生物：5.4《能量之源——光与光合作用》课件(新人教版必修1)

4．图 5－4－1 的曲线显示温度与光合作用速率的关系，当 温度超过 45℃时，光合速率急剧下降，其原因是( )
图 5－4－1 A．温度上升使水大量散失，导致光合作用的原料缺乏 B．叶绿素分子因热分解
C．气孔关闭影响二氧化碳吸收 D．温度上升迫使二氧化碳从叶内溢出 [解析]当温度超过 45℃时，光合速率急剧下降原因是部分 气孔关闭影响二氧化碳吸收，使暗反应减弱。 [答案]C
【变式训练 2】如果做一个实验测定藻类植物是否完成光反 应，最好的检测因素是( A．葡萄糖的形成 C．氧气的释放 ) B．淀粉的形成 D．二氧化碳的吸收量
[解析]葡萄糖、淀粉的形成和二氧化碳的吸收是在暗反应阶 段进行的，氧气的释放是在光反应进行的。 [答案]C
3．1880 年恩吉尔曼的实验 (1)证明了光照是光合作用的必要条件。 (2)实验在设计上的精妙之处 ①选用水绵做为实验材料：水绵具有细长的带状叶绿体， 螺旋状地分布在细胞内，一般不发生流动。便于观察、分析研 究。 ②将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，排除了光 线和氧气的影响，从而确保实验正常进行。 ③选用了极细光束照射，并且选用好氧细菌检测，从而能 够准确判断出水绵细胞中释放氧的部位。 ④进行黑暗和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光 照引起的。
【例 2】德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时，然 后把此叶片一半遮光，一半曝光，经过一段时间后，用碘蒸汽 处理叶片，成功地证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。上 述实验的设计具有很强的逻辑上的严密性，具体体现在( A．没有对照实验 )
Baidu Nhomakorabea
B．本实验不需要设对照实验
C．曝光处理作为对照实验 D．遮光处理作为对照实验 [名师点拨]要证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉，变量 是光的有无，曝光处理作为实验组，遮光处理作为对照组。 [答案]D
同位素标记法 实验方法是⑩___________ 即向植物提供： 1941 年 鲁宾 1)H182 O，CO2→现象是释放 光合作用释放的氧 水 气来自⑬___
18O 和卡门 的氧气全是⑪_____； 2
2)H2O，C18O2→现象是释放 O2 的氧气全是⑫____ 用 40 年 代
14C
标记
14CO ，用于探测光合 2
A．细菌聚集的部位有机物含量多 B．水绵光合作用放出氧气 C．叶绿体被红光和蓝紫光照射部位光合作用较强，放出的 氧气多 D．叶绿体中的色素具有选择吸收光谱的特性。 [名师点拨]这个实验是恩吉尔曼实验的修改。所用细菌是好 氧菌，在这个装片中它们将向有氧的地方聚集，利用这点，可 以判断水绵发生光合作用的部位。叶绿体吸收的光主要是红光 和蓝紫光，所以在这两种光谱下水绵的光合作用强度较大。 [答案]A
③分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层 析液，这是因为色素易溶解于层析液中，导致实验结果不明显。 小烧杯上要盖好盖，以免层析液挥发。 ④实验室要通风，实验完毕后层析液等试剂要回收，实验 完毕后要洗手。 (5)实验结果分析：由于胡萝卜素溶解度最高，其随层析液 在滤纸上扩散得快。后面依次是：叶黄素、叶绿素 a、叶绿素 b。 绿叶中叶绿素 a 的含量最多，所以色素带的宽度最大。次宽的 是叶绿素 b，最窄的是胡萝卜素，它在绿叶细胞中的含量最少。
A．恩格尔曼的实验证明了光合作用的产物有 O2 B．萨克斯的实验未设置实验组和对照组 C．鲁宾和卡门的实验证明了光合作用产生的 O2 来自于 CO2 D．卡尔文的实验未用到放射性同位素示踪法 [解析]萨克斯的实验中，遮光和未遮光即形成对照；鲁宾和 卡门的实验证明了光合作用释放的氧气来自于水；卡尔文的实 验使用了放射性同位素示踪法。 [答案]A
配对练习 1．下列不属于“绿叶中色素的提取和分离实验”目的的 是( ) B．探究色素种类及颜色 D．测定色素的溶解度
