高中生物课时讲练通配套课件 4.2.1《光合色素与光能的捕获》 苏教版必修1.ppt

1 普利斯特莱的实验有什么不足 提示 1 缺少空白对照 实验结果说服力不强 应将小鼠单独置于玻璃罩内 作为空白对照 2 指出了植物可以更新空气 但没有认识到植物更新空气要在有光照的条件下才可以 3 未指明植物所更新的空气成分 2 萨克斯的实验成功的关键点是什么 提示 1 暗处理耗尽叶片内原有的淀粉 2 部分曝光 部分遮光形成对照 曝光部分合成的有机物不能以淀粉的形式向遮光部分运输 3 用碘液处理叶片 使曝光的一半叶片颜色 蓝黑色 更深 便于比较说明 3 试利用同位素标记法 分析光合作用过程中各元素的转移途径 1 用放射性同位素3h和18o分别标记h2o中的h和o 则能在光合作用产物中的哪些物质中检测到放射性 提示 2 若用14c标记co2中的c呢 提示 14co2 五碳化合物 2三碳化合物 只有一个含14c 五碳化合物 14ch2o 3 试写出光合作用总反应式及各元素去向 提示 光合作用总反应式及各元素的去向 4 结合教材中p62 回眸历史 总结光合作用的外界条件 原料 产物 提示 光合作用必须在光下才能进行 需要的原料是co2和h2o 产物是氧气和糖类等有机物 1 萨克斯实验中的对照组和实验组 1 叶片事先置于黑暗中 对于遮光组 仍处于黑暗状态下 相当于不作处理 故为对照组 对于曝光组 从黑暗状态下转变为光照下 相当于给予了光照处理 应为实验组 2 依据是否受单一变量作用来区分实验组和对照组 萨克斯实验中的惟一变量为光照 因此曝光组为实验组 遮光组为对照组 2 鲁宾与卡门的实验 1 实验过程 2 实验分析实验组中收集的o2全部都是具有放射性18o的18o2 而对照组的实验中 所收集的o2全部是无放射性的o2 间接说明了光合作用所产生的o2都来自于参加光合作用的水 典例如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 a y2的质量大于y3的质量b 中小球藻的质量大于 中小球藻的质量c 中水的质量大于 中水的质量d 试管 的质量大于试管 的质量 解答本题需明确以下两点 1 理解鲁宾和卡门实验中同位素标记法的原理 2 明确光合作用过程中元素的转移过程即co2中的氧最终合成有机物 而h2o中的氧最终以o2的形式释放出来 规范解答 选c y1和y3是o2 y2和y4是18o2 因此y2的质量大于y3 中小球藻含有 ch218o 的有机物 而 中小球藻含有 ch2o 的有机物 故 中小球藻质量大于 中的 和 中的水都为h218o 且含量相同 因此质量相等 在试管 和 原有质量相等的情况下 中释放出的是18o2 而 中释放出的是o2 故剩余重量 大于 变式备选 如图是科学家鲁宾和卡门用同位素标记法进行光合作用实验的示意图 1 鲁宾和卡门的研究具有何种生物学意义 2 若甲图中供给12mol的c18o2 能产生 mol的18o2 3 如果用图乙来验证光合作用放出氧气是在光下进行的 还需要设计对照实验 请用语言描述对照实验的设计方法 解析 鲁宾和卡门用同位素18o分别标记co2和h2o 得到的a物质是没有放射性的o2 而b物质是具有放射性的18o2 因此其结论是氧气来自于水的光解 因为18o2来自于h218o的光解 而不是来自于c18o2 所以甲图中得不到18o2 答案 1 证明光合作用释放的氧气来自于水 2 0 3 对照实验的设计中除了不给予光照外 其余条件均与乙相同 1 实验时选择什么样的叶片为宜 原因是什么 提示 取新鲜的深绿色叶片 使滤液中含有较多的色素 2 请分析实验加入下列物质各有什么作用 提示 3 实验操作时 为什么要将滤纸条的一端剪去两角 画滤液细线的要求是细 直 齐 且要在干燥后重复画一两次 请分析其中的原因是什么 提示 1 剪去两角的目的是防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快 2 滤液细线要求细 直 齐的目的是使分离的色素带不重叠 重复画线的目的是增加色素含量使分离的色素带清晰 便于观察 4 滤液细线可以浸入层析液吗 原因是什么 提示 滤液细线不可浸入层析液 浸入层析液时 色素会溶解在层析液中 从而会导致色素带不清晰 5 结合实验结果呈现的色素带 思考 1 导致色素带分布不同的原因 提示 色素在层析液中溶解度的不同是导致色素带分布不同的原因 