1、第5章 第4节 能量之源光与光合作用 目标导航 1.通过动手实验，理解绿叶中色素提取和分离的原理，掌握色素的种类和作用。2.结合教材99页图511，阐明叶绿体的结构和功能。3.通过阅读科学家对光合作用的探究历程，了解人们对光合作用认识的过程。第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作 用的探究历程 1 预习导学 挑战自我，点点落实 2 课堂讲义 重点难点，个个击破 3 对点练习 即时训练，体验成功 预习导学 挑战自我，点点落实 一、叶绿体中的色素(阅读P9799)1.提取绿叶中的色素(1)原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_中。(2)步骤取材：称取5 g新鲜绿叶研磨：剪碎叶片，加少许_，再加入1
2、0 mL_，迅速研磨 无水乙醇二氧化硅和碳酸钙无水乙醇5 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 过滤：漏斗基部放一块_，将滤液迅速倒入玻璃漏斗 收集：用小试管收集色素滤液，及时将试管口用_塞严2.分离绿叶中的色素(1)原理：各种色素在层析液中的_不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。因而色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。单层尼龙布棉塞溶解度6 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程(2)步骤制备滤纸条剪滤纸条：将定性滤纸剪成长与宽略小于试管长与直径的滤纸条，并在一端_ 铅笔画线：在距_处用铅笔画一条细的横线剪去两角去角的一端1 cm7 第1课时
3、捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 画滤液细线用_吸取少量滤液画线：沿铅笔线均匀地画出一条细线_，重复画细线_次毛细吸管待滤液干后128 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 分离绿叶中的色素：将适量层析液倒入试管中，将滤纸条(有_的一端朝下)轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口(注意：不能让滤纸条上的_触及层析液)观察结果：滤纸条上色素带有4条滤液细线滤液细线9 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 3.四种色素对光吸收的差异类胡萝卜素主要吸收蓝紫光_（橙黄色）_（黄色）叶绿素_（黄绿色）_（蓝绿色）主要吸收蓝紫光和红光胡萝卜素叶黄素叶绿素b叶绿素a10
4、第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 二、叶绿体的结构(阅读P99100)外膜内膜基粒基质有关的酶色素和酶类囊体11 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 三、光合作用的原理及探究历程(阅读P101102)1.有关光合作用的概念(1)主要场所：_。(2)能量来源：_。(3)反应物：_。(4)产物：_。(5)实质：合成有机物，储存能量。叶绿体光能二氧化碳和水有机物和氧气12 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 2.光合作用的探究历程年代科学家结论1771普利斯特利植物可以_1779英格豪斯只有在_下，只有绿叶才可以更新空气1845梅耶植物在光合作用时，
5、把_转变成_储存起来1864萨克斯绿色叶片光合作用产生_1880恩格尔曼氧由_释放出来，叶绿体是光合作用的场所1941鲁宾、卡门光合作用释放的氧来自_20世纪40年代卡尔文探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，即_循环更新空气光照光能化学能淀粉叶绿体水卡尔文13 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 预习诊断1.判断正误：(1)色素提取液是无水乙醇，分离液是层析液。()(2)不同色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度呈正相关。()(3)分离结束后，滤纸条上的颜色自上而下依次是黄绿色、蓝绿色、黄色和橙黄色。()(4)叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光，叶绿
6、素还吸收红光。()14 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程(5)没有叶绿体的生物无法进行光合作用。()(6)只要有叶绿体，一定能进行光合作用。()(7)植物细胞都有叶绿体，叶绿素分布于叶绿体的外膜和内膜上。()(8)与光合作用有关的酶分布于类囊体和基质中。()15 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 2.连一连课堂讲义 重点难点，个个击破 一、捕获光能的色素1.绿叶中色素的提取和分离实验分析(1)实验材料和试剂材料：叶片要新鲜、颜色要深绿，这样的叶片含有很多的色素。17 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 试剂及作用试剂名称作 用二氧化硅有利于绿
7、叶的充分研磨和色素的释放碳酸钙防止研磨中色素被破坏无水乙醇溶解色素层析液分离色素18 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程(2)实验操作中的关键步骤研磨要迅速，充分：研磨充分使叶绿体完全破裂，可提取较多的色素。滤液细线要求：细、直、齐，含有较多的色素，所以应待滤液干后再画一两次。滤液细线不能触及层析液：否则色素会溶解到层析液中，使滤纸条上得不到色素带。19 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程(3)层析纸上色素的分布和对光的吸收20 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 2.绿叶中的色素对光的吸收特点(1)绿叶中的色素只吸收可见光，对红外光和紫外光等不
