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第4节光合作用与能量转化第1课时捕获光能的色素和结构学习目标核心素养1.说出叶绿体的结构和功能。
2．说出色素的种类及功能。
3．进行绿叶中色素的提取和分离。
1.生命观念：叶绿体的基粒大大扩展了膜面积，与叶绿体功能进行光合作用相适应。
2．科学探究：学会提取和分离绿叶中色素的实验方法，交流与讨论实验结果。
知识点一捕获光能的色素1．生物圈得以维持运转的基础：□01太阳光能的输入、捕获和转化。
唯一能够捕获和转化光能的生物学途径：□02光合作用。
2．实验：绿叶中色素的提取和分离(1)实验原理(2)实验步骤①提取色素问题思考若没有无水乙醇，还可用什么来提取色素？提示：有机溶剂，如丙酮。
②分离色素3．观察结果滤纸条上色素带有四条，如下图所示：结果分析：(1)色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有□28四种色素。
(2)色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。
色素带最宽的是□29叶绿素a，最窄的是□30胡萝卜素，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。
(3)色素带扩散速度与□31溶解度有关，扩散速度越快说明□32溶解度越高。
(4)相邻两条色素带之间距离最远的是□33胡萝卜素和叶黄素，最近的是□34叶绿素a和叶绿素b。
4．绿叶中色素的吸收光谱(1)光谱：阳光是由不同波长的光组合而成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成□35不同颜色的光带，称为光谱。
(2)叶绿素a和叶绿素b主要吸收□36蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收□37蓝紫光。
问题思考制备滤纸条；在一端剪去两角的目的？提示：防止出现边缘效应，两边色素扩散的快，保证色素带整齐。
问题思考重复画线的目的？提示：增加色素含量，使现象明显。
延伸拓展 1.影响叶绿素合成的因素(1)光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中叶呈黄色。
(2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。
(3)镁等无机盐：镁是构成叶绿素的主要成分，缺镁叶片变黄。
第3讲光合作用(Ⅰ)1.光合作用的基本过程(Ⅱ)2.实验：叶绿体色素的提取和分离1.叶绿体的结构与功能相适应；物质和能量观：通过光合作用合成有机物，储存能量(生命观念)2.比较光反应和暗反应，掌握光合作用的过程(科学思维)3.分析色素的提取与分离的结果(科学探究)4.光合作用的原理在生产中的应用(社会责任)捕获光能的色素和叶绿体的结构1．叶绿体中色素的种类和颜色色素的种类色素的颜色叶绿素叶绿素a 蓝绿色叶绿素b 黄绿色类胡萝卜素叶黄素黄色胡萝卜素橙黄色2.由图可以看出：(1)色素的功能：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。
(2)色素吸收光的范围：可见光的波长范围大约是390～760 nm，一般叶绿体中的色素只吸收可见光，对红外光和紫外光不吸收。
3．叶绿体的结构与功能(2)功能：进行光合作用的场所。
4．恩格尔曼实验方法的巧妙之处(1)巧选实验材料：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；用好氧细菌可以确定释放氧气的部位。
(2)妙法排除干扰因素：没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰。
(3)巧妙设计对照实验：用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对照实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。
(人教版必修1 P99页“与社会的联系”)温室或大棚种植蔬菜时，最好选择什么颜色的玻璃或塑料薄膜？说明原因。
提示：无色透明。
有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光，其他色光很少或不能透过，光照强度会减弱，不利于光合作用的进行；而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各种色光，光照强度较大，有利于光合作用的进行。
