光合作用與能量轉(zhuǎn)化一、

捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（課時1）學習目標2.2.3說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲存為糖分子中的化學能課程標準1、掌握提取和分離綠葉中色素的原理和方法，簡述綠葉中色素的種類及功能。2、樹立結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點，說出葉綠體是進行光合作用主要場所的原因。問題探討

：1.靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？①避免由于自然環(huán)境中光照強度不足導致光合作用強度低而造成減產(chǎn)②可根據(jù)植物生長的情況調(diào)控人工光源的強度和不同色光（光質(zhì)），使蔬菜產(chǎn)量達到最大2.為什么要控制CO2濃度、營養(yǎng)液成分和溫度條件？影響植物光合作用的環(huán)境因素，通過控制使植物達到最佳生長狀態(tài)生命活動的最終能量來源為光能光合作用(photosynthesis)是唯一能夠捕獲和轉(zhuǎn)化光能的生物學途徑（p97）——地球上最重要的化學反應(yīng)植物捕獲光能要依靠特定的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)綠色的原因：含綠色色素白化苗/黃化苗：

不含綠色色素待儲存的養(yǎng)分耗盡就死去說明葉片中的色素可能與光能的捕獲有關(guān)探究·實踐綠葉中色素的提取與分離1提取綠葉中的色素(1)原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中。（1）分離色素的方法：紙層析法（2）分離色素的原理：不同色素在層析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在濾紙上隨層析液的擴散速度快；溶解度低的色素，在濾紙上隨層析液的擴散速度慢。2分離綠葉中的色素碳酸鈣二氧化硅無水乙醇實驗材料3菠菜葉定性濾紙尼龍布任務(wù)1：觀看實驗視頻《綠葉中色素的提取》并閱讀教材P98的實踐與探究，回答相關(guān)問題。(1)色素提取時所用試劑及作用？(2)研磨時應(yīng)注意什么？原因為何？1.色素提取時所用試劑及作用？無水乙醇：二氧化硅：碳酸鈣：2.研磨時應(yīng)注意什么？為何？迅速：防止乙醇揮發(fā)充分：保證色素釋放的更加充分3.過濾時尼龍布能否用濾紙?zhí)娲?不能。因為濾紙的吸附性強，會導致濾液中色素的濃度過低溶解色素使研磨更加充分防止色素（葉綠素）被破壞4.實驗步驟：提取綠葉中的色素分離綠葉中的色素1.制備濾紙條時為什么要減去兩角？2.濾液細線的劃線原則是什么？待濾液干后，再重畫一到兩次的目的是什么？減少邊緣效應(yīng)，使層析液同時到達濾液細線，使得濾紙上擴散出的色素帶整齊。畫濾液細線的原則是細、直、齊。待濾液干后，再重畫1-2次可以增加濾液細線中色素的含量。3.為何濾液細線不能觸及層析液？防止色素溶解在層析液中，而不能在濾紙上擴散。4、結(jié)果葉綠素類胡蘿卜素（含量約3/4）（含量約1/4）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）綠葉中的色素顏色色素溶解度擴散速度寬度含量橙黃色胡蘿卜素最高最快最窄最少黃色葉黃素較高較快較窄較少藍綠色葉綠素a較低較慢最寬最多黃綠色葉綠素b最低最慢較寬較多色素位置從上往下依次是：胡黃ab

色素含量從多到少依次是：

ab黃胡12異常實驗現(xiàn)象的分析①選取的葉片顏色不是濃綠色或稱取的綠葉過少或放置數(shù)天的菠菜葉，色素含量少②加入的無水乙醇過多，色素溶液濃度小③未加碳酸鈣或加入的過少，色素分子部分破壞④研磨不充分，色素未能充分提取出來提取液色素帶若色素提取液呈淡綠色的，其原因有濾紙條上最下面的兩條色素帶顏色較淺

①未加碳酸鈣或加入量過少，葉綠素被破壞;②實驗材料(如泛黃的葉片)中葉綠素的含量較少。

濾紙條無色素帶其原因有①忘記畫濾液細線；②誤將蒸餾水當作提取液和層析液③研磨時未加無水乙醇④濾液細線觸及層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中濾紙條上兩條色素帶重疊