8、吸收。(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。21 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 思维激活1.滤纸条上色素带的宽窄和排序分别代表什么含义？答案 宽窄代表色素的含量：色素含量高，色素带宽；反之则窄。排序代表色素在层析液中的溶解度：溶解度高，位于上层；反之，位于下层。22 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 2.某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？答案(1)研磨不充分，色素未能充分提取出来。(2)称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小。(3)未加碳酸钙或加入过少，色素
9、分子部分被破坏。23 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 3.如遇连阴雨，温室内给植物人工补充哪些单色光有利？大棚薄膜用什么颜色的最好？答案 红光、蓝紫光属于对植物光合作用最有效的光，因此可以补充这两种光最有利。大棚薄膜最好用无色透明的，因为可以允许所有色光透过。24 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 应用示例1.如图表示绿叶中色素的提取和分离实验的部分材料和用具，下列叙述错误的是()25 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 A.图加入研钵内的物质有无水乙醇、SiO2、CaCO3B.将糨糊状研磨液倒入中，漏斗基部应放一块单层尼龙布C.画滤液细线
10、的要求是细、齐、直D.层析结果色素带最宽的是叶绿素b，扩散最快的是叶黄素26 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 问题导析(1)CaCO3的作用是_、SiO2是_、无水乙醇用来溶解提取叶绿体中的_，因为绿叶中的色素能溶解在_。(2)将糨糊状研磨液倒入玻璃漏斗中，漏斗基部放一块_进行过滤。(3)画滤液细线的要求是_。(4)层析结果是_的色素带最宽，因为此色素在层析液中的_最大；扩散最快的是_，因为此_最大。答案 D 防止叶绿素遭到破坏使研磨更充分色素无水乙醇里单层尼龙布细、齐、直叶绿素a含量胡萝卜素色素的溶解度27 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 一题多变如图
11、表示某同学做“绿叶中色素的分离”实验的改进装置，据图回答：(1)该实验采用的方法是_法，应将提取到的滤液滴在a、b中的_处，向培养皿中倒入_，棉线灯芯下端应_中。28 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程(2)实验结果得到四个不同颜色的同心圆(如图)，则1、2、3、4四条带依次表示_、_、_、_。若采用的实验材料是秋季的黄叶，四个圆中颜色明显变浅的是_。答案(1)纸层析 a 层析液 浸入层析液(2)胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 3和429 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 二、光合作用的探究历程1.普利斯特利的实验密闭玻璃罩绿色植物蜡烛不易熄灭小鼠不易窒
12、息死亡(1)缺少空白对照，实验结果说服力不强，应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。(2)没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。(3)限于当时科学发展水平的限制，没有明确植物更新气体的成分。30 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 2.萨克斯的实验黑暗中饥饿处理的绿叶(1)设置了对比实验，自变量为光照，因变量是是否产生淀粉。(2)实验的关键是饥饿处理，以使叶片中原有的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。(3)本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明了光是光合作用的必要条件。一半曝光变蓝一半遮光不变蓝碘蒸气碘蒸气31 第1课时
13、捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 3.鲁宾和卡门的实验H2 OCO2植物 O2H2OC O2植物O2设置了对照实验，自变量是标记物质(H2 O和C O2)，因变量是O2的放射性。181818181832 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 4.恩格尔曼实验过程、现象及结论33 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 5.恩格尔曼实验设计巧妙之处(1)实验材料选择水绵和好氧细菌：水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气的部位。(2)没有空气的黑暗环境：排除了氧气和光的干扰。(3)用极细的光束点状投射：叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位，相
14、当于一组对照实验。(4)进行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的对照实验：明确实验结果完全是由光照引起的等。34 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 思维激活1.萨克斯实验跟鲁宾和卡门的实验对照设计方法相同吗？答案 不相同。萨克斯实验的对照方式为自身对照(一半曝光与另一半遮光)；而鲁宾和卡门实验的对照方式为相互对照(通过标记不同的物质：HO和C O2)。1821835 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 2.借鉴普利斯特利和萨克斯的实验方法，如何证明CO2是光合作用的必要条件？答案 将绿色植物放在密闭玻璃罩内，一组中加入盛有NaOH溶液的烧杯，一组中加入盛有等量蒸
15、馏水的烧杯。暗处理一段时间后，再置于相同光照条件下，经碘蒸气处理，观察是否有蓝色出现。36 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 3.根据上述探究历程总结光合作用的有关要点(1)场所：_。(2)能量来源：_。(3)反应物：_。(4)产物：_。(5)实质：合成_，储存_。叶绿体光能二氧化碳和水有机物和氧气有机物能量37 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 应用示例2.右图是20世纪40年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究光合作用的示意图。他们用氧的同位素(18O)分别标记H2O和CO2，使它们分别成为H O和C O2，然后按示意图做实验。请对实验作出必要说明
