第4節(jié) 能量之——光與光合作用
●從容說(shuō)
光合作用是生物界乃至整個(gè)自然界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝，光合作用也真實(shí)地顯示出生命系統(tǒng)的自主性和高度有序性。初中階段，學(xué)生通過(guò)一系列探索性實(shí)驗(yàn)，初步形成光合作用的概念。高中生物學(xué)本將為學(xué)生提供光合作用的研究史料，期望學(xué)生不僅能從光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中深化對(duì)概念的理解，而且能受到科學(xué)家崇高的精神境界的熏陶，領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法。因此，教學(xué)中要組織學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)和討論這一部分史料。光合作用內(nèi)容的學(xué)習(xí)始于綠葉中色素吸收和轉(zhuǎn)化光能，教學(xué)中要指導(dǎo)學(xué)生做好《綠葉中色素的提取和分離》的探究性實(shí)驗(yàn)，并借助投影機(jī)、三棱鏡和新鮮菠菜葉片濾液和新鮮胡蘿卜濾液等做好綠葉中色素吸收光譜的演示實(shí)驗(yàn)，通過(guò)葉綠體結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)讓學(xué)生進(jìn)一步到生物體結(jié)構(gòu)與功能的相統(tǒng)一。光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)過(guò)程是本小節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，要讓學(xué)生重點(diǎn)掌握這兩個(gè)過(guò)程中的物質(zhì)變化和能量變化以及發(fā)生的部位和條，并從物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)變的高度去認(rèn)識(shí)光合作用的意義。為了更好地讓學(xué)生認(rèn)識(shí)光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，可通過(guò)自主與合作學(xué)習(xí)的方式，嘗試讓學(xué)生利用各種媒體去調(diào)查和收集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有哪些提高光合作用強(qiáng)度的措施，并組織好學(xué)生完成教材中的探究活動(dòng)——環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。
●三維目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
（1）說(shuō)出綠葉中色素的種類(lèi)和作用。
（2）說(shuō)出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。
（3）說(shuō)明光合作用以及對(duì)它的認(rèn)識(shí)過(guò)程。
（4）嘗試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。
（5）說(shuō)出光合作用原理的應(yīng)用。
（6）簡(jiǎn)述化能合成作用。
2.過(guò)程與方法（1）自主與合作學(xué)習(xí)：利用各種媒體調(diào)查和收集資料，學(xué)會(huì)鑒別、選擇、運(yùn)用和分享 信息。
（2）訓(xùn)練表達(dá)能力：嘗試將你所獲得的信息表達(dá)出。
（3）活動(dòng)與探究：通過(guò)探究“環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響”，初步學(xué)會(huì)科學(xué)研究的一般方法，發(fā)展科學(xué)探究能力。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
（1）通過(guò)光合作用發(fā)現(xiàn)史的學(xué)習(xí)，使學(xué)生受到科學(xué)家們崇高的精神境界的熏陶，并養(yǎng)成質(zhì)疑、求實(shí)、創(chuàng)新及勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。