溶解度 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 2 导致色素带宽度不同的原因 提示 色素含量的不同是导致色素带宽度不同的原因 含量 叶绿素a 叶绿素b 叶黄素 胡萝卜素 6 实验结束后 某同学的滤纸条上没有出现色素带 请探讨其实验失败的可能原因 提示 1 忘记画滤液细线 2 层析时滤液细线触及层析液 1 色素在层析液中的溶解度不同溶解度高的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快 溶解度低的色素分子随层析液在滤纸上扩散得慢 因而可用层析液将不同色素分离 2 实验成功的关键 1 叶片要新鲜 颜色要深绿 2 滤液收集后 要及时用棉塞将试管口塞紧 以免滤液挥发 3 滤液细线不仅要细 直 齐 而且要含有比较多的色素 可以重复画若干次 4 滤纸上的滤液细线不能浸入层析液中 3 实验结果分析两色素带间距离最大的是胡萝卜素与叶绿素b 两色素带间距离最小的是叶绿素a与叶绿素b 相邻两色素带间距离最大的是胡萝卜素与叶黄素 特别提醒 本实验中使用的试剂有毒 不但实验后要洗手 实验前也要洗手 不但滤液细线不能触及层析液 滤纸条也不要触及烧杯 典例请回答下列有关 提取和分离叶绿体中的色素 实验的问题 1 甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行实验 在滤纸上出现了四条清晰的色素带 其中呈黄绿色的色素带为 2 该同学改变层析液组成后继续进行实验 滤纸条上只出现了黄 绿两条色素带 他用刀片裁出带有色素带的滤纸条 用乙醚分别溶解条带上的色素 浓缩后用分光光度计检测 通过分析色素溶液的 来判断条带的色素种类 3 乙同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条 已重复几次画线 插入层析液 几分钟后取出观察 发现滤纸条上无色素分带现象 而用同一滤液做实验的丙同学的滤纸条上的色素却分带明显 乙同学实验失败的原因可能是 4 若选用在缺mg的营养液中长期培养的玉米叶片作实验材料 层析后滤纸条上只出现了两条色素带 其原因是 5 实验结束几天后 乙 丙两同学发现部分预留叶片已变黄 乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的 丙同学则认为是某些色素含量增加所致 根据所学知识 你将如何设计实验来判断两个同学的观点是否正确 解答本题应突破以下三点 1 明确叶绿体中色素的种类 颜色及吸收光谱 2 熟练掌握色素的提取和分离实验中的具体操作并会对实验中出现的现象进行分析 3 遵循对照原则和单一变量原则等实验原则 规范解答 1 叶绿体的四种色素中 叶绿素b呈黄绿色 2 滤纸条上的黄色色素带含有叶黄素 胡萝卜素 绿色色素带含有叶绿素a 叶绿素b 它们的吸收光谱不同 因此可用吸收光谱判断之 3 丙同学的滤纸条上色素分带明显 说明滤液中色素齐全 乙同学的滤纸条上无色素分带现象 说明滤液细线上的色素已溶于层析液 即滤液细线触及层析液 4 mg是合成叶绿素的必需元素 5 要判断叶片变黄是由于某些色素降解还是某些色素增加造成的 可通过对变黄叶和未变黄叶色素提取和分离的结果作对照 比较两组色素的组成及含量来判断 答案 1 叶绿素b 2 吸收光谱 3 滤液细线触及层析液 4 缺mg植物不能合成叶绿素 5 从预留的叶片中挑选出足量的 分量相等 大小相近的已变黄的叶片和绿色鲜嫩的叶片为实验材料 在相同条件下 再次进行绿叶中色素的提取和分离实验 测定和记录实验结果 比较这两种叶片中各种色素的组成及含量后 得出结论 叶片变黄并非只由缺n mg造成叶绿素中含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 拓展延伸 1 上题第 5 小题中 对于叶片发黄的原因 乙同学认为是哪些色素降解造成的 丙同学认为是哪些色素含量增加造成的 提示 乙同学认为是叶绿素降解造成的 丙同学认为是类胡萝卜素含量增加造成的 2 若甲同学制备的色素提取液呈淡绿色 请帮他分析可能的原因 提示 原因可能有 研磨不充分 色素未能充分提取出来 称取绿叶过少或加入丙酮过多 色素浓度小 未加碳酸钙或加入过少 色素分子部分被破坏 1 恩吉尔曼的实验有何巧妙之处 提示 