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课前任务
内容 教材 P97~100 捕获光能的色素和结构
要求 安静快速阅读教材相关内容
1.阅读实验过程P98，划出“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理；
2.用O标出二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇的作用；
方法
3.找出色素的种类和作用；
4.结合教材P100图5－13，了解叶绿体的结构和功能。
第1课时 捕获光能的色素和结构
5.4 光合作用与能量转化
问题探讨
靠人工光源生产蔬菜有什么好处？
可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光
合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强
度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的
情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。
为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件
影响光合作用的因素很多，除植物自身条件外，
二氧化碳浓度，营养液和温度也是影响植物生长的
重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到
最佳的生长状态。
植物工厂
植物用于捕获光能的结构和物质是什么呢？
思考①
正常玉
米植株
白化玉
米植株
（绿色）
（白色）
玉米白化苗的叶片不含绿色色
合作用，待种子中贮存的养分
可见：植物正常生长需要光能，而叶片中的
捕获有关。
绿叶中有哪些色素
思考②
1 用什么方法提取绿叶中的色素？
光合色素的
提取与分离
任务一
2
用什么方法分离绿叶中的色素？
活动1：绿叶中色素的提取
目的要求 进行绿叶中色素的提取和分离，探究绿叶中含有几种色素
新鲜的绿叶（如菠菜叶）
实验材料
干燥的定性滤纸，试管，棉塞，试管架，研钵，玻璃漏斗，
尼龙布，毛细吸管，剪刀，药匙，量筒(10mL),天平等
菠菜叶
定性滤纸
尼龙布
活动1：绿叶中色素的提取
实验材料 无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙。
碳酸钙
二氧化硅
无水乙醇
活动1：绿叶中色素的提取
提取色素的原理
叶绿体中的色素易溶于有机
溶剂无水乙醇中。
活动1：绿叶中色素的提取
色素提取时所用试剂及作用？
无水乙醇：溶解色素；
二氧化硅：使研磨更加充分；
碳酸钙：保护色素免于被破坏。
研磨时应注意什么？原因为何
迅速且充分。保证色素释放的
更加充分且挥发量少。
过滤时尼龙布能否用滤纸替代
不能。因为滤纸的吸附性强，
会导致滤液中色素的浓度过低
活动2：绿叶中色素的分离
分离色素的方法
纸层析法:
层析法是利用待分离物质中不同
组分的某些理化性质的差异而建
立起来的一种分离技术。
分离色素的原理
不同色素在层析液中的溶解度不同。
溶解度高的色素，在滤纸上随层析液
溶解度低的色素，在滤纸上随层析液
活动2：绿叶中色素的分离
制备滤纸条时为什么要剪去两角？
减少边缘效应，使层析液同时到达滤液细
线防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快
滤液细线的划线原则是什么？待滤液
干后，再重画一到两次的目的是什么
？
画滤液细线的原则是细、直、齐。待
滤液干后，再重画一到两次可以增加
滤液细线中色素的含量。
为何滤液细线不能触及层析液？
防止色素溶解在层析液中。
活动2：绿叶中色素的分离
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
滤纸条上色素的
分布情况说明了
什么？
色素分离
色素分离后的结果
不同色素在层析液中的溶解度不同。
色素分离的其他方法
定性
滤纸
一段时
间后
灯芯
或
棉线
层析液
将长条形滤纸换成圆形滤纸后，由里内
到外依次是什么颜色，依次是什么色素
？
活动3：分析绿叶中光合色素的种类
胡萝卜素（橙黄色）
胡萝卜素
橙黄色
类胡萝卜素