（2）通過(guò)了解光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)生物科學(xué)的價(jià)值，從而樂(lè)于學(xué)習(xí)生物科學(xué)。
●教學(xué)重點(diǎn)
1.綠葉中色素的種類(lèi)和作用。
2.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(guò)程及相互關(guān)系。
4.影響光合作用的環(huán)境因素。
●教學(xué)難點(diǎn)
1.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過(guò)程。
2.探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。
●教具準(zhǔn)備
多媒體、各種實(shí)驗(yàn)器材、學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和相關(guān)照片等，教學(xué)掛圖。
●時(shí)安排
3時(shí)

第一時(shí) 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

●教學(xué)過(guò)程
［前準(zhǔn)備］
（1）制作多媒體；
（2）《綠葉中色素的提取與分離》實(shí)驗(yàn)所需的用具；
（3）收集菠菜、韭菜、黃瓜葉、空心菜、生菜、油菜、白玉蘭、番薯葉等新鮮綠葉；
（4）色素在濾紙條上分離的樣品；
（5）投影機(jī)、三棱鏡；
（6）新鮮菠菜葉片濾液和新鮮胡蘿卜濾液。
（7）學(xué)生2人為一組，在前采集新鮮幼嫩綠葉20 g。
［情境創(chuàng)設(shè)］
教師：我們經(jīng)常聽(tīng)到這樣的一句話：萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)。為什么這么說(shuō)呢？請(qǐng)同學(xué)們觀察以下數(shù)據(jù)：據(jù)統(tǒng)計(jì)：①地球表面上的綠色植物每年大約制造了4 400億噸有機(jī)物；②地球表面上的綠色植物每年儲(chǔ)存的能量約為7.11×1018 kJ，這個(gè)數(shù)字大約相當(dāng)于240 000個(gè)三門(mén)峽水電站每年所發(fā)出的電力，相當(dāng)于人類(lèi)在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活和食物營(yíng)養(yǎng)上所需能量的100倍。
教師：根據(jù)以上資料，我們可以得出什么結(jié)論？
學(xué)生：對(duì)絕大多數(shù)生物說(shuō)，活細(xì)胞所需能量的最終頭自太陽(yáng)的光能。
教師：那么太陽(yáng)的光能又是通過(guò)什么途徑進(jìn)入植物體內(nèi)的呢？
學(xué)生：光合作用。
教師：對(duì)。這就是我們今天開(kāi)始學(xué)習(xí)的新內(nèi)容：光與光合作用。
（顯示板書(shū)：第4節(jié) 能量之——光與光合作用）
［師生互動(dòng)］
1.綠葉中色素的提取與分離
教師：本節(jié)內(nèi)容分兩個(gè)部分，今天我們先學(xué)習(xí)第一部分：捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)。
（顯示板書(shū)：一 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)）
教師：同學(xué)們已經(jīng)知道生物生命活動(dòng)所需要的能量歸根到底自植物通過(guò)光合作用所吸收的光能，不知同學(xué)們有沒(méi)有思考過(guò)這樣的問(wèn)題：植物是靠細(xì)胞中的哪些物質(zhì)去捕獲光能的？
學(xué)生：不知道。
教師：那大家又是否想過(guò)為什么不同植物葉片的顏色會(huì)不同，以及相同植物的葉片在不同時(shí)期也會(huì)不同這些問(wèn)題呢？
學(xué)生：那是因?yàn)橹参锖�有色素�?br />教師：對(duì)啦。正是因?yàn)橹参锖�有色素，才讓我們看到一個(gè)五彩繽紛的世界，也正是植物含有色素，才能捕獲太陽(yáng)光能。我們先學(xué)習(xí)“捕獲光能的色素”這一內(nèi)容。
（顯示板書(shū)：1.捕獲光能的色素）
教師：綠葉中的色素究竟有哪些不同種類(lèi)？它們分別又是什么顏色的？以及各種色素在綠葉中的含量是否相同呢？帶著這些問(wèn)題我們一起做《綠葉中色素的提取與分離》實(shí)驗(yàn)。