A．提取色素 C．分离色素
[解析]“绿叶中色素的提取和分离”实验中没有测定色素 的溶解度，实验原理只是利用色素的溶解度不同进行分离。 [答案]D
2．(2011 年东莞高一质检)下列关于光合作用探究历程中有 关实验过程、现象、结论的描述正确的是( )
2．德国科学家萨克斯的实验 ． (1)实验目的：证明光合作用的产物除了氧气以外，是否还 有其他产物。 (2)实验设计的要点 ①先将植物放置于黑暗处 24 小时，以消耗掉叶片中原有的 有机物，以免影响实验结果。 ②实验组与对照组在同一片叶上，保证了除有、无光照这 个单一变量外，其余一切条件都完全相同。 ③实验前已经预测到光合作用的产物有淀粉，因此用碘蒸 汽来检测淀粉的存在，以此证明光合作用的产物。
【例 1】下列选项为某同学对植物叶绿体中色素分离的结 果，其中所标记的色素名称或颜色正确的是( )
[名师点拨]叶绿体中色素在作层析实验时，滤纸上由上而下 依次为胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素 a(蓝绿色)、叶 绿素 b(黄绿色)。 [答案]C
【变式训练 1】某同学在做叶绿体中色素的提取和分离实验 的过程中，在研磨叶片时，忘记了加入少许碳酸钙，那么，滤 纸条上色素分离的情况( )
第 4 节 能量之源——光与光合作用
1．捕获光能的色素和结构 ． (1)捕获光能的色素 1)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂________中，提取的 无水乙醇 扩散速度 色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸上________不同，从而 可以将色素分离开来。 2)在这个实验中，可以看到滤纸条上出现 4 条色素带，它 黄色 黄绿色 们的颜色从上到下依次是橙黄色、____、蓝绿色和______。从 叶黄素 叶绿素 b 上到下依次叫做胡萝卜素、_______、叶绿素 a 和________。
B．白天适当提高温度 D．适当提高 CO2 浓度
[解析]用绿色胶纸搭建大棚，会阻隔了蓝紫光和红光，降低 了光合效率。 [答案]A
重点难点
1．叶绿体中色素的提取与分离实验 ． (1)实验原理 色素能溶于有机溶剂中，因此可以用无水乙醇等提取。 (2)提取色素时的注意事项 ①要选取颜色较深的叶片，因为含色素较多。研磨前去掉 色素较少的叶柄等部分。
5．光合作用的应用 ． 通过调控光照强度、光质、光照时间、温度、二氧化碳浓 度、生物的遗传特性对光合作用的影响，提高光合作用的强度。 6．自养生物、化能分成作用和异养生物 ．自养生物、 CO2 光 (1)自养生物：主要是绿色植物，它们以____为能源，利用____、 H2O 化学 有机物 _____作为原料，将光能转化为____能储存在_______中。 无 (2)化能合成作用：自然界有少数细菌，能利用环境中的___ 机物 能量 _____氧化时所释放出来的_____制造有机物，并储存能量。 有机物 (3)异养生物只能利用环境中现成的_______来维持自身的 生命活动，例如：绝大多数动物。
把绿色叶片放在暗处几小时，目的 是消耗叶片中原有的营养物质，然 1864 年 萨克斯 后一半曝光，另一半遮光一段时间 后，用碘蒸气处理叶片，发现曝光 不变蓝 变蓝 部分④____，遮光部分⑤________ 水绵→黑暗、没有空气→极细光束 照射叶绿体→现象：好氧细菌向叶 1880 年 恩格 尔曼 集中 绿体部分⑦_____→被光照的部分 完全曝光→现象：细菌分散在叶绿 所有 体⑧_____受光部分 光合作用需要 ⑨____ 光 光合作用的产物 淀粉 有⑥____
【例 3】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。如果在反光镜上方放置一个三棱镜，当光线从反 光镜反射上来后，七种不同颜色的光束就会照射水绵的不同部 位。这时可看到细菌从分散状态逐渐向水绵方向运动且聚集成 明显的两堆(如图 5－4－2 所示)。下列有关说法中，错误的是 ( )
图 5－4－2
