第4節(jié) 能量之源——光與光合作用第一課時

1、第第4 4節(jié)節(jié) 能量之源能量之源光與光合作用光與光合作用一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)二、光合作用的探究歷程二、光合作用的探究歷程三、光合作用的原理和應(yīng)用三、光合作用的原理和應(yīng)用四、化能合成作用四、化能合成作用1.說出綠葉中色素的種類和作用。說出綠葉中色素的種類和作用。2.說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。3.說明光合作用以及對它的認(rèn)識過程。說明光合作用以及對它的認(rèn)識過程。4.嘗試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。嘗試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。5.說出光合作用原理的應(yīng)用。說出光合作用原理的應(yīng)用。6.簡述化能合成作用。簡述化能合成作用。1.綠葉中色素的種類和作

2、用。綠葉中色素的種類和作用。2.光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史。光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史。3.光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程及相互關(guān)系。光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程及相互關(guān)系。4.影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。1.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程。光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程。 2.探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。 有些蔬菜大棚用紅色或藍(lán)色的塑料薄膜代有些蔬菜大棚用紅色或藍(lán)色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，有的溫室內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍(lán)色替普通塑料薄膜，有的溫室內(nèi)懸掛發(fā)紅色或藍(lán)色的燈管。的燈管。 1、用這種方法有什么好處？這樣做對光合、用這種方法有什么好處？這樣做對光合作用

3、有影響嗎？作用有影響嗎？ 2、為什么是用紅色或藍(lán)色的呢？用綠色的、為什么是用紅色或藍(lán)色的呢？用綠色的可以嗎？可以嗎？1.綠葉中色素的種類和作用。綠葉中色素的種類和作用。2.光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史。光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史。3.光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程及相互關(guān)系。光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程及相互關(guān)系。4.影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。1.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程。光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程。 2.探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) 為什么春夏兩季植物的葉子翠綠醉人，而為什么春夏兩季植物的葉子翠綠

4、醉人，而深秋樹葉則金黃斑斕呢？深秋樹葉則金黃斑斕呢？綠葉中會有哪些種類的色素呢？綠葉中會有哪些種類的色素呢？它們分別是什么顏色的？它們分別是什么顏色的？各種色素在綠葉的含量相同嗎？各種色素在綠葉的含量相同嗎？1、實驗、實驗綠葉中色素的提取和分離綠葉中色素的提取和分離實驗原理：實驗原理：提取提取(無水乙醇無水乙醇)、分離、分離(層析液層析液)；目的要求：目的要求：綠葉中色素的提取和分離及色素的種類；綠葉中色素的提取和分離及色素的種類；材料用具：材料用具：新鮮的綠葉、定性濾紙等、無水乙醇等；新鮮的綠葉、定性濾紙等、無水乙醇等；方法步驟：方法步驟：提取綠葉中的色素提取綠葉中的色素制備濾紙條制備濾紙條

5、畫濾液細(xì)線畫濾液細(xì)線分離綠葉中的色素分離綠葉中的色素觀察和記錄觀察和記錄想一想想一想（1）下列試劑的作用是什么？）下列試劑的作用是什么？無水乙醇無水乙醇二氧化硅二氧化硅層析液層析液碳酸鈣碳酸鈣提取色素提取色素研磨得充分研磨得充分分離色素分離色素防止葉綠素被破壞防止葉綠素被破壞（2）過濾研磨液時，能否用濾紙過濾？為什么？）過濾研磨液時，能否用濾紙過濾？為什么？ 不能。因為濾紙會將部分濾液吸收掉，得不能。因為濾紙會將部分濾液吸收掉，得不到足夠的濾液。不到足夠的濾液。 （4）收集到試管中的濾液，為什么要用棉）收集到試管中的濾液，為什么要用棉塞塞嚴(yán)管口？塞塞嚴(yán)管口？（3）為什么要將定性濾紙減去兩角？）

6、為什么要將定性濾紙減去兩角？ 剪去兩角，目的是防止兩邊色素在濾紙條剪去兩角，目的是防止兩邊色素在濾紙條上擴(kuò)散過快，不均勻，便于觀察實驗結(jié)果。上擴(kuò)散過快，不均勻，便于觀察實驗結(jié)果。防止溶解色素的無水乙醇揮發(fā)。防止溶解色素的無水乙醇揮發(fā)。 因為色素會溶解于層析液中，而不會沿層因為色素會溶解于層析液中，而不會沿層析液向上擴(kuò)散、分離，這會使實驗效果極差，析液向上擴(kuò)散、分離，這會使實驗效果極差，甚至不發(fā)生分離，導(dǎo)致實驗無效。甚至不發(fā)生分離，導(dǎo)致實驗無效。 （5）分離色素時，為什么不能讓濾液細(xì)）分離色素時，為什么不能讓濾液細(xì)線觸及層析液？線觸及層析液？ （6）濾紙條上的濾液細(xì)線經(jīng)層析后，形）濾紙條上的濾液

