高中生物蘇教版 (2019)必修1《分子與細胞》第二節(jié) 光合作用——光能的捕獲和轉(zhuǎn)換完美版課件ppt

這是一份高中生物蘇教版 (2019)必修1《分子與細胞》第二節(jié) 光合作用——光能的捕獲和轉(zhuǎn)換完美版課件ppt，共51頁。PPT課件主要包含了課標內(nèi)容，揭開光合作用之謎，五年后，理論依據(jù)，同位素標記法，葉綠體與光能的捕獲，①提取色素的原理，②分離色素的原理，分離色素的方法，提取色素等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.闡明“提取和分離葉綠體中的光合色素”實驗的原理與方法。2.說出植物捕獲光能的色素的種類和作用。3.說明葉綠體適于進行光合作用的結(jié)構(gòu)特點。
亞里士多德認為：植物體由“土壤汁”構(gòu)成，即植物生長發(fā)育所需的物質(zhì)完全來自土壤。土壤減少的重量=植物增加的重量
問題：植物為什么長大?所需的營養(yǎng)物質(zhì)來自何處？
結(jié)論：植物生長所需要的養(yǎng)料主要來自水,而不是土壤。
一、1648年比利時科學家海爾蒙特
結(jié)論：植物可以更新污濁的空氣。
二、1771年英國科學家普利斯特利
結(jié)論：綠葉在光下吸收CO2 ，釋放O2。
資料：1785年,拉瓦錫發(fā)現(xiàn)了空氣的組成。
三、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)？
推測:植物體只有在光下才能更新污濁的空氣。
確定植物只有綠葉才能更新空氣并且依賴于光。
能量守恒定律：能量既不會消失，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變
光合作用時將光能轉(zhuǎn)變成有機物中的化學能
四、1845年德國科學家梅耶
五、1864年德國科學家薩克斯實驗
結(jié)論：綠色葉片在光合作用下產(chǎn)生了淀粉。
光合作用產(chǎn)生的O2來自于H2O。
H2O C18O2
H218O CO2
O2 O2 O2
O2 O2 O2 O2
18O2 18O2 18O2
18O2 18O2 18O2
六、1941年美國魯賓和卡門實驗
光合作用釋放的氧氣中的氧是來自于哪里？
20世紀40年代，美國科學家卡爾文用同位素標記法發(fā)現(xiàn)了卡爾文循環(huán)，探明了二氧化碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑.
七、卡爾文實驗（同位素標記法）
19世紀60年代，俄國科學家通過光學儀器發(fā)現(xiàn)葉綠素的吸收光譜與光合作用的作用光譜相似
不同的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度越高的色素隨層析液在濾紙上的擴散速度就越快，反之則慢。
綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中。
實驗：提取和分離葉綠體中的光合色素
思考并在課本找出加少量二氧化硅和碳酸鈣，無水乙醇的作用
①稱取5g新鮮菠菜葉，剪去主葉脈→剪碎置研缽中
②加入少許二氧化硅和碳酸鈣，再放入5ml無水乙醇
③將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中（漏斗基部放一塊單層尼龍布）進行過濾
④收集濾液、封口及時用棉塞將試管口塞嚴
(防止乙醇揮發(fā)和色素氧化)
某實驗小組得到的色素提取液顏色過淺，可能的原因有哪些？
研磨不充分，色素未能充分提取出來；稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多，色素溶液濃度??；未加碳酸鈣或加入過少，色素分子部分被破壞。
觀看綠葉中色素分離實驗視頻，回答以下問題：
要求： ①細、齊、直，②待干后重復 2-3次
使用干燥濾紙的原因：使層析液在濾紙條上快速擴散
注意：不能讓濾液細線觸及層析液，否則綠葉細線中的色素會溶解到層析液中，不能再濾紙上擴散
色素帶的位置反映 大小。色素帶的寬窄反映 多少
