第四章第二节第1课时

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1、第二节光合作用第二节光合作用第第1课时光合色素与光能的捕获课时光合色素与光能的捕获第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸学习导航学习导航1了解光合作用的发现历程以及色素的种类和作用。了解光合作用的发现历程以及色素的种类和作用。2.掌掌握叶绿体中色素的提取和分离。握叶绿体中色素的提取和分离。重点重点第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸一、阅读教材一、阅读教材P72解开光合作用之谜解开光合作用之谜117世纪中叶：世纪中叶：范范海尔蒙特用定量的方法研究得出：植物海尔蒙特用定量的方法研究得出：植物生长所需要的养料主要

2、来自生长所需要的养料主要来自_，而不是土壤。，而不是土壤。21771年年:普利斯特莱通过动植物之间进行气体交换的实验普利斯特莱通过动植物之间进行气体交换的实验得知，植物生长吸收得知，植物生长吸收_，释放出，释放出_。水水CO2O2栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸31779年：年：扬扬英根豪斯通过实验证实：植物需要英根豪斯通过实验证实：植物需要_才能制造出才能制造出O2。41864年：年：萨克斯采用碘液检测淀粉的方法萨克斯采用碘液检测淀粉的方法,确定叶片在光确定叶片在光下能产生下能产生_。51940年：年：鲁宾和卡门运用鲁宾和卡门运用_证明了光合作证明了光合作用释

3、放的用释放的O2、糖类中的氢都来自水。、糖类中的氢都来自水。61948年：年：卡尔文用卡尔文用14CO2追踪光合作用中追踪光合作用中_的的行踪，结果发现行踪，结果发现CO2被用于合成糖类等有机物。被用于合成糖类等有机物。阳光阳光淀粉淀粉同位素标记法同位素标记法碳元素碳元素栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸二、阅读教材二、阅读教材P7374分析光合色素与光能的捕获分析光合色素与光能的捕获1叶绿体中的色素及作用叶绿体中的色素及作用色素名称色素名称颜色颜色功能功能叶绿素叶绿素a_主要吸收和利用主要吸收和利用_和和蓝光蓝光叶绿素叶绿素b_胡萝卜素胡萝卜素橙黄色橙黄色主要吸

4、收主要吸收_，还有保还有保护叶绿素免受强光伤害的作用护叶绿素免受强光伤害的作用叶黄素叶黄素黄色黄色蓝绿色蓝绿色黄绿色黄绿色蓝紫光蓝紫光红光红光栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸2.恩吉尔曼的实验恩吉尔曼的实验(1)生物材料：生物材料：_(一种丝状绿藻一种丝状绿藻)和好氧细菌。和好氧细菌。(2)实验现象：在实验现象：在_集中了大部分的好集中了大部分的好氧细菌。氧细菌。(3)实验结论：叶绿体中的光合色素能高效地吸收和利用实验结论：叶绿体中的光合色素能高效地吸收和利用_和和_。水绵水绵红光区和蓝光区红光区和蓝光区红光红光蓝光蓝光栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第

5、四章光合作用和细胞呼吸三、阅读教材三、阅读教材P73提取和分离叶绿体中的光合色素提取和分离叶绿体中的光合色素1研磨：研磨：称取称取5 g新鲜的菠菜叶，剪碎后放入研钵中，加入新鲜的菠菜叶，剪碎后放入研钵中，加入少许二氧化硅、少许二氧化硅、_及及5 mL无水乙醇，迅速而无水乙醇，迅速而充分地研磨。充分地研磨。2过滤过滤:将研磨液过滤到试管中将研磨液过滤到试管中,并及时用棉塞塞紧试管口。并及时用棉塞塞紧试管口。3画线画线:在略短于烧杯高度、宽在略短于烧杯高度、宽1 cm的干燥滤纸条一端剪去的干燥滤纸条一端剪去两个角，在距该端约两个角，在距该端约1 cm处用铅笔画一条细线，用毛细吸管处用铅笔画一条细线

6、，用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线画一条细而直的吸取少量滤液，沿铅笔线画一条细而直的_细线，吹干后重复画滤液细线若干次。细线，吹干后重复画滤液细线若干次。碳酸钙碳酸钙滤液滤液栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸4层析分离：层析分离：将画好滤液细线的滤纸条轻轻地插入盛有将画好滤液细线的滤纸条轻轻地插入盛有3 mL 层析液的烧杯中，用培养皿覆盖烧杯。滤液细线不能层析液的烧杯中，用培养皿覆盖烧杯。滤液细线不能触及触及_。5观察：观察：几分钟后取出滤纸条，观察到滤纸条上会出现色几分钟后取出滤纸条，观察到滤纸条上会出现色素带，从上到下依次是：胡萝卜素素带，从上到下依次是：胡萝

