高考生物专题复习提分课件第14讲光合作用的发现及叶绿体中的色素.ppt

光合作用的发现及叶绿体中的色素, 考点一 光合作用的发现,1.18世纪中期，人们认为植物体内全部营养物质都是从_ 中获得的。 2.1771年，英国科学家普里斯特利用蜡烛和小鼠分别与绿色植物在一起的实验，证明_ 。 3. 1864年，德国科学家萨克斯实验：暗处理几小时的绿色叶片一半曝光一半遮光，然后用碘蒸气处理，曝光处叶片变蓝，说明_ 。,土壤,植物可以更新空气,光合作用产生淀粉,4.1880年，美国科学家恩格尔曼的实验证明氧是由 _ 释放出来的，_ 是绿色植物进行光合作用的场所。 5.20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记H2O和CO2的实验，证明 _ 。,叶绿体,叶绿体,光合作用释放的氧全部来自参加反应的水,【易错易混点】对实验用叶片进行黑暗处理（又称为饥饿处理）目的是消耗叶片中原有淀粉，避免其干扰。用碘检验绿叶中淀粉必须用酒精先进行脱色处理，避免叶绿体色素的干扰。同位素标记法可以追踪所要观察的元素，以研究C、O等原子在光合作用中转移的途径。, 探究点一 光合作用发现的相关实验中科学家们注意了哪些问题,1.普里斯特利实验图，其对照实验是怎样设置的？ A与B对照，C与D对照，B与C为平行实验，起相互对照的作用。 2.恩格尔曼实验过程、现象、变量和结论,3.恩格尔曼实验在设计上的巧妙之处，主要表现在以下四个方面： (1)选材方面，选用水绵为实验材料。水绵不仅具有细长的带状叶绿体，而且叶绿体呈螺旋状分布在细胞中，便于观察，分析研究。 (2)将临时装片放在黑暗且没有空气的环境中，排除了光线和氧气的影响，从而确保实验正常进行。 (3)选用极细光束照射，并且选用好氧细菌检测，从而能够准确判断出水绵细胞中释放氧的部位。 (4)进行黑暗(局部光照)和曝光对比实验，从而明确实验结果完全是光照引起的。,4.萨克斯实验中黑暗处理的目的是什么？怎样设置对照？ 萨克斯实验中黑暗处理的目的是：消耗掉叶片中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照，检验试剂为碘蒸气，检验前用酒精浴加热处理，目的是溶解色素以去除叶片绿色。 5.鲁宾和卡门为了弄清光合作用中氧元素的去向，实验方法是什么？为什么同时设置两组实验？ 实验方法是：同位素标记法。两组实验互为对照，可增强实验的科学性和可信度，从而能够证明光合作用释放的氧全部来自于参加反应的水。,变式题,【2011嘉兴模拟】1880年美国生物学家G.Engelmann设计了一个实验研究光合作用的光谱。他将三棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上，并在水绵的悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况(如图143所示)，他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。这个实验的思路是( ),A.细菌对不同的光反应不同，细菌聚集多的地方，水绵光合作用强 B.好氧细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强，则在该种光照射下植物光合作用强 C.好氧细菌聚集多的地方，水绵光合作用产生的有机物多，则在该种光照射下植物光合作用强 D.聚集的好氧细菌大量消耗光合作用产物O2，使水绵的光合作用速度加快，则该种光有利于光合作用,B 解析 好氧细菌生活需要氧气，因此在好氧细菌聚集的地方应该是氧气多的地方，也是水绵光合作用强的地方。, 考点二 光合作用色素,【易错易混点】欲降低光合作用可采用绿光，而要增强光合作用可采用红光和蓝紫光或白光。叶绿素不稳定，容易被破坏，这是深秋叶片失绿的原因。, 考点三 实验：叶绿体中色素的提取和分离,1.原理 叶绿体中的色素溶解于_，如_ (相似相溶)，形成色素液，所以可以用无水乙醇和丙醇提取叶绿体中色素。分离的原理是：四种色素在层析液中_不同，因而随层析液在滤纸上的_不同，根据此原理使各色素分离开来。,有机溶剂,酒精或丙酮,溶解度,扩散速度, 探究点二 实验：植物细胞中叶绿素的提取与分离,1.光合作用的概念 (1)场所：叶绿体 (2)原料：CO2和H2O (3)条件：光、色素、酶 (4)产物：有机物、氧气,易错易混点 注意同位素标记技术的应用，如光合作用产物氧气来源于参加反应的水。,2.步骤 (1)提取叶绿体中的色素_法。_5克叶片放入研钵中，加入少许二氧化硅、碳酸钙、5毫升丙酮。快速、充分地_后收集滤液(将研磨液迅速倒入基部已放一块单层尼龙布的漏斗中过滤，将滤液收集到小试管中，及时用_将试管塞紧备用)。,研磨,称取、剪碎,研磨,过滤,棉塞,(2)制备_。将干燥过的定性滤纸剪成6 cm1 cm的条，一端剪去_，距该端_处用铅笔画一条极细的横线。用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画_的滤液线，待_后再重复画23次(次数越多色素越多)。 (3)色素分离_法。将干燥后的滤纸条_一端朝下放入有少许(23 mL)层析液的烧杯中，盖上_。 (4)观察。层析后，取出滤纸条，风干后观察色素分离情况。,滤纸条,两角,1 cm,一条细而直,干燥,纸层析,画线,培养皿,易错易混点 由于叶绿素容易分解，所以应避免强光或温度过高，重复画滤液细线时应风干，不可加热。叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色的现象称为荧光现象。,易错易混点 1.有关光合色素的基础：(1)含量最多的色素为叶绿素a，含量最少的为胡萝卜素，二者之间相距最远的色素带为叶黄素和叶绿素a。(2)光合作用中最有效的光为白光，最无效的光为绿光，叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，但对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。(3)叶片呈绿色的原因是叶片不易吸收绿光，而反射的绿光最多。秋天叶片变黄表现出类胡萝卜素颜色；叶片变红的原因是液泡中有色素。,2.实验注意问题 (1)选材要选择新鲜、颜色深绿的叶片，保证提取到较多色素。 (2)丙酮易挥发且有一定的毒性，在研磨绿叶时，可将纸片盖在研钵上，纸中心穿一个洞，将杵棒穿过洞口进行研磨，研磨要迅速、充分，尽量减少丙酮挥发。滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。 (3)划滤液细线，要细且直，并含有较多的色素(可重复多次)。,(4)向烧杯加层析液时，不要污染烧杯壁，层析液要少量。 (5)将干燥后画有滤液细线的滤纸条放入烧杯层析液中时，剪角一端朝下，一定不要让滤液细线没入层析液中，以防色素溶解在层析液中，导致色素带不清晰、不整齐。 (6)色素分离时，不可掀开培养皿盖，要从外面观察色素分离情况；不要让最快分离的色素上升过高或分离到纸条的最顶端。,特别提醒 1.不同颜色温室大棚的光合效率 (1)无色透明大棚日光中各色光均能透过，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以用无色透明的大棚光合效率最高。 (2)色素对绿光吸收最少，因此绿色塑料大棚光合效率最低。,2.影响叶绿素合成的因素 (1)光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。 (2)温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。 (3)必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。,3.色素分子作用的不同 除少数处于特殊状态的叶绿素a，其他色素分子都能吸收和传递光能，但能够转换光能的仅是少数叶绿素a分子，它接受光能后处于激发态，易失去电子而变为强氧化剂，于是就从周围水分子中夺得电子恢复原状，水则被分解。所以在光反应中H2O是最终电子供体，NADP是最终电子受体。,1【2011南昌联考】德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮光，其余部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗后再用碘液处理，结果发现遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是( ) 本实验未设对照组 有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态 实验证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉 A全部 B只有 C只有 D只有,解析 D 该实验中曝光部分与遮光部分形成了对照，错误。该实验只能证明有淀粉的生成，但不能证明叶绿体利用光照将CO2转变成了淀粉，错误。,2普里斯特利把一只小白鼠和一盆植物一同放到一个玻璃罩内，结果小白鼠和植物都能存活很长时间。但后来有人重复这个实验，却有的能成功，有的不能成功。以下关于这一现象的说法，不正确的是( ) A该实验并不科学，没有可重复性 B该实验的成功与否，要看是否将装置置于阳光下 C该实验说明光合作用释放的氧气与小白鼠需要的氧气达到了平衡 D该实验说明光合作用需要的CO2与小白鼠呼出的CO2达到了平衡,解析 A 普里斯特利的实验成败与否的关键，是要把装置置于阳光下。普里斯特利的实验虽然把实验装置置于阳光下，取得了成功，但他却忽视了一点，即没有 明确地说明将实验装置置于阳光下是取得实验成功的必要条件。所以后来的科学工作者在重复该实验时，置于阳光下的取得了成功，不置于阳光下的则遭到失败。,3下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确的是( ),AY2的质量大于Y3的质