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2019-2020年高中生物 第四章 第19課時 光合作用（一）課時作業(yè)（含解析）蘇教版必修1 目標導航　1.說出對光合作用的認識過程。2.舉例說出主要的光合色素。 一、解開光合作用之謎 1．海爾蒙特的結論是________________________________________。 2．普利斯特萊的實驗結論是________________________________________________。 3．英根豪斯的實驗結論是________________________________________。 4．薩克斯的實驗結論是________________________________。 5．魯賓和卡門的實驗結論是_____________________________________。 二、光合色素與光能的捕獲 1．可見光通過三棱鏡形成七色連續(xù)光譜是：______________________________。 3．恩吉爾曼的實驗證明：________________________________________。 三、實驗：提取和分離葉綠體中的色素 1．實驗原理 (1)提取的原理 葉綠體中的色素溶解在________中，可以用________提取葉綠體中的色素。 (2)分離的原理 葉綠體中的不同色素在____________中的溶解度不同，可用________________分離色素。 2．實驗流程 (1)提取色素：①取材：稱取______菠菜葉片；②研磨：加少許________、________和5 mL________；③過濾：漏斗基部放一塊單層____________；④收集：收集濾液，試管口用________________。 (2)制備濾紙條：①________濾紙；②剪濾紙條：將濾紙剪成長與寬略小于________________的濾紙條，并在一端________________；③鉛筆畫線：在距________________一端1 cm處用鉛筆畫一條細的橫線 (3)畫濾液細線：①用________________吸取少量濾液；②畫線：沿鉛筆線畫出一條細線；③________________后，重復畫一、兩次。 (4)分離葉綠體中的色素： 將3 mL層析液倒入試管中，(裝置如右圖所示)插入濾紙條(有________________的一端朝下)，隨后用__________塞緊試管口。 注意：不能讓濾紙條上的濾液細線觸到____________。 (5)觀察結果：濾紙條上色素帶有四條，如圖： 知識點一　解開光合作用之謎 1．A.Benson與M.Calvin于1949年采用放射性同位素自顯影技術對光合作用進行研究。以下是他們研究過程的簡述：往小球藻培養(yǎng)液中通入14CO2后，分別給予小球藻不同的光照時間后立即殺死小球藻。從培養(yǎng)液中提出產(chǎn)生的放射性物質進行分析。結果如下： 實驗組別 光照時間(s) 放射性物質分布 1 20 12種磷酸化糖類 2 60 除上述12種磷酸化糖類外，還有氨基酸、有機酸等 3 2 大量3－磷酸甘油酸 請根據(jù)上述實驗資料分析，下列選項錯誤的是 (　　) A．本實驗原料只有CO2，暗反應的產(chǎn)物是有機物 B．CO2進入葉綠體后，最初形成的主要物質是3－磷酸甘油酸 C．實驗結果還說明光合作用產(chǎn)生的有機物還包括氨基酸、有機酸等 D．從CO2進入葉綠體到產(chǎn)生有機物的整個過程看，產(chǎn)生的有機物主要是磷酸化糖類 知識點二　光合色素及其提取和分離 2．下圖表示“綠葉中色素的提取和分離”實驗的部分材料和用具。據(jù)圖作答。 (1)圖①放入研缽內(nèi)的物質：A.____________10 mL，作用是____________________；B.____________少許，作用是研磨得更充分；C.__________少許，作用是____________________________________________________________________。 (2)將糊狀研磨液迅速倒入玻璃漏斗中過濾，漏斗基部放一塊________________。 (3)③剪去兩角的目的是______________________________________，畫濾液細線的要求是__________。 (4)④層析操作過程應注意__________________________；層析的原理是______________________________________；加蓋的目的是____________________；色素帶最寬的是______________，擴散速度最快的是____________。 知識點三　恩吉爾曼的實驗與光能的捕獲 3．為證實葉綠體有放氧功能，可利用含有水綿與好氧細菌的臨時裝片進行實驗，裝片需要給予一定的條件，這些條件是 (　　) A．光照、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液 B．光照、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液 C．黑暗、有空氣、臨時裝片中無NaHCO3稀溶液 D．黑暗、無空氣、臨時裝片中有NaHCO3稀溶液 基礎落實 1．在日光下，植物葉片中的葉綠素 (　　) A．大量吸收綠光 B．等量吸收不同波長的光 C．主要吸收藍紫光和綠光 D．主要吸收藍紫光和紅光 2．將在黑暗中放置一段時間的葉片均分4塊，置于不同的試管中，按下表進行實驗，著色最淺的葉片所在的試管是 (　　) 注：“＋”表示具有該條件。 A．① B．② C．③ D．④ 3．在“綠葉中色素的提取和分離”實驗中，收集到的濾液綠色過淺，其原因可能是(　　) ①未加石英砂，研磨不充分?、谝淮渭尤氪罅康臒o水乙醇提取　③分次加入少量無水乙醇提取?、苁褂梅胖脭?shù)天的菠菜葉 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④ 4．下列有關“綠葉中色素的提取和分離”實驗的敘述正確的是 (　　) A．加入碳酸鈣防止濾液揮發(fā) B．用NaCl溶液提取葉片中的色素 C．用無水乙醇或丙酮分離濾液中的色素 D．加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨 5．下圖是某科學家進行的一項實驗，他將水綿放在暗處，然后用白光束對水綿細胞的不同部位做點狀投射，發(fā)現(xiàn)水中的好氧細菌明顯聚集在投射到葉綠體的光點處。 (1)以上實驗事實說明____________________________________________。 (2)這位科學家又將白光通過三棱鏡投射到水綿上。他發(fā)現(xiàn)水中的好氧細菌在黃、綠、青光區(qū)域明顯稀少。這一實驗事實說明__________________________________________。 能力提升 6．德國植物學家薩克斯將綠色葉片放在暗處數(shù)小時“饑餓”處理(消耗掉葉片中的淀粉)后，再把葉片的一部分遮光，其他部分曝光。一段時間后，將該葉片經(jīng)脫色、漂洗再用碘蒸氣處理，結果遮光部分不變藍，曝光部分變藍。下列有關本實驗的分析及結論合理的是(　　) ①本實驗未設對照組?、谟袩o光照是遮光和曝光區(qū)域顯現(xiàn)不同結果的惟一原因　③實驗初始時遮光和曝光區(qū)域均達到無淀粉狀態(tài)?、軐嶒炞C明葉綠體利用光照將CO2轉變成了淀粉 A．只有②③ B．只有①②③ C．只有②③④ D．全部 7．在光合作用的發(fā)現(xiàn)過程中，幾位科學家做了幾個著名的實驗，關于這些實驗設計在邏輯上的嚴密性和意義，不正確的是 ( 　) A．普里斯特萊把小鼠和綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內(nèi)，小鼠不會死亡——證明了綠色植物在光照條件下吸收CO2，放出O2，從而更新了空氣 B．薩克斯把綠色葉片曝光，遮光部分是作為對照處理——證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉 C．恩吉爾曼用水綿和好氧細菌以極細光束照射，曝光是作為對照處理——證明了氧氣由葉綠體釋放出來，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所 D．