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2019-2020年高中生物 第四章 第19課時(shí) 光合作用（一）課時(shí)作業(yè)（含解析）蘇教版必修1 目標(biāo)導(dǎo)航　1.說(shuō)出對(duì)光合作用的認(rèn)識(shí)過(guò)程。2.舉例說(shuō)出主要的光合色素。 一、解開(kāi)光合作用之謎 1．海爾蒙特的結(jié)論是________________________________________。 2．普利斯特萊的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是________________________________________________。 3．英根豪斯的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是________________________________________。 4．薩克斯的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是________________________________。 5．魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_____________________________________。 二、光合色素與光能的捕獲 1．可見(jiàn)光通過(guò)三棱鏡形成七色連續(xù)光譜是：______________________________。 3．恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)證明：________________________________________。 三、實(shí)驗(yàn)：提取和分離葉綠體中的色素 1．實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(guò)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(zhǎng)與寬略小于________________的濾紙條，并在一端________________；③鉛筆畫(huà)線：在距________________一端1 cm處用鉛筆畫(huà)一條細(xì)的橫線 (3)畫(huà)濾液細(xì)線：①用________________吸取少量濾液；②畫(huà)線：沿鉛筆線畫(huà)出一條細(xì)線；③________________后，重復(fù)畫(huà)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(xì)線觸到____________。 (5)觀察結(jié)果：濾紙條上色素帶有四條，如圖： 知識(shí)點(diǎn)一　解開(kāi)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(shù)對(duì)光合作用進(jìn)行研究。以下是他們研究過(guò)程的簡(jiǎn)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(shí)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(zhì)進(jìn)行分析。結(jié)果如下： 實(shí)驗(yàn)組別 光照時(shí)間(s) 放射性物質(zhì)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(jī)酸等 3 2 大量3－磷酸甘油酸 請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)資料分析，下列選項(xiàng)錯(cuò)誤的是 (　　) A．本實(shí)驗(yàn)原料只有CO2，暗反應(yīng)的產(chǎn)物是有機(jī)物 B．CO2進(jìn)入葉綠體后，最初形成的主要物質(zhì)是3－磷酸甘油酸 C．實(shí)驗(yàn)結(jié)果還說(shuō)明光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物還包括氨基酸、有機(jī)酸等 D．從CO2進(jìn)入葉綠體到產(chǎn)生有機(jī)物的整個(gè)過(guò)程看，產(chǎn)生的有機(jī)物主要是磷酸化糖類 知識(shí)點(diǎn)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(shí)驗(yàn)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(zhì)：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(guò)濾，漏斗基部放一塊________________。 (3)③剪去兩角的目的是______________________________________，畫(huà)濾液細(xì)線的要求是__________。 (4)④層析操作過(guò)程應(yīng)注意__________________________；層析的原理是______________________________________；加蓋的目的是____________________；色素帶最寬的是______________，擴(kuò)散速度最快的是____________。 知識(shí)點(diǎn)三　恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)與光能的捕獲 3．為證實(shí)葉綠體有放氧功能，可利用含有水綿與好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝片需要給予一定的條件，這些條件是 (　　) A．光照、有空氣、臨時(shí)裝片中無(wú)NaHCO3稀溶液 B．光照、無(wú)空氣、臨時(shí)裝片中有NaHCO3稀溶液 C．黑暗、有空氣、臨時(shí)裝片中無(wú)NaHCO3稀溶液 D．黑暗、無(wú)空氣、臨時(shí)裝片中有NaHCO3稀溶液 基礎(chǔ)落實(shí) 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(zhǎng)的光 C．主要吸收藍(lán)紫光和綠光 D．主要吸收藍(lán)紫光和紅光 2．將在黑暗中放置一段時(shí)間的葉片均分4塊，置于不同的試管中，按下表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)中，收集到的濾液綠色過(guò)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(wú)水乙醇提取　③分次加入少量無(wú)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(guān)“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)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(wú)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(xué)家進(jìn)行的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，他將水綿放在暗處，然后用白光束對(duì)水綿細(xì)胞的不同部位做點(diǎn)狀投射，發(fā)現(xiàn)水中的好氧細(xì)菌明顯聚集在投射到葉綠體的光點(diǎn)處。 (1)以上實(shí)驗(yàn)事實(shí)說(shuō)明____________________________________________。 (2)這位科學(xué)家又將白光通過(guò)三棱鏡投射到水綿上。他發(fā)現(xiàn)水中的好氧細(xì)菌在黃、綠、青光區(qū)域明顯稀少。這一實(shí)驗(yàn)事實(shí)說(shuō)明__________________________________________。 能力提升 6．德國(guó)植物學(xué)家薩克斯將綠色葉片放在暗處數(shù)小時(shí)“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(shí)間后，將該葉片經(jīng)脫色、漂洗再用碘蒸氣處理，結(jié)果遮光部分不變藍(lán)，曝光部分變藍(lán)。下列有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的分析及結(jié)論合理的是(　　) ①本實(shí)驗(yàn)未設(shè)對(duì)照組?、谟袩o(wú)光照是遮光和曝光區(qū)域顯現(xiàn)不同結(jié)果的惟一原因　③實(shí)驗(yàn)初始時(shí)遮光和曝光區(qū)域均達(dá)到無(wú)淀粉狀態(tài)?、軐?shí)驗(yàn)證明葉綠體利用光照將CO2轉(zhuǎn)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(guò)程中，幾位科學(xué)家做了幾個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)，關(guān)于這些實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在邏輯上的嚴(yán)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(huì)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(duì)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(xì)菌以極細(xì)光束照射，曝光是作為對(duì)照處理——證明了氧氣由葉綠體釋放出來(lái)，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所 D．魯賓和卡門用同位素分別標(biāo)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(lái)自H2O 8．如圖表示某同學(xué)做“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)時(shí)的改進(jìn)裝置，下列與之有關(guān)的敘述中，錯(cuò)誤的是 (　　) A．應(yīng)向培養(yǎng)皿中倒入層析液 B．應(yīng)將濾液滴在a處，而不能滴在b處 C．實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)是得到四個(gè)不同顏色的同心圓(近似圓形) D．實(shí)驗(yàn)得到的若干個(gè)同心圓中，最小的一個(gè)圓呈橙黃色 9．下列關(guān)于葉綠體基粒的說(shuō)法中，正確的一組是 (　　) ①每個(gè)葉綠體基粒含有幾個(gè)到幾十個(gè)類囊體?、陬惸殷w的薄膜上有進(jìn)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(guān)的酶全都分布在基粒上 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 題號(hào) 1 2 3 4 6 7 8 9 答案 綜合拓展 10．為驗(yàn)證葉綠素合成所需的條件，有人設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)： 實(shí)驗(yàn)步驟： ①配制培養(yǎng)基：1號(hào)(含蔗糖、水、植物必需的各種礦質(zhì)元素等)，2號(hào)(不含Mg，其他成分與1號(hào)相同)。 ②小麥種子用清水浸泡后消毒，在無(wú)菌條件下，將種子的胚剝離，去掉胚乳。 ③在無(wú)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(hào) 2號(hào) 1號(hào) 1號(hào) 培養(yǎng)基數(shù)目 5 5 5 5 每個(gè)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(shí)驗(yàn)結(jié)果 (幼苗顏色) 綠色 黃色 黃色 黃綠色 請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題： (1)在該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，為什么每組用5個(gè)培養(yǎng)基，且每個(gè)培養(yǎng)基中接種10粒種子的胚？________________________________________________________________________。 (2)實(shí)驗(yàn)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(guò)實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：葉綠素的合成需要________________________________________________________________________。 答案 課前預(yù)習(xí) 一、1.植物生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)料主要來(lái)自水，而不是土壤 2．植物生長(zhǎng)需要吸收CO2，同時(shí)釋放出O2 3．植物需要陽(yáng)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(lái)自水，糖類的氫也來(lái)自水 二、1.紅、橙、黃、綠、藍(lán)、青、紫　2.葉綠素a(藍(lán)綠色)　葉綠素b(黃綠色)　紅　藍(lán)　胡蘿卜素(橙黃色)　葉黃素(黃色)　藍(lán)紫　3.葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，氧是葉綠體釋放出來(lái)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?yán) (2)①干燥　試管長(zhǎng)和寬　剪去兩角　剪去兩個(gè)角　(3)①毛細(xì)吸管　③待濾液干　(4)濾液細(xì)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(yīng)用 1．