生物必修ⅰ蘇教版光合作用課件

1、1第二節(jié)光合作用第二節(jié)光合作用第一課時光合作用的發(fā)現(xiàn)與光合色素第一課時光合作用的發(fā)現(xiàn)與光合色素23課程標(biāo)準(zhǔn)說明光合作用以及對它的認(rèn)識過程。課標(biāo)解讀1.說出葉綠體中色素的種類和作用。2.簡述色素提取和分離的實驗原理，嘗試提取和分離葉綠體中的色素。3.說明光合作用的認(rèn)識過程。 4解開光合作用之謎解開光合作用之謎 發(fā)現(xiàn)者發(fā)現(xiàn)者實驗實驗結(jié)論結(jié)論海爾海爾蒙特蒙特試圖用定量的方法試圖用定量的方法研究植物營養(yǎng)的來研究植物營養(yǎng)的來源。源。植物生長需要的營養(yǎng)植物生長需要的營養(yǎng)主要來自主要來自 ，而不是，而不是來自來自 .普利斯普利斯特萊特萊小鼠與綠色植物放小鼠與綠色植物放在同一個玻璃罩內(nèi)，在同一個玻璃罩內(nèi)，小鼠

2、沒有窒息而死小鼠沒有窒息而死植物生長需要吸植物生長需要吸收收 ，同時釋放，同時釋放出出 .水水土壤土壤CO2O25英根英根豪斯豪斯500多次植物更多次植物更新空氣實驗新空氣實驗植物體只有綠葉在植物體只有綠葉在 下，才能制造出下，才能制造出O2薩克斯薩克斯采用碘液檢測淀采用碘液檢測淀粉粉植物葉片在光下能產(chǎn)植物葉片在光下能產(chǎn)生生 .魯賓、魯賓、卡門卡門H2OC18O2O2HOCO218O2光合作用釋放的氧氣全光合作用釋放的氧氣全部來自于部來自于 .卡爾文卡爾文用用14C標(biāo)記標(biāo)記CO2探明了探明了CO2轉(zhuǎn)化成有機(jī)轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的途徑，即物的途徑，即CO2被用被用于于 等有機(jī)等有機(jī)物物陽光陽光淀粉淀粉水

3、水合成糖類合成糖類6思維激活1 從對照實驗的角度分析，普利斯特萊的實驗設(shè)計是否嚴(yán)謹(jǐn)？若不嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)怎樣補(bǔ)充完善實驗？提示不嚴(yán)謹(jǐn)。沒有設(shè)置空白對照實驗，應(yīng)將點燃的蠟燭和小鼠分別單獨置于玻璃罩內(nèi)，作為空白對照。7思維激活2 借鑒普利斯特萊和薩克斯的實驗方法，如何證明CO2是光合作用的必要條件？提示將綠色植物放在玻璃罩內(nèi)，一組中加入盛有NaOH溶液的燒杯，一組加入盛有等量蒸餾水的燒杯。暗處理一段時間后，再置于相同光照條件下， 經(jīng)碘蒸氣處理，觀察是否有藍(lán)色出現(xiàn)。89103魯賓和卡門的實驗(1)實驗過程及結(jié)論H2OC18O2植物O2光合作用釋放的O2全部來自于水。(2)實驗分析設(shè)置了對照實驗，自變量是標(biāo)記

4、物質(zhì)(H218O和C18O2)，因變量是O2的放射性。11【鞏固1】 某?；顒有〗M設(shè)計了這樣一個實驗：(1)選一盆銀邊天竺葵，如圖中虛線圓圈外的一部分是銀邊，預(yù)先放置在黑暗處48 h，再將22 cm不透光的黑色紙片夾在綠色部位上圖中虛線方框處，然后把植物放在光下照射46 h，再剪下此葉片，并用打孔器在葉片a、b、c三個部位打下三個葉圓片。把葉圓片放入裝有某溶液的試管里，經(jīng)熱水浴脫色。把經(jīng)過脫色的葉圓片，再放入清水中漂洗。把經(jīng)過漂洗的葉圓片放在白紙板上，然后用吸管吸取碘液，分別滴在葉圓片上。分析該實驗過程，請回答下列問題：12(1)上述實驗中用于脫色的某溶液是_。(2)a、b、c三個葉圓片，_變