7、卜素(橙黄色橙黄色)、叶黄素、叶黄素(黄色黄色)、叶绿素叶绿素a(蓝绿色蓝绿色)、叶绿素、叶绿素b(黄绿色黄绿色)。层析液层析液栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸1判断下列各小题说法是否正确判断下列各小题说法是否正确(1)鲁宾和卡门及卡尔文都用放射性同位素标记法鲁宾和卡门及卡尔文都用放射性同位素标记法()(2)色素带的宽窄与色素的含量有关，色素带越宽说明此种色素带的宽窄与色素的含量有关，色素带越宽说明此种色素的含量越多色素的含量越多()(3)色素带的扩散速度与溶解度有关，扩散速度越慢说明此色素带的扩散速度与溶解度有关，扩散速度越慢说明此种色素的溶解度越高种色素的溶

8、解度越高()(4)叶绿体中的色素既能溶于有机溶剂又能溶解于水叶绿体中的色素既能溶于有机溶剂又能溶解于水()(5)可选用绿色植物任何部位的叶片进行色素的提取与分离可选用绿色植物任何部位的叶片进行色素的提取与分离()(6)萨克斯采用斐林试剂证实叶片在光下能产生还原性淀粉萨克斯采用斐林试剂证实叶片在光下能产生还原性淀粉()栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸2填图填图胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸植物的光合作用是一个复杂的过程，经过了众多科学家的努植物的光合作用是一个复杂的过程，经过

9、了众多科学家的努力才逐步解开了光合作用的奥秘，下面是几个有关光合作用力才逐步解开了光合作用的奥秘，下面是几个有关光合作用的重要实验，请分析：的重要实验，请分析：117世纪中叶，比利时的范世纪中叶，比利时的范海尔蒙特第一次试图用定量的海尔蒙特第一次试图用定量的方法研究植物的营养来源。通过该实验，他认为植物生长所方法研究植物的营养来源。通过该实验，他认为植物生长所需要的养料主要来自水，而不是土壤。需要的养料主要来自水，而不是土壤。主题一解开光合作用之谜主题一解开光合作用之谜栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸21771年年,英国科学家普利斯特莱将点燃的蜡烛与植物一起英国

10、科学家普利斯特莱将点燃的蜡烛与植物一起放入一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色放入一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放入密闭的玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死。这个植物一起放入密闭的玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死。这个实验说明：植物可以吸收实验说明：植物可以吸收_放出放出_，从而更新空气成分。从而更新空气成分。二氧化碳二氧化碳氧气氧气栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸31779年荷兰的扬年荷兰的扬英根豪斯把带叶的枝条放到水里。这些英根豪斯把带叶的枝条放到水里。这些叶在阳光下产生叶在阳光下产生O2，在暗处并不产生，在暗处并不产生O2。扬。

11、扬英根豪斯认为植英根豪斯认为植物需要阳光才能制造出物需要阳光才能制造出O2。即。即_是进行光合是进行光合作用的条件。作用的条件。41864年萨克斯把绿叶放在暗处年萨克斯把绿叶放在暗处24小时，然后把这个叶片一小时，然后把这个叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，半曝光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，遮光的一半无颜色变化，曝光的一半呈深蓝色。如图：遮光的一半无颜色变化，曝光的一半呈深蓝色。如图：光照光照栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸(1)该实验中，对照组是该实验中，对照组是_的一半叶片，实验的一半叶片，实验组是组是_的一半叶片。

12、的一半叶片。(2)该实验说明：光合作用需要该实验说明：光合作用需要_；光合作用；光合作用能制造能制造_。(3)该实验中，把绿叶放在暗处一段时间的作用是：该实验中，把绿叶放在暗处一段时间的作用是：_。曝光曝光遮光遮光光照光照淀粉淀粉消耗掉叶片中原有的淀粉消耗掉叶片中原有的淀粉，防止对实验结果造成干扰防止对实验结果造成干扰栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸水水水水栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸61948年，卡尔文发布研究成果证实了年，卡尔文发布研究成果证实了CO2被用于合成被用于合成_。探明了二氧化碳中的碳在光合作用中。探明了二氧化碳

13、中的碳在光合作用中转化为有机物中碳的途径，即卡尔文循环。转化为有机物中碳的途径，即卡尔文循环。糖类等有机物糖类等有机物栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸1光合作用的条件光合作用的条件光照。光照。2光合作用的原料光合作用的原料水和二氧化碳。水和二氧化碳。3光合作用的产物光合作用的产物氧气和糖类等有机物。氧气和糖类等有机物。4在光合作用的发现中在光合作用的发现中，科学家们利用了对照实验科学家们利用了对照实验，使结果使结果和结论更加科学、准确：和结论更加科学、准确：(1)萨克斯：自身对照萨克斯：自身对照，自变量为是否照光自变量为是否照光(一半曝光与另一半一半曝光与另一半

