3.3.1+光合作用-【高效備課精講精研】高一上學期生物蘇教版（2019）必修1

光合作用1植物工廠植物工廠1.植物工廠和自然界相比有何優(yōu)勢？2.靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？植物工廠可以通過人工精密的控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營養(yǎng)液成分等外界條件。可以避免由于自然環(huán)境中光照強度不足導致光合作用強度低而造成的減產(chǎn)。同時，人工光源的強度和不同色光是可以調(diào)控的，可以根據(jù)植物生長的情況進行調(diào)節(jié)，以使蔬菜產(chǎn)量達到最大。葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用外膜內(nèi)膜基粒類囊體葉綠體基質(zhì)光合作用的場所：葉綠體葉綠體類囊體薄膜光合色素的分布：②多個類囊體堆疊形成基粒，色素和酶的附著面積增大，極大地擴展了受光面積，利于提高光能的利用率。①葉綠體基質(zhì)和類囊體膜上含有光合作用有關(guān)的酶。兩千多年前，人們受古希臘著名哲學家亞里土多德的影響，認為植物體是由“土壤汁”構(gòu)成的，即植物生長發(fā)育所需的物質(zhì)完全來自土壤。亞里土多德認為植物增重=土壤減重一、1648年比利時科學家海爾蒙特開始時柳樹的質(zhì)量2.5kg干土的質(zhì)量100kg+80.0kg－0.1kg結(jié)論：植物生長所需要的養(yǎng)料主要來自水,而不是土壤82.5kg99.9kg5年后實驗前后的差值圖A圖B圖D圖C二、1779年荷蘭的科學家英格豪斯500多次植物更新空氣的實驗，又有何新發(fā)現(xiàn)？結(jié)論：

綠色植物體只有在光照下才能更新污濁的空氣。甲乙三、1864年德國的植物學家薩克斯采用碘液檢測淀粉的方法進行實驗薩克斯，J.vonSachs(1832～1897)葉部分遮光光照酒精脫色滴加碘液觀察現(xiàn)象暗處理24小時（饑餓處理）結(jié)論：植物在光下除了產(chǎn)生氧氣，還產(chǎn)生了淀粉。①為什么讓葉片的一半曝光，另一半遮光呢？，此處的變量是_________。光照②為什么要選取同片葉進行部分遮光？答：_______________________________。保持水、二氧化碳等無關(guān)變量相同控制變量法設置對照組⑤為什么不直接加熱酒精，而用水浴加熱？答：_____________________________________。④葉片為什么要脫去葉綠素？為什么要用酒精脫色？

答：

。③將天竺葵進行暗處理的目的是：

答：

。將葉內(nèi)原有的淀粉消耗掉酒精易燃易揮發(fā)，直接加熱容易引起燃燒排除原來淀粉對實驗干擾葉綠素呈綠色，如不脫去，不容易觀察到淀粉遇碘變藍的現(xiàn)象。酒精能溶解葉綠素。四、1937年英國科學家希爾1937年，希爾發(fā)現(xiàn)，在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑（懸浮液中有H2O，沒有CO2），在光照下可以釋放出氧氣。離體的葉綠體懸浮液鐵鹽（或其他氧化劑）O2希爾反應：離體的葉綠體在適當?shù)臈l件下發(fā)生水的光解、產(chǎn)生氧氣的化學反應。思考·討論：

恩格爾曼的實驗一極細的光束黑暗中——集中于葉綠體被光束照射的部位光下——分布于葉綠體所有受光部位水綿好氧細菌結(jié)論：氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所。思考·討論：

恩格爾曼的實驗一（1）為什么選用水綿和好氧細菌作為實驗材料？提示：水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察。好氧細菌可確定釋放O2的部位。（2）為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？提示：選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境，可排除光線和氧的干擾。小組討論，問題探究：（3）為什么用極細的光束照射？提示：葉綠體上有光照多和光照少的部位，相當于一組對比實驗。思考·討論：

恩格爾曼的實驗二三棱鏡結(jié)論：葉綠體主要吸收紅光和藍紫光照射水綿好氧細菌聚集在紅光和藍紫光的區(qū)域小組討論，問題探究：在第二個實驗中，大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域，為什么？提示：這是因為水綿葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍紫光，在此波長光的照射下，葉綠體會釋放氧氣，適于好氧細菌在此區(qū)域分布。原料：CO2、H2O產(chǎn)物：O2、（CH2O）條件：光能場所：葉綠體【思考】你能寫出光合作用的反應式嗎？

CO2+H2O

（CH2O)+O2光能葉綠體

光合作用的概念

指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。光照葉綠體水和二氧化碳氧氣和有機物原料：產(chǎn)物：條件：場所：CO2+H2O

光能葉綠體（CH2O）+O2

光合作用的實質(zhì)：合成有機物，儲存能量糖類光合產(chǎn)物O2中的“O”是來自于H2O還是CO2？五、美國科學家魯賓和卡門

結(jié)論：光合作用釋放的氧氣中的氧元素全部來源于水，而并不來源于CO2O218O2C18O2H2OCO2H218O光照射下的小球藻懸浮液1941年，美國科學家魯賓和卡門用同位素示蹤的方法研究了光合作用中O2的來源，他們用18O分別標記H2O和CO2

