3.2.1 解开光合作用之谜-2020-2021学年新教材高中生物必修1新课标辅导【精讲精练】苏教版（word）

第2节　光合作用——光能的捕获和转换 第1课时　解开光合作用之谜 课标要求 素养要求 等级水平 1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量。 2.提取和分离叶绿体色素。 1.科学思维：通过对光合作用相关科学史资料的阅读分析，体会人类对光合作用的认识过程是逐步的、不断发展的。 2.生命观念：通过对叶绿体的结构和功能的学习，形成结构与功能相适应的生命观念。 3.科学探究：通过“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验，提高实验方案的实施及对实验结果的交流与讨论的能力。 水平一 水平一 水平一 知识点一　光合作用的探索历程及叶绿体的结构和功能 ◎新知梳理　素养奠基 1．光合作用的探索历程 科学家 主要观点或成果 1627年比利时　海尔蒙特 树木只要有水，就能生长发育 1779年荷兰　英格豪斯 绿叶只在阳光下产生氧气，在黑暗处不产生氧气 1864年德国　萨克斯 叶片在光下能产生淀粉 1940年美国　鲁宾和卡门 光合作用释放的氧气来自于水 1948年美国　卡尔文 CO2被用于合成糖类等有机物的途径——卡尔文循环 1940年左右英国　希尔 光合作用在叶绿体中进行，由此光合作用的研究从器官水平进入了细胞器水平 19世纪60年代俄国科学家 光合作用中利用的光与叶绿素吸收光能有关 19世纪80年代恩格尔曼 叶绿体中含有能有效地吸收利用红光和蓝光的物质，这些物质吸收的光与绿叶在光下产生氧气有关 2.叶绿体的结构和功能 (1)形态：一般呈扁平的椭球形或球形。 (2)结构 填写图中数字所代表的物质： ①外膜；②内膜；③基质；④基粒；⑤类囊体。 (3)功能：进行光合作用的场所。 3．叶绿体功能的验证实验 (1)实验过程图示及现象 用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，好氧细菌聚集在红光区和蓝光区。 (2)实验结论：叶绿体中含有能有效地吸收利用红光和蓝光的物质，这些物质吸收的光与绿叶在光下产生氧气有关。也就是说叶绿体是光合作用的场所。 【知识拓展】 恩格尔曼实验的巧妙之处 (1)实验材料选择巧妙：实验材料选择水绵，水绵不但具有细而长的带状叶绿体，而且叶绿体在细胞中呈螺旋式分布，便于观察实验结果和设置对照。 (2)排除干扰的方法巧妙：没有空气的黑暗环境排除了环境中氧气和光的干扰。 (3)观测指标设计巧妙：通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出释放氧气的部位。 (4)实验对照设计巧妙：用极细的光束点状投射，使叶绿体上可分为获得光照和无光照的部位，相当于一组对照实验；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。 4．绿叶中色素的种类与光能吸收 色素种类 叶绿素 类胡萝卜素 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素 颜色 蓝绿色 黄绿色 橙黄色 黄色 光能吸收 主要吸收蓝紫光和红光 主要吸收蓝紫光 分布 叶绿体中的类囊体膜上 光合色素对绿光吸收最少，大部分绿光被反射出来，因而叶片呈现绿色。 【判断正误】 1．进行光合作用的细胞一定含有叶绿体。(×) 提示：有些原核生物如蓝细菌(也称蓝藻)能够进行光合作用，但它不含叶绿体。 2．叶绿体是通过基粒中的类囊体膜扩大生物膜面积的。(√) 3．叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。(√) ◎探究学习　素养形成 1．鲁宾和卡门的实验 (1)实验方法：同位素标记法。 (2)图中的A、B物质分别表示：A：O2，B：18O2。 (3)在鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记的物质是H2O或CO2。不能同时标记的原因：若同时标记H2O和CO2，则不能区分产物O2中的氧元素是来自H2O还是CO2。 (4)鲁宾和卡门的实验结论是光合作用释放的氧气全部来自水，而不是二氧化碳。 2．色素的种类及对光能的吸收 (1)分析下列因素是如何影响色素合成的： ①光照：光照促进叶绿素的合成。 ②温度：低温抑制叶绿素合成，同时破坏原有的叶绿素。 ③无机盐：镁是合成叶绿素的主要元素。 (2)温室或大棚种植蔬菜，应选用什么颜色的玻璃或塑料薄膜？ 答案　无色玻璃或塑料薄膜。 (3)若遇到连续阴雨天气，应选择补充的光源为：红光或蓝紫光，原因是绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光。 3．叶绿体的结构和功能 (1)叶绿体增加内部膜面积的方式是类囊体叠加形成基粒。 (2)恩格尔曼的第一个实验 如图是恩格尔曼的实验示意图，据图及相关知识思考： ①该实验选择水绵和需氧细菌作为实验材料，有什么优点？ 答案　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多的部位。 ②A组是在黑暗环境中用极细的光束点状投射叶绿体，好氧细菌的分布是怎样的？说明什么？ 答案　好氧细菌只向叶绿体被光束照射到的部位集中。说明氧气是由叶绿体在光照条件下释放出来的。 ③B组是