5、成藍(lán)色，原因是_；_不變藍(lán)。(3)_葉圓片對照說明了光合作用需要光，_葉圓片對照說明了光合作用需要葉綠體。13解析在一個葉片上做了三個實驗，a、b對照單一變量是否有光照，b、c對照的單一變量為是否有葉綠體。答案(1)酒精(2)b光合作用產(chǎn)生了淀粉ac(3) a與bb與c141葉綠體中所含有的光合色素主要包括 (藍(lán)綠色)、 (黃綠色)、 (橙黃色)和葉黃素( )。葉綠素能有效吸收和利用 光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，此外，還有保護(hù) 的作用。光合色素與光能的捕獲光合色素與光能的捕獲 葉綠素葉綠素a葉綠素葉綠素b胡蘿卜素胡蘿卜素黃色黃色紅光和藍(lán)紫紅光和藍(lán)紫葉綠素免受強(qiáng)光傷害葉綠素免受強(qiáng)光傷害152葉

6、綠體中的色素是有機(jī)物，不溶于水，易溶于丙酮等有機(jī)溶劑中，所以用 、 等能提取色素。3層析液是一種脂溶性很強(qiáng)的有機(jī)溶劑。葉綠體色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散得快，溶解度低的隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散得 。所以用紙 來分離四種色素。丙酮丙酮乙醇乙醇慢慢層析法層析法16思維激活3 請舉例說明葉片顏色變化的原因？提示植物葉片呈現(xiàn)的顏色是葉片中各種色素的綜合表現(xiàn)，其中主要是綠色的葉綠素和黃色的類胡蘿卜素之間的比例。植物葉色正常是綠色的原因：正常葉片中葉綠素和類胡蘿卜素含量的比例為3 1，所以正常葉片總是呈綠色。秋天，植物葉色變黃的原因：葉綠素不穩(wěn)定，低溫下易被破壞，而類胡蘿卜素

7、分子比較穩(wěn)定，不易被破壞，所以，隨著天氣變冷，葉片逐漸呈現(xiàn)類胡蘿卜素的顏色黃色。17思維激活4 不同顏色溫室大棚的光合效率相同嗎？為什么？提示不同顏色溫室大棚的光合效率不同。無色透明大棚能透過日光中的各色光，而有色大棚主要透過同色光，其他光被其吸收，所以用無色透明的大棚光合效率最高。葉綠素對綠光吸收最少，因此綠色塑料大棚光合效率最低。181提取和分離葉綠體中的色素(1)實驗?zāi)康膰L試用過濾方法提取葉綠體中的色素和用紙層析法分離提取到的色素。分析實驗結(jié)果，探究葉綠體中有幾種色素，以及各自所呈現(xiàn)的顏色。19(2)實驗原理葉綠體中的色素是有機(jī)物，不溶于水，易溶于丙酮等有機(jī)溶劑中，所以用丙酮、乙醇等能提

8、取色素。層析液是一種脂溶性很強(qiáng)的有機(jī)溶劑。葉綠體色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，溶解度低的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得慢。所以用紙層析法來分離四種色素。(3)實驗材料幼嫩、鮮綠的菠菜葉。20(4)實驗步驟步驟步驟注意問題注意問題分析分析1.提取色素提取色素 5 g綠葉剪碎，放綠葉剪碎，放入研缽，加入研缽，加SiO2、CaCO3和和5 mL丙丙酮酮(或或10 mL無水乙無水乙醇醇)，迅速、充分研，迅速、充分研磨磨加加SiO2加加CaCO3加丙酮加丙酮迅速迅速加加SiO2為了研磨得更充為了研磨得更充分；分；加加CaCO3防止研磨時葉防止研磨時葉綠素受到破壞；綠素受到破壞；