，使它們分別變成H218O和C18O2

，然后進行了兩組實驗：結(jié)論六、1948年美國的科學家卡爾文（M.Calvin）等人的實驗同位素標記法14C標記CO2中的碳元素來追蹤碳的轉(zhuǎn)化途徑：14CO2

C3

（CH2O）20世紀40年代，卡爾文

光合作用產(chǎn)生的有機物又是怎樣合成的？卡爾文循環(huán)結(jié)論：CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化為有機物中的碳。探究光合作用原理的部分實驗總結(jié)年代科學家結(jié)論17世紀中葉海爾蒙特植物生長所需的養(yǎng)料主要來自水，而不是土壤1779年英根豪斯植物需要陽光才能制造出O21864年薩克斯葉片在光下能產(chǎn)生淀粉1880年恩格爾曼氧由葉綠體釋放出來。葉綠體是光合作用的場所。1937年希爾光合作用是在葉綠體中進行的1941年魯賓和卡門運用同位素示蹤法，光合作用O2來自于水1954年卡爾文用14C標記的CO2進行示蹤，CO2被用于合成糖類等有機物捕獲光能的色素葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）葉綠素a（藍綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）光合色素功能：吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能色素的吸收光譜

太陽光是由不同波長的光組合成的復合光，不同波長的光，顏色不同，可見光的波長是400-760nm；波長小于400nm的光是紫外光；波長大于760nm的光是紅外光。學生思考：1.四種光合色素吸收的是什么光？2.四種光合色素對光的吸收有什么差別呢？400500600700波長/nm葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素吸收光能的百分比葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。樹葉為什么是綠色？葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射回來，所以葉片才呈現(xiàn)綠色。物體呈現(xiàn)什么顏色是因為它吸收了除該顏色以外的色光，透過或反射了該種色光進入人眼的緣故。探究·實踐：綠葉中色素的提取和分離提取色素要注意什么？1.破碎細胞及葉綠體，使色素充分釋放。2.保證色素的結(jié)構(gòu)和活性不被破壞。3.使色素溶解于試劑中。綠葉中色素的提取和分離提取原理1分離原理2色素能溶解在有機溶劑無水乙醇中，所以可用無水乙醇提取色素。各種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的隨層析液在濾紙上擴散的快，反之，則慢，這樣幾分鐘后色素就會隨層析液在濾紙上擴散而分離開。實驗原理頭部尾部提取方法：過濾法分離方法：紙層析法實驗步驟（1）提取綠葉的色素稱取5g新鮮綠葉，剪碎，放入研缽中。向研缽中放入少量二氧化硅（有助于研磨充分）和碳酸鈣（可防止研磨中色素被破壞），再加入5mL無水乙醇（溶解色素），迅速且充分研磨。實驗步驟將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中，用單層尼龍布進行過濾。用棉塞塞嚴（目的是防止乙醇揮發(fā)和色素氧化）。實驗步驟(2)制備濾紙條干燥的定性濾紙避免層析液在邊緣擴散過快（邊緣效應），使其同步到達細線

將濾紙剪成能放入燒杯中的濾紙條

在濾紙條一端剪去兩角

在距去角一端1cm處用鉛筆畫一條細的橫線鉛筆線剪兩角實驗步驟(3)畫濾液細線將濾液倒入培養(yǎng)皿，用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻畫出一條細線。等濾液干后再畫一到兩次。為了積累更多的色素，使分離后的色素帶更明顯★要求：細、直、齊；重復2—3次實驗步驟(4)分離綠葉中的色素原理：溶解度高的色素隨層析液在濾紙上_____________;反之，則慢。思考：1、為何濾液細線不能觸及層析液？2、為何要蓋上培養(yǎng)皿？防止色素溶解在層析液中防止層析液揮發(fā)，因其易揮發(fā)且有毒擴散得快

將濾紙條有濾液細線的一端插入_____________。層析液（5）實驗結(jié)果①濾紙上有幾條色素帶？④不同的色素帶分別對應哪些色素？②從上而下的排序說明了什么？4條③不同條帶的寬窄說明了什么？含量不同溶解度不同胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b觀察與記錄（橙黃色）（黃色）（藍綠色）（黃綠色)胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b類胡蘿卜素（吸收藍紫光）葉綠素（吸收藍紫光和紅光）異?，F(xiàn)象的分析1.若色素提取液呈淡綠色的，其原因有：①選取的葉片顏色不是濃綠色或稱取的綠葉過少或放置數(shù)天的菠菜葉，色素含量少；②加入的無水乙醇過多，色素溶液濃度?。虎畚醇犹妓徕}或加入的過少，色素分子部分破壞；④研磨不充分，色素未能充分提取出來。2.若色素帶顏色較淺，其原因有：⑤畫濾液細線的次數(shù)太少，濾紙條上的色素含量少；⑥層析時，部分濾液細線已觸