教師：研究葉綠體中的色素，我們首先要做的就是把色素從綠葉中提取出，色素提取量的多少與實(shí)驗(yàn)的成敗有沒(méi)有關(guān)系？
學(xué)生：有。
教師：那我們應(yīng)選擇什么樣的葉片作為實(shí)驗(yàn)材料呢？
學(xué)生：應(yīng)選擇葉色較深，也就是濃綠色的新鮮葉片作為實(shí)驗(yàn)材料。
教師：很好�，F(xiàn)在每?jī)蓚�(gè)同學(xué)為一組，以你們前在校園里所采集到的新鮮幼嫩綠葉或用我收集到的菠菜、韭菜、黃瓜葉、空心菜、生菜、油菜、白玉蘭、番薯葉等新鮮綠葉為實(shí)驗(yàn)材料。
學(xué)生選擇葉片。
教師：接下我們要考慮的是如何才能把綠葉中的色素提取出。不知同學(xué)們是否還記得，我們?cè)趯W(xué)習(xí)《生物學(xué)》（人教版，七年級(jí)上冊(cè)）《綠葉在光下制造淀粉》實(shí)驗(yàn)時(shí)知道，可以用酒精溶解葉綠素，從而使葉片變成黃白色。為什么會(huì)這樣？
學(xué)生：說(shuō)明酒精可以溶解葉綠素。
教師：非常好。綠葉中的色素不僅能溶解于酒精，還可以溶解于丙酮、石油醚等有機(jī)溶劑。所以我們今天的實(shí)驗(yàn)有酒精、丙酮、石油醚三種有機(jī)溶劑供大家選擇，看看哪種實(shí)驗(yàn)效果最好。
教師：當(dāng)我們把綠葉中的色素溶解于丙酮等有機(jī)溶劑以后，又可以利用什么方法將它們分離開(kāi)呢？其實(shí)，綠葉中的色素不只一種，而且它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌�，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快；反之則慢。這樣，幾分鐘之后，綠葉中的色素就會(huì)隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分離開(kāi)。
教師：下面我們按以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中思考相關(guān)問(wèn)題：
步驟操作方法學(xué)生思考
（1）提取綠葉中的色素5 g綠葉 放入研缽中 快速研磨 研磨液
①加入SiO2、CaCO3的作用是什么？
②研磨時(shí)為什么要迅速而充分？
③將濾液收集到試管后，為什么要用棉塞將試管口塞嚴(yán)？
學(xué)生也可自主選擇等量的丙酮、石油醚
（2）制備濾
紙條將干燥的定性濾紙剪成長(zhǎng)與寬小于試管長(zhǎng)與寬的濾紙條，將濾紙條的一端剪去兩角，放入試管下端，并在距這一端1 cm處用鉛筆畫(huà)一條細(xì)的橫線若濾紙條的一端不剪去兩角，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何？可設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)探究
（3）畫(huà)濾液
細(xì)線用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫(huà)出一條細(xì)線。待濾液干后，再重復(fù)一兩次重復(fù)畫(huà)一兩次的目的是什么？
可用蓋玻片的垂直邊代替
（4）分離綠葉中的色素將3 mL層析液倒入試管中，將濾紙條（有濾液細(xì)線的一端朝下）輕輕插入層析液中，隨后用棉塞塞緊試管口。注意：不能讓濾液細(xì)線觸及層析液①為什么不能讓濾液細(xì)線觸及層析液？如濾液細(xì)線沒(méi)入層析液中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何？可設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)探究。
②為什么要用棉塞塞緊試管口？
可用小燒杯代替試管，用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯
（5）觀察與 記錄觀察試管內(nèi)濾紙條上出現(xiàn)了幾條色素帶，以及每條色素帶的顏色、排序和寬窄根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可得出什么結(jié)論？
（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示將實(shí)驗(yàn)結(jié)果（濾紙條）貼在本P98左下角空白處在本P98左下角空白處畫(huà)出如右圖的濾紙條，繪出你觀察到的色素帶，并在每條色素帶旁邊標(biāo)明顏色。注意每條色素帶的寬窄比例