9、葉綠體色素易溶于丙酮葉綠體色素易溶于丙酮等有機(jī)溶等有機(jī)溶劑；劑；減少研磨過程葉綠素的減少研磨過程葉綠素的分解，減少有毒性的丙分解，減少有毒性的丙酮揮發(fā)酮揮發(fā)212.收集濾液收集濾液漏斗基部放一單層尼龍漏斗基部放一單層尼龍布，研磨液倒入漏斗內(nèi)布，研磨液倒入漏斗內(nèi)擠壓，將濾液收集到小擠壓，將濾液收集到小試管中，用棉花塞塞住試管中，用棉花塞塞住試管口試管口尼龍布起過濾尼龍布起過濾作用；作用；試管口用棉花試管口用棉花塞塞緊是為了塞塞緊是為了防止丙酮揮發(fā)防止丙酮揮發(fā)3.制備濾紙條制備濾紙條將干燥的濾紙，順著紙將干燥的濾紙，順著紙紋剪成長紋剪成長10 cm，寬，寬1 cm的紙條，一端剪去二的紙條，一端剪去

10、二個角，并在距這一端個角，并在距這一端1 cm處劃一鉛筆線處劃一鉛筆線干燥；干燥；順著紙紋順著紙紋剪成長條；剪成長條；一端剪去一端剪去二個角二個角可吸收更多的可吸收更多的濾液；濾液；層析時，色素層析時，色素分離效果好；分離效果好；可使層析液同可使層析液同時到達(dá)濾液細(xì)時到達(dá)濾液細(xì)線線224.劃濾液細(xì)線劃濾液細(xì)線用毛細(xì)吸管吸取少量濾用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線劃出細(xì)、液，沿鉛筆線劃出細(xì)、齊、直的一條濾液細(xì)線，齊、直的一條濾液細(xì)線，干后重復(fù)三次干后重復(fù)三次濾液細(xì)線越濾液細(xì)線越細(xì)、越齊越細(xì)、越齊越好；好；重復(fù)三次重復(fù)三次防止色素帶之間防止色素帶之間部分重疊；部分重疊；增加色素在濾紙增加色素在濾紙上

11、的附著量，使上的附著量，使實驗結(jié)果更明顯實驗結(jié)果更明顯5.紙層析法分離色素紙層析法分離色素將將3 mL層析液倒入燒層析液倒入燒杯中，將濾紙條杯中，將濾紙條(畫線畫線一端朝下一端朝下)插入層析液插入層析液中，用培養(yǎng)皿蓋蓋上燒中，用培養(yǎng)皿蓋蓋上燒杯杯層析液不能層析液不能沒及濾液細(xì)沒及濾液細(xì)線；線；燒杯要蓋培燒杯要蓋培養(yǎng)皿蓋養(yǎng)皿蓋防止色素溶解在防止色素溶解在層析液中；層析層析液中；層析液中的苯、丙酮、液中的苯、丙酮、石油醚易揮發(fā)石油醚易揮發(fā)236.觀察實驗結(jié)果觀察實驗結(jié)果擴(kuò)散最快的是擴(kuò)散最快的是胡蘿卜素，擴(kuò)胡蘿卜素，擴(kuò)散最慢的是葉散最慢的是葉綠素綠素b，含量最，含量最多的是葉綠素多的是葉綠素a四種色

12、素之所以四種色素之所以能被分離，是因能被分離，是因為四種色素隨層為四種色素隨層析液在濾紙條上析液在濾紙條上的擴(kuò)散速度不同的擴(kuò)散速度不同24(5)實驗注意事項及原因步驟步驟方法方法原因原因色色素素提提取取選取新鮮葉片：選取新鮮葉片：色素含量高色素含量高加入少許加入少許SiO2和和CaCO3：研磨充分：研磨充分和保護(hù)色素和保護(hù)色素加入無水乙醇：加入無水乙醇：溶解、提取色素溶解、提取色素將研磨液迅速倒入基部墊將研磨液迅速倒入基部墊有單層尼龍布的玻璃漏斗有單層尼龍布的玻璃漏斗中過濾，濾液收集到試管中過濾，濾液收集到試管中，及時用棉塞塞緊試管中，及時用棉塞塞緊試管口口試管口加棉塞：防試管口加棉塞：防止溶

