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[复习]2014届高三理综生物教学案012 叶绿体结构、光合色素与光合过程的探究历程 课题:叶绿体结构、光合色素与光合过程的探究历程 编号:012【考纲课标解读】 1) 识记叶绿体的形态和各种色素的颜色以及作用 2) 了解科学家的探究历程，体会科学家的求知的精神和怀疑创新的勇气 【知识网络梳理】 1) 叶绿体一般呈球形或扁平的椭球形。叶绿体有两层膜，叶绿体内部的结构:基粒和叶 绿体基质。 2) 基粒由类囊体组成，吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上。 3) 在探究光合作用的过程中，后来的科学家用到了同位素标记法 【重难点突破】 叶绿体和叶绿素 1. 叶绿体一般呈,,,,,,,形。叶子一般呈现绿色，说明叶绿体中含有的色素是,, ,,，秋天时，叶子会变黄，说明叶绿体中还含有的色素是,,,,。哪种色素的量多 一些,为什么,,,,,,,,,,, 2. 在叶绿体中，吸收光能的色素分布在,,,,,,,，与光合作用有关的酶分布在,, ,,,,,和,,,,,,, 3. 绿叶中吸收光能的色素简单分类 4. 叶绿素的吸收光谱主要是,,,,,，类胡萝卜素的吸收光谱主要是,,,,, (1) 将叶绿素溶液放于白光和三棱镜之间，则最终的连续光谱变暗的区域是,,,,, (2) 将类胡萝卜素溶液放于白光和三棱镜之间，则最终的连续光谱变暗的区域是,,,, 5. 叶绿素分子含有的元素有C、H、O、N、Mg等等 6. 为什么叶片一般都呈现绿色,(因为叶绿体中的色素对绿光吸收较少，将绿光反射出来，所以呈 现出绿色) 7. 光是产生叶绿素的必要条件。植物如果在黑暗下就无法合成叶绿素，因此呈现白色。 8. 除了叶绿体中含有色素，液泡中也含有色素 叶绿体中的色素 脂溶性 能够进行光合作用 液泡中的色素 水溶性 不能够进行光合作用 9. 枫叶为什么是红色,,,,,,,。枫叶能进行光合作用么,为什么,,,,,, 绿叶中色素的提取和分离 10. 整个实验分为提取和分离两个步骤。其中提取的目的是,,,,,,,，分离的目的是 ,,,,,,,。提取液是,,,,、分离液是,,,, 11. 提取 1) 研磨时，需要加入,,,,、,,,,和,,,,，加入的各个物质的作用分别是 ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 2) 研磨时动作要迅速，提取后要及时用棉塞塞紧试管口，为什么,,,,,,,,, 3) 碳酸钙为什么可以防止色素被破坏,,,,,,,,,,,,,,。(所以天然叶 绿素色素不适用于 食品，否则 ) 12. 分离(层析) 1) 画滤液细线时，要重复画多几次且要细且直，为什么,,,,,,,,,,,,, 2) 层析时，为什么滤液细线不能没及层析液,,,,,,,,,,,,,,,,,, 3) 层析的结果有四条带，从上到下依次是,,,,,,,,,，从上到下的颜色依次 是,,,,,,，最宽的带是,,,,, 13. 本实验方法的名称, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 14. 提取色素的原理是,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 15. 分离色素的原理是,,,,,,,,,,,,, 光合作用的探究历程 (探究历程的思路:光合作用的原料?光合作用的产物(氧气和有机物)?光合作用的场所 ?光合作用中氧气和有机物是怎样产生的) 光合作用的原料 1. 公元前3世纪，亚里士多德提出，植物生长所需的物质全部来自于土壤。 2. 17世纪早期，海尔蒙特第一次试图用定量的方法研究植物的养料来源。 , 海尔蒙特的实验结论:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, 光合作用的产物(氧气和有机物) 3. 普利斯特利的实验( 1771年) , 普利斯特利的实验结论:,,,,,,,,,,,,,,,,, , 思考:有人重复了普利斯特利的实验，却得到相反的结果，为什么, 4. 1779年，英格豪斯 1) 通过500多次实验，得出结论:普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功，植 物体只有绿叶才能更新空气。 2) 到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O，吸收的是2 CO。 2 5. 1845年，梅耶根据能量守恒定律，指出:植物在进行光合作用时，把光能转换成化学 能储存起来。 6. 1864年，萨克斯的实验 7. 萨克斯的实验结论:,,,,,,,,,,,,,,,,, 8. 思考: 1) 为什么先对叶片进行暗处理,,,,,,,,,,,,,,,,,, 2) 为什么让叶片的一半遮光一半曝光,,,,,,,,,,,,,,,,,, 光合作用的场所 9. 