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1、光合作用与能量光合作用与能量转化化叶子概念车 叶子概念车是一款能够充分利用太阳能、风能以及空气中的二氧化碳从而产生电能驱动的新能源汽车。车顶的大叶子是一部的光电转化器，能把太阳能转化为电能。光能转化为细胞能够 的过程称为光合作用。绿叶中通过什么物质捕获并转化光能呢？利用的化学能玉米（白化苗）玉米（白化苗）玉米（正常苗）玉米（正常苗）白化苗由于不能形成叶绿素，无法进行光合作白化苗由于不能形成叶绿素，无法进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。捕获光能的色素正常幼苗能进行光合作用制造有机养料白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料这说明光合作用需要色素去捕
2、获光能。1.为什么有些植物的叶片不是绿色的?2.为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？呈绿色是因为叶子中含色素，到了呈绿色是因为叶子中含色素，到了秋天叶子变黄，说明所含的色素很可能秋天叶子变黄，说明所含的色素很可能不止一种。不止一种。1.探究绿叶中色素的种类，说明各种色素的作用。（重、难点）2.说出叶绿体的结构和功能。（重点）学习目标学习目标提取提取原理原理绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇无水乙醇（或丙酮）（或丙酮）中，中，用无水乙醇提取色素。用无水乙醇提取色素。纸纸层层析析法法：绿绿叶叶中中色色素素在在层层析析液液(汽汽油油)中中的的溶溶解解度度不不同
3、同，随随层层析析液液在在滤滤纸纸上上扩扩散散速速度度不不同同，这这样样，绿叶中的色素就在扩散过程中分开。绿叶中的色素就在扩散过程中分开。分离分离原理原理（一）实验：绿叶中色素的提取和分离（一）实验：绿叶中色素的提取和分离一、捕获光能的色素一、捕获光能的色素1.实验原理实验原理新课讲授一、捕获光能的色素（一）实验：绿叶中色素的提取和分离1、实验原理 思考：如何提取？如何分离色素？使用无水乙醇提取绿叶中的色素。纸层析法：不同色素在层析液中的溶解度不同：溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。一、捕获光能的色素（一）实验：绿叶中色素的提取和分离2、目的要求 进行绿叶中色素的提取和分离 探究绿叶
4、中含有几种色素 1.1.提取绿叶中的色素2.2.制备滤纸条3.3.画滤液细线4.4.分离绿叶中的色素5.5.观察和记录四、方法步骤剪碎剪碎加药品加药品研磨研磨过滤过滤无水乙醇无水乙醇：提取色素提取色素二氧化硅：二氧化硅：有助于研磨充分有助于研磨充分碳酸钙：碳酸钙：防止研磨中色素被破坏防止研磨中色素被破坏防止溶剂挥发，充分防止溶剂挥发，充分溶解色素溶解色素迅速、充分研磨：迅速、充分研磨：单层尼龙布单层尼龙布试管口塞紧试管口塞紧1.1.提取绿叶中的色素试管口加棉花防挥发试管口加棉花防挥发2.2.制备滤纸条铅笔线铅笔线画铅笔细线画铅笔细线取经干燥处理的滤纸，取经干燥处理的滤纸，将滤纸剪成长将滤纸剪成
5、长6cm6cm，宽，宽1cm1cm的滤纸条，的滤纸条，剪去一端剪去一端的两角的两角，在距离剪角端，在距离剪角端1cm1cm处用铅笔画一条处用铅笔画一条横线横线剪去两角的目的是使层析液扩剪去两角的目的是使层析液扩散均匀同时到达滤液细线散均匀同时到达滤液细线 画滤液细线滤液细线滤液细线画滤液细线画滤液细线要求：要求：细直齐细直齐 干燥后重复干燥后重复1 12 2次次防止色素带重叠而影响分离效果 积累更多的色素 分离绿叶中的色素要求：要求：层析液不能没及滤液线层析液不能没及滤液线插滤纸条插滤纸条层析液培养皿培养皿加盖防挥发培养皿加盖防挥发防止色素溶解于层析液中而无法分离 观察和记录讨论：讨论：滤纸条
6、上有滤纸条上有几条不几条不同颜色同颜色的色带？其的色带？其排序排序怎怎样？样？宽窄宽窄如何？这说明了如何？这说明了什么？什么？排序排序越上面越上面，说明该色素，说明该色素在层析液的在层析液的溶解度溶解度越越 扩散扩散速率越速率越 。色素带色素带越宽越宽，说明该色素，说明该色素含量越含量越 。高高快快多多胡叶ab从色素带的位置可知各种色素在层析液中溶解度的高低依次是：胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b。从色素带的宽度可知各种色素的含量一般是：叶绿素a 叶绿素b 叶黄素 胡萝卜素。结果分析实验注意事项1、无水乙醇和层析液都是（）的有机溶剂，所以研磨要快，收集的滤液要用棉塞塞住，层析时要加盖，尽量
