第11讲 能量之源—光与光合作用 （解析版） 本节课选自高中人教版必修一《分子与细胞》第五章第四节《能量之源—光与光合作用》。本节内容主要包括“捕获光能的色素和结构”、“光合作用的原理和应用”两小节。其中，“光合作用的过程”是本节课的重点，也是高考的重点，经常会和有氧呼吸结合在一起考，在《分子与细胞》的第3章中又学习了叶绿体的显微结构及其功能，以及第4章的《细胞的能量“通货”――ATP》一节，知道光合作用是合成ATP重要途径之一，学生已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构和光合作用原理的知识基础和兴趣。在实验操作方面，学生已经能进行研磨、过滤等操作，但纸层析法是首次进行。由于学生缺乏对基粒（类囊体）微观结构的直观认识，本节课又涉及到物理（光学）、化学知识，对于理解色素吸收色光，掌握有关化学试剂的使用方法与技巧，可能存在一定的难度。 光合作用等一系列知识是高考中的常考的点，且光合作用知识题型变化较多，因此本讲相关知识的运用非常重要。 ? 一、捕获光能的色素和叶绿体的结构 1.捕获光能的结构———叶绿体 2. 叶绿体色素的种类和功能 色素 功能 叶绿素 叶绿素a：蓝绿色 吸收红光和蓝紫光 叶绿素b：黄绿色 类胡萝卜素 叶黄素：黄色 胡萝卜素:橙黄色 吸收蓝紫光 二、绿叶中色素的提取和分离 1. 实验原理 （1）提取：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。 （2）分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。 2.方法：纸层析法 3. 过程 （1）提取色素 ①取材：称取5 g绿色叶片；（含有色素较多的，如菠菜叶片） ②研磨：加少许SiO2、CaCO3和10 mL无水乙醇； ③过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布； ④收集：收集滤液，试管口用棉塞塞严 （2）色素的分离 ①制备滤纸条：将干燥滤纸剪成长与宽略小于试管长和宽的滤纸条，并在一端剪去两角，在距剪去两个角一端1cm处用铅笔画一条细的横线。 ②画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，在滤纸条上沿铅笔线画出一条细线，待滤液干后，重复画一两次。 ③分离色素：将3 mL层析液倒入试管中，装置如下图所示，插入滤纸条，有滤液细线的一端朝下，随后用软木塞塞紧试管口。将试管换成烧杯也可以 。 注意：不能让滤纸条上的滤液细线触到层析液。 实验装置及实验结果如图所示: ④观察滤纸条上的色素带：滤纸条上色素带有四条。如下表所示： 三、 光合作用的发现历程（来自于课本） 1.1771年，英国普利斯特利指出：植物可以更新空气。 2.1779年，荷兰英格毫斯指出：植物要更新空气必须要有阳光和绿叶。 3.1845年，德国梅耶指出：植物能把光能转换成化学能。 4.1864年，德国萨克斯证明：光合作用的产物出除氧气外还有淀粉。 5.1880年，美国的恩格尔曼证明：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所。 6.1939年，美国鲁宾和卡门利用同位素标记法证明：光合作用释放的氧气来自于水。 7.1948年，美国卡尔文利用14C标记的二氧化碳追踪检测其放射性，探明二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳的途径。 四、 光合作用的过程小结 1.光合图解 2.光合作用过程小结 项目 光反应 暗反应 条件 需色素、光、酶 不需色素和光，需要多种酶 场所 叶绿体的类囊体薄膜 叶绿体基质 物质转化 ①水光解：2H2O4[H]＋O2 ②ATP的合成：ADP＋Pi＋光能酶ATP 能量转换 光能→电能→ATP中活跃的化 学能 ATP中活跃的化学能→(CH2O) 中稳定的化学能 关系 探究外界条件变化时C5、C3、[H]等物质含量的变化 主要是对光合作用的过程深刻理解并能进行分析 条件 光照由强到弱，CO2供应不变 光照由弱到强，CO2供应不变 CO2供应由充足到不足，光照不变 CO2供 ... ...
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