内容正文:
第9讲 光合作用(Ⅰ)
[素养目标]
1.理解光合作用的概念和过程。(科学思维)
2.通过提取和分离叶绿体中色素形成科学探究能力。(科学探究)
考点一 捕获光能的色素和叶绿体结构
授课提示:对应学生用书第64页
1.捕获光能的色素
(1)绿叶中色素的种类和颜色
(2)绿叶中色素的吸收光谱
①吸收光谱实验
在色素溶液与阳光之间,放置一块三棱镜。阳光是由不同波长的光组合成的复合光,在穿过三棱镜时,不同波长的光会分散开,形成不同颜色的光带,称为光谱。分别让不同颜色的光照射色素溶液,就可以得到色素溶液的吸收光谱。
②绿叶中色素的吸收光谱分析
2.叶绿体
(1)结构
①分布:主要分布在植物的叶肉细胞内。
②形态:扁平的椭球形或球形。
③结构
a.①外膜;②内膜;③类囊体;④基粒;⑤基质。
b.叶绿体色素分布在类囊体的薄膜上。
c.增大受光面积的方式:众多的基粒和类囊体。
(2)功能
叶绿体除吸收光能外,恩格尔曼的实验直接证明了叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。结合其他的实验证据,科学家们得出叶绿体是光合作用的场所这一结论。
(3)光合作用的结构基础
①在叶绿体内部巨大的膜表面上,分布着许多吸收光能的色素分子。
②在类囊体膜上和叶绿体基质中,还有许多进行光合作用所必需的酶。
1.一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光(√)
2.叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用(×)
3.观察光学显微镜下的叶绿体结构可以看到叶绿体由双层膜包被(×)
4.水绵叶绿体呈螺旋带状分布(√)
5.叶绿体的色素溶液可以通过光合作用放氧(×)
1.教材必修1 P99“图5-12”(拓展):叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值相同吗?
提示:不同,叶绿素a在红光区的吸收峰值大于叶绿素b的吸收峰值。
2.教材必修1 P99“学科交叉”(改编):通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用吗?
提示:不能,可见光的波长范围是400~760 nm。不同波长的光,颜色不同。波长小于400 nm的光是紫外光;波长大于760 nm的光是红外光。一般情况下,光合作用所利用的光都是可见光。
3.教材必修1 P99“侧栏思考题”:植物工厂里为什么不用发绿光的光源?
提示:绿色光源发出绿色的光,这种波长的光线几乎不能被光合色素吸收,因此无法用于光合作用中制造有机物。
1.明辨光合色素的三个易错点[生命观念中物质、结构与功能观]
(1)色素的功能特点:叶绿素和类胡萝卜素均有主要的吸收光波段,对其他波段的可见光并非不吸收,只是吸收量较少。
(2)色素的分布位置:色素不只分布于叶绿体中,液泡中也含有色素如花青素,但是液泡中的色素不参与光合作用。
(3)光合作用的场所:叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所,如蓝细菌没有叶绿体,也能进行光合作用。
2.叶片颜色变化的原因分析[生命观念中生命物质功能观]
正常绿色
正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1,且对绿光吸收最少,所以正常叶片总是呈现绿色
叶色变黄
寒冷时,叶绿素分子易被破坏,类胡萝卜素较稳定,叶片显示出类胡萝卜素的颜色而变黄
叶色变红
秋天降温时,植物体为了适应寒冷环境,体内积累了较多的可溶性糖,有利于形成红色的花青素,而叶绿素因寒冷逐渐降解,叶片呈现红色
3.对影响叶绿素合成的三大因素的归纳[科学思维]
1.教材必修1 P100~101中“思考·讨论”:
[设计意图:考查科学探究]
(1)恩格尔曼第一个实验的结论是什么?
提示:叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。
(2)恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处?
提示:选材好:水绵的叶绿体呈螺旋带状分布,便于观察;用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。设计妙:没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰;用极细的光束照射,叶绿体上可分为有光照和无光照的部位,相当于一组对照实验。
(3)在第二个实验中,大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域,为什么?
提示:叶绿体吸收红光和蓝紫光用于光合作用。
(4)综合上述资料,你认为叶绿体具有什么功能?
提示:叶绿体是光合作用的场所。
2.“霜叶红于二月花”的美丽景色,是成片的黄栌或枫叶逐渐变红形成的。假如你是某研究性学习小组的成员,请你对这一自然现象产生的原因进行实验探究。
实验假设:叶片变红现象受温度影响。
[设计意图:考查科学思维与科学探究]
(1)围绕该实验假设,有的同学主张在实验前,需要搜集有关资料,才能对实验组的温度进行设置,该“有关资料”应为______________________________________________________ _________________________________________。
实验材料:盆栽的黄栌或枫树、透明的恒温箱等实验用具。
(2)实验步骤:___