7、减少有机溶剂的挥发。2、用干燥的定性滤纸，因为（）3、滤纸条一端剪去两个角是因为滤纸条边缘扩散快，中间扩散慢，（）其透性好，吸收滤液较多易挥发且有一定毒性保证使滤液能同步到达滤液细线4、滤液细线细、直、齐是（）5、重复画滤液细线2-3次，是为了（）6、层析时不要让滤液细线触及层析液，防止色素、层析时不要让滤液细线触及层析液，防止色素()中而无法分离中而无法分离防止色素带重叠而影响分离效果 积累更多的色素溶解于层析液二、说明色素的种类和功能二、说明色素的种类和功能胡萝卜素（胡萝卜素（橙黄色橙黄色）叶黄素叶黄素（黄色黄色）叶绿素叶绿素a(蓝绿色蓝绿色)叶绿素叶绿素b（黄绿色黄绿色）叶绿素叶绿素3/
8、4类胡萝卜素类胡萝卜素1/4绿叶中的色素功能：吸收、传递和转化光能功能：吸收、传递和转化光能捕获光能的色素捕获光能的色素绿叶中色素的作用绿叶中色素的作用绿叶中的绿叶中的色素提取液色素提取液图：自然光通过三棱镜图：自然光通过三棱镜图：自然光经过色素提取液后通过图：自然光经过色素提取液后通过三棱镜三棱镜现象：光屏出现明显的色光带现象：光屏出现明显的色光带现象：色光带变暗，现象：色光带变暗，且蓝紫光和红光大部分被吸收且蓝紫光和红光大部分被吸收叶绿素主要吸收叶绿素主要吸收蓝紫光蓝紫光和和红光红光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。吸收光能的百分比吸收光能的百分比0波长波长50100叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b
9、图：叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱图：叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱类胡萝卜素类胡萝卜素1.正常银杏的叶为什么呈绿色？叶绿体中叶绿素的含量多，且对绿光吸收量最少，绿光被反射出来，所以呈绿色；3.大棚种植蔬菜时，选择什么颜色的塑料薄膜最好？白色或无色2、秋季为什么变黄了？秋季，叶片的叶绿素分子在低温下被破坏，而类胡萝卜素较稳定，所以显出类胡萝卜素的颜色。色素的功能色素的功能叶绿体色素具有吸收光能、传递光能、转化光能的作用返回这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？叶叶绿绿体体结结构构模模式式图图外膜内膜基粒基质每个基粒都由每个基粒都由一个个圆饼状一个个圆饼状的囊状结构堆的囊状结构堆叠而成。这些叠
10、而成。这些囊状结构称为囊状结构称为类囊体。类囊体。吸收吸收光能的四种色光能的四种色素就分布在类素就分布在类囊体的薄膜上囊体的薄膜上。而每个基粒都而每个基粒都含有两个以上含有两个以上的的类囊体类囊体，多者可达多者可达100个以上。叶绿个以上。叶绿体内有如此多体内有如此多的的基粒和类囊基粒和类囊体，体，极大地扩极大地扩大了受光面积大了受光面积。二、叶绿体的结构和功能二、叶绿体的结构和功能1.叶绿体结构叶绿体结构色素分布：色素分布：类囊体薄膜上类囊体薄膜上酶分布：酶分布：类囊体薄膜和基质类囊体薄膜和基质现象：现象：分析：分析：在在没有空气没有空气的的黑暗黑暗环境环境中，用中，用极细的光束极细的光束照
11、射照射水绵水绵好氧细菌只集中在好氧细菌只集中在被光被光线照射的叶绿体线照射的叶绿体附近。附近。光线光线照射部位照射部位进行光进行光合作用产生了合作用产生了氧气氧气。恩格尔曼的实验恩格尔曼的实验叶绿体的功能叶绿体的功能在在没有空气没有空气的的光亮光亮环境中环境中现象：现象：分析：分析：产生产生氧气氧气的部位是的部位是叶绿体叶绿体。好氧细菌集中在好氧细菌集中在叶绿体所有叶绿体所有受光受光部位。部位。结论：结论：氧气氧气是是叶绿体释放叶绿体释放出来的，出来的，叶绿体叶绿体是绿色植物进行是绿色植物进行光合光合作用的场所作用的场所 选材好。水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气多的
