光合作用的認識過程與光合色素02葉綠體與光能的捕獲01解開光合作用之謎03課堂總結04隨堂檢測與細胞中的色素有關。1．為什么有些植物的葉片不是綠色的?2．為什么有些植物的葉片在不同時期顏色不同呢？情景思考時間人物實驗方法結論1627年海爾蒙特采用了定量研究的方法柳樹生長所需養(yǎng)料主要來自水，而不是土壤1779年英格豪斯把帶葉的枝條放入水里，發(fā)現(xiàn)綠葉只在陽光下產生氣體，在黑暗處不產生氣體后來，人們明白了空氣的組成后，才確定綠葉在陽光下放出的氣體是O2

一、解開光合作用之謎1864年薩克斯采用碘蒸氣處理葉片

的方法葉片在光下能產生淀粉19世紀60年代

利用光學儀器光合作用中利用的光與葉綠素吸收光能有關1941年魯賓和卡門運用同位素標記法光合作用釋放的O2來自水1948年卡爾文用14C標記CO2，追蹤光合作用中碳元素的行蹤CO2被用于合成糖類等有機物O2全部來自于H2O嗎？如何證明？對實驗現(xiàn)象進行觀察、分析并提出問題1．薩克斯的實驗(1)實驗過程及現(xiàn)象一半曝光―――――→變藍

黑暗中饑餓處理的綠葉

一半遮光―――――→不變藍

(2)實驗分析

①設置了自身對照，自變量為光照，因變量是葉片顏色變化。②實驗的關鍵是饑餓處理，以使葉片中的營養(yǎng)物質消耗掉，增強了實驗的說服力。③本實驗除證明了光合作用的產物有淀粉外，還證明了光是光合作用的必要條件。碘蒸氣處理碘蒸氣處理歸納提升2．魯賓和卡門的實驗(1)實驗過程及結論H218O＋CO2→植物→18O2；H2O＋C18O2→植物→O2光合作用釋放的O2來自水。(2)實驗分析設置了對照實驗，自變量是標記物質(H218O和C18O2)，因變量是O2的放射性。1．恩格爾曼的實驗(1)實驗材料：水綿和好氧細菌。水綿是一種藻類，常生活在淡水中，細胞中有一條或多條螺旋排列的帶狀葉綠體。二、葉綠體與光能的捕獲水綿――→好氧細菌極細光束照射→細菌集中于被光束照射到的葉綠體部位完全曝光→好氧細菌分布于葉綠體所有受光部位用透過三棱鏡的光照射→在紅光區(qū)和藍光區(qū)的葉綠體部位都聚集了大量的好氧細菌

(3)實驗結論葉綠體中含有能有效地吸收利用紅光和藍光的物質，這些物質吸收的光與綠葉在光下產生氧氣有關。

(2)實驗過程和結果黑暗無空氣恩格爾曼實驗的巧妙之處歸納提升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。選材好沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾；用極細的光束照射，葉綠體上可分為有光照和無光照的部位，相當于一組對照實驗。設計妙1.并不是所有的植物細胞都含有葉綠體，只有進行光合作用的植物細胞才含有葉綠體。2.色素不只是分布于葉綠體中，也可分布于液泡中，如花青素，但是液泡中的色素不能用于光合作用。3.葉綠體不是細胞進行光合作用的唯一場所，如藍細菌沒有葉綠體，它進行光合作用的場所是細胞質。拓展延伸葉綠體、色素與光合作用

