3.2.1 光合作用的認(rèn)識(shí)過程與光合色素課件2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期生物蘇教版（2019）必修第一冊

第二節(jié)光合作用-光能的捕獲和轉(zhuǎn)換第一課時(shí)光合作用的認(rèn)識(shí)過程與光合色素學(xué)習(xí)效果檢測本節(jié)小結(jié)綠葉中光合色素光合作用的發(fā)現(xiàn)過程課標(biāo)解讀核心素養(yǎng)說出光合作用的認(rèn)識(shí)歷程。了解并簡述光合色素的種類、分布及其特征。通過實(shí)驗(yàn)操作掌握提取和分離葉綠體中色素的過程。通過重走科學(xué)家探索光合作用之路，幫助學(xué)生形成比較、分析等科學(xué)思維方式和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。通過學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作及結(jié)果分析，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析問題的能力。動(dòng)物會(huì)攝取不同種類的食物，以獲得生命活動(dòng)所需要的物質(zhì)和能量。那么，植物是采用的哪種方式呢？亞里士多德

2000多年前，古希臘的亞里土多德認(rèn)為植物生長在土壤里，土壤是植物生命活動(dòng)的源泉。這只是我的推測哦，但沒有證實(shí)。這只是我的推測哦，但沒有證實(shí)。揭開光合作用之謎PART01要點(diǎn)整合1632年1779年1864年19世紀(jì)80年代1940年19世紀(jì)60年代1948年英格豪斯的實(shí)驗(yàn)海爾蒙特的“柳樹實(shí)驗(yàn)”薩克斯的研究恩格爾曼的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)俄國科學(xué)家的研究魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)卡爾文的發(fā)現(xiàn)海爾蒙特（比利時(shí)）的“柳樹實(shí)驗(yàn)”5年前5年后柳樹苗2.5kg土壤100kg柳樹約82.5kg土壤約99.9kg稱重1632年1779年1864年19世紀(jì)60年代19世紀(jì)80年代1940年1948年樹木只要有水，就能生長發(fā)育。你認(rèn)為海蒙特的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否正確？他忽視了哪個(gè)重要因素？空氣、光照等否海爾蒙特（比利時(shí)）的“柳樹實(shí)驗(yàn)”1632年1779年1864年19世紀(jì)60年代19世紀(jì)80年代1940年1948年結(jié)果：綠葉只在陽光下產(chǎn)生氣體，在黑暗條件下不產(chǎn)生氣體。后來人們明白了空氣的組成后，才確定綠葉在陽光下放出的氣體是O2。放入水里的帶葉枝條英格豪斯（荷蘭）的實(shí)驗(yàn)1632年1779年1864年19世紀(jì)60年代19世紀(jì)80年代1940年1948年確定葉片在光下能產(chǎn)生淀粉結(jié)論：碘蒸氣處理后的葉片暗處理12h光照薩克斯（德國）的實(shí)驗(yàn)1632年1779年1864年19世紀(jì)60年代19世紀(jì)80年代1940年1948年

利用光學(xué)儀器發(fā)現(xiàn)，葉綠素的吸收光譜與光合作用的作用光譜相吻合，證明了：光合作用中利用的光和葉綠素吸收光能有關(guān)。俄國科學(xué)家的研究1632年1779年1864年19世紀(jì)60年代19世紀(jì)80年代1940年1948年水綿葉綠體水綿無空氣的黑暗環(huán)境無空氣的曝光環(huán)境極細(xì)光束細(xì)菌聚集在被光束照射到的葉綠體部位。細(xì)菌聚集現(xiàn)象消失，分布于葉綠體所有受光部位。恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)一1632年1779年1864年19世紀(jì)60年代19世紀(jì)80年代1940年1948年實(shí)驗(yàn)結(jié)果恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)一1632年1779年1864年19世紀(jì)60年代19世紀(jì)80年代1940年1948年1.為什么選用水綿和好氧細(xì)菌做為實(shí)驗(yàn)材料？2.為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？3.為什么先用極細(xì)光束照射水綿，而后又讓水綿完全暴露在光下？水綿帶狀葉綠體，螺旋分布，便于進(jìn)行觀察分析研究。好氧細(xì)菌能指示釋放氧的部位。材料、觀測指標(biāo)記先選用黑暗且沒有空氣的環(huán)境，是為了排除實(shí)驗(yàn)中光線和氧的影響，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。能準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧的部位；而后用完全曝光的水綿與之做對照，從而證明了實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的，并且氧是由________釋放出來的。葉綠體排除干擾的方法實(shí)驗(yàn)對照設(shè)計(jì)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的巧妙之處

