3.2 第1课时 光合作用的认识过程与光合色素（Word教参）-【优化探究】2022-2023学年新教材高中生物必修1 分子与细胞 同步导学案（苏教版2019）多选版

第二节　光合作用——光能的捕获和转换 第1课时　光合作用的认识过程与光合色素 [学习目标] 1．说出光合作用的发现及研究历史。 2．阐述叶绿体中光合色素的种类和作用。 3．学会提取和分离叶绿体中的光合色素的方法。 授课提示：对应学生用书第85页 一 解开光合作用之谜 1．海尔蒙特的“柳树实验” (1)实验方法：定量研究。只用收集到的雨水给柳树浇水。 (2)实验结果：柳树苗长成大树，土壤质量减少很少。 (3)实验结论：树木只要有水，就能生长发育。 2．英格豪斯实验 (1)实验方法：把带叶的枝条放入水里。 (2)实验结果：绿叶只在阳光下产生气体，在黑暗处不产生气体。 3．萨克斯实验 (1)实验过程：将暗处理过的叶片做部分遮光后放在光下，采用碘蒸气处理叶片。 (2)实验结论：叶片在光下能产生淀粉。 4．鲁宾和卡门实验 (1)探究方法：同位素标记法。 (2)实验过程及结论 5．卡尔文实验 (1)研究方法：同位素标记法，用14C标记CO2。 (2)研究结果：发现CO2被用于合成糖类等有机物的途径——卡尔文循环。 6．恩格尔曼实验 (1)实验过程 (2)实验结论：叶绿体中含有能有效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。 7．希尔实验 (1)实验方法：叶绿体悬液中加入草酸铁，并给予光照。 (2)实验结果：离体叶绿体释放出了氧气。 (3)实验结论：一定程度上证明光合作用在叶绿体中进行。 二 提取和分离叶绿体中的光合色素 1．实验原理 无水乙醇等有机溶剂能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，因而在滤纸上的扩散速度有差异。 2．实验步骤 (1)提取色素：称取5 g新鲜的菠菜叶(或其他植物绿叶)，剪碎后放入研钵中，加入少许二氧化硅、碳酸钙和5 mL无水乙醇，迅速而充分地研磨。将研磨液过滤到试管中，及时用棉塞塞紧试管口。 (2)制备滤纸条：将与烧杯高度相等、宽1 cm的干燥滤纸条，剪去一端的两个角，在距离该端大约1_cm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，沿铅笔画的细线画一条细而直的滤液细线，吹干后在同一位置重复画滤液细线。 (4)分离色素：将画好滤液细线的滤纸条轻轻地插入盛有3 mL层析液的烧杯中，斜靠在烧杯壁上，用培养皿覆盖烧杯。滤液细线不能触及层析液。 (5)观察结果：几分钟后取出滤纸条，观察滤纸条上色素的分布情况。 色素种类 色素颜色 ① 胡萝卜素 类胡萝 卜素 橙黄色 ② 叶黄素 黄色 ③ 叶绿素a 叶绿素 蓝绿色 ④ 叶绿素b 黄绿色 3.叶绿体中色素分布及功能 (1)分布：类囊体膜上。 (2)功能：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。叶绿素是光合作用过程中的主要色素，类胡萝卜素还有保护叶绿素免遭强光伤害的作用。 预习诊断——————————————————— 1．恩格尔曼利用水绵和好氧细菌进行实验，证明光合作用的放氧部位是叶绿体(√) 2．萨克斯通过实验证明光照是光合作用的必要条件(√) 3．提取色素时，要缓慢充分的研磨叶片，以保证色素充分地释放出来(×) 4．研磨绿叶时，要加入二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇(√) 5．分离色素时，在无水乙醇中溶解度越高的，则在滤纸条上的扩散速度越快(×) 6．色素分离后，滤纸条上从上而下的四条色素带分别是叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b(×) 授课提示：对应学生用书第87页 　解开光合作用之谜 　1.下图是萨克斯的实验步骤，请分析： (1)把绿叶先在暗处放置24小时的目的是什么？ 提示：消耗掉叶片中原有的淀粉，防止干扰实验结果。 (2)该实验是如何形成对照的？ 提示：树叶部分遮光，另一部分曝光，形成了对照。 (3)为什么要用酒精脱色后再用碘蒸气处理？ 提示：避免叶片颜色对实验结果的干扰。 (4)本实验的结论是什么？ 提示：叶片在光下能产生淀粉。 2．如图是恩格尔曼第一个实验的过程、现象。 (1)该实验选择水绵和能运动的好氧细菌作为实验材料，有什么优点？ 提示：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。 (2)A组是在黑暗环境中用极细的光束照射水绵，好氧细菌的分布是怎样的？说明什么？ 提示：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吸收光能进行光合作用释放出来的。 (3)B组是完全暴露在光照下，好氧细菌分布在叶绿体所有的受光部位，这组实验的设计目的是什么？ 提示：和A组进行对照，明确实验结果完全是由光照射到叶绿体引起的。 (4)两组实验都要求在隔绝空气的条件下进行，为什么？ 提示：排除空气中的氧气对实验结果的干扰。 1．光合作用的探究历程 实验者 内容 结论 海尔蒙特 研究植物的营养来源 植物生长