1 实验材料选得妙 用丝状绿藻作为实验材料 丝状绿藻不仅具有细而长的带状叶绿体 而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中 便于观察和分析研究 2 排除干扰的方法妙 实验成功的关键之一在于控制无关变量和减少额外变量 恩吉尔曼将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中 排除了环境中光线和氧气的影响 从而确保实验能够正常地进行 3 观测指标设计得妙 通过好氧细菌的分布进行检测 从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位 2 恩吉尔曼的实验中好氧细菌的应激性取决于氧气还是有机物 提示 好氧细菌聚集在红光区和蓝光区 取决于氧气的有无和多少 3 恩吉尔曼实验中 氧气的释放量取决于什么 提示 氧气的释放量取决于光合作用的强度 影响光合作用强度的因素比较多 但在该实验中控制因素是光的成分 4 结合色素对光的吸收特点分析 农民进行大棚种植时 应选用无色透明薄膜 还是蓝色薄膜 并请简要说明原因 提示 选无色透明薄膜 无色透明薄膜的透射光为白光 蓝色薄膜的透射光只有蓝色光 不利于光合作用的进行 1 不同颜色温室大棚的光合效率 1 白光 红光 蓝紫光 橙黄光 绿光 2 叶绿体中的色素吸收最多的是蓝紫光和红光 在日光照射的基础上 用红色 蓝色灯光可以提高光合效率 2 藻类吸收不同波长的光水层对光波中的红 橙部分的吸收显著多于对蓝 绿部分的吸收 即到达深水层的光线是相对富含短波长的光 吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层 吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水较深的地方 这是藻类对光照条件适应的一种表现 典例 2011 临沂高一检测 如图表示叶绿体色素吸收光能的情况 根据此图并结合所学知识 判断以下说法中正确的是 在晚间用大约550nm波长的绿光照射行道树 目的是通过植物光合作用以增加夜间空气中的氧气浓度 据图可知 用白光中450nm左右波长的光比白光更有利于提高光合作用强度 在经过纸层析法分离出来的色素带上 胡萝卜素的印记在最上面 土壤中缺乏镁时 420nm 470nm左右波长的光的利用量显著减少a b c d 规范解答 选b 叶绿体色素很少吸收绿光 所以晚上用绿光照射行道树的目的不是增强光合作用 白光中各种波长的光都有 其光合作用效率高于某一单色光 用纸层析法分离出来的色素带在滤纸条上从上到下依次是胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 叶绿素中含mg 缺mg导致叶绿素不能合成 相应波段的光的吸收值下降 解答本题应突破以下三点 1 明确不同色素对光的吸收特点 2 能根据图示分析不同色素对光的吸收波段 3 明确镁元素的作用 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 它们对其他波段的光并非不吸收 只是吸收量少 变式备选 有甲 乙 丙 丁4盆长势均匀的植物置于阳光下 甲用品红色光照射 乙用绿色光照射 丙添加品红色滤光片a 丁添加绿色滤光片b 如图 经过一段时间 各盆中长势最旺的和长势最差的依次是下列中的 a 甲 乙b 乙 丙c 甲 丁d 丙 丁 解析 选c 在同一阳光照射的条件下 甲添加的是品红色光 这种光在叶绿素的吸收光谱范围内 比单独在阳光下的光合作用有所增强 乙添加的是绿色光 这种光不在叶绿素的吸收光谱范围内 对植物的光合作用来说属于无效光 对光合作用几乎没有影响 丙添加了品红色滤光片 这种滤光片只能让品红色光通过 其余的光很少或不能通过 特别是蓝紫光不能通过 所以光合作用相对较弱 丁添加的是绿色滤光片 这种滤光片只能让绿色光通过 而绿色光不是叶绿素的吸收光谱 所以丁盆中的植物几乎不进行光合作用 1 请按时间先后顺序排列下列事件 德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉 美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法 证明了光合作用释放的氧气来自参加反应的水 