3.2.1 光合作用（第1课时）-【有堂好课】2024-2025学年高一生物同步精品课件（苏教版2019必修1）

学教目标 核心素养 1、了解光合作用的发现历程。 2、掌握叶绿体中色素提取和分离的原理、方法。（重点、难点） 3、 生命观念：通过学习叶绿体在细胞中的分布与光照强弱 的关系，建立生物与环境相适应的观点。 科学探究：通过对“提取和分离叶绿体中的光合色素” 实验的操作，提升实验探究能力。 第二节 光合作用 概述色素的种类和作用。（重点） 第一课时 解开光合作用之谜与光合色素的提取和分离 01 解开光合作用之谜 海尔蒙特（比利时）的“柳树实验” 5年前 5年后 柳树苗2.5kg 土壤100kg 柳树约82.5kg 土壤约99.9kg 称 重 1627年 1779年 1864年 19世纪 60年代 19世纪 80年代 1941年 1948年 土壤只少了0.1kg 柳树增重了80kg 只浇水 树木只要有水，就能生长发育 。 你认为海尔蒙特的实验结论是否正确？ 他忽视了哪些重要因素？ 阳光、空气等 否 1627年 1779年 1864年 19世纪 60年代 19世纪 80年代 1941年 1948年 海尔蒙特（比利时）的“柳树实验” 发现： 放入水里的带叶枝条 英格豪斯（荷兰）的实验 1627年 1779年 1864年 19世纪 60年代 19世纪 80年代 1941年 1948年 绿叶在阳光下释放出气体。 O2？ × 结论： ③碘蒸气处理叶片 ①暗处理（耗尽淀粉） ②叶片部分遮光后光照 萨克斯（德国）的实验 1627年 1779年 1864年 19世纪 60年代 19世纪 80年代 1941年 1948年 绿叶在光下能产生淀粉 （ ？ 对照） 自身 分析萨克斯的实验： [核心要点点拨] 实验过程及现象 实验分析 ①设置了自身对照，自变量为光照，因变量是叶片颜色变化。 ②实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉， 增强了实验的说服力。 ③本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明了光是 光合作用的必要条件。 利用光学仪器发现，叶绿素的吸收光谱与光合作用的作用光谱相吻合， 证明了： 光合作用中利用的光和叶绿素吸收光能有关。 俄国科学家的研究 1627年 1779年 1864年 19世纪 60年代 19世纪 80年代 1941年 1948年 水绵 叶绿体 水绵 无空气的黑暗环境 无空气的曝光环境 极细光束 好氧细菌聚集在被光束照射到的叶绿体部位。 好氧细菌聚集现象消失， 分布于叶绿体所有受光部位。 恩格尔曼的实验一 实验结果 1627年 1779年 1864年 19世纪 60年代 19世纪 80年代 1941年 1948年 恩格尔曼实验的巧妙之处:选用水绵和好氧细菌做为实验材料 水绵有螺旋排列的带状叶绿体，便于观察；好氧细菌能指示释放氧气的部位；没有空气的黑暗环境，排除了氧气和光的干扰。 用透过三棱镜的光照射临时玻片标本，让不同颜色的光投射水绵的带状叶绿体上。在红光区和蓝光区的叶绿体部位都聚集了大量的好氧细菌。 恩格尔曼的实验二 1627年 1779年 1864年 19世纪 60年代 19世纪 80年代 1941年 1948年 恩格尔曼的实验说明: 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。光合作用的场所是叶绿体。 ？ ？ 18O2 O2 鲁宾和卡门（美国）的实验 1627年 1779年 1864年 19世纪 60年代 19世纪 80年代 1941年 1948年 ——同位素标记法 结果：检测产生气体的相对分子质量分别为：32、36 实验结论： 光合作用产生的O2全部来自于水 用14C标记14CO2，追踪光合作用中碳元素的行踪，历经十年终于发现CO2被用于合成糖类等有机物的途径——卡尔文循环。 （14CH2O) 214C3 14C5 14CO2 14 14 14 14 卡尔文（美国）的实验 1627年 1779年 1864年 19世纪 60年代 19世纪 80年代 1941年 1948年 ——同位素标记法 科学家 方式 结论 1779年荷兰的英格豪斯 运用同位素标记法（18O标记H2O和CO2） 证明了光合作用释放的O2来自 H2O 1941年美国的鲁宾和卡门 把带叶的枝条放入水里 发现CO2被用于合成糖类等有 机物的途径——卡尔文循环 1948年美国的卡尔文 运用同位素标记法（14C标记CO2） 光合作用利用的光与叶绿素吸 收光能有关 19世纪80年代恩格尔曼 水绵与好氧细菌共同置于黑暗无氧环境下用极细光线照射 叶绿体吸收红光和蓝紫光释放 的氧气多 通过光学仪器检测叶绿素吸收光谱与光合作用光谱 氧气是由叶绿体释放的 1864年德国的萨克斯 采用碘蒸气处理叶片的方法检测淀粉 确定叶片在光下能产生淀粉 19世纪60年代的俄国 科学家 透过三棱镜的光照射水绵 发现绿叶只在阳光下产生气体， 在黑暗处不产生气体 解开光合作用之谜 根据探究历程，尝试写出光合作用的总反应式： 光能 叶绿体 CO2 + H2O （CH2O）+ O2 1．判断下列叙述的正误 (1)光合作用释放的O2都来自水( ) (2)英格豪斯证明了植物在阳光下产生O2( ) (3)萨克斯通过实验证明光照是光合作用的必要条件( ) (4)鲁宾和卡门通过检测同位素的放射性来追踪物质变化规律( ) (5)好氧细菌利用水绵释放的氧气，在线粒体内完成有氧呼吸( ) √ × √ 随堂巩固 × × 2．在生命科学发展过程的经典实验中，未用到同位素标记法的是 （ ） A．分泌蛋白的合成与分泌过程 B．卡尔文发现CO2被用于合成糖类等有机物的途径 C．光合作用产物O2中O的来源 D．萨克斯证明光合作用的产物中有淀粉 D 随堂巩固 3．下图表示德国科学家萨克斯的实验。下列有关本实验的分析及结论 合理的是(　　) ①本实验未设对照组 ②有无光照是a、b区域出现不同结果的原因 ③实验初始时a、b均达到无淀粉状态 ④实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉 A．只有②③　　　　　 B．只有①②③ C．只有②③④ D．①～④全部 A 随堂巩固 02 叶绿体与光能的捕获 我该带谁走呢？ 光合作用需要叶绿体中的光合色素 来吸收和转化光能。 1、研磨过程中加入无水乙醇、SiO2、CaCO3的作用分别什么？ 2、将滤液收集到试管中后，为什么要用棉塞将试管口塞紧？ 3、滤纸条一端为什么要剪去两角？ 4、画滤液细线的要求是什么？ 5、为什么不能让滤液细线触及层析液？ 自主学习：阅读课本P87，并思考以下几个问题： 实验：提取和分离叶绿体中的光合色素 1.提取色素的原理 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，溶解度大的在滤纸上扩散的快，反之则慢。 一、实验原理 2.分离色素的原理 分离方法： 提取和分离叶绿体中的光合色素 纸层析法 21 1.进行叶绿体中光合色素的提取和分离。 2.探究叶绿体中含有几种、不同颜色的光合色素。 二、实验目的 三、实验材料与试剂 新鲜的绿叶、无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙、层析液 实验：绿叶中色素的提取和分离 四、实验步骤 1、提取色素 ①5g . →剪碎放入研钵中 ②加入少许二氧化硅和碳酸钙，分次少量加入5ml无水乙醇 有助于充分研磨 防止叶绿素分子被破坏 溶解色素 作用？ 选材？ 新鲜绿叶 四、实验步骤 ③将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤 ④及时用棉塞塞紧试管口 （防止乙醇挥发，色素氧化） 单层 尼龙布 用什么过滤？ 深绿色 制备滤纸条 思考：减去两角的的原因？ 四、实验步骤 2、分离色素： 防止层析液在滤纸条边缘处扩散过快。 画滤液细线 要求 细而直 目的： 色素带平整，不重叠。 干了再画，重复几次 目的： 增加色素量，使色素带清晰。 四、实验步骤 分离色素 层析液 培养皿 注意：滤液细线不能触及层析液 四、实验步骤 防止色素溶解在层析液中， 导致实验失败。 讨论： 1.滤纸条上有几种色素带？颜色分别是？其与滤液细线之间的距离说明了什么？ 2.色素带的宽度说明了什么问题？ 距离越远，说明其在层析液中溶解度越大 四条，从上往下分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b 宽度越宽，说明其含量越多 讨论： 颜色： 橙黄色、 黄色、 蓝绿色、 黄绿色 五、实验结果 （橙黄色） （黄色） （蓝绿色） （黄绿色) 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 类胡萝卜素 叶绿素 溶解度最大？ 