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东方高中高一生物学习单第5章第4节能量之源——光与光合作用第1课时1勇敢地承认自己不知道的事情，才能学习和进步第4节能量之源——光与光合作用第1课时捕获光能的色素和结构、光合作用的探究历程【学习目标】1、简述叶绿体中色素的种类、分布位置和作用2、明确叶绿体的结构和功能。3、理解实验“绿叶中色素的提取和分离”的实验原理和方法，掌握基本操作技能。4、了解光合作用的探究历程。【学习重点】1、叶绿体中色素的种类、分布位置和作用2、“绿叶中色素的提取和分离”的实验原理和方法、基本操作技能【自主研读学习单】【教材助读】带着以下问题阅读教材，要求:①依据学习目标进行预习，用笔画出重点；②用笔做好疑难标记，以备讨论。1、捕获光能的色素有哪些？2、叶绿体的结构是怎样的？有哪些适于进行光合作用的特点？3、“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理、步骤、注意事项有哪些？4、人们是怎样认识到光合作用原理的？【预习检测】（完成下列问题，在填写过程中尽量记忆，不明白之处用双色笔在书中标注）一、捕获光能的色素1、提取叶绿体中的色素（1）原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中。（2）过程：①取材：称取5g；②研磨：剪碎叶片，加入少许；再加入10mL,迅速、充分的研磨；③过滤：漏斗基部放一块，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤；④收集：用试管收集滤液，及时将管口。2、分离叶绿体中的色素（1）原理：各种色素在层析液中的不同，随层析液在滤纸上的扩散速度不同。（2）实验步骤：1）准备滤纸条：①剪滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，并在一端；②铅笔画线：在距处用铅笔画一条细线。2）画滤液细线：①取滤液：用吸取少量滤液；②画滤液细线：沿铅笔线画一条细线；③重复画线：待滤液干后，重复画次。3）分离叶绿体中的色素：将滤纸条有的一端朝下轻轻插入层析液中，随后用塞紧试管口。注意，不能让滤液细线触及层析液。3、色素的种类与光能的吸收其中叶绿素约占，类胡萝卜素约占。叶绿素a和叶绿素b主要吸收，胡萝卜素和叶黄素主要吸收。因为叶绿素吸收最少，所以叶呈现色。这些色素集中分布在上。东方高中高一生物学习单第5章第4节能量之源——光与光合作用第1课时2勇敢地承认自己不知道的事情，才能学习和进步二、叶绿体的结构和功能1、形态：一般呈扁平的或2、结构：①②③由堆叠而成，其上分布有和；④3、功能：叶绿体是进行的场所。实验证据：恩格尔曼实验中，好氧细菌只集中在的受光部位。三、光合作用的探索历程（连线）发现者实验结论或观点①普利斯特利a植物光合作用能产生淀粉②英格豪斯b光合作用释放的氧气全部来自于水③梅耶c植物能更新空气④萨克斯d绿色植物在光照下才能更新空气⑤恩格尔曼e光合作用把光能转换成化学能储存起来⑥鲁宾和卡门f叶绿体是光合作用的场所，并释放氧气【合作探究学习单】通过预习尝试解决下列问题，如果没有解决，与同学合作探究，解决问题。探究一、叶绿素的提取和分离1、色素在层析液中的扩散的速率取决于什么？2、实验中能否选择白菜叶做实验材料？由此得出对实验材料有什么要求？3、分析讨论实验中所用物质或试剂的作用无水乙醇：二氧化硅：碳酸钙：层析液：4、色素的提取非常成功，但层析后滤纸条上色素带非常模糊，其失败的原因可能有哪些？5、实验过程中，甲同学忘记加入二氧化硅，乙同学忘记加入无水乙醇，而是加入了水，丙同学忘记加入碳酸钙，分析他们可能出现的实验结果。6、分离绿叶中的色素时，将滤纸条插入层析液中，为什么不能让滤液细线触及层析液？例1、下图表示绿叶中色素的提取和分离实验的部分材料和用具，下列叙述错误的是A图①加入研钵中的物质有无水乙醇、SiO2、CaCO3B将糨糊状研磨液倒入②中，漏斗基部应放一块单层尼龙布C③画滤液细线的要求是细、齐、直D④层析结果色素带最宽的是叶绿素b，扩散最快的是叶黄素探究二、叶绿体的结构与功能及实验验证1、叶绿体与其功能相适应的结构特点有哪些？东方高中高一生物学习单第5章第4节能量之源——光与光合作用第1课时3勇敢地承认自己不知道的事情，才能学习和进步2、恩格尔曼的实验（P100页）方法有什么巧妙之处？