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3.2 光合作用——光能的捕獲和轉(zhuǎn)換（第1課時(shí)）
1、了解光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程。
2、掌握葉綠體中色素提取和分離的原理、方法。
3、概述色素的種類和作用。
下列兩種苗哪一個(gè)可以正常的生長發(fā)育？原因是什么？
情境導(dǎo)入
白化苗
正常苗
白化苗無法進(jìn)行光合作用，待種子中貯存的養(yǎng)分耗盡就會(huì)死亡。
正常幼苗進(jìn)行光合作用，制造有機(jī)養(yǎng)料。
一、解開光合作用之謎
1.海爾蒙特（比利時(shí)）的“柳樹實(shí)驗(yàn)”
樹木只要有水，就能生長發(fā)育 。
你認(rèn)為海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否正確？
他忽視了哪些重要因素？
2.英格豪斯實(shí)驗(yàn)過程
結(jié)論：植物需要 才能產(chǎn)生氣體，
后來人們確定綠葉在陽光下放出的氣體是O2。
陽光
3.薩克斯實(shí)驗(yàn)過程
碘蒸氣處理
見光部分
遮光部分
遮光處理
酒精（目的 ）
暗處理
在暗處放置1-2天
光照
光照幾個(gè)小時(shí)
饑餓處理目的是什么？
清水漂洗
清水漂洗
水浴加熱
結(jié)論:葉片在光下產(chǎn)生了 。
淀粉
通過自己設(shè)計(jì)的光學(xué)儀器發(fā)現(xiàn)，葉綠素的吸收光譜與光合作用的作用光譜相吻合。
結(jié)論：光合作用中利用的光與葉綠素吸收光能有關(guān)。
4.俄國科學(xué)家季米里亞捷夫
極 細(xì) 光 束
實(shí)驗(yàn)一.黑暗中用極細(xì)的光束照射
實(shí)驗(yàn)二.均勻光照下
現(xiàn)象一：好氧細(xì)菌集中在照射到的葉綠體部位。
現(xiàn)象二：聚集現(xiàn)象消失，好氧細(xì)菌均勻分布于葉綠體所有部位。
結(jié)論：光合作用的場所是 ，條件是 。
葉綠體
光
5.恩格爾曼實(shí)驗(yàn)過程
結(jié)論：葉綠體中含有能有效地吸收利用 的物質(zhì)，
這些物質(zhì)吸收的光與綠葉在光下產(chǎn)生氧氣有關(guān)。
實(shí)驗(yàn)三.通過三棱鏡用不同顏色的極細(xì)光束同時(shí)照射葉綠體不同部位
紅光與藍(lán)光
現(xiàn)象三：好氧細(xì)菌主要分布于紅光與藍(lán)光照射區(qū)域
結(jié)論：釋放的氧全部來自參加反應(yīng)的 。
同位素標(biāo)記法
水
18O2
H218O
O2
光照射下的
小球藻懸液
CO2
A
H2O
C18O2
B
方法：
6.魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)過程
糖類等有機(jī)物
結(jié)論：CO2主要用于合成 。
7.卡爾文實(shí)驗(yàn)過程
二、提取和分離葉綠體中的光合色素
（一）實(shí)驗(yàn)原理
1.提取色素的原理
無水乙醇等有機(jī)溶劑能溶解綠葉中的各種光合色素。
色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的在濾紙上擴(kuò)散的快，反之則慢。
2.分離色素的原理
分離方法：
紙層析法
1、提取色素
①5g .
→剪碎放入研缽中
②加入少許二氧化硅和碳酸鈣，分次少量加入5ml無水乙醇
有助于充分研磨
防止葉綠素分子被破壞
溶解色素
作用？
選材？
新鮮綠葉
（二）實(shí)驗(yàn)步驟
③將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中進(jìn)行過濾
④及時(shí)用棉塞塞緊試管口
（防止乙醇揮發(fā)，色素氧化）
單層
尼龍布
用什么過濾？
深綠色
① 制備濾紙條
思考：減去兩角的的原因？
2、分離色素：
防止層析液在濾紙條邊緣處擴(kuò)散過快。
②畫濾液細(xì)線
要求
細(xì)而直
目的：
色素帶平整，不重疊。
干了再畫，重復(fù)幾次
目的：
增加色素量，使色素帶清晰。
③分離色素
層析液
培養(yǎng)皿
注意：濾液細(xì)線不能觸及層析液
防止色素溶解在層析液中，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。
（橙黃色）
（黃色）
（藍(lán)綠色）
（黃綠色)
胡蘿卜素
葉黃素
葉綠素a
葉綠素b
類胡蘿卜素
葉綠素
溶解度最大？
含量最多？
胡蘿卜素
葉綠素a
（含量約占3/4）
（含量約占1/4）
你還可以用哪些方法分離這些色素？
實(shí)驗(yàn)異常結(jié)果分析
A.收集到的濾液綠色過淺：
未加碳酸鈣或加入過少，葉綠素分子被破壞。
未加二氧化硅，研磨不充分。
一次加入大量的無水乙醇,提取濃度太低。
使用放置數(shù)天的菠菜葉，葉綠素含量少。
B.濾紙條只呈現(xiàn)胡蘿卜素、葉黃素兩條色素帶：
忘記加碳酸鈣導(dǎo)致葉綠素分子被破壞。
所用葉片為“黃葉”。
C.濾紙條看不到色素帶
未加無水乙醇。
濾液細(xì)線觸及層析液，色素溶解到層析液中。
D.濾紙條色素帶重疊：
濾液細(xì)線未達(dá)到細(xì)、齊的要求，使色素?cái)U(kuò)散不一致造成的。
三、捕獲光能的色素
綠葉中的色素
葉綠素
類胡蘿卜素
葉綠素a
葉綠素b
胡蘿卜素
葉黃素
：主要吸收 .
:主要吸收 .
紅光和藍(lán)紫光
藍(lán)紫光
分析：為什么植物春夏葉子翠綠 而深秋則葉片金黃呢？
由于葉綠素的含量大大超過類胡蘿卜素，而且色素對綠光吸收最少，大部分綠光被反射出來。
低溫使葉綠素大量破壞，而使類胡蘿卜素的顏色顯示出來。
當(dāng)溫度低于7 ℃時(shí)，樹葉中會(huì)生成花青素。
無色透明
分析： 溫室大棚通常用什么顏色的塑料薄膜？
不能；光合色素基本上不吸收綠光。
有的溫室在夜間懸掛紅色或藍(lán)色的燈管，綠色的可以嗎？
光合色素的提取和分離
發(fā)現(xiàn)史
提取
分離
光合作用
捕獲光能的色素
葉綠素
類胡蘿卜素

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