2．光合色素(1)分布：葉綠體中的類囊體膜上(2)種類、顏色與吸收光譜種類顏色吸收光譜葉綠素葉綠素a______主要吸收和利用______和____葉綠素b______類胡蘿卜素胡蘿卜素______主要吸收______，還有保護__________________的作用葉黃素____藍綠色黃綠色藍紫光紅光橙黃色黃色藍紫光葉綠素免遭強光傷害(3)作用：光合色素能吸收大部分的可見光用于光合作用，但對綠光吸收最少，大部分綠光被反射出來，因而葉片呈現(xiàn)綠色。與生活聯(lián)系運用生物學的知識和方法，解決現(xiàn)實生活問題溫室或大棚種植蔬菜時，應選擇什么顏色的玻璃、塑料薄膜或補充光源？葉綠體中色素主要吸收紅光和藍紫光，因此應選用無色或藍紫色的玻璃一般植物的葉片在春夏季為綠色，而在秋季呈黃色。請分析出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因。在春夏季節(jié)，葉子中葉綠素含量高于類胡蘿卜素，葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射出來，所以呈綠色。在秋季，葉綠素被破壞，類胡蘿卜素完好，葉子呈現(xiàn)出來類胡蘿卜素的顏色，所以呈現(xiàn)黃色。影響葉綠素合成的因素1.光照：影響葉綠素合成的主要因素，植物在黑暗中一般不能合成葉綠素，因而葉片發(fā)黃。2.溫度：影響與葉綠素合成有關的酶的活性，進而影響葉綠素的合成；另外，低溫時葉綠素分子容易被破壞。3.礦質元素：葉綠素中含N、Mg等礦質元素，若缺乏將導致葉綠素無法合成，老葉先變黃；Fe是葉綠素合成過程中某些酶的輔助成分，缺Fe也會導致葉綠素合成受阻，幼葉先變黃。對影響葉綠素合成的因素進行歸納與概括，體現(xiàn)了科學思維的核心素養(yǎng)。拓展延伸3．提取和分離葉綠體中的光合色素(1)實驗原理①提?。簾o水乙醇等有機溶劑能溶解綠葉中的各種光合色素。②分離：色素在層析液中的溶解度不同，因而在濾紙上的擴散速度也有差異。(2)實驗步驟

步驟方法原因提取色素

①選取新鮮葉片：色素含量高②加入少許二氧化硅和碳酸鈣：作用分別是________、________③加入5mL無水乙醇：溶解色素研磨充分保護色素制備濾紙條

剪去兩角：防止層析液在濾紙條的邊緣處擴散____分離色素畫濾液細線畫得__、__：防止色素帶重疊分離色素

層析裝置示意圖①層析液不能觸及濾液細線：防止色素溶于層析液中②燒杯加蓋：防止層析液揮發(fā)過快細直（2）為什么色素會在濾紙條上分離？不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的色素隨層析液在濾紙條上擴散的速度快。（1）提取葉綠體色素時使用什么溶劑？葉綠體中的色素溶于有機溶劑而不溶于水，可用無水乙醇等有機溶劑提取色素。對實驗現(xiàn)象進行觀察分析，并提出問題思考：（3）制備濾紙條時為何要剪掉兩角？剪掉兩角目的是：防止兩邊濾液擴散速度太快，使色素帶擴散均勻。（4）在畫濾液細線時有什么要求？用力要均勻，快慢要適中。濾液細線要細、直，且干燥后重復畫一兩次，使濾液細線既有較多的色素，又使各色素擴散的起點相同。（5）分離綠葉中的色素時，將濾紙條插入層析液中，為什么不能讓濾液細線觸及層析液？如果濾液細線觸及層析液，那么濾紙條上的色素會溶于層析液中。（6）過濾時能否用濾紙代替單層尼龍布？不能用濾紙代替單層尼龍布，因為濾紙對色素具有吸附作用，若用濾紙過濾，會導致收集到的濾液色素含量少，使實驗效果不明顯或失敗。色素的含量不同。葉綠素a的色素帶最寬，說明葉綠素a在4種色素中的含量最多，胡蘿卜素色素帶最窄，說明胡蘿卜素的含量最少。（7）為什么不同顏色的色素帶寬度不同？（8）依據色素分離的原理分析為什么色素在濾紙條上會有這樣的排布？各種色素在層析液中溶解度的高低依次是：胡蘿卜素﹥葉黃素﹥葉綠素a﹥葉綠素b。在濾紙上距離最近的兩條色素帶是葉綠素a與葉綠素b，距離最遠的兩條色素帶是胡蘿卜素與葉黃素。（9）在濾紙上距離最近的兩條色素帶是？距離最遠的兩條色素帶是？