13、劑揮發(fā)止溶劑揮發(fā)25分分離離色色素素剪去兩角：防止層析液在濾剪去兩角：防止層析液在濾紙條的邊緣處擴(kuò)散得過快紙條的邊緣處擴(kuò)散得過快畫濾液細(xì)線畫濾液細(xì)線畫得細(xì)、齊、直：使分離畫得細(xì)、齊、直：使分離的色素帶平整、不重疊的色素帶平整、不重疊重復(fù)畫：使分離的色素帶重復(fù)畫：使分離的色素帶清晰清晰層析液不能沒及濾液細(xì)線：層析液不能沒及濾液細(xì)線：防止色素溶于層析液中防止色素溶于層析液中試管加塞是為了防止層析試管加塞是為了防止層析液揮液揮發(fā)發(fā)(因為丙酮、苯等有毒因為丙酮、苯等有毒)26【鞏固2】 下列分離葉綠體中色素的裝置，正確的是()。解析由于色素易溶于層析液，所以濾液細(xì)線不能沒入層析液中，由于層析液易揮發(fā)，

14、并有一定的毒性，所以要加蓋。答案A272恩格爾曼實驗(1)實驗過程、現(xiàn)象及結(jié)論28(2)實驗設(shè)計巧妙之處實驗材料選擇水綿和好氧細(xì)菌：水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細(xì)菌可確定釋放氧氣的部位。沒有空氣的黑暗環(huán)境：排除了氧氣和光的干擾。用極細(xì)的光束點狀投射：葉綠體上可分為獲得光照和無光照的部位，相當(dāng)于一組對照實驗。進(jìn)行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的對照實驗：明確實驗結(jié)果完全是由光照引起的等。29【鞏固3】 1880年，美國科學(xué)家恩格爾曼設(shè)計了一個實驗研究光合作用的光譜。他將棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀水綿體上，并在水綿懸液中放入好氧細(xì)菌，觀察細(xì)菌的聚集情況。他得出光合作用在紅光區(qū)和藍(lán)光區(qū)

15、最強(qiáng)。這個實驗的結(jié)論是()。A細(xì)菌對不同的光反應(yīng)不一，細(xì)菌集中的地方，細(xì)菌光合作用強(qiáng)B好氧細(xì)菌集中的地方，O2濃度高，水綿光合作用強(qiáng)C好氧細(xì)菌集中的地方，產(chǎn)生的有機(jī)物多，水綿光合作用強(qiáng)D好氧細(xì)菌大量消耗O2，使水綿光合作用速度加快，則該種光有利于光合作用30解析好氧細(xì)菌集中的地方就是O2多的地方，O2是光合作用的產(chǎn)物，所以此處的光合作用強(qiáng)。該實驗的思路就是以好氧細(xì)菌聚集為觀察指標(biāo)，代表O2的釋放情況，表明光合作用在哪種光區(qū)最強(qiáng)，而與產(chǎn)生有機(jī)物的多少無關(guān)。答案B31【例例1】 材料題：材料題：材料一材料一1642年，比利時科學(xué)家海爾蒙特進(jìn)行了一項著名的柳樹年，比利時科學(xué)家海爾蒙特進(jìn)行了一項著名的

16、柳樹實驗。他在一個花盆里栽種了一棵實驗。他在一個花盆里栽種了一棵2.3 kg的柳樹。栽種前，花盆的柳樹。栽種前，花盆里的泥土經(jīng)過高溫烘烤干燥后稱重為里的泥土經(jīng)過高溫烘烤干燥后稱重為90.8 kg。以后的。以后的5年中，海年中，海爾蒙特除了只給柳樹澆水外，沒有在花盆里添加任何物質(zhì)，每年爾蒙特除了只給柳樹澆水外，沒有在花盆里添加任何物質(zhì)，每年秋天，柳樹的落葉也沒有稱重和計算。秋天，柳樹的落葉也沒有稱重和計算。5年后，他將柳樹和泥土年后，他將柳樹和泥土分開稱重，發(fā)現(xiàn)柳樹的重量變成了分開稱重，發(fā)現(xiàn)柳樹的重量變成了76.7 kg，泥土烘干后的重量為，泥土烘干后的重量為90.7 kg，比原來只減少，比原來

