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④碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。 4.注意的问题:
①剪取干燥的定性滤纸,双手尽量不要接触纸面,手要干净、干燥(可以套上塑料袋),以免污染滤纸。
②加入的SiO2和CaCO3一定要少,否则滤液混浊,杂质多,颜色浅,实验效果差。
③根据试管的长度制备滤纸条,让滤纸条长度高出试管约1 cm,高出部分做直角弯折。
④画滤液细线时,用力要均匀,速度要适中。
[特别提醒]色素提取液呈淡绿色的原因:①研磨不充分,色素未能充分提取出来。 ②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多,色素溶液浓度小。③未加碳酸钙或加入过少,色素分子部分被破坏。
[自主探究1]叶绿体中色素的提取和分离实验主要证明了( ) A.四种色素在层析液中的溶解度和扩散速率不同 B.叶绿体中色素的种类和色素的颜色
C.叶绿素的含量是类胡萝卜素的四倍 D.色素分布在叶绿体片层结构的薄膜上
[答案与解析] B “叶绿体中色素的提取和分离实验”目的就是为了认识叶绿体中色素的种类和颜色。题中A选项是实验原理,C选项是定量分析的结果,D选项是说明叶绿体的结构。
要点二、叶绿体的结构和功能及色素的种类和作用的理解 1.叶绿体的结构和功能
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(1)结构(如下图所示)
①双层膜:分内、外膜,包围着几个到几十个绿色基粒等细微结构。 ②基粒:每个基粒由许多圆饼状的囊状结构堆叠而成,这些囊状结构称为类囊体,色素就分布在类囊体的薄膜上。
③基质:在基粒和基粒之间充满基质,含有与光合作用有关的酶。 (2)功能:叶绿体内的基粒和类囊体扩展了其受光面积,含有许多吸收光能的色素分子和光合作用所必需的酶,因此叶绿体是高等植物进行光合作用的场所。
2.叶绿体中的色素种类及作用 (1)色素的种类和作用
(2)色素与吸收光谱
(3)不同颜色温室大棚的光合效率
①无色透明大棚日光中各色光均能透过,有色大棚主要透过同色
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光,其他光被其吸收,所以用无色透明的大棚光合效率最高。 ②叶绿素对绿光吸收最少,因此绿色塑料大棚光合效率最低。 [特别提醒]影响叶绿素合成的因素
(1)光照:光是影响叶绿素合成的主要条件,一般植物在黑暗中不能合成叶绿素,因而叶片发黄。
(2)温度:温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性,进而影响叶绿素的合成。低温时,叶绿素分子易被破坏,而使叶子变黄。 (3)必需元素: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。
[特别提醒]将叶绿体长时间置于暗处,叶绿体则转变成不含色素的白色体或只有类胡萝卜素的有色体,但光照后叉可恢复为具有叶绿素的叶绿体。基粒之间还有基粒类囊体与基粒的类囊体相连,从而使各类囊体的腔彼此相通。与光反应有关的色素和酶都分布在类囊体的膜上;与暗反应有关的酶则分布在基质上;叶绿体还含有少量的DNA、RNA。
3.正确分析光合作用的探究历程中的几个重要实验 1.普利斯特利的实验: (1)实验过程及现象:(2)结论:植物可以更新空气 (3)实验分析:
①由于缺少空白对照,实验结果说服力不强,应将点燃的蜡烛和小鼠
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分别单独置于玻璃罩内,作为空白对照。
②没有认识到光在植物更新空气中的作用,而将空气的更新归因于植物的生长。
③限于当时科学发展水平的限制,没有明确植物更新气体的成分。 2.萨克斯的实验: (1)实验过程及现象:
(2)结论:绿色叶片在光合作用中产生淀粉。 (3)实验分析:
①设置了自身对照,自变量为光照,因变量是颜色变化。 ②实验的关键是饥饿处理,以使叶片中的营养物质消耗掉,增强了实验的说服力。
③本实验除了证明光合作用的产物有淀粉外,还证明光是光合作用的必要条件。
3.鲁宾和卡门的实验: (1)实验过程及结论:
①过程:H218O+C02→植物1802 C18O2+H20→植物→02 ②结论:光合作用释放的氧气全部来自于水的分解。 (2)实验分析:设置了对照实验,自变量是标记物质(H218O和C18O2),因变量是O2的放射性.
[特别提醒]科学的发展和技术的关系:通过这几个实验可以看出,光合作用的研究发展与物理学和化学的研究进展密切相关,同时科学技
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术的进步也推动了生物科学研究的发展。
[自主探究2]如图所示,某植物上的绿叶经阳光照射24小时,脱色后并用碘液处理,结果有锡箔覆盖的位置不呈蓝色,而不被锡箔覆盖的部分呈蓝色。本实验证明
①光合作用需要二氧化碳 ②光合作用需要光 ③光合作用需要叶绿素 ④光合作用放出氧 ⑤光合作用制造淀粉 A.①② B.③⑤ C.②⑤ D.①③
[答案与解析]C 该实验中,见光部分产生了淀粉,没见光部分没有产生淀粉,说明光是光合作用的条件,光合作用的产物是淀粉。 要点四、对光合作用的过程的理解
光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧的过程。用反应式概括为:CO2+H2O
(CH2O)+O2。其实光合作用的过程十分复杂,人们根据
是否需要光能,把它分为光反应和暗反应两个阶段。具体过程用图解来表示:
1.光反应和暗反应具有明显的区别和联系,如下表:
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