英国科学家普利斯特莱指出植物可以更新空气 德国生物科学家恩吉尔曼用丝状绿藻做实验 证明光合作用会产生氧气 且产生氧气的多少和光合作用的效率成正比a b c d 解析 选c 本题考查关于光合作用发现过程的相关实验 普利斯特莱于1771年指出植物可以吸收co2 释放o2 更新空气 萨克斯在1864年证明叶片光合作用产生了淀粉 恩吉尔曼则是在1883年用丝状绿藻做实验 证明自己的观点 最晚的是鲁宾和卡门在1940年采用同位素标记法 证明光合作用释放的o2来自水 因此c选项是正确的 2 2011 如皋高一检测 从绿叶中提取色素 选取的最佳的实验材料应是 a 肥嫩多汁的叶片b 革质叶片c 衰老枯黄的叶片d 鲜嫩 颜色浓绿的叶片 解析 选d 从绿叶中提取色素时选取的实验材料应是新鲜的深绿色叶片 研磨获得的滤液中会含有大量的色素 3 关于色素随层析液在滤纸条上扩散情况的叙述 错误的是 a 扩散速度最快的色素带呈橙黄色b 扩散速度最慢的色素带呈蓝绿色c 最宽的色素带是叶绿素a 呈蓝绿色d 最后分离开的两种色素是叶绿素a和叶绿素b 解析 选b 本题考查绿叶中色素的提取和分离实验的结果分析 四种色素中扩散速度最慢的是叶绿素b 呈黄绿色 因其在层析液中的溶解度最小 4 2011 广州高一检测 如图是新鲜绿叶中四种光合色素在滤纸上分离的情况 以下说法正确的是 a 提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发b 水稻在收获时节 叶片中色素量 甲 乙 丙 丁 c 四种色素都能溶解在层析液中 乙色素的溶解度最大d 四种色素中 丙和丁主要吸收红光 解析 选b 新鲜叶片中 含量最多的是叶绿素a 乙 其次是叶绿素b 甲 含量最少的是胡萝卜素 丁 丙是叶黄素 光合色素提取时加碳酸钙是为了防止叶绿素被破坏 水稻在收获时节 颜色变黄是由于叶绿素 甲 乙 含量少于类胡萝卜素 丙 丁 胡萝卜素在层析液中的溶解度最大 叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光 5 在做植物实验的暗室中 为了尽可能地降低植物光合作用的强度 最好安装 a 红光灯b 紫光灯c 白炽灯d 绿光灯 解析 选d 叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光 因此在红光和蓝紫光的照射下 光合作用最强 白炽灯各种波段的光都有 其光合作用强度比单色光下进行的光合作用强度高 6 一位科学家做了如下实验 将水绵 丝状绿藻 放在暗处 一束白光通过棱镜再投射到水绵的叶绿体上 这时好氧细菌将明显聚集在 a 绿光的投影区域内b 红光和绿光的投影区域内c 红光和蓝紫光的投影区域内d 黄光和橙光的投影区域内 解析 选c 水绵光合作用主要吸收红光和蓝紫光 则在红光和蓝紫光的投影区域内 光合作用制造的氧气多 好氧细菌将明显聚集在该处 7 如图为提取和分离叶绿体中的色素实验的部分材料和用具 据图回答 1 图中步骤 加入研钵内的物质 a 5ml 作用是 b 少许 作用是使研磨得充分 c 少许 作用是 2 图中步骤 将糨糊状的研磨液倒入漏斗中 漏斗基部放有 3 图中步骤 剪去滤纸条两角的作用是 画滤液细线的要求是 4 图中步骤 关键是注意 加盖的目的是 色素带最宽的是 扩散速度最快的是 解析 1 研磨时需要加入3种物质 5ml丙酮 作用是溶解色素 石英砂可以增大摩擦力 使研磨得充分 研磨时加入碳酸钙可保护色素不被破坏 2 过滤研磨液时 漏斗基部不能用滤纸 因为色素可吸附在滤纸上 一般用单层尼龙布过滤 3 剪去滤纸条两角的作用是防止两边色素扩散过快 画滤液细线的要求是细 齐 直 4 层析时的关键技术是不能让层析液触及滤液细线 否则 滤液细线会被层析液溶解 不能分离 4种色素溶于层析液中 因溶解度的差异 造成在滤纸条上扩散速度不同 从而达到分离的目的 由于层析液有毒 而且可以挥发 所以要加盖 色素带的宽度不同是由各种色素含量不同造成的 含量越多 色素带越宽 一般植物叶片中叶绿素a含量最多 所以叶绿素a色素带最宽 扩散速度最快的是胡萝卜素 在色素带的最上层 答案 1 丙酮溶解色素石英砂碳酸钙防止色素被破坏 2 单层尼龙布 3 防止色素带不整齐细 齐 直 4 层析液不要触及滤液细线防止层析液挥发叶绿素a胡萝卜素 一 选择题 本题包括6小题 每小题4分 共24分 1 