教師在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，可適當(dāng)?shù)靥崾緦W(xué)生如何合作學(xué)習(xí)，如一名同學(xué)提取綠葉中的色素，另一名同學(xué)則制備濾紙條；又如一名同學(xué)做濾紙條剪去兩個(gè)角的實(shí)驗(yàn)，另一名同學(xué)則做濾紙條不剪去兩個(gè)角的實(shí)驗(yàn)，然后比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不同。
教師：實(shí)驗(yàn)結(jié)束啦，現(xiàn)在讓我們一起看看實(shí)驗(yàn)結(jié)果是怎么樣的。下面請(qǐng)每個(gè)小組將你們認(rèn)為最好的其中一條濾紙條交到我這里。
教師將學(xué)生交上的濾紙條與自己所做的樣品一起用實(shí)物投影儀顯示出。
教師：剛才實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，提取色素所用的有機(jī)溶劑有酒精、丙酮、石油醚三種，但結(jié)果卻相同，這說(shuō)明什么問(wèn)題呢？
學(xué)生：說(shuō)明了綠葉中的色素能溶于酒精、丙酮、石油醚等有機(jī)溶劑。
教師：對(duì)啦。雖然我們每個(gè)組所用綠葉的品種是不同的，但現(xiàn)在我們所看到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻基本上是相似的，這又說(shuō)明了綠葉中的色素主要有幾種？
學(xué)生：4種。
教師：沒(méi)錯(cuò)。濾紙條上的色素由上至下，分別是什么顏色？
學(xué)生：依次是橙黃色、黃色、藍(lán)綠色和黃綠色。
教師：很好。橙黃色的是胡蘿卜素，黃色的是葉黃素，藍(lán)綠色的是葉綠素a，而黃綠色的是葉綠素b。其中胡蘿卜素和葉黃素合稱為類(lèi)胡蘿卜素，葉綠素a與葉綠素b則合稱為葉綠素。
（顯示板書(shū)：見(jiàn)下）

（如果學(xué)生得不到正確的結(jié)果，則可組織學(xué)生分析討論實(shí)驗(yàn)失敗的可能原因）
教師：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們做了兩種濾紙條，一種是剪去兩個(gè)角的，一種則不剪去兩個(gè)角。色素在濾紙條上的擴(kuò)散有什么不同？
學(xué)生：剪去兩個(gè)角的濾紙條上的色素帶擴(kuò)散速度一致，色素在濾紙條上平行排列；而沒(méi)有剪去兩個(gè)角的濾紙條上的色素帶，邊緣擴(kuò)散得比較快，中間擴(kuò)散得慢，所以看起色素帶是兩邊高中間低。
教師：因此我們?cè)谥苽錇V紙條時(shí)要將一端剪去兩個(gè)角的目的是什么��？
學(xué)生：使色素在濾紙條上的擴(kuò)散速度一致。
教師：說(shuō)得好。
教師：剛才有沒(méi)有哪位同學(xué)把濾液細(xì)線浸入層析液中的？
學(xué)生：有。
教師：實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何？
學(xué)生：得不到4種色素帶。
教師：為什么會(huì)這樣？
學(xué)生：是不是濾液細(xì)線上的色素溶解到層析液當(dāng)中啦？
教師：正是如此。所以本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵之一就是不能讓層析液沒(méi)及濾液細(xì)線。
2.色素對(duì)光的吸收
教師：既然綠葉中含有4種不同顏色的色素，那為什么我們所看到的葉子往往是綠色 的呢？
學(xué)生：可能是因?yàn)槿~綠素的含量較多的原因吧。
教師：葉綠素含量較多是其中一方面的原因。據(jù)分析，綠葉中葉綠素的含量約占3/4，而類(lèi)胡蘿卜素約占1/4。
（補(bǔ)充顯示板書(shū)：葉綠素含量約占3/4，類(lèi)胡蘿卜素含量約占1/4）
教師：另一個(gè)主要原因則是因?yàn)樯�素�?duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收是有差別的，由于葉綠素對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射出，所以葉片呈現(xiàn)綠色。那么，這4種色素主要吸收哪些波長(zhǎng)的光呢？我們看看以下的實(shí)驗(yàn)：
演示實(shí)驗(yàn)A
①利用投影儀的光和三棱鏡，可見(jiàn)到清晰的七色光譜可見(jiàn)光；