從上往下依次是：胡 黃 a b
下圖是提取和分離綠葉中的光合色素的實驗步驟，請分析：
(1)提取色素時，加入剪碎的葉片后還需要加入三種物質(zhì)，若A是二氧化硅，其作用是______________；B是碳酸鈣，作用是_________________________；C是__________，作用是溶解色素。
(2)制備濾紙條時，剪去兩角的作用是___________________。畫濾液細線的要求是細、齊、直，還要重復畫幾次。
(3)色素分離時，關(guān)鍵應注意層析液不要沒及濾液細線，為什么？
防止濾液細線中的色素溶解于層析液中，不能在濾紙條上擴散。
(4)結(jié)合分離到的色素在濾紙條上的分布情況圖示，分析回答下列問題：
①含量最多和最少的色素分別是哪種？含量最多的是葉綠素a，含量最少的是胡蘿卜素。②在層析液中溶解度最高和最低的色素分別是哪種？溶解度最高的是胡蘿卜素，溶解度最低的是葉綠素b。
(5)如果色素的分離實驗裝置如圖所示，則
①實驗時應將濾液滴在a處還是b處？a處。②在定性濾紙上會出現(xiàn)4個不同顏色的同心圓環(huán)(如圖)，則圖示a～d依次是哪種色素？黃綠色和橙黃色分別是哪個環(huán)？
a—胡蘿卜素；b—葉黃素；c—葉綠素a；d—葉綠素b。其中最里面的d環(huán)呈黃綠色，而最外面的a環(huán)為橙黃色。
實驗中常見異?，F(xiàn)象分析
在沒有空氣的黑暗環(huán)境中，用極細的光束照射水綿
好氧細菌只集中在被光線照射的葉綠體附近。
光線照射部位進行光合作用產(chǎn)生了氧氣。
閱讀教材恩格爾曼的實驗，分析：
在沒有空氣的光亮環(huán)境中
產(chǎn)生氧氣的部位是葉綠體。
好氧細菌集中在葉綠體所有受光部位。
氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所
(1)實驗1中先選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境，目的是_____________________________________________________。
(2)實驗1中先選極細光束，用好氧細菌檢測，能準確判斷水綿細胞中釋放氧的部位；而后用完全曝光的水綿與之作對照，從而證明了實驗結(jié)果完全是由光照引起的，氧是由________釋放出來的，________是光合作用的場所。
排除實驗前環(huán)境中光線和氧的影響，確保實驗的準確性
1882年美國科學家恩格爾曼改進實驗
用透過三棱鏡的光照射臨時玻片標本，讓不同顏色的光投射到水綿的帶狀葉綠體上
實驗結(jié)果：紅光區(qū)和藍光區(qū)的葉綠體部位都聚集了大量的好氧細菌
(3)實驗2的思路是什么？為什么大量的好氧細菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域？實驗2的設計思路：好氧細菌聚集多的地方，表明O2濃度高，水綿光合作用強，則可證明水綿對相應顏色的光吸收多。大量的好氧細菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域，說明葉綠體吸收較多的光是紅光和藍紫光。
(4)下圖是恩格爾曼實驗裝置改裝示意圖。
光線通過葉綠體色素提取液后照射玻片上的水綿，一段時間后，水綿周圍好氧細菌分布無顯著變化，請分析其原因。光線通過葉綠體色素提取液后，紅光和藍紫光被吸收，水綿光合作用微弱，產(chǎn)生O2較少，因此好氧細菌分布無顯著變化。
觀察到變暗處即是被色素吸收的光譜。
葉綠素主要吸收紅光和藍紫光
類胡蘿卜素主要吸收藍紫光
葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜
由圖可以看出：①葉綠素a和葉綠素b主要吸收 ；②胡蘿卜素和葉黃素主要吸收 。
可見光：400~760nm紫外光：小于400nm紅外光：大于760nm光合作用所利用的光都是可見光。
色素的功能：吸收大部分的可見光，用于光合作用。類胡蘿卜素還有保護葉綠素免遭強光傷害的作用
思考：這些色素存在于細胞中的什么部位呢？
下圖為不同色素的吸收光譜，請據(jù)圖回答下列有關(guān)問題：
