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第1课时
第5节 光合作用将光能转化为化学能
1.了解光合作用的概念
2.运用结构与功能相适应的观念，解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点；
3.尝试提取和分离绿叶中的色素，简述绿叶色素的种类及功能；
【学习目标】
俗话说：“万物生长靠太阳”，对于绝大多数生物来说，其生命活动所需要的能量最终来源是太阳能，而绿色植物可以通过光合作用将无机物转变为有机物，将太阳能转变为化学能。那么光合作用是在细胞的什么结构进行的？光能是如何转变为有机物中的化学能呢？
CO2
CO2
CO2
CO2
O2
O2
O2
原料：CO2和H2O
产物：有机物和氧气
条件：光照
光合作用概述
光合作用：绿色植物和蓝细菌以二氧化碳和水为原料，利用光能合成糖类等有机物和氧气的过程。
原料：
产物：
场所：
条件：
CO2和H2O
有机物和氧气
叶绿体
光照
光合作用：是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化为有机物并释放出氧气的过程。
6CO2+12H2O C6H12O6 +6O2+ 6H2O
光
叶绿体
还原
氧化
细胞呼吸：
光合作用：
C6H12O6 +6O2+ 6H2O 6CO2+ 12H2O
酶
氧化
还原
小资料
太阳能电池板可以捕获太阳光中的能量，将光能转化为电能。绿色植物也能捕获并转化太阳光中的能量，那么，绿叶中通过什么物质或结构捕获并转化光能呢？
叶绿体内的基粒由许多类囊体堆叠而成，组成类囊体的膜称为光合膜，叶绿素及其他光合色素以及能将光能转化为化学能的多种蛋白质存在于光合膜上。
光合作用在叶绿体中进行
①
④
③
②
内外膜
基质
类囊体
基粒
叶绿体结构图
①光合色素仅存在于基粒类囊体膜上。
②与光合作用有关的酶存在于基粒和基质中。
透明，有利于光线的透过
(一）光合色的提取与分离
什么是光合色素？光合色素一般分布在哪？光合色素有些什么特点？
叶绿体中含有多种色素，这些色素与光合作用有关，被称为光合色素。光合色素是一种脂溶性物质，可以利用脂溶剂将它们从叶绿体中提取出来，并且将它们分离开来，达到观察叶绿体中色素的目的。
1.学会提取和分离叶绿体中色素的方法；
2.分离叶绿体中的四种色素。
原理
目的
材料
新鲜的绿色叶片、干燥的定性滤纸，95%的酒精，层析液，二氧化硅，碳酸钙，研钵，小玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管，剪刀，试管，药匙，量筒，天平。
烘干、称取：将新鲜的菠菜叶放入烘箱中烘干，粉碎后取2g干粉放入研钵中；加入少许SiO2和CaCO3，再加入2—3mL95%的酒精，研磨成匀浆。
提取色素
分离色素
观察现象
得出结论
SiO2
CaCO3
95%酒精
作用
作用
作用
有助于研磨充分
防止色素被破坏
溶解色素
提取色素
分离色素
观察现象
得出结论
收集滤液，封口。
将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。单层尼龙布
提取色素
分离色素
观察现象
得出结论
制备滤纸条：
干燥的定性滤纸
1cm
铅笔线
为什么滤纸条要剪去两角？
保证色素在滤纸条上扩散的均匀、整齐。
提取色素
分离色素
观察现象
得出结论
要求：滤液细线要画的细、直、齐，使各色素扩散的起点相同；
注意：待滤液干后，再画一两次，使分离色素带清晰。
画滤液细线
提取色素
分离色素
观察现象
得出结论
分离色素
注意：层析液不能触及滤液细线，否则色素会溶解在层析液中，而不会沿滤纸条向上扩散。
提取色素
分离色素
观察现象
得出结论
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
提取色素
分离色素
观察现象
得出结论
类胡萝卜素
叶绿素
含量约占3/4
含量约占1/4
橙色
黄色
蓝绿色
黄绿色