用透過三棱鏡的光照射臨時(shí)玻片標(biāo)本，讓不同顏色的光投射水綿的帶狀葉綠體上。在紅光和藍(lán)光區(qū)的葉綠體部位都聚集了大量的好氧細(xì)菌。1632年1779年1864年19世紀(jì)60年代19世紀(jì)80年代1940年1948年恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)二恩格爾曼的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么？葉綠體中含有能有效地吸收利用紅光和藍(lán)光的物質(zhì)，這些物質(zhì)吸收的光與綠葉在光下產(chǎn)生氧氣有關(guān)。研究方法：放射性同位素標(biāo)記法同位素是指原子序數(shù)相同，而質(zhì)量數(shù)不同的原子。同位素有的具有放射性，有的沒有放射性。用放射性同位素標(biāo)記的化合物在化學(xué)性質(zhì)上不會(huì)改變。作用：研究生物體內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)歷程，追蹤物質(zhì)的運(yùn)行和變化規(guī)律。1632年1779年1864年19世紀(jì)60年代19世紀(jì)80年代1940年1948年魯賓和卡門（美國）的實(shí)驗(yàn)光照下的小球藻懸液第二組第一組H218OCO2H2OC18O2？？18O2O2光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)果：第一組產(chǎn)生的是O2，第二組產(chǎn)生的是18O2。1632年1779年1864年19世紀(jì)60年代19世紀(jì)80年代1940年1948年魯賓和卡門（美國）的實(shí)驗(yàn)用14C標(biāo)記14CO2，追蹤光合作用中碳元素的行蹤，歷經(jīng)十年終于發(fā)現(xiàn)CO2被用于合成糖類等有機(jī)物的途徑——卡爾文循環(huán)。

（CH2O)2C3C5CO214141414141414141632年1779年1864年19世紀(jì)60年代19世紀(jì)80年代1940年1948年卡爾文（美國）的實(shí)驗(yàn)小結(jié)英格豪斯：綠葉只在陽光下產(chǎn)生氣體，在黑暗條件下不產(chǎn)生氣體。魯賓和卡門：光合作用釋放的氧氣是來自_______。海爾蒙特：樹木只要有水，就能生長發(fā)育。俄國科學(xué)家：光合作用中利用的光和___________吸收光能有關(guān)。薩克斯：確定葉片在光下能產(chǎn)生__________。恩格爾曼：________中含有能有效地吸收利用紅光和藍(lán)光的物質(zhì)，這些物質(zhì)吸收的光與綠葉在光下產(chǎn)生___________有關(guān)?？栁模汗夂献饔卯a(chǎn)生的有機(jī)物中的碳來自____________。淀粉葉綠素氧氣葉綠體水二氧化碳1632年1779年1864年19世紀(jì)60年代19世紀(jì)80年代1940年1948年提取和分離葉綠體中的色素PART021.提取色素的原理無水乙醇等有機(jī)溶劑能溶解綠葉中的各種光合色素。色素在層析液中的溶解度不同，因而在濾紙上的擴(kuò)散速度也有差異。溶解度高，擴(kuò)散速度快溶解度低，擴(kuò)散速度慢一、實(shí)驗(yàn)原理2.分離色素的原理使研磨更充分防止研磨中色素被破壞溶解綠葉中的色素?zé)o水乙醇分離綠葉中的色素層析液SiO2CaCO3二、實(shí)驗(yàn)材料與試劑1.新鮮的綠葉、無水乙醇、層析液、二氧化硅、碳酸鈣2.實(shí)驗(yàn)中幾種化學(xué)試劑的作用：0102030405實(shí)驗(yàn)步驟提取綠葉中的色素制備濾紙條畫濾液細(xì)線分離綠葉中的色素觀察與記錄三、實(shí)驗(yàn)步驟1.研磨2.過濾（一）提取色素1.制備紙條2.畫濾液細(xì)線（二）紙層析法分離色素3.分離色素濾紙條濾液細(xì)線層析液（二）紙層析法分離色素胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）葉綠素ａ（藍(lán)綠色）葉綠素ｂ（黃綠色）濾紙條上有四條色帶由上而下的排序是怎樣的？色素帶與濾液細(xì)線之間的距離說明了什么？色素帶的寬度如何？這說明什么問題？色素帶越寬，說明含量越多最多較多較少最少記憶小竅門：“胡、黃、a、b”色素分布示意圖距離越遠(yuǎn)，說明在層析液中溶解度越大。（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析選材提取色素色素分離畫濾液細(xì)線1234選取鮮嫩、顏色深綠的葉片，以保證含有較多的色素。研磨要迅速、充分，層析時(shí)要加蓋，因無水乙醇和層析液易揮發(fā)且有一定毒性。濾液細(xì)線不能觸及層析液，否則濾液細(xì)線中的色素將溶解到層析液中，導(dǎo)致色素帶不清晰，影響實(shí)驗(yàn)效果。濾液細(xì)線要細(xì)、齊、直，且干燥后重復(fù)2-3次，使濾液細(xì)線既有較多的色素，又使各色素?cái)U(kuò)散的起點(diǎn)相同。實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵光和色素的分布及其特征PART03分類類胡蘿卜素葉綠素分布：葉綠體的類囊體薄膜上色素的吸收光譜：010203胡蘿卜素葉黃素葉綠素ａ葉綠素ｂ主要色素色素提取液四種色素的吸收光譜葉綠素主要吸收___________________類胡蘿卜素主要吸收________________，此外還有保護(hù)葉綠素免遭強(qiáng)光傷害