16、。1821838 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程(1)在小球藻进行光合作用过程中，向第一组提供的物质是_ 和 _；向 第 二 组 提 供 的 物 质 是 _ 和_；向两组共同提供的是_。(2)图中a和b分别代表_和_，它们的相对分子质量比是_。(3)这个实验说明了_。39 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 问题导析(1)提供给第一组的物质是_和_，提供给第二组的是H O和_。(2)向两组共同提供的是光能、小球藻。虽然向每组提供的水和二氧化碳都含有_，但通过_的不同标记，使光合作用释放出的氧却为a和b两种。(3)两位科学家的实验结果是a为_，而b为_。O2和
17、O2的相对分子质量比是_。答案(1)H2O C O2 H O CO2 光能和小球藻(2)O2 O2 89(3)光合作用产生的氧气中的氧全部来自水H2OC O218182CO2氧同位素O218O218323689181821840 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 一题多变 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的条件下，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()41 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 A.Y2的质量大于Y3的质量B.中小球藻的质量大于中小球藻的质量C.中水的质量大于中水的质量D.试管的质量大于试管的质量
18、42 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 解析 Y1和Y3是O2，Y2和Y4是O2，因此Y2的质量大于Y3；中小球藻中含有(CH O)的有机物，而中小球藻含有(CH2O)的有机物，故中小球藻质量大于中的；和中的水都为H O，且含量相同，因此质量相等；在试管和原有质量相等的情况下，中释放出的是O2，而中释放出的是O2，故剩余质量大于。答案 C181821821843 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 胡萝卜素叶黄素内膜外膜基质基粒44 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 对点练习 1 2 3 41.关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，不正确
19、的是()A.可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素B.叶绿体中色素能够分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同C.研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和绿叶后直接用杵棒进行研磨，不用作任何处理45 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 D.滤液细线要画得细而直，避免色素带间的部分重叠解析 在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，研磨前要向研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇，因此C项不正确。答案 C1 2 3 446 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 1 2 3 42.下面有关叶绿体的叙述，正确的是()A.叶绿体色素都分布在类囊体薄膜上B.叶绿体的色素分布在外膜和内膜上C.光合作
20、用的酶只分布在叶绿体基质中D.光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上47 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 解析 叶绿体是由内外双层膜、类囊体和基质三部分构成。类囊体是一种扁平的囊状结构，在类囊体薄膜上，有进行光合作用必需的色素和酶。许多类囊体堆叠成基粒，基粒之间充满着基质，其中含有与光合作用有关的酶。答案 A1 2 3 448 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 1 2 3 43.如图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图，请判定a和b分别为何种色素()49 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 A.叶绿素、类胡萝卜素B.类胡
21、萝卜素、叶绿素C.叶黄素、叶绿素aD.叶绿素a、叶绿素b解析 叶绿素能吸收短波的蓝紫光和长波的红光，胡萝卜素主要吸收短波的蓝紫光。答案 A1 2 3 450 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 1 2 3 44.德国科学家恩格尔曼以水绵为实验材料，把载有水绵和能运动的好氧细菌的临时装片，放在一定的环境中进行如下实验：51 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 A.把临时装片放在没有空气的黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵，发现细菌只向叶绿体被光束照射的部位集中。如图A所示。B.把临时装片暴露在光下，细菌则分布在叶绿体的周围。如图B所示。1 2 3 452 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 1 2 3 4分析回答问题：(1)细 菌 聚 集 在 叶 绿 体 周 围 是 因 为 光 合 作 用 能 释 放_。(2)该实验证明了光合作用的场所是_。其中，_上分布有许多吸收光能的_分子，还有多种进行光合作用所必需的酶分布在_中。53 第1课时 捕获光能的色素和结构及光合作用的探究历程 1 2 3 4(3)后来恩格尔曼对实验加以改进，将可见光经三棱镜后照到临时装片上，结果发现在_光区域细菌特别多。答案(1)O2(2)叶绿体 基粒类囊体的薄膜 色素 基质、基粒(3)红光和蓝紫
