(共22张PPT)
光反应
银杏的叶片通常是绿色的，但是当叶片衰老时或到了秋天，我们会看到叶片变为黄色。这是什么原因造成的？叶片中到底有哪些种类的色素？这些色素如何利用光能呢？
寻找证据
实
验
目的要求：
1.尝试提取和分离叶绿体中的色素。
2.列举叶绿体中含有的色素种类。
实验原理：
1.色素能够溶解在有机溶剂中。
2.绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。
一、叶绿体通过光合色素捕获光能
寻找证据
实
验
材料用具：
新鲜的绿叶（如菠菜叶片）
药品：无水乙醇，层析液（由20份石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成），二氧化硅和碳酸钙。
仪器：干燥的定性滤纸，试管，棉塞，研钵，玻璃漏斗，尼龙布，载玻片，盖玻片，剪刀，药匙，10mL量筒，天平，层析管，胶塞，刻度尺，铅笔等。
一、叶绿体通过光合色素捕获光能
寻找证据
实
验
方法步骤：
一、叶绿体通过光合色素捕获光能
①提取绿叶中的色素
称取5g绿叶，剪去主脉，剪碎，放入研钵
向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入5mL无水乙醇，迅速、充分地进行研磨
将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块单层尼龙布）进行过滤
将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严
SiO2：使碾磨充分
CaCO3：防止色素被破坏
无水乙醇：提取色素
寻找证据
实
验
方法步骤：
一、叶绿体通过光合色素捕获光能
②制备滤纸条
铅笔线
画铅笔细线
将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸条，再将滤纸条一端剪去两角
在距剪去两角一端底部1cm处用铅笔画一条细的横线
减去两角的目的：
防止层析液从边缘扩散速度太快。
寻找证据
实
验
方法步骤：
一、叶绿体通过光合色素捕获光能
③画滤液细线
滤液细线的要求：
细、直、齐（使色素处于同一起跑线）；
重复2—3次（防止色素太少分离现象不明显）。
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀的画出一条细线（也可将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。待滤液干后，再重画一到两次
寻找证据
实
验
方法步骤：
一、叶绿体通过光合色素捕获光能
注意
（1）滤液细线不能触到层析液，防止色素溶解在层析液中。
（2）试管要塞上棉塞、烧杯要盖上培养皿，因为层析液易挥发且有毒。且应在通风好的条件下进行，实验结束应尽快用肥皂将手洗干净。
④分离绿叶中的色素
层析液
培养皿
滤液细线
根据实验获得的信息，思考下列问题：
1.逆光观察看到的是透射光，顺光观察看到的是反射光。两种情况下叶绿素溶液的颜色有何不同？
2.层析分离后滤纸条上先后排列几条色素带？比较其颜色和宽度。
1.逆光观察看到的是透射光，顺光观察看到的是反射光。两种情况下叶绿素溶液的颜色有何不同？
色素滤液在透射光下呈绿色，在反射光下呈暗红色。
2.层析分离后滤纸条上先后排列几条色素带？比较其颜色和宽度。
叶绿体中的色素在滤纸条上形成了4条色素带；分别是蓝绿色的叶绿色a，黄绿色的叶绿素b，橙黄色的胡萝卜素和黄色的叶黄素，其中叶绿素a最宽，胡萝卜素最窄。
叶片中的色素会吸收光能，而且是吸收特定波长范围的光。实际上，叶绿素主要吸收蓝紫光和红橙光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光（图4-30）。叶片之所以呈现绿色，正是因为叶绿体中的色素对绿光吸收最少，绿光被反射了出来。
叶绿素的合成需要光照和适宜的温度，秋季温度降低，光照强度变弱，再加上叶片自身衰老的原因，叶绿素逐渐降解，类胡萝卜素的颜色便显现了出来。