魯賓和卡門用同位素分別標記CO2和H2O，供綠色植物利用，分析各自放出的氧——證明光合作用釋放的氧氣全部來自H2O 8．如圖表示某同學做“綠葉中色素的提取和分離”實驗時的改進裝置，下列與之有關的敘述中，錯誤的是 (　　) A．應向培養(yǎng)皿中倒入層析液 B．應將濾液滴在a處，而不能滴在b處 C．實驗結果應是得到四個不同顏色的同心圓(近似圓形) D．實驗得到的若干個同心圓中，最小的一個圓呈橙黃色 9．下列關于葉綠體基粒的說法中，正確的一組是 (　　) ①每個葉綠體基粒含有幾個到幾十個類囊體?、陬惸殷w的薄膜上有進行光合作用的色素?、刍８街趦?nèi)膜的突起——嵴上?、芄夂献饔糜嘘P的酶全都分布在基粒上 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 題號 1 2 3 4 6 7 8 9 答案 綜合拓展 10．為驗證葉綠素合成所需的條件，有人設計了如下實驗： 實驗步驟： ①配制培養(yǎng)基：1號(含蔗糖、水、植物必需的各種礦質元素等)，2號(不含Mg，其他成分與1號相同)。 ②小麥種子用清水浸泡后消毒，在無菌條件下，將種子的胚剝離，去掉胚乳。 ③在無菌條件下，將胚接種在培養(yǎng)基上。培養(yǎng)兩周后，觀察幼苗的顏色。如下表所示： 甲 乙 丙 丁 培養(yǎng)基 1號 2號 1號 1號 培養(yǎng)基數(shù)目 5 5 5 5 每個培養(yǎng)基接 種胚的數(shù)目　 10 10 10 10 培養(yǎng)條件 光照16 h/d、 25℃ ？ 黑暗、 25℃ 光照16 h/d、 10℃ 實驗結果 (幼苗顏色) 綠色 黃色 黃色 黃綠色 請分析回答下列問題： (1)在該實驗設計中，為什么每組用5個培養(yǎng)基，且每個培養(yǎng)基中接種10粒種子的胚？________________________________________________________________________。 (2)實驗中為何不采用完整的種子，而是去掉胚乳，只將胚接種到培養(yǎng)基上萌發(fā)？________________________________________________________________________。 (3)乙組的培養(yǎng)條件很可能是__________________________________________。 (4)甲組起________作用，通過實驗可得出結論：葉綠素的合成需要________________________________________________________________________。 答案 課前預習 一、1.植物生長所需要的養(yǎng)料主要來自水，而不是土壤 2．植物生長需要吸收CO2，同時釋放出O2 3．植物需要陽光才能制造出O2 4．植物葉片在光下能產(chǎn)生淀粉 5．光合作用釋放的O2來自水，糖類的氫也來自水 二、1.紅、橙、黃、綠、藍、青、紫　2.葉綠素a(藍綠色)　葉綠素b(黃綠色)　紅　藍　胡蘿卜素(橙黃色)　葉黃素(黃色)　藍紫　3.葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所，氧是葉綠體釋放出來的 三、1.(1)丙酮　丙酮　(2)層析液　紙層析法　2.(1)①2 g ②SiO2　CaCO3　丙酮?、勰猃埐肌、苊奕麌? (2)①干燥　試管長和寬　剪去兩角　剪去兩個角　(3)①毛細吸管?、鄞秊V液干　(4)濾液細線　軟木塞 層析液　(5)胡蘿卜素　葉黃素　葉綠素a　葉綠素b 課堂應用 1．A　[從實驗結果中放射性物質出現(xiàn)的時間分析，CO2進入葉綠體后，最早出現(xiàn)在3－磷酸甘油酸中，因此最初形成的主要物質是3－磷酸甘油酸，然后又形成磷酸化糖類，還有氨基酸、有機酸等。參與光合作用的原料主要有CO2和H2O。] 方法點撥　魯賓、卡門和卡爾文實驗的方法均為同位素標記法(也叫同位素示蹤法)。 2．(1)無水乙醇　溶解色素　二氧化硅　碳酸鈣　防止研磨過程中色素被破壞　(2)單層尼龍布　(3)防止兩邊的色素層析時擴散過快　細、齊、直　(4)層析液不要觸及濾液細線　四種色素隨層析液在濾紙條上的擴散速度不同　防止層析液揮發(fā)　葉綠素a　胡蘿卜素 解析　(1)①中加入無水乙醇(A)的作用是將綠葉中的色素溶解在其中，提取色素。