4.2.1光合色素与光能的捕获

必 修
(2)鲁宾和卡门的研究具有何种生物学意义？
一
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新 课
__________________________。
标
(3) 若 甲 图 中 供 给 12 mol 的 C18O2 ， 能 产 生
生 ________mol18O2。
闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭 植物可以更 ；将小鼠与绿色植物一起放入密 新空气
闭的玻璃罩内，小鼠也不容易窒
·
新
息而死
课 标
美国科学家萨克斯把绿叶放在暗
处几小时，消耗掉叶内原有的营
生
养物质，然后把这个叶片一半曝 绿叶的光合
物 1864年 光，另一半遮光。过一段时间后 作用能产生
·
，用碘蒸气处理叶片，遮光的一 淀粉
版 锡箔覆盖的部分呈棕色，而不被锡箔覆盖的部分呈蓝色。
必 修
本实验说明
()
一
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新 课 标
·
生 物
①光合作用需要CO2
苏 教
②光合作用需要光
版
③光合作用需要叶绿素
必 修
④光合作用放出氧
一
⑤光合作用制造淀粉
新 课
A．①②
标
C．②⑤
B．③⑤ D．①③
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生 物
解析：设置对照实验应遵循单因子变量原则，即对照
苏 教 版 必 修 一 新 课 标 生 物
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苏 教 版 必 修 一 新 课 标 生 物
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苏 教 版 必 修 一 新 课 标 生 物
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苏
教
版
必
修
一
1．解开光合作用之谜
新
课
标
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·
生 物
苏 年代 教
实验过程及结果
结论
英国科学家普里斯特莱将点燃的
版
蜡烛与绿色植物一起放入一个密
必 修 一
1771年
苏 教
组和实验组相比，一般只改变一个实验变量，通过设计对
版 照组，使实验所得的结果更加可靠。本实验对照组和实验
必 修
组的可变实验因素是光照，有锡箔覆盖处接受不到光照，
一 而无锡箔覆盖处能接受到光照，因此，该实验充分证明了
·
新 光合作用需要光。由此变量带来了实验结果的不同，遇碘 课 标 液变蓝色是淀粉的特性，因此该实验还证明了光合作用能
叶绿体是 绿色植物 进行光合 作用的场 所，氧是由 叶绿体释 放出来的
·
·
生
美国科学家鲁宾和卡门采用同
物
20 世 位素标记法进行光合作用实验。 光合作用
纪 第一组向植物提供 H128O 和 CO2，释放的氧 30 年 释放的氧是 18O2；第二组向植物 全部来自 代 提供 H2O 和 C18O2，释放的氧是 水
条件。
答案：(1)O2 H2O 18O2 HO 8∶9 (2)证明光合
苏 教
作用释放的氧气来自于水 (3)0 (4)对照实验的设计中除
版 了不给予光照外，其余条件均与乙相同。
必
修
一
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新 课 标
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生 物
变式迁移 1 如图表示德国科学家萨克斯的实验，在
苏 教
叶片照光24小时后，经脱色、漂洗并用碘液处理，结果有
物
(2)锻炼学生设计和动手操作的能力。
3．情感态度与价值观
苏 教
(1)在了解光合作用发现的过程中理解科学家的艰辛。
版 同时更受到科学家的科学态度和科学方法的熏陶和教育。
必 修
(2)在实验基础上激发学生学习的兴趣，培养合作精神。
一
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新 课 标
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生 物
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苏 教 版 必 修 一 新 课 标 生 物
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生 物
【例1】 下图是科学家鲁宾和卡门用同位素标记进
苏 教
行光合作用实验的示意图：
版
必
修
一
·
新 课 标
·
生 物
(1)A 物 质 是 ________ ， 来 源 于 ________ ； B 物 质 是
苏 教
________；来源于________。A与B的相对分子质量之比为
版 ________。
O2
注意：用同位素标记法，可以研究某种元素在生物体
苏 教
内的变化过程。课本中介绍了用18O来追踪氧元素在光合作
版 用过程中的变化，从而证实光合作用过程释放的氧全部来 必 修 自水，而不是来自二氧化碳。同理，用同位素14C标记二氧
一 化碳，可以证实光合作用过程中产生的糖类中的碳来自二
新 氧化碳。 课 标
半无颜色变化，曝光的一半呈深
蓝色
年代 实验过程及结果
结论
苏 教 版 必 修 一 新 课 标
1883 年
美国科学家恩吉尔曼把丝状绿 藻和好氧细菌放在没有空气且 黑暗的环境中，用极细光束照射 丝状绿藻，发现好氧细菌只集中 在叶绿体被光束照射的部位；若 把上述实验完全暴露在光下，好 氧细菌则集中在叶绿体的所有 部位
·
生 制造淀粉。
物
答案：C
苏
教
高等植物叶绿体中的色素有两大类：叶绿素和类胡萝
版 必
卜素。
修
叶绿素吸收光的能力极强。如果把叶绿素溶液放在光
一 源与分光镜之间，就可以看到光谱中有些波长的光线被吸
新 课
收了，因此，在光谱上就出现了黑线或暗带，这种光谱叫
标 做吸收光谱。叶绿素吸收光谱的最强吸收区有两个：一个
一 ＝32∶36，即8∶9。因为18O2来自于HO的分解，而不来自Fra bibliotek新 课
于C18O2的分解。本题主要考查的是光合作用过程中各元素
标 的变化情况。同时还延伸有实验设计的对照原则等知识。
·
·
生 要求学生要会应用所学的理论知识。光合作用产生的氧来 物 自于反应物中的水，这个反应是在光反应中发生的，同时
还产生ATP和[H]，为暗反应三碳化合物的还原提供必要的
物
(4)如果用图乙来验证光合作用放出的氧气是在光下进
·
·
行的，则还需要设计对照实验，请用语言描述对照实验。
解析：鲁宾和卡门用同位素分别标记C18O2和HO，得
苏 教
到的A物质是没有放射性的O2，而B物质是具有放射性的
版 必
18O2，因此其结论是氧气来自于水的分解。由于O2的相对
修 分子质量是32，而18O2的相对分子质量是36。所以，A∶B
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生 在波长为640 nm～660 nm的红光部分，另一个在波长为 物 430 nm～450 nm的蓝紫光部分。此外，在光谱的橙光、黄
光和绿光部分只有不明显的吸收带，其中尤其对于绿光的
吸收最少。由于叶绿素吸收绿光最少，所以叶绿素的溶液
呈现绿色。
叶绿素a与叶绿素b的吸收光谱很相似，但也略有不同。
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苏 教 版 必 修 一 新 课 标 生 物
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苏 教 版 必 修 一
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新
第一课时 光合色素与光能的捕获
课
标
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生 物
苏
教
版 必
1．知识
修
(1)知道光合作用的发现过程。
一
(2)通过实验了解并认识光合色素的种类和作用。
新 课
(3)深入了解植物的叶片呈绿色的原因。
标
2．能力
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生
(1)培养学生通过阅读和分析资料逐步得出结论的能力。