实验的结论是什么？3、农民进行大棚种植应选择什么颜色的塑料薄膜？为什么？阴雨天为增加大棚蔬菜产量应补充什么颜色的光，为什么？例2、为探究叶绿体吸收光能后是否有氧气产生，某同学设计了以下实验：制作载有水绵和好氧性细菌的临时装片，用极细光束照射水绵，同时放在显微镜下观察。下列关于该实验的分析，不正确的是A.在光束照射到水绵之前，应该加三棱镜将混合光分解成连续光谱B.临时装片应放置在没有空气的黑暗环境中C.用好氧性细菌起指示作用D.水绵的带状叶绿体有利于设置对照条件探究三、光合作用的探究历程1、萨克斯实验中将叶片在黑暗中处理的目的和实验结论是什么？2、在鲁宾和卡门的实验中，同组实验能否用18O同时标记H2O和CO2？为什么？3、从对照实验的角度分析，普利斯特里的实验设计是否严谨？若不严谨，应该怎样补充完善实验？例3、德国科学家萨克斯将绿色叶片放在黑暗中处理数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其他部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗再用碘液处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。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有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因③实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态④实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉A．②③B．①②③C．②③④D．①②③④【课堂检测】判断正误：1不同色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度呈正相关。（）2、过滤色素提取液时，可利用滤纸代替单层尼龙布。（）3、豌豆叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。（）4、卡尔文运用同位素标记法最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。（）5、英国科学家普利斯特利通过实验证实了植物能够更新空气，并发现光在植物更新空气中的作用【反馈巩固学习单】温馨提示：10分钟分钟独立完成前8题。人人过关，一个不少。1.提取叶绿体中色素时要加入无水乙醇，其原因是（）A.防止叶绿素被破坏B.让色素溶解C.便于叶片研磨成匀浆D.促使叶绿素分离2.恩格尔曼用水绵进行的光合作用实验证明的是（）A.绿色叶片在光合作用中产生了淀粉B.氧气是由叶绿体所释放C.植物可以净化空气D.光合作用释放的氧全部来自水3.温室栽培蔬菜，采用什么颜色做顶棚更能提高产量（）A.红色玻璃B.蓝紫色玻璃C.绿色玻璃D.无色玻璃4.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发生在叶绿体的（）A.内膜上B.基质中C.类囊体片层膜上D.各部位上东方高中高一生物学习单第5章第4节能量之源——光与光合作用第1课时4勇敢地承认自己不知道的事情，才能学习和进步5.在提取叶绿素时，加入少量碳酸钙的目的是（）A.增加叶绿素的溶解度B.破坏膜系统，使叶绿素被充分提取C.防止叶绿素在提取时受到破坏D.防止叶绿素与其它物质结合6.在一定光照强度下，绿色植物在哪种光的照射下放出的氧最多（）A.绿光和蓝紫光B.红光和蓝紫光C.蓝紫光和绿光D.红光和绿光7.在叶绿体的色素提取和分离实验中，实验结果表明，在滤纸条上相邻色素带之间距离最大的是（）A.叶绿素a和叶绿素bB.叶绿素a和叶黄素C.叶黄素和胡萝卜素D.无法判断8.回答有关提取和分离叶绿体色素的一组问题。（1）用丙酮-研磨法提取叶绿体色素时，要以丙酮为提取液的原理是叶绿体中的各种色素能________________有机溶剂。（2）为了加快研磨速度，在研钵中加入__________；为了防止叶绿素破坏，应加入__________________（3）置于层析液中的滤纸条，要防止上面的色素细线没入层析液中，这是因为______________________（4）层析后滤纸条上的色素带，自上而下依次为：橙黄色的_____________；黄色的________________；蓝绿色的______________和黄绿色的_______________。