图4-30
叶绿体中色素的吸收光谱
小结：
色素
色素颜色
含量
溶解度
扩散速度
吸收光能
橙黄色
黄色
蓝绿色
黄绿色
最少
较少
最多
较多
最大
较大
较小
最小
最快
较快
较慢
最慢
蓝紫光
蓝紫光
红光
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素ａ
叶绿素ｂ
与光合作用有关的色素存在于哪呢？
寻找证据
阅
读
二、光能在类囊体膜上转化为活跃的化学能
阅读P118-119页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1.恩格尔曼在实验中选用水绵作为实验材料的原因是什么？好氧细菌的作用是什么？该实验说明光合作用发生在细胞内的什么结构中？
2.资料2说明光合作用中O2的生成和有机物的生成是两个相对独立的反应还是一个完整不可分割的反应？
3.资料2和资料3说明光合作用释放的O2来自H2O还是CO2？H2O分解后释放的电子和H+的受体是什么物质？
4.资料4说明叶绿体中ATP生成的直接驱动力是什么？这与有氧呼吸中线粒体内膜上ATP的生成机制有什么相似之处？
1.恩格尔曼在实验中选用水绵作为实验材料的原因是什么？好氧细菌的作用是什么？该实验说明光合作用发生在细胞内的什么结构中？
水绵细胞中只有少数几个长带状的叶绿体，便于观察；好氧细菌的分布位置可以准确指示O2的释放场所；叶绿体是光合作用的场所。
2.资料2说明光合作用中O2的生成和有机物的生成是两个相对独立的反应还是一个完整不可分割的反应？
O2的生成和有机物的生成是两个相对独立的反应。
3.资料2和资料3说明光合作用释放的O2来自H2O还是CO2？H2O分解后释放的电子和H+的受体是什么物质？
光合作用释放的O2来自H2O；H2O分解后释放的电子和H+的受体是NADP+。
4.资料4说明叶绿体中ATP生成的直接驱动力是什么？这与有氧呼吸中线粒体内膜上ATP的生成机制有什么相似之处？
ATP合成酶；都是在酶的催化作用下，发生化学反应，生成相应ATP。
基粒
内膜
外膜
基质
类囊体
结构：
外膜、内膜、基粒、基质
形态：
扁平的椭球形
基粒的类囊体的薄膜上
色素的分布：
极大地扩展了受光面积
光反应的过程
叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，分布了许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用的酶。
光反应可概括为水的光解、[H]的生成和ATP的生成这3组反应。光能在光反应中被捕获，转变成了ATP和[H]中活跃的化学能。
小结：
知识梳理
光反应
叶绿体通过光合色素捕获光能
光能在类囊体膜上转化为活跃的化学能
谢
谢光反应
【教学目标】
1．能说出叶绿体色素的种类、颜色、含量、作用和吸收光谱。
2．通过实验，掌握提取、分离色素的实验方法。
3．能说出叶绿体适于进行光合作用的结构和功能。
4．能够运用色素与光合作用的原理解释生产生活中的相关现象。
【教学重点】
1．能说出叶绿体色素的种类、颜色、含量、作用和吸收光谱。
2．能说出叶绿体适于进行光合作用的结构和功能。
【教学难点】
提取、分离色素的实验方法。
【教学过程】
一、导入新课
银杏的叶片通常是绿色的，但是当叶片衰老时或到了秋天，我们会看到叶片变为黄色。这是什么原因造成的？叶片中到底有哪些种类的色素？这些色素如何利用光能呢？（通过实例，导入新课，引发学生思考，激发学生兴趣和探究欲）
二、讲授新课
（一）叶绿体通过光合色素捕获光能
寻找证据——实验
目的要求：
1．尝试提取和分离叶绿体中的色素。
2．列举叶绿体中含有的色素种类。
实验原理：
1．色素能够溶解在有机溶剂中。
2．绿叶中的色素不只有一种，他们都能溶解在层析液中，但不同的色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的快，反之则慢。
材料用具：新鲜的绿叶（如菠菜叶片）