7、細(xì)線經(jīng)層析后，形成四條色素帶，在濾紙條上的相對位置如下成四條色素帶，在濾紙條上的相對位置如下圖，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？圖，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是什么？ 四種色素在層析液中的溶解度不同，溶四種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散快，反解度高的色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散快，反之則慢。四種色素帶的寬窄不同，是因為色之則慢。四種色素帶的寬窄不同，是因為色素含量不同的緣故。素含量不同的緣故。實驗結(jié)果分析：實驗結(jié)果分析：胡蘿卜素（橙黃色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）葉黃素（黃色）葉綠素葉綠素a a（藍(lán)綠色）（藍(lán)綠色）葉綠素葉綠素b b（黃綠色（黃綠色) )類胡蘿卜素類胡蘿卜素

8、（1/4）葉綠素葉綠素（3/4）葉綠素是否均勻分布于整個植物細(xì)胞呢葉綠素是否均勻分布于整個植物細(xì)胞呢 1865年，德國科學(xué)家薩克斯發(fā)現(xiàn)葉年，德國科學(xué)家薩克斯發(fā)現(xiàn)葉綠素僅存在于細(xì)胞中更小的結(jié)構(gòu)里。后綠素僅存在于細(xì)胞中更小的結(jié)構(gòu)里。后來人們稱之為來人們稱之為葉綠體葉綠體。2、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能（1）葉綠體的結(jié)構(gòu)：）葉綠體的結(jié)構(gòu)：外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)膜基質(zhì)基質(zhì) 基粒基粒由兩由兩個以上的類囊個以上的類囊體組成，體組成，捕獲捕獲光能的色素分光能的色素分布在布在類囊體的類囊體的薄膜上薄膜上?；；ｎ惸殷w類囊體（2）實驗：探究葉綠體的功能）實驗：探究葉綠體的功能 1880年，美國科學(xué)家恩格爾

9、曼設(shè)計了一個年，美國科學(xué)家恩格爾曼設(shè)計了一個巧妙的實驗。巧妙的實驗。 實驗材料：水綿、好氧細(xì)菌，置于隔絕空實驗材料：水綿、好氧細(xì)菌，置于隔絕空氣的環(huán)境中；氣的環(huán)境中；暗中暗中極細(xì)光束照射極細(xì)光束照射光下光下恩格爾曼實驗的結(jié)論是什么？恩格爾曼實驗的結(jié)論是什么？恩格爾曼的實驗方法有什么巧妙之處？恩格爾曼的實驗方法有什么巧妙之處？ 氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所。進(jìn)行光合作用的場所。 實驗材料選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體實驗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)菌可確定釋放呈螺旋式帶狀，便于觀察；用

10、好氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位；沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和氧氣多的部位；沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾；用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為光光的干擾；用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對比實驗；臨時照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對比實驗；臨時裝片暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結(jié)果。裝片暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結(jié)果。想一想想一想 （1）葉綠體具有雙層膜，可以控制物質(zhì)進(jìn)）葉綠體具有雙層膜，可以控制物質(zhì)進(jìn)出。出。 （2）葉綠體基質(zhì)中分布有幾個到幾十個由）葉綠體基質(zhì)中分布有幾個到幾十個由類囊體垛疊而成的基粒，增大了葉綠體內(nèi)的膜類囊體垛疊而成的基粒，增大了葉

11、綠體內(nèi)的膜面積，利于化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。面積，利于化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行。 （3）葉綠體基粒分布有進(jìn)行光合作用必需）葉綠體基粒分布有進(jìn)行光合作用必需的色素和酶，為光合作用的進(jìn)行做好了物質(zhì)上的色素和酶，為光合作用的進(jìn)行做好了物質(zhì)上的準(zhǔn)備。的準(zhǔn)備。 為什么說葉綠體的結(jié)構(gòu)是與它進(jìn)行光合作為什么說葉綠體的結(jié)構(gòu)是與它進(jìn)行光合作用這一功能相適應(yīng)的？用這一功能相適應(yīng)的？恩格爾曼的第二個實驗恩格爾曼的第二個實驗 透過三棱鏡照射水綿臨時裝片，發(fā)現(xiàn)好氧透過三棱鏡照射水綿臨時裝片，發(fā)現(xiàn)好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)光區(qū)域。細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)光區(qū)域。 這說明了葉綠體主要吸收這說明了葉綠體主要吸收紅光紅光和和藍(lán)光藍(lán)光用于用于光合作用，放出

12、氧氣。光合作用，放出氧氣。 拓展拓展 葉綠素葉綠素a和和b在藍(lán)光和紅光部分都有很高的吸在藍(lán)光和紅光部分都有很高的吸收峰，葉綠體中的胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)收峰，葉綠體中的胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。因為葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射，紫光。因為葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射，故葉片呈綠色故葉片呈綠色 。對色素進(jìn)行色譜分析，可得出下圖所示曲線：對色素進(jìn)行色譜分析，可得出下圖所示曲線：種類種類作用作用葉綠素葉綠素葉綠素葉綠素a吸收紅光、吸收紅光、藍(lán)紫光藍(lán)紫光用于用于光合光合作用作用葉綠素葉綠素b類胡蘿卜素類胡蘿卜素胡蘿卜素胡蘿卜素吸收藍(lán)紫光吸收藍(lán)紫光葉黃素葉黃素1、光合色素、光合色素葉綠