試著畫出濾紙條上的色素帶。濾紙條上色素帶的分布和對光的吸收1.一般選擇新鮮的綠葉，其葉綠素含量較高。2.研磨過程中加入無水乙醇的作用是溶解色素。3.提取色素的無水乙醇不應一次加入，為保證提取效果，應分多次加入。4.研磨過程要迅速、充分，目的是防止乙醇揮發(fā)，并使色素充分溶解。5.碳酸鈣可防止研磨過程中色素被破壞，且主要保護的是葉綠素。6.色素提取最好在弱光下進行，因為葉綠素不穩(wěn)定，見光易分解。7.濾液細線不能觸及層析液，防止色素溶解在層析液中而觀察不到色素帶。8.試管（燒杯）口一定要蓋嚴，防止層析液中成分揮發(fā)。實驗中注意的事項1.若最終得到的色素帶顏色淺，不清晰，原因可能有哪些？2.若最終得到的色素帶重疊，不整齊，原因可能有哪些？3.若最終沒得到色素帶，原因可能有哪些？①未加二氧化硅；

②無水乙醇加多；③葉片不夠新鮮、濃綠；④畫濾液細線時沒重復①制備濾紙條時，未剪去兩角；②濾液細線畫得不夠細、直、齊①未加碳酸鈣；②未加無水乙醇；③層析液觸及濾液細線根據實驗過程及注意事項，大家再考慮以下問題：葉綠素類胡蘿卜素葉綠素a(藍綠色)葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）（吸收紅光和藍紫光）（吸收藍紫光）含量約占3/4含量約占1/4葉綠體功能的驗證實驗光合色素葉綠體和光合色素提取和分離葉綠體中的光合色素葉綠體與光能的捕獲解開光合作用之謎1627年海爾蒙特1779年英格豪斯1864年薩克斯19世紀60年代1941年魯賓和卡門1948年卡爾文課堂總結1.請按時間先后順序排列下列事件(

)①德國科學家薩克斯證明了綠色葉片在光合作用中產生了淀粉②美國科學家魯賓和卡門采用同位素標記法，證明了光合作用釋放的氧氣來自參加反應的水③荷蘭科學家英格豪斯發(fā)現(xiàn)綠葉只有在陽光下產生氣體，在黑暗處不產生氣體④德國生物科學家恩格爾曼用水綿做實驗，證明光合作用會產生氧氣，且產生氧氣的多少和光合作用的效率成正比A．①②③④B．④③②①C．③①④②D．①③②④C隨堂檢測2.大棚種植西蘭花能夠讓我們在寒冷的冬季也能享受其美味。為了增加其產量，大棚內照明燈的顏色和大棚的塑料薄膜顏色選擇最好的組合為(

)A．藍紫光或紅光、無色透明B．藍紫光或紅光、黃色透明C．白光、黃色透明D．白光、無色透明A隨堂檢測3.某同學用韭黃研磨后的提取液進行色素分離，在濾紙條上將出現(xiàn)幾條明顯的色素帶（）條條條條C隨堂檢測4.某小組同學用菠菜葉進行色素的提取和分離實驗時，觀察到的色素帶顏色較淺，其可能的原因有(

)①無水乙醇加入量太多②未加CaCO3③未加SiO2④使用放置了數(shù)天的菠菜葉⑤只畫了一次濾液細線A．2種 B．3種C．4種 D．5種D5.某同學在做“提取和分離葉綠體色素”實驗時，操作情況如下所述，結果實驗失敗，請指出其錯誤所在：(1)將5克新鮮完整的菠菜葉放入研缽中，加入丙酮、二氧化硅、碳酸鈣后，迅速研磨，然后按要求過濾。______________________________________________。(2)用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線處小心均勻地畫出一條濾液細線，并連續(xù)迅速地重復畫2～3次。__________________________________________________________。(3)把畫好