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
提取色素原理：色素能溶解在酒精或丙酮等有机溶剂中，所以可用无水酒精等提取色素。
分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢。
各物质作用：无水乙醇或丙酮：提取色素；层析液：分离色素；二氧化硅：使研磨得充分；碳酸钙：防止研磨中色素被破坏。
结果：滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素（最窄）、叶黄素、叶绿素a（最宽）、叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关。
含量最多-叶绿素a，含量最少-胡萝卜素；溶解度最大-胡萝卜素，溶解度最小-叶绿素b。
3
2
1
4
树叶的颜色
夏季时，生长旺盛的植物合成的叶绿素的能力增加，叶绿素的颜色掩盖了黄色色素的颜色进入秋冬，气候变冷，叶绿素的合成速度变慢甚至停止，原有的叶绿素被破环，叶黄色或者胡萝卜素的颜色就显露出来，叶片变黄
光合色素吸收的可见光
叶绿素提取液
蓝紫光和红光色带很暗
类胡萝卜素提取液
蓝紫光色带很暗
太阳光（白光）通过三棱镜折射后，可分为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等不同的颜色，这就是所谓的可见光谱。
叶绿体种的主要色素是叶绿素，这种色素吸收蓝紫光和红光而几乎不吸收绿光，所以呈绿色。结合光合色素吸收光谱，可知：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。这些被吸收的光能，将在光合作用中转化成化学能。
光合作用将光能转化为化学能
定义
细胞呼吸与光合作用的比较
光合作用
叶绿体基粒的囊状结构的薄膜
位置
分类
叶绿素
类胡萝卜素
叶绿素a
叶绿素b
叶黄素
胡萝卜素
功能
吸收、传递、转化光能
含量占1/4
含量占3/4
(蓝绿色）
（黄绿色）
（橙黄色）
（黄色）
叶绿素主要吸收红橙光和蓝紫光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
光合色素的提取与分离
光合作用在叶绿体中进行
1.霜叶红于二月花，植物叶子呈现的颜色是各种色素的综合表现，色素主要存在于液泡和叶绿体中，叶绿体中的色素主要包含两大类，叶绿素和类胡萝卜素。下列对高等植物的正常叶片中色素的相关叙述，正确的是（ ）
A.纸层析法分离叶绿体中色素，最宽和最窄的色素带分别是黄绿色、橙黄色
B.提取叶绿体中的色素可用丙酮作为提取液，用水当层析液可分离液泡中色素
C.叶绿素对可见光的吸收有一个高峰，类胡萝卜素有两个高峰
D.叶绿体中四种色素都含有N、Mg元素，作用是吸收、转化光能
B
2.下列关于“提取和分离叶绿体色素”实验叙述合理的是（ ）
A. 用有机溶剂提取色素时，加入碳酸钙是为了防止类胡萝卜素被破坏
B. 若连续多次重复画滤液细线可累积更多的色素，但易出现色素带重叠
C. 该实验提取和分离色素的方法可用于测定绿叶中各种色素含量
D. 用红色苋菜叶进行实验可得到5条色素带，花青素位于叶绿素a、b之间
B
3.本学期同学们进行了光合色素的分离实验。某兴趣小组测定了光合色素对不同颜色光的吸收能力，绘制了下图，以下叙述错误的是（ ）
A.这些色素都是脂溶性的
B.分离四种主要光合色素的实验原理是不同色素在层析液中的溶解度不同
C.图中曲线①②代表叶绿素的吸收光谱
D.研磨时加入碳酸钙粉末主要是为了叶片研磨更充分
D
4.图甲是叶绿体结构示意图，图乙是绿叶中色素分离的结果（①~④代表叶绿体结构，A~D代表4种色素），下列相关叙述错误的是（ ）
A.②上与光反应有关的色素对绿光吸收最少
B.利用95%的酒精分离色素的原因是色素溶于95%的酒精
C.A色素带为胡萝卜素，在层析液中溶解度最大
D.在②和④中，有许多进行光合作用所必需的酶
B

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