1、探索发现第四节第四节 能量之源能量之源光与光合作用光与光合作用 含有色素的细胞器有哪些？含有色素的细胞器有哪些？绿叶中有哪些色素呢？绿叶中有哪些色素呢？液泡、叶绿体液泡、叶绿体一、实验一、实验绿叶中色素的提取和分离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、实验：绿叶中色素的提取和分离1、实验原理、实验原理：提取色素提取色素：（：（试剂：无水试剂：无水乙醇乙醇）,原因：各种色素能够溶解在无水乙原因：各种色素能够溶解在无水乙醇中。醇中。分离色素分离色素：（：（试剂：层析液试剂：层析液）各种）各种色素在色素在层析液层析液中的溶解度不同，在滤纸上中的溶解度不同，在滤纸上的扩散速度不同，
2、从而将其分离。这种方的扩散速度不同，从而将其分离。这种方法叫法叫纸层析法2、材料用具、材料用具：新鲜的绿叶新鲜的绿叶、定性滤纸、定性滤纸、尼龙布、棉塞、试管、毛细吸管、剪刀、药勺、尼龙布、棉塞、试管、毛细吸管、剪刀、药勺、研钵、杵棒、量筒、天平、无水乙醇、层析液等研钵、杵棒、量筒、天平、无水乙醇、层析液等第一课时第一课时 捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构l3、方法步骤：、方法步骤：l 1）.提取绿叶中的色素提取绿叶中的色素 l 取材取材 研磨研磨 过滤收集过滤收集l 2）.制备滤纸条制备滤纸条l 3）.画滤液细线画滤液细线l 4）.分离色素分离色素l 5）.观察和记录观察和记录提取色素
3、：提取色素：加少许的石英砂加少许的石英砂和碳酸钙和碳酸钙无水乙醇，快速无水乙醇，快速研磨研磨将研磨液进行将研磨液进行过滤过滤剪碎叶片，放入研钵中剪碎叶片，放入研钵中二、制备滤纸条三、划滤液细线滤液细线滤液细线1cm四、色素分离层析液滤液细线叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b(蓝绿色蓝绿色)(黄绿色黄绿色)胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素(橙黄色橙黄色)(黄色黄色)间距最远间距最远间距最近间距最近含量最多的色素是：在层析液中溶解度最大的色素是：叶绿素叶绿素a a胡萝卜素胡萝卜素叶绿素叶绿素（约占（约占3/43/4）类胡萝卜素类胡萝卜素（约占（约占1/41/4）叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b胡
4、萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素(橙黄色橙黄色)(黄色黄色)(蓝绿色蓝绿色)(黄绿色黄绿色)4 4、绿绿叶叶中中的的色色素素C55H72O5N4MgC55H70O6N4MgC40H56C40H56O25在该实验中：在该实验中：（1）加SiO2、加CaCO3的目的分别是：研磨研磨充分充分,防止叶绿素被破坏防止叶绿素被破坏。（2）将叶绿体色素进行分离的方法叫将叶绿体色素进行分离的方法叫_（3）对滤纸剪去两角的目的）对滤纸剪去两角的目的是使层析液是使层析液同时到达同时到达滤液细线滤液细线。（4）重复划线的目的：）重复划线的目的：（5）画滤液细线要求）画滤液细线要求细、直、齐细、直、齐，这样可避免，这样可避
5、免色素带部分重叠色素带部分重叠,以取得较好的分离效果以取得较好的分离效果。（6）层析装置加盖的目的是）层析装置加盖的目的是防止防止层析液挥发层析液挥发。纸层析法纸层析法使色素的含量增多初试牛刀初试牛刀1 1把溶有色素的层析液，滴在圆形把溶有色素的层析液，滴在圆形滤纸的中央，色素带圆环由外到内依次为：滤纸的中央，色素带圆环由外到内依次为：A.A.叶绿素叶绿素b b胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a a B.B.叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素 C.C.叶黄素叶黄素叶绿素叶绿素a a叶绿素叶绿素b b胡萝卜素胡萝卜素 D.D.胡萝卜素胡萝卜素叶黄素叶黄素叶绿