12、部位。设计妙。没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对照实验。恩格尔曼实验的巧妙之处恩格尔曼实验的巧妙之处 叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。叶绿体的功能 课本P101叶绿体含光合色素所以说叶绿体是进行光合作用的结构基础。位于基粒类囊体上含光合酶位于基粒上（少量）位于基质中（大量）总结P101叶绿素叶绿素类胡萝卜素类胡萝卜素叶绿素叶绿素a(蓝绿色蓝绿色)叶绿素叶绿素b（黄绿色）（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶黄素（黄色
13、）（吸收红光和（吸收红光和蓝紫光）蓝紫光）（吸收蓝紫光）（吸收蓝紫光）含量约占含量约占3/4含量约占含量约占1/4叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。光光合合作作用用的的色色素素课堂小结例1、如图表示新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离的情况，以下说法正确的是（）A.四种色素都溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大B.丙、丁两种色素主要吸收蓝紫光和红光C.菠菜发黄的原因是色素甲、乙的含量减少D.水稻在开花时节，叶片中色素含量是（甲+乙）（丙+丁）C下列关于叶绿体的描述，正确的是（下列关于叶绿体的描述，正确的
14、是（）A叶绿体中的类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光叶绿体中的类胡萝卜素主要吸收红光和蓝紫光B光学显微镜可以观察到光学显微镜可以观察到类囊体类囊体C叶绿体外表的双层膜上具有叶绿素和酶叶绿体外表的双层膜上具有叶绿素和酶D基粒由类囊体堆叠而成基粒由类囊体堆叠而成【典型例题典型例题】D再见光合作用的原理和应用光合作用光合作用的概念的概念 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，并且释放出氧气的过程。原料：二氧化碳 水产物：糖类 氧气场所：叶绿体条件：光,多种酶（1）光合作用的原料、产物、场所、条件是什么？（2）你能用一个化学反应式表示出来吗?光能叶绿体CO2 +
15、H2 O （CH2O)+O2人们是如何发现光合作用过程的呢？人们是如何发现光合作用过程的呢？阅读课本P102，解决讨论题1/2/3绿藻绿藻绿藻绿藻H218OH2O C18O2 CO2H2OH218O O218O2（一）（一）（二）（二）1839 美国科学家 鲁宾、卡门结论：光合作用释放的氧气来自水。二、光合作用的过程光反应暗反应划分依据划分依据:反应过程反应过程是否需要光能是否需要光能光反应阶段叶绿体中的光合色素H2O水在光下分解O2HADP+Pi酶ATP光、酶、色素类囊体的薄膜上条件：场所：H2O光酶H+O2物质ADP+Pi+光能酶ATP能量光能 ATP中活跃化学能过程：CO2C5 固 定2
16、C3H供氢酶(CH2O)糖类场所：条件：叶绿体基质多种酶多种酶参加催化还 原过程：CO2+C5酶酶2C3酶酶(CH2O)+C5H ATPATP酶酶ADP+Pi+能量物质能量ATP中活跃的化学能 糖类中稳定的化学能 酶ATP供能ADP+Pi暗反应阶段卡尔文循环光反应阶段光反应阶段（叶绿体类囊体薄膜）（叶绿体类囊体薄膜）暗反应阶段暗反应阶段（叶绿体基质）（叶绿体基质）光能光能叶绿体叶绿体中的色素中的色素1818O O2 2ATPATP水在光下分解水在光下分解酶酶C C1818O O2 22C2C3 3C C5 5（CHCH2 21818O O）多种酶多种酶参加催化参加催化固固 定定供氢供氢ADP+PiADP+Pi供能供能还还原原HHH H2 21818O O光合作用光合作用总反应式：总反应式：CO2+H2O叶绿体叶绿体光能光能(CH2O)+O2讨论：条件变化时，各种物质合成量的动态变化。条件C3C5H和ATP(CH2O)合成量停止光照，CO2不变突然光照，CO2不变光照不变停止CO2供应光照不变，CO2增加增加减少减少或没有减少或没有减少增加增加增加减少增加减少或没有增加增加减少减少增加光