14、遮光遮光)，因变量为叶片是否制造出淀粉。，因变量为叶片是否制造出淀粉。栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸提示：提示：(1)缺少空白对照缺少空白对照，应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独放在玻璃罩内放在玻璃罩内，作为空白对照；作为空白对照；没有认识到光在植物更新没有认识到光在植物更新空气中的作用。空气中的作用。(2)不能。那样无法分清氧气中的放射性是来自水还是二氧不能。那样无法分清氧气中的放射性是来自水还是二氧化碳。化碳。栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸1下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等下图表示较

15、强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下的条件下,小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确的是以下相关比较不正确的是()AY2的质量大于的质量大于Y3的质量的质量B B中小球藻的质量大于中小球藻的质量大于中小球藻的质量中小球藻的质量C中水的质量大于中水的质量大于中水的质量中水的质量D D试管试管的质量大于试管的质量大于试管的质量的质量C栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸2某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置某植物叶片

16、不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48 h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是色的部位是()Aa、b和和d Ba、c和和e Cc、d和和e Db、c和和eB栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸解析：光合作用需要光照解析：光合作用需要光照，c部位被锡箔纸遮盖部位被锡箔纸遮盖，所以所以c部位

17、部位的叶肉细胞不能进行光合作用；而的叶肉细胞不能进行光合作用；而a、e部位为黄白色部位为黄白色，没有没有叶绿素叶绿素，故也不能进行光合作用故也不能进行光合作用，所以加碘液后所以加碘液后，a、c、e部位不会变蓝。部位不会变蓝。栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸主题二光合色素的提取和分离及光能的捕获主题二光合色素的提取和分离及光能的捕获1植物的光合作用离不开光能，光能的捕获离不开色素。结植物的光合作用离不开光能，光能的捕获离不开色素。结合教材完成叶绿体中色素的提取和分离实验。合教材完成叶绿体中色素的提取和分离实验。(1)实验原理与流程实验原理与流程无水乙醇无水乙醇一端

18、两角一端两角栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸滤液滤液细而直细而直栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸速度快速度快速度慢速度慢栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸(2)实验结果实验结果(如图如图)栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸2光能的捕获光能的捕获(1)光合色素是分布在叶绿体中的光合色素是分布在叶绿体中的,不同的色素吸收的光不同。不同的色素吸收的光不同。请结合下图分析：请结合下图分析：栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸由上图分析得知：由上图分析得

19、知：(1)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对叶绿体中的色素只吸收可见光，而对_和和_等不吸收。等不吸收。(2)叶绿素对叶绿素对_光和光和_光的吸光的吸收量大，类胡萝卜素对收量大，类胡萝卜素对_光吸收量大，对其光吸收量大，对其他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。红外光红外光紫外光紫外光红红蓝蓝蓝紫蓝紫栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸(3)恩吉尔曼的实验恩吉尔曼的实验实验过程及现象实验过程及现象受光部位受光部位红光红光蓝光蓝光栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸巧妙之处巧妙之处a实验材料选择丝状绿藻和好氧

20、细菌：丝状绿藻的叶绿体呈实验材料选择丝状绿藻和好氧细菌：丝状绿藻的叶绿体呈螺旋式带状螺旋式带状,便于观察便于观察;用好氧细菌可确定释放氧气的部位。用好氧细菌可确定释放氧气的部位。b没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰。没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰。栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸1提取和分离叶绿体中的色素提取和分离叶绿体中的色素操作步骤操作步骤说明说明提取色素提取色素加石英砂和碳酸钙加石英砂和碳酸钙，加无水乙醇迅速研磨加无水乙醇迅速研磨收集滤液收集滤液过滤过滤制备滤纸条制备滤纸条干燥；剪成长条干燥；剪成长条，一端剪去两个角一端剪去两个角画滤液细线

21、画滤液细线滤液细线越细、越齐越好；重复若干次滤液细线越细、越齐越好；重复若干次纸层析法分离色素纸层析法分离色素层析液不能触及滤液细线；烧杯要盖培养层析液不能触及滤液细线；烧杯要盖培养皿盖皿盖观察实验结果观察实验结果色素的分布顺序由上到下依次是：胡萝卜色素的分布顺序由上到下依次是：胡萝卜素素(橙黄色橙黄色)、叶黄素、叶黄素(黄色黄色)、叶绿素、叶绿素a(蓝绿色蓝绿色)、叶绿素、叶绿素b(黄绿色黄绿色)栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸2.光能的捕获如下图所示光能的捕获如下图所示栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸小组讨论小组讨论(1)某实

