高三生物一轮复习 必修1 5-4 能量之源——光和光合作用

高三生物第一轮复习课件第17课时 必修1 5-4

能量之源——光和光合作用

实验课题：绿叶中色素的提取和分离一、实验原理 1.提取原理：叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂 (如酒精、丙酮、苯、石油醚等)中，所以用无水

乙醇可提取叶绿体中色素。2.分离原理：不同色素在层析液中溶解度不同， 溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快， 溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢， 因而可用层析液将不同的色素分离。

二、实验步骤(1)称取5 g绿色叶 片并剪碎 提取色素 研钵→研磨→漏斗过滤→ 收集到试管内并塞紧管口

(2)加入少量SiO2、 CaCO3和10 mL无水乙醇

(1)将干燥的滤纸剪成6 cm长，1 cm宽的纸 条，剪去一端两角(使层析液同时到达滤液 制滤纸条 细线) (2)在距剪角一端1 cm处用铅笔画线

(1)用毛细管吸少量的滤液沿铅笔线处 画滤液细线 小心均匀地划一条滤液细线 (2)干燥后重复划2~3次 (1)向小烧杯中倒入3 mL层析液 纸上层析 (以层析液不没及滤液细线为准) (2)将滤纸条尖端朝下略微斜靠烧杯内壁， 轻轻插入层析液中 (3)用培养皿盖盖上烧杯 观察结果：滤纸条上出现四条宽度、颜色不同的彩带(如下图)

3、实验结果

最宽：叶绿素a; 最窄：胡萝卜素； 相邻色素带最近：叶绿素a和叶绿素b;

相邻色素带最远：胡萝卜素和叶黄素。

四、实验注意事项 1.选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿的叶片。如菠菜叶、棉 花叶、洋槐叶等。 2.研磨要迅速、充分。充分研磨使叶绿体完全破裂，提取

较多的色素；叶绿素不稳定，易被活细胞内的叶绿素酶水 解。因无水乙醇易挥发，所以研磨要快，收集的滤液要用 棉塞塞住，层析时要加盖，尽量减少有机溶剂的挥发。 3.画滤液细线时，应以细、直、颜色浓绿为标准，重复画 线时必须等上次画线干燥后再进行，重复2~3次。 4.将定性滤纸剪去两角，目的是防止两边色素在滤纸条上 扩散过快，不均匀，不便于观察实验结果。 5.分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层 析液，否则色素溶解到层析液中，滤纸条上得不到色素带。

一、叶绿体中的色素 紫外光380 400 500

600700

可 见 光

三棱镜

760

红外光

波长/nm

叶 绿 色 a

叶 绿 色 b

类 胡 萝 卜 素

叶 绿 体 色 素 吸 收 光 谱600 波长/nm 700

400

500

(1)叶绿体中的色素

胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b颜 色 蓝 绿 黄 绿 橙 黄 黄 色 含 溶解 扩散 吸收光 作 量 度 速度 的颜色 用 最 吸 较低 较慢 多 红橙光 收 蓝紫光 传 较 最低 最慢 多 递 转 最 最高 最快 化 少 蓝紫光 光 较 较高 较快

能 少

色素的种类 叶绿素 (占总量 的3/4) 叶绿素 a 叶绿素 b 胡萝卜 素

类胡萝卜 素(占总 量的1/4) 叶黄素

(二)植物中色素的化学性质与叶色的关系

透 光 带 上 部 中 部 下 部

海藻分层现象

光照强

绿藻

褐藻

光照弱

红藻

(一)叶绿体的结构 (二)分布：主要存在绿色植 物的叶肉细胞里以及幼嫩茎秆 的皮层细胞里。(三)功能：进行光合作用的场所。

含光合色素叶 绿 体 含光合酶

分布在类囊体的薄膜上， 即位于基粒上

位于基粒上 (少量) 位于基质中 (大量)