含量最多？ 胡萝卜素 叶绿素a （含量约占3/4） （含量约占1/4） 你还可以用哪些方法分离这些色素？ 实验：绿叶中色素的提取和分离 实验异常结果分析 A.收集到的滤液绿色过浅： ➊未加碳酸钙或加入过少，叶绿素分子被破坏。 ➋未加二氧化硅，研磨不充分。 ➌一次加入大量的无水乙醇,提取浓度太低。 ➍使用放置数天的菠菜叶，叶绿素含量少。 B.滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素两条色素带： ➊忘记加碳酸钙导致叶绿素分子被破坏。 ➋所用叶片为“黄叶”。 C.滤纸条看不到色素带 ➊未加无水乙醇。 ➋滤液细线触及层析液，色素溶解到层析液中。 D.滤纸条色素带重叠： 滤液细线未达到细、齐的要求，使色素扩散不一致造成的。 下图是“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具。据图回答下列问题： (1)图中步骤①加入研钵内的物质：A 5 mL，作用是溶解色素； B 少许，作用是有助于充分研磨；C 少许，作用是防止 分子被破坏。 (2)画滤液细线的要求是 。 (3)图中步骤④中关键应注意 ；色素带最宽的 是 ，扩散速度最快的是 。 无水乙醇 CaCO3 SiO2 细而直 滤液细线不能触及层析液 胡萝卜素 叶绿素a 叶绿素 绿叶中的色素 叶绿素 类胡萝卜素 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素 捕获光能的色素 ：主要吸收 . :主要吸收 . 保护叶绿素免遭强光伤害 红光和蓝紫光 蓝紫光 分析：为什么植物春夏叶子翠绿?而深秋则叶片金黄呢？ 由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而且色素对绿光吸收最少，大部分绿光被反射出来。 低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来。 当温度低于7 ℃时，树叶中会生成花青素。 无色透明 分析： 温室大棚通常用什么颜色的塑料薄膜？ 不能；光合色素基本上不吸收绿光。 有的温室在夜间悬挂红色或蓝色的灯管，绿色的可以吗？ 1.在进行光合色素的提取和分离实验时，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，将会得到近似同心的四个色素环，如图。下列说法错误的是(　　) A.通常提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素的含量比类胡萝卜素的高 B.提取色素时加入少许CaCO3和SiO2 C.若提取的是缺镁叶片中的色素，则最外侧两圈 色素环颜色较淡 D.最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光 C 随堂巩固 2.某同学选择新鲜菠菜的“绿叶”和“嫩黄叶”进行”叶片色素提取和分离“实验。 色素层析结果如下图所示，下列叙述正确的是(　　) A．提取色素的原理是不同色素在层析液中的溶解度不同　　 　 B．若以“绿叶”为实验材料，试验中没加碳酸钙也可能 出现和“嫩黄叶”相似的结果 C．甲为“嫩黄叶”的实验结果，乙是“绿叶”的实验结果 D．若将两组色素放置在阳光和三棱镜之间，吸收光谱 最明显的差异在蓝紫光区域 B 随堂巩固 3.在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为 (　　) B 试剂 甲 乙 丙 丁 无水乙醇 － ＋ ＋ ＋ CaCO3 ＋ ＋ － ＋ SiO2 ＋ ＋ ＋ － A.①②③④ B.②④①③ C.④②③① D.③②①④ 随堂巩固 4.某班学生在对新鲜菠菜叶进行色素的提取和分离实验时，由于各组操作不 同，出现了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是 (　　) A.甲可能是因为研磨时未加入SiO2 B.乙可能是因为研磨时未加入CaCO3 C.丙可能是误用水作提取液和层析液 D.丁是正确操作得到的理想结果 D 随堂巩固 谢谢观看！ Lavf57.71.100 Packed by 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