解开光合作用之谜叶绿体与光能的捕获课标内容要求核心素养对接1．说明植物细胞中的叶绿体从阳光中捕获能量。2．提取和分离叶绿体中的光合色素。1．生命观念——结构与功能观：叶绿体的结构尤其是基粒大大扩展了膜面积，与光合作用的功能相适应。2．科学思维——分析与综合：分析光合作用光反应和暗反应过程，认同两个阶段既有区别又有联系。3．科学探究——实验思路及设计：科学设计提取和分离色素的实验步骤，注意每个操作步骤的规范性。一、解开光合作用之谜时间人物实验方法结论1627年海尔蒙特采用了定量研究的方法柳树生长所需养料主要来自水，而不是土壤1779年英格豪斯把带叶的枝条放入水里，发现绿叶只在阳光下产生气体，在黑暗处不产生气体后来，人们明白了空气的组成后，才确定绿叶在阳光下放出的气体是O21864年萨克斯采用碘蒸气处理叶片的方法叶片在光下能产生淀粉19世纪60年代利用光学仪器光合作用中利用的光与叶绿素吸收光能有关1941年鲁宾和卡门运用同位素标记法光合作用释放的O2来自于水1948年卡尔文用14C标记CO2，追踪光合作用中碳元素的行踪CO2被用于合成糖类等有机物二、叶绿体与光能的捕获1．恩格尔曼的实验(1)实验材料：水绵和好氧细菌。水绵是一种藻类，常生活在淡水中，细胞中有一条或多条螺旋排列的带状叶绿体。(2)实验过程和结果――→(3)实验结论叶绿体中含有能有效地吸收利用红光和蓝光的物质，这些物质吸收的光与绿叶在光下产生氧气有关。2．光合色素(1)分布：叶绿体中的类囊体膜上(2)种类、颜色与吸收光谱种类颜色吸收光谱叶绿素叶绿素a蓝绿色主要吸收和利用蓝紫光和红光叶绿素b黄绿色类胡萝卜素胡萝卜素橙黄色主要吸收蓝紫光，还有保护叶绿素免遭强光伤害的作用叶黄素黄色(3)作用：光合色素能吸收大部分的可见光用于光合作用，但对绿光吸收最少，大部分绿光被反射出来，因而叶片呈现绿色。3．提取和分离叶绿体中的光合色素(1)实验原理①提取：无水乙醇等有机溶剂能溶解绿叶中的各种光合色素。②分离：色素在层析液中的溶解度不同，因而在滤纸上的扩散速度也有差异。(2)实验步骤步骤方法原因提取色素①选取新鲜叶片：色素含量高②加入少许二氧化硅和碳酸钙：作用分别是研磨充分、保护色素③加入5mL无水乙醇：溶解色素制备滤纸条剪去两角：防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快分离色素画滤液细线画得细、直：防止色素带重叠层析装置示意图①层析液不能触及滤液细线：防止色素溶于层析液中②烧杯加盖：防止层析液挥发判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．色素提取液是无水乙醇，分离液是层析液。()2．不同色素在滤纸条上的扩散速度与其在层析液中的溶解度呈正相关。()3．分离结束后，滤纸条上的颜色自上而下依次是黄绿色、蓝绿色、黄色和橙黄色。()4．叶绿素和类胡萝卜素都主要吸收蓝紫光，除此之外，叶绿素还主要吸收红光。()5．植物叶片多呈现绿色的原因是对绿光的吸收最多。()6．研磨菠菜叶时加入二氧化硅是为了保护叶绿素。()提示：1.√2.√3．×分离结束后，滤纸条上的颜色自下而上依次是黄绿色、蓝绿色、黄色和橙黄色。4．√5．×植物叶片多呈绿色的原因是叶绿素对绿光吸收最少，使绿光被反射出来。6．×研磨菠菜叶时加入二氧化硅是为了研磨更充分。解开光合作用之谜1．萨克斯的实验(1)实验过程及现象黑暗中饥饿处理的绿叶(2)实验分析①设置了自身对照，自变量为光照，因变量是叶片颜色变化。②实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。③本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明了光是光合作用的必要条件。2．鲁宾和卡门的实验(1)实验过程及结论HO＋CO2→植物→18O2；H2O＋C18O2→植物→O2光合作用释放的O2来自于水。(2)实验分析设置了对照实验，自变量是标记物质(HO和C18O2)，因变量是O2的放射性。3．恩格尔曼的实验(1)实验材料选得妙：实验材料选择水绵和好氧细菌。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部位。(2)排除干扰的方法妙：没有空气的黑暗环境，排除了氧气和光的干扰。(3)设计的观测指标妙：通过好氧细菌的分布进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放...