叶黄素（黄色）
叶黄素 黄色
(占1/4)
叶绿素a蓝绿色
叶绿素b 黄绿色
叶绿素a （蓝绿色）
叶 绿 素
(占3/4) 叶绿素b （黄绿色）
绿叶中光合色素的功能：吸收、传递和转化光能
知识拓展
花青素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素。水
果、蔬菜、花卉中的主要呈色物质大部分与之有关。在植物细胞
液泡不同pH条件下，花青素使花瓣、叶片等呈现五彩缤纷的颜色。
1
四种光合色素吸收的是什么光？
怎样绘制光合色素吸收光谱图？
不同色素对光
的吸收差异
任务二
2
活动4：了解光合色素的吸收光谱
红外光
760nm
白光
红
橙
黄
绿
青
蓝
可见光
光谱
阳光通过三棱镜时，不同波长的光会分
散开，形成不同颜色的光带，称为光谱
紫
400nm
紫外光
怎样才能获得不同色素的吸收光谱呢？
不同色素对光的吸收差异
白光
叶绿素
说明叶绿素主要吸收什么光？
不同色素对光的吸收差异
白光
类胡萝卜素
说明类胡萝卜素主要吸收什么光？
不同色素对光的吸收差异
100
吸
收
光
能
类胡萝卜素
的
50
百
分
叶绿素b
叶绿素a
比
0 400 450 500 550 600 650 700 波长/nm
蓝紫光和红光
叶绿素a和叶绿素b：主要吸收
胡萝卜素和叶黄素：主要吸收
；
。
蓝紫光
吸收峰值不同
叶绿素a和叶绿素b的
。
学以致用
结合色素的吸收光谱分析实际问
植物工厂里为什么不用发绿的光源？
绿色光源发出绿色的光，这种波长的
光线几乎不能被光合色素吸收，因此
无法用于光合作用中制造有机物。
冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选红色
蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？
无色。因为太阳光由七色光组成，所
以用无色薄膜，植物可以获得更多的
光能。
大棚蔬菜
学以致用
结合色素的吸收光谱分析实际问题
阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应选择什么颜
色(“蓝紫光和红光”或“白光”)的照明灯为蔬菜补充光源？为什么
？
蓝紫光和红光。在照明灯功率相同的情况下，选用蓝紫
光和红光的照明灯补充光源，植物利用光能的效率更高。
探讨叶绿体
适于光合作
用的原因
1
任务三
分析叶绿体的结构和功能
活动5：分析叶绿体的结构和功能
电子显微镜下，叶绿体由双层膜包被，
核糖体 DNA
内含许多基粒（由类囊体堆叠而成），
基粒和基粒之间充满基质；
类囊体薄膜
外膜
内膜
吸收光能的色素分布在类囊体薄膜上。
叶绿体内由众多的基粒和类囊体，极大
地扩展了受光面积；
类囊体
基粒
基质
基质
基粒
叶绿体的结构适于进行光合作用
活动5：分析叶绿体的结构和功能
问题：
恩格尔曼的实验一
1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么？
氧气是叶绿体释放的；
叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
2. 恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？
水绵：叶绿体呈螺旋或带状，便于观察；
好氧细菌：可确定释放氧气的部位；
无空气的黑暗环境：排除氧气和光的干扰；
恩格尔曼的实验二
好氧
细菌
好氧
细菌
极细的光束：叶绿体上有光和无光部位形成
对照试验
水
绵
装片暴露阳光下：再次验证实验结果。
活动5：分析叶绿体的结构和功能
恩格尔曼的实验一
3.在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红
光和蓝紫光区域，为什么？
水绵叶绿体的光合色素主要吸收红光和蓝紫光
在此波长照射下，叶绿体会释放氧气
恩格尔曼的实验二
好氧
细菌
好氧
细菌
水
绵
课堂小结
(蓝绿色）
叶绿素a
叶绿素b
叶绿素
含量占3/4
（黄绿色）
光合色素
叶黄素 （黄色）
（橙黄色）
类胡萝卜素
胡萝卜素
含量占1/4
捕获光能的
色素和结构
外膜
内膜
结构
基粒（色素和酶）
基质（酶）
欢 迎 指 导

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