6、素叶绿素a a叶绿素叶绿素b bD2、把下列药物选入相应的空白处、把下列药物选入相应的空白处 保护叶绿素保护叶绿素（）溶解各种色素溶解各种色素（）为研磨充分为研磨充分（）促使各种色促使各种色素在滤纸上扩散素在滤纸上扩散（）A 无水乙醇无水乙醇 B碳酸钙碳酸钙 C二氧二氧化硅化硅 D层析液层析液BACD3.3.叶绿体色素的纸层析结果显示叶绿素叶绿体色素的纸层析结果显示叶绿素b b位于层析滤纸的最下端，原因（位于层析滤纸的最下端，原因（）A A、分子量最小、分子量最小 B B、分子量最大、分子量最大C C、在层析液中的溶解度最小、在层析液中的溶解度最小 D D、在层析液中的溶解度最大、在层析液中的
7、溶解度最大C4 4做色素提取和分离实验的正确装置是做色素提取和分离实验的正确装置是图中（图中（）D5 5、分别在分别在A A、B B、C C三个研钵中加入三个研钵中加入2 2克菠菜，经研磨、提克菠菜，经研磨、提取得到三种颜色的溶液：深绿色、黄色、几乎无色。注：取得到三种颜色的溶液：深绿色、黄色、几乎无色。注：“+”表示加，表示加，“”表示不加。表示不加。处理处理A AB BC C二氧化硅（少量）二氧化硅（少量）+碳酸钙（少量）碳酸钙（少量）+无水乙醇（无水乙醇（10ml10ml）+蒸馏水（蒸馏水（10ml10ml）+（1 1）A A处理得到的溶液颜色是处理得到的溶液颜色是 ，原因是，原因是_
8、（2 2）B B处理得到的溶液颜色是处理得到的溶液颜色是 ，原因是，原因是_ （3 3）C C处理得到的溶液颜色是处理得到的溶液颜色是 ，（4 4）划滤液细线要求）划滤液细线要求_ （5 5）分离色素时关键注意）分离色素时关键注意 ，加盖的目，加盖的目的的_ 黄色黄色叶绿素被破坏叶绿素被破坏几乎无色几乎无色色素未被提取出来色素未被提取出来深绿色深绿色细、直、齐、细、直、齐、层析液不要没及滤液细线层析液不要没及滤液细线防止层析液挥发防止层析液挥发叶绿体色素溶液叶绿体色素溶液因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现射回来，所以叶片才呈现绿色绿色。叶
9、绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光叶片为什么往往是绿色的呢？0波长波长吸收光能的百分比吸收光能的百分比50100叶绿素叶绿素a叶绿素叶绿素b类胡萝卜素类胡萝卜素讨论：为什么不使用绿色的塑料薄膜或补充绿讨论：为什么不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源？色光源？用红色或蓝色的用红色或蓝色的塑料薄膜塑料薄膜挂挂红色红色或或蓝色蓝色的灯管的灯管例例.在光照强度相同的情况下在光照强度相同的情况下,对绿色植物对绿色植物光合作用最有利的光是光合作用最有利的光是()()，其次是，其次是()效果最差的是效果最差的是()()A.A.红光红光 B.B.蓝紫光蓝紫光 C.C.白光白光 D
10、.D.绿光绿光 CBD 这些色素存这些色素存在于细胞的什在于细胞的什么部位呢？么部位呢？1865年，德国植年，德国植物学家萨克斯发现物学家萨克斯发现色素集中在叶绿体色素集中在叶绿体中中基粒基粒外膜外膜内膜内膜基质基质类囊体类囊体(有色素和酶有色素和酶)(含有酶含有酶)二、叶绿体的结构二、叶绿体的结构 叶绿体叶绿体1、叶绿体的外膜、内膜、叶绿体的外膜、内膜、类囊体薄膜都属于类囊体薄膜都属于:膜，基本支架都是膜，基本支架都是:生物生物磷脂双分子层磷脂双分子层练习练习1、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是有关叶绿体的叙述正确的是（）
11、A叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上叶绿体中的色素都分布在囊状结构的膜上B叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上C光合作用的酶只分布在叶绿体基质中光合作用的酶只分布在叶绿体基质中D光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上A2在一定时间内，同一株绿色植物在哪种在一定时间内，同一株绿色植物在哪种光的照射下，放出的氧气最多光的照射下，放出的氧气最多（）A红光和绿光红光和绿光B红光和蓝紫光红光和蓝紫光C蓝紫光和绿光蓝紫光和绿光D蓝紫光和橙光蓝紫光和橙光B 叶绿体的作用叶绿体的作用仅仅是吸收光能仅仅是吸收光能吗？吗？材料：材料：水绵水绵好氧