②將已制備好的新鮮的菠菜色素濾液（濾液中的色素主要是葉綠素）倒入培養(yǎng)皿中（薄薄的一層），將培養(yǎng)皿放在投影儀的光和三棱鏡之間，讓學(xué)生觀察光譜區(qū)的變化。
教師：通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)葉綠素提取液放在光與三棱鏡之間，光譜區(qū)出現(xiàn)什么樣變化？
學(xué)生：兩頭光譜（紅光光譜區(qū)和藍(lán)紫光光譜區(qū)）變暗，其他變化不大。
教師：為什么會(huì)這樣？
學(xué)生：被色素吸收了，所以變暗。
教師：從這里我們可以得出什么結(jié)論？
學(xué)生：葉綠素主要吸收紅光與藍(lán)紫光。
教師：得很好。接下我們繼續(xù)觀察另一個(gè)實(shí)驗(yàn)。
演示實(shí)驗(yàn)B
①利用投影儀的光和三棱鏡，可見(jiàn)到清晰的七色光譜可見(jiàn)光；
②將已制備好的新鮮的胡蘿卜素提取液（取胡蘿卜，制取濾液，濾液中色素多數(shù)是類(lèi)胡蘿卜素），將提取液倒入培養(yǎng)皿中（薄薄的一層），將培養(yǎng)皿放在投影儀的光和三棱鏡之間，讓學(xué)生觀察光譜區(qū)的變化。
教師：通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們可以發(fā)現(xiàn)光譜區(qū)出現(xiàn)了什么變化？
學(xué)生：藍(lán)紫光光譜區(qū)變暗，其他變化不大。
教師：說(shuō)明什么結(jié)論？
學(xué)生：類(lèi)胡蘿卜素主要吸藍(lán)紫光。
教師：正確。
教師顯示葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素的吸收光譜圖。
教師：人們用更加精密的儀器測(cè)定得知，類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光。
（補(bǔ)充顯示板書(shū)：類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光）
3.葉綠體的結(jié)構(gòu)
教師：現(xiàn)在我們已經(jīng)知道綠葉中含有4種色素，那么，這些色素分布在細(xì)胞中的哪些部位呢？直到1865年，德國(guó)植物學(xué)家薩克斯研究葉綠素在光合作用的功能時(shí)，發(fā)現(xiàn)葉綠素并非普遍分布在植物的整個(gè)細(xì)胞中，而是集中在一個(gè)個(gè)更小的結(jié)構(gòu)里，后人們稱之為葉綠體。1880年德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼用水綿作實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。那么，葉綠體的結(jié)構(gòu)如何，它又有哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是與作為光合作用場(chǎng)所相適應(yīng) 的呢？
（顯示板書(shū)：2.捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體）
教師顯示葉綠體立體結(jié)構(gòu)示意圖。
教師：首先讓我們回憶一下，哪些細(xì)胞才含有葉綠體？
學(xué)生：綠色植物的葉肉細(xì)胞。
教師：除了綠色植物的葉肉細(xì)胞，還存在于哪些細(xì)胞之中？
學(xué)生：植物幼嫩的莖也有葉綠體。
教師：對(duì)啦。
（顯示板書(shū)：①分布：主要在綠色植物的葉肉細(xì)胞）
教師：葉綠體的形狀又是怎樣的？
學(xué)生：一般呈扁平的橢球形或球形。
教師：對(duì)。而且葉綠體可以根據(jù)光照的強(qiáng)弱改變自己的形狀，如外界光照較強(qiáng)，葉綠體則以側(cè)面接受光照，如果外界光照較弱時(shí)則以正面接受光照。這樣的特點(diǎn)有什么好處？
學(xué)生：保證接受到充分的光照，又可避免被較強(qiáng)的光照灼傷。
教師：回答得很好。
（顯示板書(shū)：②形態(tài)：一般呈扁平的橢球形或球形）
教師：現(xiàn)在同學(xué)們仔細(xì)觀察葉綠體的立體結(jié)構(gòu)示意圖，說(shuō)說(shuō)它由哪些結(jié)構(gòu)組成？
學(xué)生：包括外膜、內(nèi)膜、基粒和基質(zhì)4部分。
教師：很好。葉綠體的外表有雙層膜，雙層膜是一種透明膜，膜是透明的，有什么好處？
學(xué)生：有利于光線的透過(guò)且被色素吸收。