1880年，恩格尔曼的实验 1) 恩格尔曼实验的结论:,,,,,,,,,,,,,,,,, 2) 恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处,,,,,,,,,,,,,,,,,, 3) 为什么选用黑暗并且没有空气的环境,,,,,,,,,,,,,,,,,, 4) 为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,, 光合作用中的氧气和有机物是怎样产生的, , 光合作用过程中，放出的O2是来自于CO2还是H2O, , 光合作用过程中，CO2中的C元素是怎么样转化到有机物中的, 10. 1939年，鲁宾和卡门的实验 , 鲁宾和卡门的实验结论:,,,,,,,,,,,,,,,,, 11. 20世纪40年代，卡尔文的实验 光合作用探究历程 1. 光合作用的原料 1) 海尔蒙特:植物的营养主要来自水 2. 光合作用的产物(氧气和有机物) 1) 普利斯特利:植物可以更新空气。 2) 英格豪斯:只有在光照下，植物的绿叶才能更新空气。(后来发现了空气组成， 人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2)。 3) 梅耶:推测光能转变成了化学能储存了起来。 4) 萨克斯:光合作用生成淀粉。 3. 光合作用的场所 1) 恩格尔曼:叶绿体是光合作用的场所。 4. 光合作用中氧气和有机物是怎样产生的, 1) 鲁宾和卡门:光合作用释放的氧气来自水。 2) 卡尔文:探明了CO2中的碳转化成有机物中碳的途径。 注意:上述哪些科学家的实验用到了同位素标记法, 【当堂训练】 1、人们关于光合作用的认识经历了漫长的探索过程，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，叶片在光下能产生淀粉 (卡尔文利用同位素标记法探明了CO中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径C2 D(恩格尔曼用丝状绿藻做为实验证明了植物需要阳光才能制造出氧气 2、一般情况下，不采取同位素进行探究性研究的是( ) A(观察植物细胞的有丝分裂过程 B(证明光合作用释放的氧气中的氧原子来自于水 C(证明DNA分子的半保留复制 D(证明参与分泌蛋白合成的细胞器 3(关于叶绿体色素的叙述，错误的是( ) A(叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光 B(绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同 C(利用纸层析法可分离叶绿体中的4种色素 D(乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能 4、分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下所示添加试剂， 经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液，即:深绿色、黄绿色(或褐色)、几乎无色。 处理 A B C SiO(少量) + + + 2 CaCO(少量) , + + 3 95%乙醇(10毫升) + , + 蒸馏水(10毫升) , + , 注:“+”表示加;“,”表示不加。试回答: ? A处理得到的溶液颜色是______________，原因是________________________。 ? B处理得到的溶液颜色是______________，原因是________________________。 ? C处理得到的溶液颜色是______________，原因是________________________。 (4)叶绿体增大膜面积的结构是________________ 5、为什么叶绿体是半自主性的细胞器，跟哪些物质和结构有关, 【命题方向预测与巩固练习】 1、下列有关实验的叙述合理的是( ) A、洋葱鳞片叶外表皮可用来做质壁分离及复原实验，实验过程中紫色液泡的大小变化 可不用高倍镜，此材料也可用于低温诱导染色体数目变化实验 B.叶绿素,层析液中溶解度最低,提取和分离叶绿体色素所用的试剂有无水乙醇、层析液 C.黑藻可以用来观察叶绿体的移动，也可用来观察线粒体 D.鉴定DNA时，可用甲基绿试剂代替二苯胺试剂 2、下列哪一项试剂在两个实验中的作用是相同的( ) A(盐酸在“观察植物细胞有丝分裂”和“低温诱导植物染色体数目变化”中的作用 B(酒精在“绿叶中色素的提取”和“检测生物组织中的脂肪”中的作用 C(蒸馏水在“提取纯净的动物细胞膜”和“观察叶绿体”中的作用 D(CuSO在“检测生物组织中的还原糖”和“检测生物组织中的蛋白质”中的作用4 3、下列有关光合色素提取的实验的描述，正确的是( )双选 A(无水乙醇:作有机溶剂，分离叶绿体色素 B(绿叶中色素提取和分离步骤:称取绿叶、剪碎?研磨?过滤、 滤液划线?层析分离?观察 C(提取叶绿体中的色素，所用酒精纯度越高则提取效果越好 D、纸层析法分离叶绿体色素的实验结果表明，叶绿b在层析液中溶解度最低 4. 下列经典研究中，采取同位素示踪法的是( )双选 A. 恩格尔曼发现光合作用的部位 B. 梅耶指出植物通过光合作用把光能转换为化学能 C. 鲁宾和卡门证明光合作用释放的O来自水 2 D. 