德国科学家放在暗处几小时 然后把此叶片一半遮光 一半曝光 经过一段时间后 用碘液处理叶片 成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉 在此实验中 萨克斯看到的现象是 a 叶片全变蓝b 遮光一半变蓝c 曝光一半变蓝d 叶片全不变蓝 解析 选c 曝光一半能产生淀粉 用碘液处理后呈现蓝色 遮光一半不能进行光合作用 不能产生淀粉 用碘液处理后不出现蓝色 2 普利斯特莱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的时间 但后来有人重复这个实验 有的成功 有的不能成功 以下关于这一现象的说法中正确的是 a 该实验并不科学 没有可重复性b 该实验的成败与否和是否将装置置于阳光下有关c 该实验说明植物光合作用释放的o2与小白鼠需要的o2达到了动态平衡d 该实验说明植物光合作用需要的co2与小白鼠呼出的co2达到了动态平衡 解析 选b 该实验是科学的 但如果在有光的条件下 则实验是成功的 如果在无光的条件下 则实验不成功 因为光合作用进行的前提条件是有光 3 某同学提取得到叶绿体色素溶液后 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 色素随层析液扩散得到如图结果 则1 2 3 4四条色素带依次表示 a 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素bb 叶黄素 胡萝卜素 叶绿素a 叶绿素bc 叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素d 叶绿素b 叶绿素a 胡萝卜素 叶黄素 解析 选a 色素随层析液扩散形成1 2 3 4四条不同色素带 色素在层析液中的溶解度不同 扩散速度不同 溶解度最大的扩散速度最快 位于最外圈即图中色素带1 1是胡萝卜素 溶解度最小的扩散速度最慢 位于最里圈的是叶绿素b 即色素带4 2 3分别是叶黄素和叶绿素a 4 在 提取和分离叶绿体中的色素 实验中 正确的操作顺序应该是 a 进行纸层析 制取滤液 在滤纸条上画线 将实验材料剪碎 研磨b 制取滤液 进行纸层析 在滤纸条上画线 取滤液 再画线c 将实验材料剪碎 研磨 在滤纸条上画线 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 解析 选d 在 提取和分离叶绿体中的色素 实验中 正确的操作顺序应该是 提取色素 将实验材料剪碎 研磨 制取滤液 制备滤纸条 画滤液细线 分离叶绿体中的色素 进行纸层析 5 将在黑暗中放置一段时间的叶片均分成4块 置于不同的试管中 按下表进行实验 着色最浅叶片所在的试管是 注 表示具有该条件 a b c d 解析 选d 将叶片在黑暗中放置一段时间是进行饥饿处理 消耗掉有机物 然后用不同的光照射 进行光合作用 用碘液处理看有机物产生的多少 因为叶绿体中的色素几乎不吸收绿光 所以着色最浅叶片所在的试管是 号 6 阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱 如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间 连续光谱中就会出现一些黑色条带 这些条带应位于 多选 a 绿光区b 红光区c 蓝紫光区和绿光区d 蓝紫光区 解析 选b d 叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光 故这两种光大部分被吸收 出现了暗带 二 非选择题 共26分 7 下列是关于叶绿体色素提取和分离实验的相关叙述 根据信息和所学知识解答以下问题 1 在圆形滤纸的中央 点上叶绿体色素的提取液进行层析 随着层析液从滤纸的中央向四周扩散 形成四个色素环带 排在最里圈的色素是 a 橙黄色b 黄绿色c 蓝绿色d 黄色 2 生物学家恩吉尔曼将可见光通过三棱镜后照射在丝状绿藻上 发现原来丝状绿藻周围均匀分布的好氧细菌发生重新分布 不同区域聚集着不同数量的细菌 如图 请分析回答 细菌重新分布时 主要聚集在 光投射区的绿藻周围 发生这种现象的原因是 绿藻细胞中的叶绿素主要吸收 光 进行 作用 放出的 多 以满足好氧细菌的需要 3 在做 提取和分离叶绿体中的色素 实验