12、细菌好氧细菌水绵结构水绵结构恩格尔曼实验1880年，(美）恩格尔曼实验恩格尔曼实验黑暗、无黑暗、无空气环境空气环境 极细光束极细光束照射照射完全暴光完全暴光好氧菌只集中在叶绿好氧菌只集中在叶绿体被光束照射到的地方体被光束照射到的地方好氧菌集中在叶绿体好氧菌集中在叶绿体所有受光部位所有受光部位光束完全暴光完全暴光极细光束照射极细光束照射氧气是叶绿体释放出来的。氧气是叶绿体释放出来的。叶绿体是光合作用的场所。叶绿体是光合作用的场所。光合作用需要光合作用需要光光结论结论:恩格尔曼实验 第二课时第二课时绿色植物绿色植物通过通过叶绿体叶绿体，利用，利用光能光能把把CO2和和H20合合成为储存能量的有机物
13、（成为储存能量的有机物（CH2O），并且释放），并且释放O2的过程的过程光合作用的概念：光合作用的概念：产物产物产物产物场所场所场所场所条件条件条件条件原料原料原料原料产物产物产物产物 人们对光合作用的探人们对光合作用的探索经历了漫长的历程。索经历了漫长的历程。一段时间后一段时间后一段时间后一段时间后1、1771年普利斯特利实验年普利斯特利实验一、实验：结论：绿色植物结论：绿色植物可以更新空气可以更新空气普利斯特利没有发现普利斯特利没有发现光光在植物更新空气中的作在植物更新空气中的作用。用。普利斯特利的实验只有在阳光照射普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功。下才能成功。植物体只有在光下才能
14、更新空气。植物体只有在光下才能更新空气。2、英格豪斯实验（、英格豪斯实验（1779年）年）此时，人们尚不了解植物吸收和放出此时，人们尚不了解植物吸收和放出的究竟是什么气体。的究竟是什么气体。1785年，由于发现了年，由于发现了空气的组成，人们才明空气的组成，人们才明确绿叶在确绿叶在光下光下放出的放出的气体是氧气，吸收的是气体是氧气，吸收的是二氧化碳二氧化碳那么光能哪里去了？那么光能哪里去了？3、1845年，德国科学家梅耶根据年，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律明确指出：植物能量转化与守恒定律明确指出：植物进行光合作用时，把光能转换成化学进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。能储存起来
15、。光能转换成化学能，贮存于什么物光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？质中呢？即植物在吸收水分和二氧化碳、释放氧气的过即植物在吸收水分和二氧化碳、释放氧气的过程中，还产生了什么物质呢？程中，还产生了什么物质呢？一一半半曝曝光光，一一半半遮遮光光在在暗暗处处放放置置几几小小的的叶叶片片4、1864年年萨克斯（德）实验萨克斯（德）实验 暗处理暗处理光照光照碘蒸汽处理碘蒸汽处理目的：消耗掉叶目的：消耗掉叶片中的营养物质片中的营养物质结论：光合作用的产物除氧气外还有淀粉酒精脱色酒精脱色遮光遮光结论：光合作用的产物是淀粉，需要光思考思考:1为什么对天竺葵先进行暗处理？2为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光
16、呢？3这个实验说明了什么问题？暗处理是为了将叶片内原有的淀粉运走耗尽。部分遮光部分曝光，是为了进行对照。遮光组为实验组，曝光组为对照组。绿叶在光下通过光合作用制造了淀粉。1864年，德国科学家萨克斯半遮光实验同位素标记法：同位素标记法：科学家通过追踪科学家通过追踪 的化合物，可以弄清的化合物，可以弄清 的详细过程。这种方法叫做同位素标的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。记法。同位素标记同位素标记化学反应化学反应光合作用释放的光合作用释放的O2到底是来自到底是来自H2O，还是还是CO2呢？呢？CO2C18O2H2O光照下的光照下的球藻悬液球藻悬液H218OO218O25、1939年年鲁宾鲁宾、卡门、卡门同位素标记法研究同位素标记法研究氧的同位素：氧的同位素：18O结论：光合作用释放的氧气来自水。结论：光合作用释放的氧气来自水。下图是小球藻进行光合作用示意图，图中物质A与物质B的分子量之比是（）C18O2AH2OCO2BH218O光照射光照射下的小下的小球藻球藻A：B：提出问题：提出问题：光合作用产生的有机物又是怎样合成的呢？光合作用产生的有机物又是怎样合成的呢？研究方法：研究方法：同位