【能力提升】温馨提示：A、B层同学10分钟独立完成。1.把叶绿体色素溶液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的另一侧观察，连续光谱中变暗的主要区域是A.红光和蓝紫光区B.黄光和蓝紫光区域C.绿光和红光区D.黄光和绿光区（）2.将一株植物在黑暗环境中放置48小时，然后将一片叶子的叶脉切断，在阳光下照射4小时，再将叶片脱色处理后用碘液处理，发现a部（上部）叶呈棕色，b部（下部）叶呈蓝色，这个实验说明：（）A．光合作用需要光B．光合作用需要CO2C．光合作用需要H2OD．叶绿体是进行光合作用的细胞器3.下列中，哪组是影响叶绿体色素分离效果的关键步骤（）①选植物绿叶②研磨③过滤④画滤液细线⑤层析时不要让滤液细线触及层析液⑥观察色素带A、①②⑤B、①②③C、②③④D、②③⑥4.在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，可以看到近似同心环状的四个色素圈，排列在最外的一个呈（）A、蓝绿色B、黄绿色C、黄色D、橙黄色5.提取和分离叶绿体中色素的正确顺序应该是（）A、进行纸层析→制取滤液→在滤纸上画线→将实验材料研磨B、制取滤液→进行纸层析→在滤纸条上画线→制取滤液→再画线C、将实验材料剪碎、研磨→在滤纸上画线→制取滤液→进行纸层析D、将实验材料剪碎、研磨→制取滤液→在滤纸条上画线→进行纸层析6.某同学在做提取叶绿体中色素的实验时，收集到的色素提取液为淡绿色。分析产生该结果的可能原因是（）①研磨不充分，色素未能充分提取出来②丙酮加入量太多，稀释了色素提取液③丙酮加得太少，色素未提取出来④未加CaCO3粉末，叶绿素分子已被破坏A.①②④B.①③④C.③④D.①②7.人们关于光合作用的认识经历了漫长的探索过程，下列有关说法中错误的是（）A．德国科学家梅耶指出植物进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来B．萨克斯采用碘液检测淀粉的方法，证明叶片在光下能产生淀粉C．卡尔文利用同位素标记法探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径D．恩格尔曼用丝状绿藻做为实验材料证明了植物需要阳光才能制造出氧气8.鲁宾和卡门用H218O和CO2作为原料进行光合作用实验，下列符合实验结果的是()A.释放的氧气全是O2B.释放的氧气一部分是O2，一部分是18O2C.释放的氧气全是18O2D.释放的氧气大部分是O2，少部分是18O2东方高中高一生物学习单第5章第4节能量之源——光与光合作用第1课时5勇敢地承认自己不知道的事情，才能学习和进步答案：自主研读1、无水酒精菠菜叶二氧化硅、碳酸钙无水乙醇单层尼龙纱布棉塞塞住2、溶解度剪去2个角剪去角一段1cm处毛细吸管再画一两次滤液细线棉塞3、叶绿素叶绿素a叶绿素b类胡萝卜素胡萝卜素叶黄素3/41/4红光和蓝紫光蓝紫光绿光绿类囊体薄膜上二、1、椭球状球状2、外膜内膜基粒类囊体色素酶叶绿体基质光合作用叶绿体三、发现者实验结论或观点⑦普利斯特利a植物光合作用能产生淀粉⑧英格豪斯b光合作用释放的氧气全部来自于水⑨梅耶c植物能更新空气⑩萨克斯d绿色植物在光照下才能更新空气⑪恩格尔曼e光合作用把光能转换成化学能储存起来⑫鲁宾和卡门f叶绿体是光合作用的场所，并释放氧气合作探究学习单探究一、1、取决于色素在层析液中的溶解度2、不可以，实验材料应新鲜成熟的绿色叶片，颜色深3、无水乙醇：溶解色素二氧化硅：使研磨充分碳酸钙：防止叶绿素被破坏层析液：分离色素4、可能是滤液细线画得比较粗，分离时间不够；可能是层析液没及滤液细线5、甲没加二氧化硅，因研磨不充分，色素比较少，故色素带颜色浅，不明显；乙同学忘加无水乙醇，因色素不溶于水，故滤纸条上没有色素带；丙同学忘记加碳酸钙，叶绿素被破坏，故色素地只有橙黄色和黄色两条，没有绿色6、若滤液细线触及层析液，色素就溶解在层析液中，而不会在滤纸条上扩散而分离例1、D探究二、1、基粒由类囊体构成，大大扩大了膜面积，接受光和酶与色素的附着位点增大；类囊体薄膜上分布着色素和酶，吸收光能，储存并转化能量；叶绿体基质中含有多种酶，利于光合作用的进行2、恩格尔曼实验的巧妙