的作用。藍(lán)紫光藍(lán)紫光、紅光03為什么植物的葉片呈現(xiàn)綠色？因?yàn)楣夂仙啬芪沾蟛糠值目梢姽庥糜诠夂献饔?，但對綠光吸收最少，大部分綠光被反射回來，所以葉片才呈現(xiàn)綠色。太陽光照射到海面上，不同波長的光透過海水的深度是不同的。按照物理學(xué)原理，波長越短其能量就越大，透射力就越強(qiáng)，穿透海水的深度也就越深。在可見光中紅光的波長最長，也就意味著其能量最小，故透射的深度最淺。一般在表層海水中有足夠的紅光可以滿足藻類植物的光合作用，所以在表層海水中分布有大量的綠藻。藍(lán)紫光的透射深度最深，但大部分藍(lán)光被海水反射掉了，因此顯示的海水是藍(lán)色。學(xué)科交叉從物理學(xué)視角，我們能分析海洋中這些藻類的分層現(xiàn)象嗎？NO.1光合作用的發(fā)現(xiàn)過程N(yùn)O.3NO.2綠葉中光和色素的提取和分離光和色素的分布及其特征本節(jié)小結(jié)1．在生命科學(xué)發(fā)展過程的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中，未用到放射性同位素標(biāo)記法的是（）A．薩克斯證明光合作用的產(chǎn)物中有淀粉B．卡爾文發(fā)現(xiàn)的卡爾文循環(huán)C．光合作用產(chǎn)物O2中O來源D．分泌蛋白的合成與運(yùn)輸A2．陽光通過三棱鏡能顯示出七種顏色的連續(xù)光譜。如果將一瓶葉綠體中色素提取液放在光源和三棱鏡之間，連續(xù)光譜中就會(huì)出現(xiàn)一些黑色條帶，這些條帶應(yīng)位于（

）A．綠光區(qū) B．紅光區(qū)和綠光區(qū)C．藍(lán)紫光區(qū)和綠光區(qū) D．紅光區(qū)和藍(lán)紫光區(qū)D當(dāng)堂檢測3．下圖表示德國科學(xué)家薩克斯的實(shí)驗(yàn)。綠色葉片放在暗處數(shù)小時(shí)“饑餓”處理(消耗掉葉片中