第1课时光合色素与光能的捕获学习目标核心素养1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量。2.提取和分离叶绿体中的光合色素。1.通过对“光合作用的探索历程”中的科学实验的学习，掌握分析问题的方法，学习科学家的品质。2.熟练操作“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验，交流并讨论实验结果。一、解开光合作用之谜时间人物实验方法结论17世纪中叶范·海尔蒙特用定量的方法植物生长所需养料主要来自水，而不是土壤1771年普利斯特莱通过植物和动物之间进行气体交换的实验植物生长需要吸收CO2，同时释放出O21779年扬·英根豪斯把带叶的枝条放入水里，发现叶在阳光下产生O2，在暗处不产生O2植物需要阳光才能制造出O21864年萨克斯采用碘液检测淀粉的方法叶片在光下能产生淀粉1940年鲁宾和卡门运用同位素标记法光合作用释放的O2来自水，糖类中的氢也来自水1948年卡尔文用14C标记的CO2进行示踪CO2被用于合成糖类等有机物二、光合色素与光能的捕获1．恩吉尔曼的实验(1)①生物材料：丝状绿藻(水绵)和好氧细菌。②实验现象：在红光区和蓝光区集中了大部分的好氧细菌。③实验结论：叶绿素主要吸收红光和蓝光。(2)可见光束看起来是白色的，通过三棱镜时会分成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7色连续光谱。用透过三棱镜后的不同颜色的光照射临时装片中水绵的叶绿体，发现好氧性细菌聚集于红光区和蓝光区的叶绿体部位。这说明叶绿体中的色素能有效的吸收和利用红光和蓝光。2．叶绿体中的色素及作用色素名称颜色功能叶绿素a蓝绿色主要吸收和利用红光和蓝光叶绿素b黄绿色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三、提取和分离叶绿体中的色素1．实验原理(1)叶绿体中的色素是有机物，不溶于水，易溶于无水乙醇等有机溶剂中，所以用无水乙醇等能提取色素。(2)层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂。叶绿体色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。所以用纸层析法来分离四种色素。2．实验材料：幼嫩、鲜绿的菠菜叶。3．实验注意事项及原因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、提取色素分离色素剪去两角：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：防止色素带重叠叶绿体色素层析装置示意图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4.实验结果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．研磨菠菜叶时加入石英砂是为了保护叶绿素。()[答案]1.√2.√3．×提示：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．×提示：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．×提示：研磨菠菜叶时加入石英砂是为了研磨更充分。解开光合作用之谜[讲解归纳]1．普利斯特莱的实验(1)实验过程及现象密闭玻璃罩＋绿色植物＋小鼠→不易窒息死亡(2)实验分析①缺少空白对照，实验结果说服力不强，应将小鼠单独置于玻璃罩内，作为空白对照。②没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。③限于当时科学发展水平的限制，没有明确植物更新气体的成分。2．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。3．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全部来自水。(2)实验分析设置了对照实验，自变量是标记物质(HO...
