内容正文:
第10讲 光合作用
【核心素养目标】
课标要求 核心素养要求
1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量,这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中,转换并储存为糖分子中的化学能
2.提取和分离叶绿体色素
3.探究不同环境因素对光合作用的影响
1.通过比较光反应与暗反应的关系和光合作用元素去向分析,建立生命活动对立统一的观点(生命观念)
2. 通过分析C3、C5等物质变化和影响光合作用的曲线,培养学生利用文字、图表及数学模型准确描述生物学知识的能力(科学思维)
3.通过“绿叶中色素的提取和分离”实验,培养学生的实验探究能力(科学探究)
4.通过分析色素吸收光谱在农业生产中的应用,养成关心生产生活实际的责任意识(社会责任)
一、捕获光能的色素和叶绿体的结构
1.叶绿体中的色素及色素的吸收光谱
由图可以看出:
(1)叶绿体中的色素只吸收 ,(波长是400~760nm),而对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素主要吸收 光,类胡萝卜素主要吸收 光,对其他波段的光并非不吸收,只是吸收量较少。叶绿素和类胡萝卜素吸收 最少。
可见光
蓝紫光和红
蓝紫
绿光
叶绿素b
叶绿素a
例1.植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。下列叙述错误的是( )
A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成
B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制
C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示
D.叶片在640~660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的
A
练1.[不定项]霜叶红于二月花,植物叶子呈现的颜色是各种色素的综合表现,色素主要存在于液泡和叶绿体中,叶绿体中的色素主要包含两大类,叶绿素和类胡萝卜素。下列对高等植物的正常叶子中色素的相关叙述,正确的是( )
A.纸层析法分离叶绿体中色素,最宽和最窄的色素带分别是蓝绿色、橙黄色
B.提取叶绿体中色素用无水乙醇作为提取液,用水当层析液可分离液泡中色素
C.叶绿素对可见光的吸收有一个高峰,类胡萝卜素有两个高峰
D.叶绿体中四种色素都含有N、Mg元素,作用是吸收、传递、转化光能
AB
练2.高等植物的光合作用依赖光合色素。不同环境条件下,叶绿素a和叶绿素b之间可以相互转化,这种转化称为“叶绿素循环”。研究发现,在适当遮光条件下,叶绿素a/叶绿素b的值会降低,以适应环境。图中②③是两种叶绿素的吸收光谱。下列关于叶绿素的叙述,正确的是( )
A.①为类胡萝卜素,其在红光区吸收的
光能可用于光反应中ATP的合成
B.利用纸层析法分离色素时,③应位于
滤纸条的最下端
C.由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后,叶绿体中C3的量增加
D.弱光下②的相对含量增高有利于植物对弱光的利用
D
2.叶绿体的结构和功能
(1)叶绿体立体结构
光合色素分布于 上。光合作
用的酶分布于______________________
________。
(2)叶绿体的功能:进行光合作用的场所。
(3)叶绿体中色素的功能: 、 、
光能。
外膜
内膜
类囊体
基质
基粒
类囊体薄膜
叶绿体基质、基粒(或类
囊体膜)
吸收
传递
转化
二、证明叶绿体是光合作用场所的实验——恩格尔曼实验
1.实验步骤:
①极细光束照射水绵:需氧细菌只集中分布在叶绿体被光束照射到的部位。
②完全曝光:需氧细菌分布在叶绿体所有受光的部分
③用透过三棱镜的光照射水绵:大量的需氧细菌聚集
在红光和蓝紫光区域
2.实验结论:
①叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧
②叶绿体是光合作用的场所
3.实验分析:
实验材料用 ,水绵的叶绿体呈 分布,便于观察,用需氧细菌可确定 的部位。
(2)没有空气的黑暗环境排除了 的干扰。
(3)用极细的光束照射,叶绿体上可分为 和 的部位,相当于一组对比实验。
(4)临时装片局部曝光与完全暴露在光下的实验再一次验证实验结果。
水绵和需氧细菌
螺旋带状
释放氧气
氧气和光
有光照
无光照
例2.[不定选]恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵时,发现需氧细菌大量集中在如图所示区域,下列分析不正确的是 ( )
A.水绵光合作用产生的氧气能进入细菌的线粒
体与[H]结合生成水
B.实验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中,目的是隔绝二氧化碳
C.图中细菌分布的差