①濾液細線不直；②濾液細線過粗延伸思考：實驗裝置的改進在濾紙的中央滴一滴色素提取液，再滴一滴層析液，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？會出現(xiàn)四個同心圓的色素帶，從外往里依次為：胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍綠色）、葉綠素b（黃綠色）白光可見光760nm400nm光譜紅外光紫外光陽光通過三棱鏡時，不同波長的光會分散開，形成不同顏色的光帶，稱為光譜怎樣才能獲得不同色素的吸收光譜呢？紅橙黃綠青藍紫光譜一、捕獲色素的光能和結(jié)構(gòu)吸收光譜上，在紅光區(qū)和藍紫光區(qū)有兩個明顯的吸收帶（黑帶），說明這兩個區(qū)域色素吸收的光多，其它區(qū)域吸收的較少三棱鏡紅橙黃綠青藍紫葉綠素溶液葉綠素主要吸收紅光和藍紫光三棱鏡紅橙黃綠青藍紫類胡蘿卜素溶液類胡蘿卜素主要吸收藍紫光色素吸收的光譜正常的光譜綠葉中的色素對光的吸收有什么差別呢？三棱鏡一、捕獲色素的光能和結(jié)構(gòu)1、為什么夏季植物葉片呈現(xiàn)綠色？2、深秋的葉片顏色為什么會變黃？

①葉綠素的含量多于類胡蘿卜素②大部分綠光被反射秋季氣溫降低，大量葉綠素受到破壞，而顯示出類胡蘿卜素的顏色。葉綠素主要吸收

.類胡蘿卜素主要吸收

.藍紫光和紅光藍紫光對其他波段吸收量較少，吸收最少的是綠光不吸收紅、橙、黃光思維拓展

花青素，是自然界一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素。水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物質(zhì)大部分與之有關(guān)。在植物細胞液泡不同pH條件下，花青素使花瓣、葉片等呈現(xiàn)五彩繽紛的顏色。注：這不是光合色素水溶性色素練習與應(yīng)用（P101）1.海洋中的藻類，習慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布大致依次是淺、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎？紅藻綠藻褐藻不同顏色的藻類吸收不同波長的光。藻類本身的顏色是

出來的光所形成，即紅藻反射出

，綠藻反射出

，褐藻反射出

。紅光綠光黃色反射水對紅、橙光的吸收比對藍、綠光的吸收多，即到達深水層的光線是

波長的光。短吸收紅光和藍紫光較多的綠藻分布于淺層，吸收藍紫光和綠光較多的褐藻分布于中層，吸收藍紫光較多的紅藻分布于深層。葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用光合色素的儲存位置—葉綠體葉綠體膜內(nèi)膜外膜葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用葉綠體基粒類囊體光合色素光合作用相關(guān)酶葉綠體基質(zhì)（光合作用相關(guān)酶、DNA、RNA、核糖體）色素酶綜合上述資料，你認為葉綠體具有什么功能？葉綠體是進行光合作用的場所，并且能夠吸收特定波長的光。水綿是絲狀綠藻，真核生物每條水綿由許多個結(jié)構(gòu)相同的長筒狀細胞連接而成。特點：葉綠體呈螺旋帶狀恩格爾曼的實驗：探究葉綠體的功能：【思考·討論】探究葉綠體的功能(P100)恩格爾曼的實驗一恩格爾曼的實驗二討論：1.恩格爾曼第一個實驗的結(jié)論是什么？2.在第二個實驗中，大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域，為什么？3.恩格爾曼在選材、實驗設(shè)計上有何巧妙之處？閱讀恩格爾曼的兩個實驗過程與現(xiàn)象，討論完成討論題1—3：2min恩格爾曼實驗一：

極細光束

均勻光照水綿好氧細菌極細光束照射完全曝光黑暗無空氣好氧細菌集中于葉綠體被光束照射的部位好氧細菌分布于葉綠體所有受光部位結(jié)論：葉綠體光合作用釋放氧氣，葉綠體是進行光合作用的場所。選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境，可排除光線和氧的干擾。探究葉綠體的功能：沒有空氣黑暗恩格爾曼實驗一：1、為什么選用水綿和好氧細菌作為實驗材料？水綿的葉綠體呈螺旋帶狀分布，便于觀察。好氧細菌可確定釋放O2的部位。探究葉綠體的功能：2、為什么先用極細光束照射水綿，而后又讓水綿完全暴露在光下？用極細光束照射，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當于一組對比實驗；黑暗（局部照光）和完全暴露在光下對照（自身對照），再一次驗證實驗結(jié)果完全是由光照引起，氧氣是由葉綠體產(chǎn)生的。光三棱鏡臨時裝片好氧細菌水綿好氧細菌討論：1、為何細菌集中在紅光和藍紫光區(qū)域？光合色素主要吸收紅光和藍紫光在此波長照射下，葉綠體會釋放氧氣多2.綜上所述，你認為葉綠體有何功能？捕獲光能、進行光合作用物質(zhì)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)：類囊體薄膜上——色素分子類囊體膜和葉綠體基質(zhì)——光合酶結(jié)論：葉綠體主要吸收紅光和藍紫光恩格爾曼的實驗二:探究葉綠體的功能：（1）選材:（2）設(shè)計：恩格爾曼實驗：2.綜合上述資料，你認為