(1)從圖中可以讀出：葉綠素對____光和______光的吸收量大；類胡蘿卜素對藍紫光的吸收量大；光合色素對綠光吸收量較少，所以葉片呈現(xiàn)綠色。
(2)溫室內(nèi)自然光照射的情況下，給植物人工補充哪些單色光對增產(chǎn)有利？提示：紅光、藍紫光屬于對植物光合作用最有效的光，因此可以補充這兩種光達到增產(chǎn)的目的。
(3)溫室或大棚種植蔬菜，應選用什么顏色的玻璃或塑料薄膜？(透明物體的顏色是由它透過的色光決定的；不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的。)提示：無色的玻璃或塑料薄膜。
(1)葉綠體中的色素很少吸收綠光，綠光被反射，所以大多數(shù)葉片看起來呈綠色。(2)秋天葉片變黃的原因：低溫破壞了葉綠素，呈現(xiàn)出了類胡蘿卜素的顏色。(3)部分植物葉片變紅的原因：這類植物葉片中除了葉綠素和類胡蘿卜素外，其液泡中還有大量水溶性的色素，如花青素，其呈現(xiàn)出液泡中的花青素的顏色。
1.綠葉中色素分離的原理是色素能溶解在有機溶劑無水乙醇中。( )2.葉綠體中色素吸收的可見光用于光合作用。( )3.吸收光能的有關(guān)色素分布在葉綠體的內(nèi)膜上。( )4.植物呈現(xiàn)綠色是由于葉綠素能有效地吸收綠光。( )5.葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍紫光。( )
A.提取色素時加入二氧化硅是為了加速研磨，加入碳酸鈣是為了防止濾液揮發(fā)C.四種色素都能溶解在層析液中，丁色素的溶解度最小D.鎂元素缺乏會影響甲、乙、丙、丁四種色素的含量
例1 如圖為新鮮菠菜葉的四種光合色素在濾紙上分離的情況，以下說法正確的是(　　)
B.甲、乙、丙和丁分別為葉綠素b、葉綠素a、葉黃素和胡蘿卜素
例2 實驗操作不規(guī)范可能導致實驗失敗。下列關(guān)于“提取和分離葉綠體中的光合色素”實驗的敘述，錯誤的是 (　　)A.無水乙醇加入量太多可能導致所有色素帶顏色變淺C.濾液細線浸沒到層析液中導致濾紙條上無色素帶D.濾液細線過粗可能導致色素帶之間無法分離
B.未加CaCO3可能導致濾紙上黃色和橙黃色兩條色素帶的顏色變淺
例3 關(guān)于葉綠體結(jié)構(gòu)和功能的敘述，正確的是 (　　)A.葉片呈現(xiàn)綠色是因為葉綠體吸收了綠光B.與光合作用有關(guān)的酶都分布在葉綠體基質(zhì)中D.在光學顯微鏡下可見葉綠體內(nèi)部由類囊體堆疊形成的基粒
C.葉綠體的類囊體巨大的膜面積有利于充分吸收光能
例4 德國科學家恩格爾曼用水綿和好氧細菌做了兩個經(jīng)典實驗，下列對實驗敘述正確的是(　　)A.他用同位素標記法發(fā)現(xiàn)光合作用的場所是葉綠體B.選用水綿作材料是因為其葉綠體大且呈球形便于觀察C.他用透過三棱鏡的光照射水綿臨時玻片，發(fā)現(xiàn)好氧細菌大多數(shù)聚集在綠光區(qū)域
D.恩格爾曼實驗證明了光合作用放氧部位是葉綠體
1.北方秋季，銀杏、黃櫨、紅楓等樹種的葉片由綠變黃或變紅，一時間層林盡染，分外妖嬈。低溫造成葉肉細胞中含量下降最顯著的色素是 (　　)A.葉黃素 B.花青素 D.胡蘿卜素
2.關(guān)于“提取和分離葉綠體中的光合色素”實驗，下列敘述正確的是(　　)A.常用層析液提取C.提取色素時加入的CaCO3能使研磨更加充分D.濾紙條上擴散速度最快的色素是葉綠素a
B.收集濾液后應及時用棉塞將試管口塞嚴
3.如圖中①代表新鮮菠菜葉的光合色素紙層析結(jié)果示意圖，則如圖②所示結(jié)果最有可能來自于(　　)
D.秋冬季節(jié)的銀杏落葉
A.清水培養(yǎng)的水仙葉片B.盆栽的天竺葵的葉片C.大蒜發(fā)芽長出的綠葉
4.恩格爾曼用極細的光束照射載有水綿和好氧細菌的臨時玻片①，將臨時玻片②暴露在光下，結(jié)果如圖所示。關(guān)于該實驗的敘述錯誤的是(　　)
A.實驗開始前，臨時玻片都要先進行通氣處理
B.該對照實驗可以證明葉綠體是進行光合作用的場所C.臨時玻片中好氧細菌的聚集位置說明光合產(chǎn)物中有氧氣D.用透過三棱鏡的光束照射臨時玻片①，會得到與該圖示不同的結(jié)果