教師：葉綠體內(nèi)部有許多基粒，基粒與基粒之間充滿了基質(zhì)。每個(gè)基粒都是由一個(gè)個(gè)圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成，這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類(lèi)囊體。吸收光能的四種色素，就分布在類(lèi)囊體的薄膜上。
（顯示板書(shū)：見(jiàn)下）

教師：每個(gè)基粒都含有2個(gè)以上的類(lèi)囊體，多者可達(dá)100個(gè)以上。據(jù)計(jì)算，1 g菠菜葉片中的類(lèi)囊體的總面積竟達(dá)60 m2左右。同學(xué)們思考一下，葉綠體內(nèi)有如此多的基粒和類(lèi)囊體，有什么作用？
學(xué)生：極大地?cái)U(kuò)展了受光面積。
教師：沒(méi)錯(cuò)。葉綠體中除含有吸收光能的4種色素外，還應(yīng)該含有哪種物質(zhì)？
學(xué)生：酶。
教師：為什么？
學(xué)生：因?yàn)楣夂献饔檬且幌盗袕?fù)雜化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，光合作用的順利進(jìn)行需要酶的參與。
教師：既然光合作用需要酶的參與，那么哪個(gè)外界因素肯定會(huì)影響到光合作用的效率？
學(xué)生：溫度。
教師：如何影響？
學(xué)生：適當(dāng)提高溫度有利于提高光合作用效率，降溫則會(huì)使光合作用效率降低。
教師：綜上所述，我們可以得出葉綠體的功能是什么？
學(xué)生：光合作用的場(chǎng)所。
教師：非常好。
（顯示板書(shū)：④功能：光合作用的場(chǎng)所）
教師：最后同學(xué)們能不能一下葉綠體作為光合作用場(chǎng)所，在結(jié)構(gòu)與功能上有什么相適應(yīng)的特點(diǎn)？
學(xué)生：葉綠體的雙層膜是透明的，有利于光照的透過(guò)；葉綠體內(nèi)部巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。
教師：同學(xué)們歸納得很好。在初一的《生物學(xué)》（人教版，七年級(jí)上冊(cè)）中我們已經(jīng)知道，光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。那么，對(duì)于光合作用的過(guò)程是如何被人們一步步所揭示的呢？綠色植物又是如何通過(guò)光合作用把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的呢？我們下一節(jié)繼續(xù)學(xué)習(xí)。
［教師精講］
1.關(guān)于《綠葉中色素的提取與分離》實(shí)驗(yàn)
濾紙條上有4條不同顏色的色帶，從上往下依次是：胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍(lán)綠色）、葉綠素b（黃綠色），這說(shuō)明綠葉中的色素有4種。葉綠體中色素是光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，色素吸收光能則是光合作用的動(dòng)力。原核生物（自養(yǎng)型，如藍(lán)藻等）沒(méi)有葉綠體的結(jié)構(gòu)，但這些生物細(xì)胞中同樣含有能進(jìn)行光合作用的色素。
2.關(guān)于色素吸收光譜特點(diǎn)
太陽(yáng)輻射中含有紫外光（150～400 nm）、可見(jiàn)光（400～760 nm）和紅外光（760～ 3 000 nm）。植物光合作用中所能利用的光主要是可見(jiàn)光中的紅光、橙光和藍(lán)紫光，其中對(duì)紅橙光吸收最多，這些光稱為生理有效光。射到葉片上的可見(jiàn)光中的綠光大部分被反射或透射掉，很少被吸收利用，所以綠光被稱為生理無(wú)效光。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，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，或在溫室中懸掛發(fā)紅色或藍(lán)色光的燈，可以有效地提高蔬菜產(chǎn)量，道理就在這里。
3.葉綠體結(jié)構(gòu)分析