卡尔文探明了CO中的碳在光合作用中的转移途径 2 【高考真题再现】 (海南卷)1(下列关于叶绿体的描述，错误的是( ) A(基粒由类囊体堆叠而成 B(叶绿体被膜由双层膜组成 C(暗反应发生在类囊体膜上 D(类囊体膜上具有叶绿素和酶 (2011年江苏卷)2(某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射 光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是( ) A(光吸收差异显著，色素带缺第2条 B(光吸收差异不显著，色素带缺第2条 C(光吸收差异显著，色素带缺第3条 D(光吸收差异不显著，色素带缺第3条 (2011年江苏卷)3(某种铁线莲的根茎可作中药，有重要经济价值。下表为不同遮光 处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是( )(双选) A(适当的遮光处理，可提高其干重 B(叶绿素含量与净光合速率呈正相关 C(叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标 D(遮光90%时，铁线莲不进行光合作用 (2011年浙江卷)4.下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是 A、破坏叶绿体外膜后，O不能产生 2 B.植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变 C.与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短 D.离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO后，可完成暗反应 2 (全国课标卷?)5(关于叶绿素的叙述，错误的是( ) A(叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素 B(被叶绿素吸收的光可用于光合作用 C(叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 D(植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光 (江苏生物卷)6(关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是( ) A.使用定性滤纸过滤研磨液 B.将干燥处理过的定性滤纸条用于层析 C.在划出一条滤液细线后紧接着重复划线2—3次 D.研磨叶片时，用体积分数为70%的乙醇溶解色素 (海南生物卷)7(关于叶绿素提取的叙述，错误的是( ) A(菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料 B(加入少许CaC0能避免叶绿素被破坏 3 C(用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素 D(研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分 (11年大纲版全国卷)8((11分)为探究不同条件对叶片中淀粉合成的影响，将某植物 在黑暗中放置一段时间，耗尽叶片中的淀粉。然后取生理状态一致的叶片，平均分成 8组，实验处理如下表所示。一段时间后，检测叶片中有无淀粉，结果如下表。 编号 组1 组2 组3 组4 组5 组6 组7 组8 葡萄糖溶液浸泡 葡萄糖溶液浸泡 蒸馏水浸泡 蒸馏水浸泡 处理 溶液中通入空气 溶液中通入CO和N 水中通入空气 水中通入CO和N 2222 光照 黑暗 光照 黑暗 光照 黑暗 光照 黑暗 检测有淀粉 有淀粉 有淀粉 无淀粉 有淀粉 无淀粉 有淀粉 无淀粉 结果 回答问题: (1)光照条件下，组5叶片通过__________作用产生淀粉: 叶肉细胞释放出的氧气来自于___________的光解。 (2)在黑暗条件下，叶片能进行有氧呼吸的组别是______。 (3)组2叶片中合成淀粉的原料是___________，直接能源物质是_________， 后者是通过__________产生的。与组2相比，组4叶片无淀粉的 原因是_ ________________。 (4)如果组7的蒸馏水中只通入N，预期实验结果是叶片中______(有、无)淀粉2 (11年广东卷)9.(16分)中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟 研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。 I.提取叶绿素 II.探究pH对叶绿素稳定性的影响 取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25?)下进行实验， 方法和结果如下表。 实验组号 叶绿素溶液(mL) 调pH至 处理时间(min) 溶液颜色 ? 3.0 Y 10 绿色 ? 3.0 7.0 10 绿色 ? 3.0 6.0 10 黄绿色 ? 3.0 5.0 10 黄褐色 注:叶绿素被破坏后变成黄褐色。 根据所学知识和实验结果，请回答: (1)提取食用叶绿素的X应该为 ，原因是 。 (2)表中Y应该为 ，原因是 。 (3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于 食品，否则 。