22、验小组得到的色素提取液颜色过浅某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪可能的原因有哪些？些？(2)为何人们选择无色透明大棚？为何人们选择无色透明大棚？提示：提示：(1)研磨不充分研磨不充分，色素未能充分提取出来。色素未能充分提取出来。称取绿称取绿叶过少或加入无水乙醇过多叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小。色素溶液浓度小。未加碳酸未加碳酸钙或加入过少钙或加入过少，色素分子部分被破坏。色素分子部分被破坏。(2)日光中各色光均能透过无色透明大棚日光中各色光均能透过无色透明大棚，有色大棚主要透过有色大棚主要透过同色光同色光，其他光被其吸收其他光被其吸收，所以无色透明的大棚光合效率最所以

23、无色透明的大棚光合效率最高高，故人们选用无色透明大棚。故人们选用无色透明大棚。栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸1关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是()A使用定性滤纸过滤研磨液使用定性滤纸过滤研磨液B将干燥处理过的定性滤纸条用于层析将干燥处理过的定性滤纸条用于层析C在画出一条滤液细线后紧接着重复画线在画出一条滤液细线后紧接着重复画线23 次次D研磨叶片时，用体积分数为研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素的乙醇溶解色素解析：正确选材和操作是实验成功的关键。在提取叶绿体中解析：正确选材和操作是实验成

24、功的关键。在提取叶绿体中的色素时的色素时，漏斗基部放单层尼龙布进行过滤漏斗基部放单层尼龙布进行过滤，A项错误；纸项错误；纸层析法分离滤液中的色素时层析法分离滤液中的色素时，需用干燥的定性滤纸，需用干燥的定性滤纸，B项正项正确；画出一条滤液细线后需等滤液干后再重复画线确；画出一条滤液细线后需等滤液干后再重复画线23次次，C项错误；研磨叶片时是用无水乙醇溶解色素项错误；研磨叶片时是用无水乙醇溶解色素，D项错误。项错误。B栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸2如图表示叶绿体色素吸收光能的情况如图表示叶绿体色素吸收光能的情况,根据此图并结合所根据此图并结合所学知识，判断以下

25、说法中正确的是学知识，判断以下说法中正确的是()在晚间用大约在晚间用大约550 nm波长的绿光照射行道树，目的是通过波长的绿光照射行道树，目的是通过植物光合作用以增加夜间空气中的氧气浓度植物光合作用以增加夜间空气中的氧气浓度据图可知，用白光中据图可知，用白光中450 nm左左右波长的光比白光更有利于提高右波长的光比白光更有利于提高光合作用强度光合作用强度在经过纸层析法分离出来的色素在经过纸层析法分离出来的色素带上，胡萝卜素的印记在最上面带上，胡萝卜素的印记在最上面土壤中缺乏镁时，土壤中缺乏镁时，420 nm470 nm左右波长的光的利用量左右波长的光的利用量显著减少显著减少A BC DB栏目栏

26、目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸解析：叶绿体色素很少吸收绿光解析：叶绿体色素很少吸收绿光，所以晚上用绿光照射行道所以晚上用绿光照射行道树的目的不是增强光合作用；白光中各种波长的光都有树的目的不是增强光合作用；白光中各种波长的光都有，其其光合作用效率高于某一单色光。用纸层析法分离出来的色素光合作用效率高于某一单色光。用纸层析法分离出来的色素带在滤纸条上从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素带在滤纸条上从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素叶绿素b。叶绿素中含。叶绿素中含Mg，缺缺Mg导致叶绿素不能合成导致叶绿素不能合成，相相应波段的光的吸收值下降。应波段的光的

27、吸收值下降。栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸易错警示易错警示色素对光的捕获色素对光的捕获叶绿素对红光和蓝光的吸收量大叶绿素对红光和蓝光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大吸收量大，它们对其他波段的可见光并非不吸收它们对其他波段的可见光并非不吸收，只是吸只是吸收量少。收量少。栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸核心知识小结核心知识小结网络构建网络构建栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸关键语句关键语句1.用无水乙醇提取色素的原理是色素能溶解在无水乙醇中。用无水乙醇提取色素的原理是色素能溶解在无水乙醇中。2不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的扩散快，不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的扩散快，反之则慢。反之则慢。3层析后滤纸条上自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿层析后滤纸条上自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素素a和叶绿素和叶绿素b。4叶绿素主要吸收红光和蓝光。胡萝卜素和叶黄素主要吸收叶绿素主要吸收红光和蓝光。胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。蓝紫光。栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸栏目栏目导引导引第四章光合作用和细胞呼吸第四章光合作用和细胞呼吸本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放