在分析綠葉中色素的種類(lèi)和吸收光譜的特性后，再進(jìn)一步分析葉綠體的成分和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與光合作用的關(guān)系。如葉綠體的雙層膜是透明的，有利于光照的透過(guò)；葉綠體中的每個(gè)基粒由2～100個(gè)類(lèi)囊體組成，可增大葉綠體內(nèi)的膜表面，擴(kuò)大色素的附著面，有利于提高光能的利用效率；葉綠體內(nèi)的類(lèi)囊體上和基質(zhì)中含有多種與光合作用有關(guān)的酶，有利于光合反應(yīng)高效地進(jìn)行等。使學(xué)生理解生物的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的特點(diǎn)。
［評(píng)價(jià)反饋］
1.從葉綠體中提取色素，選取下列哪一種葉片效果最好
A.厚硬似革質(zhì)的綠色葉片
B.衰老、黃綠色的葉片
C.新鮮、幼嫩、色濃綠的葉片
D.多漿汁或有特殊氣味的綠色葉片
2.在葉綠體色素的提取實(shí)驗(yàn)中，研磨綠葉時(shí)要加入丙酮，其目的是
A.防止葉綠素被破壞
B.使葉片充分磨碎
C.使各種色素充分溶解在丙酮里
D.為了使葉綠素溶解在丙酮里
3.在圓形濾紙的中央點(diǎn)上粘葉綠體的色素濾液，進(jìn)行色素分析，會(huì)得到近似同心環(huán)狀的四個(gè)色素圈，排在外圈的色素呈
A.橙黃色 B.黃色C.藍(lán)綠色 D.黃綠色
4.葉綠體中的色素能夠在濾紙上彼此分離的原因是
A.色素提取液中色素已經(jīng)分層
B.陽(yáng)光的照射使不同色素彼此分開(kāi)
C.丙酮有使色素溶解并彼此分離的特性
D.各種色素在濾紙上的擴(kuò)散速度不同
5.對(duì)綠色植物光合作用最有效的一組光是
A.紅光和黃綠光B.黃光和藍(lán)紫光
C.紅光和橙光D.紅光和藍(lán)紫光
6.關(guān)于葉綠體和線粒體的共同敘述中，不正確的是
A.都是雙層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器
B.所含酶的功能都相同
C.都有基質(zhì)和基粒
D.都不存在于原核細(xì)胞中
7.綠色植物細(xì)胞中，與能量轉(zhuǎn)換有關(guān)的一組細(xì)胞器是
A.線粒體和葉綠體B.核糖體和高爾基體
C.中心體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)D.高爾基體和葉綠體
8.研磨過(guò)程中加入少許SiO2與CaCO3的作用是________________________________。
9.將濾液收集到小試管中，必須用______________將試管口塞緊，目的是為了__________________________。
答案：1.C 2.C 3.A 4.D 5.D 6.B 7.A
8.加入SiO2的目的是為了研磨得充分；加入CaCO3是為了防止研磨時(shí)防止葉綠素被破壞
9.棉塞 防止丙酮揮發(fā)
［堂小結(jié)］

［布置作業(yè)］
（1）完成后P100練習(xí)；（2）回答本P97、P98和P100的討論題。
［后拓展］
1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：探究不同顏色新鮮葉片中色素的種類(lèi)與含量
提示：根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，搜集不同顏色的常見(jiàn)新鮮幼嫩葉片，如大白菜、洋紫蘇、灑金榕、一品紅等蔬菜或植物的葉片，參照本P97《綠葉中色素的提取和分離》的實(shí)驗(yàn)原理、材料用具和方法步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察不同顏色新鮮葉片中色素的種類(lèi)與含量的相對(duì) 多少。
2.比較同一植物不同葉齡的葉片中色素的含量與種類(lèi)
提示：以不同葉齡（如幼葉、成葉和老葉）的新鮮菠菜葉（或其他葉片）為實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)原理、材料用具和方法步驟參照本P97《綠葉中色素的提取和分離》的實(shí)驗(yàn)，觀察同一植物不同葉齡的葉片中色素的種類(lèi)與含量的相對(duì)多少。
●板書(shū)設(shè)計(jì)
第4節(jié) 能量之——光與光合作用
第一時(shí) 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)
1.捕獲光能的色素

2.捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體
（1）分布：主要在綠色植物的葉肉細(xì)胞
（2）形態(tài)：一般呈扁平的橢球形或球形

④功能：光合作用的場(chǎng)所

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