第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化第五章

細胞的能量供應(yīng)和利用(一)教學(xué)目標1.嘗試提取和分離綠葉中的色素，簡述綠葉中色素的種類及其功能。2.運用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念，解釋葉綠體適于進行光合作用的結(jié)構(gòu)特點。3.通過對光合作用光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段相關(guān)實驗研究的思考和討論，說明光合作用過程,并從物質(zhì)與能量觀視角，闡明光合作用原理，認同人類對光合作用的認識過程是逐步的、不斷發(fā)展的。4.設(shè)計并實施實驗，探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響。5.關(guān)注光合作用原理的應(yīng)用。(二)教學(xué)重點和難點2.教學(xué)難點1.教學(xué)重點(1)光合作用過程中物質(zhì)和能量的變化及相互關(guān)系。(1)葉綠體適于光合作用的結(jié)構(gòu)特點。(2)光合作用的原理。(2)探究影響光合作用強度的環(huán)境因素。你參觀或聽說過植物工廠嗎？問題探討植物工廠在人工精密控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營養(yǎng)液成分等條件下，生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有的植物工廠完全依靠LED燈等人工光源，其中常見的是紅色、藍色和白色的光源。討論2.為什么要控制二氧化碳濃度、營養(yǎng)液成分和溫度等條件?1.靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處?由于人工光源是可以調(diào)控光的顏色，人工控制光色，能有效的提高植物光合作用的速率，更有利于光合作用進行?？刂茽I養(yǎng)物質(zhì)以及空氣水分，為植物生長提供適宜營養(yǎng)物質(zhì)，有利于植物更充分的生長在植物工廠里，人工光源可以為植物的生長源源不斷地提供能量。光合作用是唯一能夠捕獲和轉(zhuǎn)化光能的生物學(xué)途徑。在自然界，則是萬物生長靠太陽。太陽光能的輸入、捕獲和轉(zhuǎn)化，是生物圈得以維持運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。無論是在植物工廠里，還是在自然界，植物捕獲光能要依靠特定的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)。因此，有人稱光合作用是“地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)”。第1課時捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)對于高等植物來說，葉片是進行光合作用的主要器官。這些植物的葉片多數(shù)是綠色的，說明其中有綠色的色素。這樣的白化苗，待種子中儲存的養(yǎng)分耗盡就會死去。在玉米地里，有時可以看到葉片中不含綠色色素的白化苗?？梢?，葉片中的色素可能與光能的捕獲有關(guān)。正常苗白化苗正常幼苗能進行光合作用制造有機養(yǎng)料。白化苗不能進行光合作用，無法制造有機養(yǎng)料。為什么正常幼苗能進行光合作用制造有機養(yǎng)料，而白化苗不能進行光合作用，無法制造有機養(yǎng)料？