药品：无水乙醇，层析液（由20份石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成），二氧化硅和碳酸钙。
仪器：干燥的定性滤纸，试管，棉塞，研钵，玻璃漏斗，尼龙布，载玻片，盖玻片，剪刀，药匙，10mL量筒，天平，层析管，胶塞，刻度尺，铅笔等。
阅读课本P116页实验的具体方法步骤，根据实验获得的信息，思考下列问题：
1．逆光观察看到的是透射光，顺光观察看到的是反射光。两种情况下叶绿素溶液的颜色有何不同？
2．层析分离后滤纸条上先后排列几条色素带？比较其颜色和宽度。
每个学生先自己独立完成，然后以组为单位进行讨论，各组代表回答上述问题。教师点评：
1．色素滤液在透射光下呈绿色，在反射光下呈暗红色。
2．叶绿体中的色素在滤纸条上形成了4条色素带；分别是蓝绿色的叶绿色a，黄绿色的叶绿素b，橙黄色的胡萝卜素和黄色的叶黄素，其中叶绿素a最宽，胡萝卜素最窄。
通过学习，我们已经明确了叶片中的色素会吸收光能，而且是吸收特定波长范围的光。实际上，叶绿素主要吸收蓝紫光和红橙光，而类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。叶片之所以呈现绿色，正是因为叶绿体中的色素对绿光吸收最少，绿光被反射了出来。由于叶绿素的合成需要光照和适宜的温度，秋季温度降低，光照强度变弱，再加上叶片自身衰老的原因，叶绿素逐渐降解，类胡萝卜素的颜色便显现了出来。
小结：
色素
色素颜色
含量
溶解度
扩散速度
吸收光能
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素ａ
叶绿素ｂ
（二）光能在类囊体膜上转化为活跃的化学能
寻找证据——阅读
阅读P118-119页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．恩格尔曼在实验中选用水绵作为实验材料的原因是什么？好氧细菌的作用是什么？该实验说明光合作用发生在细胞内的什么结构中？
2．资料2说明光合作用中O2的生成和有机物的生成是两个相对独立的反应还是一个完整不可分割的反应？
3．资料2和资料3说明光合作用释放的O2来自H2O还是CO2？H2O分解后释放的电子和H+的受体是什么物质？
4．资料4说明叶绿体中ATP生成的直接驱动力是什么？这与有氧呼吸中线粒体内膜上ATP的生成机制有什么相似之处？
每个学生先自己独立完成，然后以组为单位进行讨论，各组代表回答上述问题。教师点评，展示相应问题的答案。
小结：叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，分布了许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用的酶。
光反应可概括为水的光解、[H]的生成和ATP的生成这3组反应。光能在光反应中被捕获，转变成了ATP和[H]中活跃的化学能。
【板书设计】光反应
【学习目标】
1．能说出叶绿体色素的种类、颜色、含量、作用和吸收光谱。
2．通过实验，掌握提取、分离色素的实验方法。
3．能说出叶绿体适于进行光合作用的结构和功能。
4．能够运用色素与光合作用的原理解释生产生活中的相关现象。
【学习重点】
1．能说出叶绿体色素的种类、颜色、含量、作用和吸收光谱。
2．能说出叶绿体适于进行光合作用的结构和功能。
【学习难点】
提取、分离色素的实验方法。
【学习过程】
一、自主学习
寻找证据——实验
阅读课本P116页资料，根据实验获得的信息，思考下列问题：
1．逆光观察看到的是透射光，顺光观察看到的是反射光。两种情况下叶绿素溶液的颜色有何不同？
2．层析分离后滤纸条上先后排列几条色素带？比较其颜色和宽度。
寻找证据——阅读
阅读P118-119页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．恩格尔曼在实验中选用水绵作为实验材料的原因是什么？好氧细菌的作用是什么？该实验说明光合作用发生在细胞内的什么结构中？