1．叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光。
(√)2．液泡中色素吸收的光能用于光合作用。
(×)提示：叶绿体中色素吸收的光能用于光合作用。
3．叶片黄化，叶绿体对红光的吸收增多。
(×)提示：叶片黄化，说明叶绿体中的叶绿素减少，所以吸收红光减少。
第二课时光合作用的过程与影响光合作用的环境因素课标内容要求核心素养对接1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能。
2．探究不同环境因素对光合作用的影响.1。
从物质与能量视角，探索光合作用与呼吸作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化。
（生命观念、科学思维)2．基于探究不同环境因素对光合作用的影响厘清探究的思路.(科学思维、科学探究）一、光合作用的过程光合作用分两个阶段进行。
第一阶段是直接需要光的，称为光反应；第二阶段不需要光直接参加,是二氧化碳转变成糖的过程，称为碳反应,也称暗反应。
1．光反应将光能转化为化学能,并产生氧气光反应发生在类囊体膜——光合膜中。
在这个阶段，叶绿体利用光能使水裂解产生氧，同时生成ATP和NADPH，NADPH是辅酶Ⅱ，它是氢的载体.光反应过程有多步反应，主要变化包括光合膜上光合色素吸收光能,光能将水裂解为H＋、电子(e－）和O2,H＋和e－将NADP＋还原为NADPH，并产生ATP，O2被释放到细胞外。
这样，光能就转化为ATP和NADPH中的化学能。
光反应产生的ATP和NADPH是碳反应中将二氧化碳还原为糖的能源物质,NADPH在碳反应中是还原剂。
2．碳反应将二氧化碳还原成糖叶绿体基质中有许多种酶是将二氧化碳还原为糖所必需的。
碳反应在叶绿体基质中进行.二氧化碳还原为糖的一系列反应称为卡尔文循环。
卡尔文循环从1个五碳糖开始.在酶的催化作用下，1分子CO2与五碳糖结合，形成1个六碳分子,这个六碳分子随即分解成2个三碳糖分子。
然后,每个三碳酸分子接受来自NADPH的氢和来自ATP的能量，被还原形成三碳糖.这是CO2分子进入卡尔文循环后形成的第一个糖，是这个循环中的关键步骤，这样光能就转化为糖分子中的化学能了。
在三碳糖形成后，卡尔文循环中的许多反应,都是为了再生五碳糖,以保证此循环不断进行。
NADPH和ATP在完成了还原反应之后，又回到NADP＋和ADP 的状态,在光反应中可以重新形成NADPH和ATP。
课时跟踪检测（十七）光合作用概述、光合色素的提取与分离实验[A级—基础层次·学考]1．下列关于光合作用的叙述，哪一项不正确()A．把二氧化碳和水转变成有机物B．把光能转变成化学能C．全过程都必须在光下进行D．有氧气放出解析：选C光合作用是指进行光合作用的生物以二氧化碳和水为原料，利用光能合成糖类等有机物的过程，A正确；光合作用吸收光能，并将其转化成化学能储存在有机物中，B正确；光合作用的光反应必须在光下进行，但碳反应在有光或无光条件下都能进行，C错误；光合作用吸收二氧化碳，释放出氧气，D正确。
2．在“绿叶中色素的提取与分离”实验中，随层析液在滤纸上扩散最快的色素名称及其颜色是()A．叶绿素a，蓝绿色B．叶绿素b，黄绿色C．叶黄素，黄色D．胡萝卜素，橙色解析：选D胡萝卜素在层析液中溶解度最大，扩散速度最快，为橙色。
3．下图为叶绿体内不同色素的吸收光谱。
结合图示分析，若遇到连续阴雨天气，种植蔬菜的大棚里最好选择补充的光源为()A．红光或蓝紫光B．绿光C．紫外光和红外光D．黄光或橙光解析：选A图中显示叶绿素和类胡萝卜素在蓝紫光区都有吸收峰，叶绿素在红光区有吸收峰，故在阴雨天气中，为了提高植物光合速率应该补充有效光，即红光或蓝紫光。
4．下图是利用新鲜菠菜叶进行“光合色素的提取与分离”活动时得到的结果，出现该实验结果的原因可能是()A．用70%乙醇作为提取液B．研磨时未加SiO2C．研磨时未加CaCO3D．分离时层析液液面高于滤液细线解析：选C提取叶绿体中的色素用的是95%的酒精，如果用70%的酒精作为提取液，则各种色素的含量都会减少，可是图示胡萝卜素和叶黄素含量都不低，A错误；如果研磨时未加SiO2，那么各种色素的含量都会减少，与图示不符，B错误；根据题图分析，叶绿素的含量少于类胡萝卜素，该实验结果的出现是因为研磨时未加CaCO3，C正确；若分离时层析液液面高于滤液细线，那么色素就会溶解到层析液中，得不到色素带，D错误。