13、體結(jié)構(gòu)葉綠體結(jié)構(gòu)外膜外膜內(nèi)膜內(nèi)膜基粒：類囊體堆疊而成，含色素，酶；基粒：類囊體堆疊而成，含色素，酶； 基質(zhì)：含各種光合作用所需的酶?；|(zhì)：含各種光合作用所需的酶。 1. 在做植物實驗的暗室中，為了盡可地降低植物在做植物實驗的暗室中，為了盡可地降低植物光合作用的強(qiáng)度，最好安裝（光合作用的強(qiáng)度，最好安裝（ ） A. 紅光燈紅光燈 B. 紫光燈紫光燈 C. 白熾燈白熾燈 D. 綠光燈綠光燈 2. 把新鮮葉綠素溶液放在光源與分光鏡之間，把新鮮葉綠素溶液放在光源與分光鏡之間，可以看到光譜中最強(qiáng)的吸收區(qū)（可以看到光譜中最強(qiáng)的吸收區(qū)（ ） A. 綠光部分綠光部分 B. 紅光和藍(lán)紫光部分紅光和藍(lán)紫光部分 C.

14、 藍(lán)紫光部分藍(lán)紫光部分 D. 黃橙光部分黃橙光部分DB3. 葉綠體的色素能夠在濾紙上分離的原因是（葉綠體的色素能夠在濾紙上分離的原因是（ ）A.色素提取液中的不同色素已經(jīng)分層色素提取液中的不同色素已經(jīng)分層 B. 陽光的照射使各種色素彼此分開陽光的照射使各種色素彼此分開C. 濾紙對各種色素的吸附力不同濾紙對各種色素的吸附力不同 D. 層析液使色素溶解并彼此分離的擴(kuò)散速度不同層析液使色素溶解并彼此分離的擴(kuò)散速度不同4. 葉綠素不溶于（葉綠素不溶于（ ）A. 水水 B. 石油醚石油醚 C. 無水乙醇無水乙醇 D. 苯苯DA 5. 紙層析法分離葉綠體色素時，濾紙條下端紙層析法分離葉綠體色素時，濾紙條下

15、端第二條的色素名稱和顏色分別是（第二條的色素名稱和顏色分別是（ ） A. 葉綠素葉綠素a、藍(lán)綠色、藍(lán)綠色 B. 葉綠素葉綠素b、黃綠色、黃綠色 C. 胡蘿卜素、橙黃色胡蘿卜素、橙黃色 D. 葉黃素、黃色葉黃素、黃色A 6. 葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，下面葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，下面有關(guān)葉綠體的敘述正確的是（有關(guān)葉綠體的敘述正確的是（ ） A. 葉綠體中的色素都分布在囊狀結(jié)構(gòu)的膜上葉綠體中的色素都分布在囊狀結(jié)構(gòu)的膜上 B. 葉綠體中的色素分布在外膜和內(nèi)膜上葉綠體中的色素分布在外膜和內(nèi)膜上 C. 光合作用的酶只分布在葉綠體基質(zhì)中光合作用的酶只分布在葉綠體基質(zhì)中 D. 光合作用的酶

16、只分布在外膜、內(nèi)膜和基粒上光合作用的酶只分布在外膜、內(nèi)膜和基粒上A 7. 在圓形濾紙的中央滴上葉綠體的色素濾液在圓形濾紙的中央滴上葉綠體的色素濾液進(jìn)行色素分離，要看到近似同心環(huán)狀的四個色素進(jìn)行色素分離，要看到近似同心環(huán)狀的四個色素圈，排列在最外圈的一個呈（圈，排列在最外圈的一個呈（ ） A. 藍(lán)綠色藍(lán)綠色 B. 黃綠色黃綠色 C. 黃色黃色 D. 橙黃色橙黃色D 第一小節(jié)練習(xí)第一小節(jié)練習(xí) 基礎(chǔ)題基礎(chǔ)題 1、（、（1）；（；（2）。 2、B。 3、結(jié)論是：葉綠體主要吸收紅光、結(jié)論是：葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)光用于光合作用，放出氧氣。和藍(lán)光用于光合作用，放出氧氣。拓展題拓展題 1、植物體吸收光能的色素，、植物體吸收光能的色素， 還存在于植物幼嫩還存在于植物幼嫩的莖和果實等器官的一些含有光合色素的細(xì)胞中。的莖和果實等器官的一些含有光合色素的細(xì)胞中。 2、提示：提示：是的。不同顏色的藻類吸收不同波長是的。不同顏色的藻類吸收不同波長的光。藻類本身的顏色是反射出來的光，即紅藻反的