17、只減少0.1 kg。于是他得出結(jié)論：柳樹獲得的。于是他得出結(jié)論：柳樹獲得的74.4 kg物質(zhì)只是來源于水。物質(zhì)只是來源于水。光合作用的發(fā)現(xiàn)過程光合作用的發(fā)現(xiàn)過程 32同波長的光下照射，然后測量該植物對不同光質(zhì)的吸光率，結(jié)果列于下表：光質(zhì)光質(zhì)紅紅橙橙黃黃綠綠青青藍(lán)藍(lán)紫紫波長波長/nm700650600550500450400吸光率吸光率/%5510215854033(1)根據(jù)你所掌握的生物學(xué)知識，判斷海爾蒙特的結(jié)論是否確切？為什么？_。(2)花盆內(nèi)的泥土減少了0.1 kg，其原因是_。(3)請用上表數(shù)據(jù)在指定方格紙內(nèi)繪出植物葉片光吸收變化曲線，并分析得出結(jié)論。_。34答案(1)不確切。柳樹干重的

18、增加來自于光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物。(2)土壤中的礦質(zhì)離子被柳樹吸收(3)略，結(jié)論：光合作用時主要吸收紅光和藍(lán)紫光35【例2】 分別在A、B、C三個研缽中加2克剪碎的新鮮菠菜綠葉，并按下表所示添加試劑，經(jīng)研磨、過濾得到三種不同顏色的溶液，即：深綠色、黃綠色(或褐色)、幾乎無色。提取和分離葉綠體中的色素提取和分離葉綠體中的色素 處理處理ABCSiO2(少量少量)CaCO3體積分?jǐn)?shù)為體積分?jǐn)?shù)為95%乙醇乙醇(10 mL)蒸餾水蒸餾水(10 mL)注：注：“”表示加；表示加；“”表示不加。表示不加。36試回答：(1)A處理得到的溶液顏色是_，原因是_。(2)B處理得到的溶液顏色是_，原因是_ _ _ _

19、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。(3)C處理得到的溶液顏色是_，原因是_。37深度剖析由于葉綠體中的色素易溶于有機(jī)溶劑，所以提取時加入丙酮(或95%的酒精)是為了使色素溶解在其中；又在研磨時加入碳酸鈣防止破壞葉綠素的分子結(jié)構(gòu)；而加入二氧化硅的目的是為了充分研磨。答案(1)黃綠色部分葉綠素受到破壞(2)幾乎無色葉綠素不溶于水(3)深綠色大量葉綠素溶于乙醇中381將一棵重約0.2 kg的柳樹，栽培于肥沃的土壤中，兩年后連根挖出，稱其干重達(dá)11 kg，增加的這10余千克，主要來源于()。A土壤中的礦質(zhì)元素 B土壤中的水C大氣中的O2 D大氣中的CO2解析柳樹進(jìn)行光合作用合成有機(jī)物，主要是利用大氣中的二氧化碳。答案D392下列關(guān)于綠色植物葉綠體所含色素種類的敘述中，最嚴(yán)密的是()。A都含有葉綠素和葉黃素B都含有葉綠素a和葉綠素bC都含有葉綠素和胡蘿卜素D都含有葉綠素和類胡蘿卜素解析植物葉綠體中含有四種色素，葉綠素a和葉綠素b統(tǒng)稱為葉綠素；葉黃素和胡蘿卜素統(tǒng)稱為類胡蘿卜素。答案D403葉綠體色素的紙層析結(jié)果顯示，葉綠素b位于層析濾紙的最下端，原因