加入二氧化硅(B)可使葉綠體和細胞容易破碎。加入碳酸鈣(C)中和細胞破碎溢出的有機酸，可防止葉綠素中的鎂被氫取代，形成去鎂葉綠素。(2)過濾研磨液時，漏斗基部放一塊單層尼龍布，不用濾紙過濾，目的是防止色素吸附到濾紙上。(3)濾紙剪去兩角的目的是防止兩邊色素擴散過快，畫濾液細線的要求是細、齊、直。(4)層析時注意層析液不要沒及濾液細線。層析原理是毛細現(xiàn)象使層析液迅速沿濾紙條上升，四種色素溶于層析液中，因分子結構等差異，造成色素在濾紙條上的擴散速度不同，有的快一些，有的慢一些，從而達到分離的目的。加培養(yǎng)皿蓋的目的是防止層析液揮發(fā)。色素帶最寬的是葉綠素a(含量最多)，擴散速度最快的是胡蘿卜素(含量最少)。 實驗鏈接　實驗成功的關鍵 (1)葉片要新鮮、顏色要深綠，含有較多色素。 (2)研磨要迅速、充分。葉綠素不穩(wěn)定，易被活細胞內(nèi)的葉綠素酶水解。充分研磨使葉綠體完全破裂，提取較多的色素。 (3)濾液細線不僅要求細、直、齊，而且要求含有較多的色素，所以要求待濾液干后再畫一兩次。 (4)濾液細線不能觸及層析液，否則色素溶解到層析液中，濾紙條上得不到色素帶。 3．B 實驗鏈接　恩吉爾曼實驗設計巧妙之處 (1)實驗材料選擇水綿和好氧細菌：水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細菌可確定釋放氧氣多的部位。 (2)沒有空氣的黑暗環(huán)境：排除了氧氣和光的干擾。 (3)用極細的光束點狀投射：葉綠體上可分為獲得光照多和光照少的部位，相當于一組對比實驗。 (4)進行黑暗(局部光照)和曝光對比實驗：明確實驗結果完全是由光照引起的。 課后作業(yè) 1．D　[葉片中的色素對可見光中不同波長的光吸收量不同，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，對綠光吸收量最低。] 2．D　[葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，對綠光吸收較少，所以葉片呈現(xiàn)綠色。在其他條件相同的情況下，用白光、藍光、紅光、綠光照射綠葉，大部分綠光被反射出去綠光照射時光合速率最低，產(chǎn)生的淀粉最少，遇碘著色最淺。] 3．D　[葉綠體色素的濾液綠色過淺的原因包括外因和內(nèi)因兩部分。內(nèi)因如植物種類不同、葉片衰老程度不同或葉片久置未見光等；外因如研磨不充分，葉綠素沒有釋放出來，或加入的提取液太多，過度稀釋了濾液等。] 4．D　[加入碳酸鈣的目的是防止色素被破壞，用無水乙醇或丙酮提取色素而不是分離濾液中的色素。] 5．(1)光合作用需要光和葉綠體　(2)水綿的葉綠體主要利用紅光和藍紫光進行光合作用 解析　解答本題時，首先根據(jù)光合作用光反應的產(chǎn)物中有氧氣，結合好氧細菌的特點，再根據(jù)色素的吸收光譜進行綜合分析。水綿光合作用需要光和葉綠體，葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光，通過光反應能產(chǎn)生氧氣。好氧細菌能對氧氣這一外界刺激作出反應，聚集到氧氣多的地方。 6．A 而對于合成淀粉的原料是否是CO2，則不能證明。 7．A　[綠色植物在光下能吸收CO2放出O2，這是簡單生物學事實，本題若有先入為主的“經(jīng)驗知識”，則會產(chǎn)生無答案的錯誤。在普里斯特萊所處的年代，他的實驗只能證明綠色植物在光照下更新了空氣，至于究竟更新了何種成分，當時并不清楚。] 8．D　[如圖所示是一個綠葉中色素分離的實驗裝置，所以應把層析液倒入培養(yǎng)皿中，燈芯起到傳遞層析液的目的，把色素滴到a點讓其在定性濾紙上擴散，四個圓圈中擴散最慢的即為圓圈最小的，它應該是呈黃綠色的葉綠素b。] 9．A　[葉綠體中的基粒是由幾十個類囊體堆疊形成的結構；光合作用有關的酶不僅分布在基粒上，而且還分布在葉綠體基質中。] 10．(1)如果樣本數(shù)量太少，會因為偶然誤差而影響實驗結果　(2)因為種子的胚乳中可能含有Mg，去掉胚乳后，采用不同的培養(yǎng)基為胚的萌發(fā)提供營養(yǎng)，以排除這一干擾　(3)光照16 h/d、25℃　(4)對照　Mg、光照和適宜的溫度