A　[從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中放射性物質(zhì)出現(xiàn)的時(shí)間分析，CO2進(jìn)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(zhì)是3－磷酸甘油酸，然后又形成磷酸化糖類，還有氨基酸、有機(jī)酸等。參與光合作用的原料主要有CO2和H2O。] 方法點(diǎn)撥　魯賓、卡門和卡爾文實(shí)驗(yàn)的方法均為同位素標(biāo)記法(也叫同位素示蹤法)。 2．(1)無(wú)水乙醇　溶解色素　二氧化硅　碳酸鈣　防止研磨過(guò)程中色素被破壞　(2)單層尼龍布　(3)防止兩邊的色素層析時(shí)擴(kuò)散過(guò)快　細(xì)、齊、直　(4)層析液不要觸及濾液細(xì)線　四種色素隨層析液在濾紙條上的擴(kuò)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(wú)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(xì)胞容易破碎。加入碳酸鈣(C)中和細(xì)胞破碎溢出的有機(jī)酸，可防止葉綠素中的鎂被氫取代，形成去鎂葉綠素。(2)過(guò)濾研磨液時(shí)，漏斗基部放一塊單層尼龍布，不用濾紙過(guò)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?cái)U(kuò)散過(guò)快，畫(huà)濾液細(xì)線的要求是細(xì)、齊、直。(4)層析時(shí)注意層析液不要沒(méi)及濾液細(xì)線。層析原理是毛細(xì)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(jié)構(gòu)等差異，造成色素在濾紙條上的擴(kuò)散速度不同，有的快一些，有的慢一些，從而達(dá)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(kuò)散速度最快的是胡蘿卜素(含量最少)。 實(shí)驗(yàn)鏈接　實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)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(xì)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(xì)線不僅要求細(xì)、直、齊，而且要求含有較多的色素，所以要求待濾液干后再畫(huà)一兩次。 (4)濾液細(xì)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(shí)驗(yàn)鏈接　恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)巧妙之處 (1)實(shí)驗(yàn)材料選擇水綿和好氧細(xì)菌：水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察；用好氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位。 (2)沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境：排除了氧氣和光的干擾。 (3)用極細(xì)的光束點(diǎn)狀投射：葉綠體上可分為獲得光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。 (4)進(jìn)行黑暗(局部光照)和曝光對(duì)比實(shí)驗(yàn)：明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起的。 課后作業(yè) 1．D　[葉片中的色素對(duì)可見(jiàn)光中不同波長(zhǎng)的光吸收量不同，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對(duì)綠光吸收量最低。] 2．D　[葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，對(duì)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(lán)光、紅光、綠光照射綠葉，大部分綠光被反射出去綠光照射時(shí)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(guò)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(jiàn)光等；外因如研磨不充分，葉綠素沒(méi)有釋放出來(lái)，或加入的提取液太多，過(guò)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(wú)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(lán)紫光進(jìn)行光合作用 解析　解答本題時(shí)，首先根據(jù)光合作用光反應(yīng)的產(chǎn)物中有氧氣，結(jié)合好氧細(xì)菌的特點(diǎn)，再根據(jù)色素的吸收光譜進(jìn)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(lán)紫光，通過(guò)光反應(yīng)能產(chǎn)生氧氣。好氧細(xì)菌能對(duì)氧氣這一外界刺激作出反應(yīng)，聚集到氧氣多的地方。 6．A 而對(duì)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(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)，本題若有先入為主的“經(jīng)驗(yàn)知識(shí)”，則會(huì)產(chǎn)生無(wú)答案的錯(cuò)誤。在普里斯特萊所處的年代，他的實(shí)驗(yàn)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(dāng)時(shí)并不清楚。] 8．D　[如圖所示是一個(gè)綠葉中色素分離的實(shí)驗(yàn)裝置，所以應(yīng)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(diǎn)讓其在定性濾紙上擴(kuò)散，四個(gè)圓圈中擴(kuò)散最慢的即為圓圈最小的，它應(yīng)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(gè)類囊體堆疊形成的結(jié)構(gòu)；光合作用有關(guān)的酶不僅分布在基粒上，而且還分布在葉綠體基質(zhì)中。] 10．(1)如果樣本數(shù)量太少，會(huì)因?yàn)榕既徽`差而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果　(2)因?yàn)榉N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(yíng)養(yǎng)，以排除這一干擾　(3)光照16 h/d、25℃　(4)對(duì)照　Mg、光照和適宜的溫度