光黑暗密闭1864年德国萨绿叶曝光处变蓝遮光处无颜色变化确定叶片在光下能产生1940年美国鲁运用法
“观察是思考和识记之母。”2021年11月10日星期三9时19分51秒21:19:5110 November 2021
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8、普通的教师告诉学生做什么，称职的教师向学生解释怎么做，出色的教师示范给学生，最优秀的教师激励学生。下午9时19
分51秒下午9时19分21:19:5121.11.10
1864年
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。
解析 答案
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。
D.③②①④
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 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。
答案
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 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。
拓展应用
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H128O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_H_2_O_和_C_1_8O__2_；向第二组提供的物质是 H__128_O__和_C__O_2_；向两组共同提供的是_光__能__和__小__球__藻_。 (2)图中a和b分别代表_O_2__和1_8_O_2_，它们的相对分子质量比是_8_∶__9__。 (3)这个实验说明了_光__合__作__用__产__生__的__氧__气__中__的__氧__全__部__来__自__水__。
问题探究
下图是恩吉尔曼探究叶绿体功能的实验示意图，据图思考：
甲
乙
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。
答案
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？
甲 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。
拓展应用
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况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未 使用)，其余操作均正常，
无水乙醇 水
CaCO3 SiO2
甲
乙
丙
丁
－
＋
＋
＋
＋
－
－
－
＋
＋
－
＋
＋
＋
＋
－
他们所得的实验结果依次应为
A.①②③④
B.②④①③
C.④②③①
答案
三、光合色素与光能的捕获
基础梳理
1.恩吉尔曼的实验
(1)实验材料：水绵 和 好氧细菌 。
(2)过程及现象
水绵
好养细菌
没有空气
极细
光下
被光束 照射的叶绿体
聚焦现象 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红光和 蓝光。 2.色素对光的吸收 (1)叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝光 和红光。 (2)胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光 。
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3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。
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4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。
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5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月下午9时19分21.11.1021:19November 10, 2021
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7、“教师必须懂得什么该讲，什么该留着不讲，不该讲的东西就好比是学生思维的器，马上使学生在思维中出现问题。”
拓展应用
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.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
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
内容索引
一、解开光合作用之谜 二、提取和分离叶绿体中的光合色素 三、光合色素与光能的捕获 当堂检测
一、解开光合作用之谜
基础梳理
时间 科学家 实验过程(方法)及现象
实验结论
17世纪 比利时范·用定量的方法研究植物 植物生长所需要的养料主
中叶 海尔蒙特 的营养来源
要来自 水 ，而不是_土__壤_
英国普利 小鼠＋绿色植物 密闭 植物生长需要吸收CO2 ，
问题导析 答案
2.下图表示较强光照且温度相同以及水和小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.④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量 C.②中水的质量大于④中水的质量 D.试管①的质量大于试管②的质量
解析 答案
二、提取和分离叶绿体中的光合色素
德国萨
绿叶 暗处放置 几小时
一半曝光 一半遮光
碘液处理 确定叶片在光下能
克斯 曝光处变蓝，遮光处无颜色变化 产生_淀__粉__
美国鲁 运用 同位素标记法：向小球藻提供 证明光合作用释放
1940年 宾和卡 含18O的水和含18O的 CO2 ，追踪O2 的O2来自 水，糖
门
中氧的来源和糖类中 氢 的来源 类中的 氢 来自水
答案
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， 这组实验的设计目的是什么？
乙 答案 和甲组进行对照，明确实验结果完全是由光照引起的。
答案
4.两组实验都要求在隔绝空气的条件下进行，为什么？
甲
乙
答案 排除空气中的氧气对实验结果的干扰。
答案
知识 整合
(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。
答案
5.右图是分离到的色素在滤纸条上的分布情况，那么： (1)含量最多和最少的色素分别是哪两种？ 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。
答案
知识 整合
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。
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。
答案
4.根据上述探究历程总结光合作用的概念。 (1)场所： 叶绿体。 (2)能量来源： 光能 。 (3)反应物：二氧化碳和水。 (4)产物： 有机物和氧气 。 (5)实质：合成 有机物，储存 能量 。
1771年
斯特莱 小鼠不易窒息死亡
同时释放出_O_2_
把带叶的枝条放入水里，
荷兰扬·英
植物需要阳光 才能制造出
1779年 根豪斯
这在些黑叶暗在处阳并光不下产产生生O2O2，O2
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1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。”
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2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。
基础梳理
1.实验原理 无水乙醇能够溶解绿叶中的各种光合色素；色素在层析液中的溶解度不同， 因而在滤纸条上的 扩散速度 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_二__氧_ 化硅 、 碳酸钙 和5 mL 无水乙醇 ，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，在距该段大约 1 cm 处用铅笔画一条细线。
第四章 第二节 光合作用
第1课时 光合作用的认识过程与光合色素
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P73～74，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，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。
(3)画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线画一条 细而直 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 触及层析液 。 (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。Fra bibliotek问题探究
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？ 答案 A是二氧化硅，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。
答案
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
(3)为什么要用酒精脱色后再用碘液处理？
答案 避免叶片颜色对实验结果的干扰。 (4)本实验的结论是什么？ 答案 光合作用的产物中有淀粉。
答案
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 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 128O和C18O2)。 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CO2是光合作 用的必要条件？