對絕大多數(shù)生物來說，活細胞所需能量的最終源頭來自太陽的光能。光合作用需要什么物質(zhì)去捕獲光能？將光能轉(zhuǎn)換成細胞能夠利用的化學(xué)能是光合作用。進行光合作用的細胞，首先要能夠捕獲光能。色素①提取原理：②分離原理：㈠實驗：綠葉中色素的提取和分離一.捕獲光能的色素1.實驗原理綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中，紙層析法所以用無水乙醇提取色素。綠葉中色素在層析液中的溶解度不同，隨層析液在濾紙上擴散速度不同，這樣，綠葉中的色素就在擴散過程中分離開。b.色素在層析液中的溶解度高的，隨層析液在濾紙上擴散速度快，a.綠葉中的色素也能夠溶解在層析液中，2.實驗步驟觀看【教學(xué)實驗】綠葉中色素的提取和分離①研磨材料:5g鮮菠菜葉藥品SiO2CaCO3無水酒精⑴.提取色素2.實驗步驟②過濾：——有助于研磨充分——防止色素被破壞——溶解色素葉肉細胞破裂會釋放有機酸，破壞葉綠素，CaCO3可中和有機酸。試管口加棉花的目的：①防止葉綠素氧化，②防止乙醇揮發(fā)。用單層尼龍布獲取綠色濾液①準備濾紙條鉛筆線畫鉛筆細線濾液細線畫濾液細線要求：⑵.分離色素②畫濾液細線細直齊剪去兩角的目的：使色素在濾紙條上擴散均勻重復(fù)2—3次③.紙層析插濾紙條層析液培養(yǎng)皿★層析液不能沒及濾液線胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b★培養(yǎng)皿加蓋防揮發(fā)由20份在60~90℃下分餾出來的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成。層析液：胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b橙黃色黃色黃綠色藍綠色類胡蘿卜素（含量約1/4）葉綠素（含量約3/4）3.實驗結(jié)果擴散得最遠，說明擴散速度最快溶解度大最寬含量最多3.實驗結(jié)果——有關(guān)色素帶的分析色素種類色素顏色色素含量溶解度擴散速度胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b橙黃色黃色藍綠色黃綠色最少較少最多較多最高較高較低最低最快較快較慢最慢3.實驗結(jié)果——有關(guān)色素帶的分析4.總結(jié)實驗注意事項及原因分析過程注意事項原因分析提取色素使濾液中色素含量高溶解色素研磨充分和保護色素減少乙醇揮發(fā)，充分溶解色素減少乙醇揮發(fā)和色素氧化選新鮮綠色的葉片研磨時加無水乙醇加少量SiO2和CaCO3迅速、充分研磨盛放濾液的試管口加棉塞過程注意事項原因分析分離色素使層析液在濾紙上快速擴散使分離出的色素帶平整不重疊使分離出的色素帶清晰分明防止色素直接溶解到層析液中濾紙預(yù)先干燥處理濾液細線要直、細、勻濾液細線干燥后再畫一兩次濾液細線不觸及層析液5.綠葉中色素提取分離異?，F(xiàn)象分析(1)收集到的濾液綠色過淺的原因分析：①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。②使用放置數(shù)天的菠菜葉，濾液色素(葉綠素)太少。③一次加入大量的無水乙醇，提取液濃度太低。④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。(2)濾紙條色素帶重疊的原因分析：①濾液細線不直，重復(fù)畫線時細線不重疊。②濾液細線過粗。(3)濾紙條看不見色素帶的原因分析：①忘記畫濾液細線。②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。(4)濾紙條上葉綠素b、a色素帶減小，其它色素帶正常的原因分析：①可能沒有加CaCO3

。②可能材料不新鮮，葉綠素含量減少。思維拓展在濾紙的中央滴一滴色素提取液，再滴一滴層析液，色素隨層析液擴散，會得到近似同心環(huán)的4個色素圈，由外向內(nèi)依次是什么色素？分別是什么顏色？色素：胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b顏色：橙、黃、藍綠、黃綠胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b橙黃色黃色黃綠色藍綠色㈡色素吸收形成的光譜葉綠素溶液①葉綠素主要吸收：②類胡蘿卜素主要吸收：類胡蘿卜素溶液對比分析紅光和藍紫光藍紫光1.色素吸收光的實驗陽光是由不同波長的光組合成的復(fù)合光，在穿過三棱鏡時，不同波長的光會分散開，形成不同顏色的光帶，稱為光譜。分別讓不同顏色的光照射色素溶液，就可以得到色素溶液的吸收光譜。2.色素的吸收光譜圖【結(jié)論】②類胡蘿卜素主要吸收：①葉綠素主要吸收：紅光和藍紫光藍紫光功能：吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能光合色素吸收

最多藍紫光綠葉中的色素葉綠素類胡蘿卜素（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）綠葉中色素的種類主要吸收藍紫光和紅光藍紫光主要吸收及吸收的光譜色素的功能：吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能課堂小結(jié)1.從新鮮的菠菜葉片提取葉綠體色素，發(fā)現(xiàn)提取液明顯偏黃綠色，最可能的原因是（）A.加入的石英砂太多B.沒有加入碳酸鈣C.用脫脂棉過濾不徹底D.一次加入過多無水乙醇B課堂練習(xí)2.甲、乙、丙