二、光合作用的探索历程

1642年 海尔蒙特

思考：1.分析实验前后柳苗和干土的重量有何 变化？ 柳树增重74.4kg,土壤只减少0.1kg 2.海尔蒙特通过此实验得出柳苗的增重只是来自于水， 你认为他忽视了哪些因素？ 忽视了空气、光照等因素

海尔蒙特实验示意图

1771年思考：1.请同学们试着描述 该实验过程，并思考实验遵 循了什么原则？第一组：将一根蜡烛罩在玻璃钟罩内， 另一根蜡烛与绿色植物一起罩在玻璃 钟罩内。第二组：将一只老鼠罩在玻 璃钟罩内，另一只老鼠与绿色植物一 起罩在玻璃钟罩内 实验中巧妙的进行了对照，植物的有 无体现了变量的单一。

普利斯特利

2.当时其他科学家也都为普利斯特利的实验 吸引，并重复他的实验，奇怪的是实验有时 获得了成功，有时却失败，这是为什么呢？科学家们实验中可能忽视了光照、植物本身、透明玻璃罩等对实验的影响

1779年

英格豪斯

英根豪斯花了三个月的时间，用带叶的枝条作了500次以上 的实验(如图),发现植物在光照下才能(释放气体)更新空气。

实验发现：植物只有在光下才 可以更新空气；植物只有绿叶 才能更新污浊的空气。光照 产生气体 暗处 不产生气体英根豪斯实验示意图

思考：英根豪斯当时为什么只得出植物在光下更新 空气，而没有得出产生了氧气？受当时科学技术发展的制约(还未能搞清楚空气的成分)

1864年

萨克斯

思考：1.1864年萨克斯欲探究光合作用的产物中有 淀粉。现提供一盆正常生长的绿色植物，黑纸片，酒 精、碘液等材料，小组讨论后，请帮助他设计该实验， 叙述其实验过程。酒精脱色

2.请与萨克斯的实验 (实验过程如右图)比 较，找出你实验中的不 足，并完善你的实验设 计方案。暗处理几小时

滴加碘液 一 半 遮 光 一 半 曝 光

萨克斯实验示意图

①植物先进行暗处理几小时，目的是什么? 消耗掉营养物质酒精脱色是脱掉绿叶中什么成分?色素 避免对实验干扰

碘液染色的目的是什么? 检测是否有淀粉产生②该实验是如何遵循对照原则的？得出什

么结论?

叶片一半遮光，一半曝光;植物在光下产生淀粉.③某小组分别选取了该植物上的两片叶做了同样实验， 也得出了该结论，请同学们讨论，该结论可信吗？并 提出你的判断依据。

1880年

恩吉尔曼

1.好氧细菌容易聚集在O2多的部位，由此得出 产生O2部位是什么？光合作用场所在哪里？叶绿体

2.小组讨论：恩吉尔曼在实验的选材上、光 照处理等方面有哪些巧妙之处？(1)选材方面，选用水绵为实验材料。水绵叶绿体 呈带状, 大而明显,便于观察。选用好氧细菌检测， 能够准确判断出水绵细胞中释放氧的部位。(2)选 用了极细光束照射，黑暗(局部光照)和曝光对比 实验。3.某兴趣小组用透过三棱镜的光线照射水绵临时装 片，惊奇发现大量好氧细菌聚集在红光和蓝光区 域，从这一结果中你能推导出什么结论？ 叶绿体主要吸收红光和蓝光，用于光合作用，放 出O2

1940年，鲁宾和卡门(同位素标记法)阅读课本P62,同位素标记法研究光合作用中物质转 移途径完成下列习题，并感悟同位素标记法在科学 A 研究中的应用 CO2 C18O2右图为鲁宾和卡门利用同位素标 记法进行的实验示意图。图中A物质 与B物质相对分子质量的比是( D ) A. 1:2 B. 8:9 C. 2:1 D.9:8光照射下的 小球藻悬液

B

H218O

H2O

感知：美国科学家卡尔文运用该研究方法对 光合作用过程进行了详细的研究，并取得了 丰硕的成果。

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