高中生物 第四章 光合作用和细胞呼吸 4.2.1 光合作用的认识过程与光合色素学案 新人教版必修1.doc

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1、第二节　光合作用第1课时　光合作用的认识过程与光合色素目标导航　1.结合教材P72，说出对光合作用的认识过程。2.结合教材P73～74，学会提取和分离叶绿体中的光合色素，举例说出主要的光合色素。一、解开光合作用之谜(阅读P72)时间科学家实验过程(方法)及现象实验结论17世纪中叶比利时范·海尔蒙特用定量的方法研究植物的营养来源植物生长所需要的养料主要来自水，而不是土壤1771年英国普利斯特莱　小鼠＋绿色植物小鼠不易窒息死亡植物生长需要吸收CO2，同时释放出O21779年荷兰扬·英根豪斯把带叶的枝条放入水里，这些叶在阳光下产生O2，在

2、黑暗处并不产生O2植物需要阳光才能制造出O21864年德国萨克斯绿叶曝光处变蓝，遮光处无颜色变化确定叶片在光下能产生淀粉1940年美国鲁宾和运用同位素标记法：向小球藻提供含18O证明光合作用释放的O2来自水，糖类中的卡门　的水和含18O的CO2，追踪O2中氧的来源和糖类中氢的来源氢来自水20世纪40年代美国卡尔文用14C标记的CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性CO2被用于合成糖类等有机物二、提取和分离叶绿体中的光合色素(阅读P73～74)1.实验原理无水乙醇能够溶解绿叶中的各种光合色素；色素在层析液中的溶解度不同，因

3、而在滤纸条上的扩散速度有差异。2.实验步骤(1)提取色素：称取5g新鲜菠菜叶，剪碎放入研钵，加入少许二氧化硅、碳酸钙、和5mL无水乙醇，迅速而充分地研磨。将研磨液过滤到试管中，用棉塞塞紧试管口。(2)制备滤纸条：将略短于试管高度、宽1cm的滤纸条剪去一端的两个角，在距该段大约1cm处用铅笔画一条细线。(3)画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线画一条细而直的滤液细线，吹干后重复画细线若干次。(4)分离色素：将画好滤液细线的滤纸条插入盛有3mL层析液的烧杯中，滤液细线不能触及层析液。用培养皿覆盖烧杯。(5)观察结果：几分钟后取出

4、滤纸条，观察滤纸条上的色素分布情况。三、光合色素与光能的捕获(阅读P74)1.恩吉尔曼的实验(1)①生物材料：丝状绿藻(水绵)和好氧细菌。②实验现象：在红光区和蓝光区集中了大部分的好氧细菌。③实验结论：叶绿素主要吸收红光和蓝光。(2)可见光束看起来是白色的，通过三棱镜时会分成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7色连续光谱。用透过三棱镜后的不同颜色的光照射临时装片中水绵的叶绿体，发现好氧性细菌聚集于红光区和蓝光区的叶绿体部位。这说明叶绿体中的色素能有效的吸收和利用红光和蓝光。2.叶绿体中的色素及作用色素名称颜色功能叶绿素a蓝绿色主要吸收和利用

5、红光和蓝光叶绿素b黄绿色胡萝卜素橙黄色主要吸收蓝紫光，还有保护叶绿素免受强光伤害的作用叶黄素黄色一、解开光合作用之谜1.普利斯特莱的实验(1)实验过程及现象密闭玻璃罩＋绿色植物＋小鼠―→不易窒息死亡(2)实验分析①缺少空白对照，实验结果说服力不强，应将小鼠单独置于玻璃罩内，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。2.萨克斯的实验(1)实验过程及现象黑暗中饥饿处理的绿叶(2)实验分析①设置了自身对照，自变量为光照，因变量是叶片颜色变化

6、。②实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，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。3.鲁宾和卡门的实验(1)实验过程及结论HO＋CO2―→植物―→18O2；H2O＋C18O2―→植物―→O2光合作用释放的O2全部来自于水。(2)实验分析设置了对照实验，自变量是标记物质(HO和C18O2)，因变量是O2的放射性。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

7、过标记不同的物质：HO和C18O2)。2.借鉴普利斯特莱和萨克斯的实验方法，如何设计实验证明CO2是光合作用的必要条件？答案　将绿色植物放在玻璃罩内，一组中加入盛有NaOH溶液的烧杯，一组加入盛有等量蒸馏水的烧杯。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。3.根据上述探究历程总结光合作用的概念。(1)场所：叶绿体。(2)能量来源：光能。(3)反应物：二氧化碳和水。(4)产物：有机物和氧气。(5)实质：合成有机物，储存能量。1.如图是20世纪30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

8、图。他们用氧的同位素(18O)分别标记H2O和CO2，使它们分别成为HO和C18O2，然后按示意图做实验。据图回答下列问题。(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