2．资料2说明光合作用中O2的生成和有机物的生成是两个相对独立的反应还是一个完整不可分割的反应？
3．资料2和资料3说明光合作用释放的O2来自H2O还是CO2？H2O分解后释放的电子和H+的受体是什么物质？
4．资料4说明叶绿体中ATP生成的直接驱动力是什么？这与有氧呼吸中线粒体内膜上ATP的生成机制有什么相似之处？
二、知识巩固
1．下列关于叶绿体中类囊体的叙述，正确的是(
)
A．叶绿体中的一个基粒就是一个类囊体
B．光合色素都分布在类囊体的双层薄膜上
C．组成各基粒的类囊体之间没有结构上的联系
D．基粒和类囊体极大地扩大了光合作用的反应面积
2．在进行“叶绿叶中色素的提取和分离实验”时，不让层析液没及滤液细线的原因是(
)
A．滤纸上的几种色素会扩散不均匀而影响实验结果
B．滤纸上的滤液细线会变粗而使色素太分散
C．色素会溶解在层析液中而使实验失败
D．滤纸上的几种色素会混合起来不分散
3．某同学在做绿叶中色素的提取和分离实验时，为了确定无水乙醇、CaCO3和SiO2的作用，进行了4组实验来验证，4组实验结果如图所示，第④组是进行了正确操作的对照组。下列针对实验结果的相关分析错误的是(
)
A．绿叶中的色素都能够溶解在层析液中，四种色素的溶解度相同
B．①可能是由于未加CaCO3而得到的实验结果
C．②可能是由于用水取代了无水乙醇而得到的实验结果
D．③可能是由于未加SiO2而得到的实验结果
4．下图为叶绿体结构示意图，下列有关叶绿体结构与功能的叙述，错误的是(
)
A．①和②具有选择透过性
B．③上既有光合色素，又有与光合作用有关的酶
C．③和④中都有与光合作用有关的酶
D．有叶绿体的细胞才能进行光合作用
5．德国科学家恩格尔曼利用水绵(这种绿藻具有呈螺旋状的叶绿体)，研究光对光合作用的效应。他将水绵放在一张载有好氧细菌悬浮液的玻片上，这些细菌会移往氧浓度高的区域。他观察细菌在不同光照下的分布情况，结果如图所示。
（1）描述B情况下细菌的分布情况如何？
，如此分布是因为光合作用释放
。
（2）该实验证实了光合作用的场所是
，吸收光能的色素和催化反应的酶分别分布在
。
（3）恩格尔曼进行装置C的实验，其目的是什么？
，在
区域的细菌特别多。
答案
1．解析：叶绿体是双层膜结构，膜内有许多个绿色的基粒，基粒和基粒之间充满着基质。每个基粒都含有两个以上的类囊体，类囊体由单层膜构成。叶绿体的基粒之间通过膜状结构相连。基粒及类囊体扩大了叶绿体内膜的表面积，因此扩大了光合作用的反应面积。
答案：D
2．解析：层析液是有机溶剂，色素易溶于有机溶剂。若层析液没及滤液细线，色素就会溶于层析液而得不到色素带。
答案：C
3．解析：绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同；若未加CaCO3，叶绿素可能被破坏，因而下边的两条色素带比正常的窄，如结果①；若实验中所加溶剂为水，则提取不到叶绿体中的色素，因为色素不溶于水，如结果②；若未加SiO2，可能导致研磨不充分，即各种色素的提取量均少于正常情况，如结果③。
答案：A
4．解析：①②表示叶绿体的外膜和内膜，它们具有选择透过性。③为叶绿体的基粒，其上含有进行光合作用的色素和酶。④为叶绿体基质，也是进行光合作用的场所，也具有与光合作用有关的酶。色素和酶是进行光合作用的必要条件，具有色素和酶而不具有叶绿体的蓝藻等也可进行光合作用。
答案：D
5．解析：（1）白光的光质较为均匀，好氧细菌主要分布在能进行光合作用产生O2的叶绿体周围。（2）通过螺旋状的叶绿体与好氧细菌的关系可以看出进行光合作用的场所为叶绿体，吸收光能的色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，而酶有的分布在类囊体上，有的分布在叶绿体基质中。（3）在C实验中的自变量是光质，主要有红、绿、蓝三区，而在红光和蓝光区域的好氧细菌远远多于绿光区域。
答案：（1）细菌集中在叶绿体周围
O2
（2）叶绿体
类囊体的薄膜上、类囊体上和叶绿体基质中
（3）找出不同颜色的光对光合作用的影响
红光和蓝光