A．四条色素带与正确操作的无差异 B．上面两条色素带正常， 下面两条色素带颜色变浅 C．下面两条色素带比正常操作的更宽 D．上面两条色素带颜色变浅，下面两条色素带正常 [解析]叶绿素分子结构中含有一个镁原子，当细胞破裂时， 细胞液内有机酸中的氢可以取代镁原子而成为褐色的去镁叶绿 素，碳酸钙可中和有机酸以防止去镁反应的发生，从而保护叶 绿素。忘记加入碳酸钙，会导致叶绿素 a 与叶绿素 b 含量减少。 [答案]B
②色素存在于叶绿体基粒的类囊体薄膜上，要提取色素就 必须将细胞破坏，通常加入少量二氧化硅帮助研磨，使研磨迅 速、充分。 ③叶绿素分子结构中含有一个镁原子，当细胞破裂时，细 胞液内有机酸的氢将取代镁而生成褐色的去镁叶绿素。故应加 入碳酸钙以中和有机酸，防止叶绿素的破坏。 ④收集到试管中的滤液，要及时用棉塞将试管口塞紧，以 免试剂挥发、色素破坏。
(3)色素分离的原理 绿叶中的色素都能溶解在层析液中，但溶解度不同。溶解 度高的随层析液在滤纸上扩散得快；溶解度低的随层析液在滤 纸上扩散得慢。 (4) (4)分离色素时要注意 ①制备的滤纸条要干燥，并要将滤纸条的下端(划滤液的一 端)剪去两角，以使色素在滤纸上扩散平直。 ②画滤液细线时，要细、齐、直。并重复 2～3 次，增加色 素分子的数量。
CO2 中的碳在光合 作用中转化成有机 物中的碳
卡尔文 作用暗反应中 CO2 的转化途径
4．光合作用的过程——光反应、暗反应 ．光合作用的过程 光反应、 光反应 (1)总化学反应式：__________________________。 光照 类囊 (2)光反应：必须有_____才能进行，其化学反应是在_____ 体的薄膜 ________上进行的，物质变化有： ①水分子分解的反应式：_________________。 ②ATP 的形成：__________________。 叶绿体 (3)暗反应：有没有光都能进行，其化学反应是在_______ 的基质中 ___________中进行的。物质变化有： ①CO2 的固定：________________。 ②C3 被还原成糖：_________________。
3)叶绿体中的色素能够吸收不同波长的光，其中叶绿素主 蓝紫光 红光 蓝紫光 要吸收_______和_____，类胡萝卜素主要吸收_________。 (2)叶绿体 叶绿体 1)植物进行光合作用的场所：_______。 双 2)结构：是一个___层膜的细胞器，含许多与光合作用有关 基粒 的___，内部有许多由圆饼状的囊状结构堆叠而成的____。在类 酶 叶绿素 囊体的薄膜上分布四种色素，其中_______含量较多，因此正常 情况下，植物的叶片为绿色。 2．光合作用的概念 ． 叶绿体 光能 绿色植物通过______，利用____，把二氧化碳和水转化成 有机物 氧气 储存着能量的_______，并且释放出____的过程。
5．(2011 年汕头金山中学高一期末)将一棵重约 0.2 kg 的柳 树，栽培于肥沃的土壤中，两年后连根挖出，称其干重达 11 kg， 增加的这 10 余千克，主要来源于( A．土壤中的矿质元素 C．大气中的 O2 [答案]D )
B．土壤中的水 D．大气中的 CO2
6．(2011 年佛山高一质检)在大棚种植农作物时，下列哪种 措施对提高光合作用强度没有好处？( A．用绿色胶纸搭建大棚 C．适当延长光照时间 )
3．下列有关光合作用的叙述中，不正确的是(
)
A．光合作用的整个过程都发生在叶绿体类囊体薄膜上 B．光合作用发生的能量转换是：光能→ATP 中的化学能 →(CH2O)中的化学能 C．光合作用释放的氧气全部来自水 D．适当增加温室中 CO2的浓度有利于提高农作物的产量 [解析]光合作用释放的氧气来自光反应过程中水的光解； CO2 是光合作用的原料，因此适当增加温室中 CO2 的浓度有利 于提高光合作用，可以提高农作物的产量；光合作用的光反应 发生于叶绿体类囊体薄膜上，暗反应发生在叶绿体基质中。 [答案]A
3．光合作用的探索历程 ． 年代 发现者 创新实验设计思路及现象 1)点燃的蜡烛与绿色植物放在密 1771 年 闭玻璃罩内，现象是蜡烛燃烧较长 普里斯 特利 2)小鼠与绿色植物放在密闭的玻 璃罩内，现象是小鼠存活较长时间 1779 年 英格 豪斯 做了 500 多次实验 ②________在③__ 植物绿叶 光 照 ___条件下才能更新 空气 时间 ①______能够 植物 更新空气 实验结论