能量之源-----光与光合作用 新课导入：咱们中国有句古语“万物生长靠太阳”，大家如何理解这句话呢？初中的时候呢我们就简单地了解过光合作用，植物只有依赖光合作用，才能制造有机物，动物和人呢直接或间接地以植物为食，追根溯源，对绝大多数生物而言，能量的根本来源就是太阳光能，那光是如何被植物吸收的呢，光合作用的具体过程又是怎样的呢？ 今天就让我们一起进入本章第四节内容能量之源---光与光合作用的学习
太阳光中有能量，我们制造出太阳能电池板，可以捕获其中的能量并转化为电能。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？
板书：一、捕获光能的色素和结构
正常玉米的叶子都是绿色的，但如果植物幼苗缺乏色素的话，往往会呈现黄白色，这就是我们平常所说的“白化苗”。大家根据生活经验，想一想白化苗能否正常生长？---它不能进行光合作用，待种子中储存的养分耗尽就会死亡。由此可见呢，植物的生活确实需要色素，依靠色素来吸收光能进行光合作用，那么植物细胞一般有哪些捕获光能的色素呢？
下面呢，请同学们自己先看一下课本中“绿叶中色素的提取和分离”实验，找出实验原理、目的、实验材料、方法步骤。
1、试验中无水乙醇的作用是什么？层析液有什么重要用途？ 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用来提取色素；绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同，可用来分离色素。
2、研磨中加入二氧化硅和碳酸钙的目的是什么？
二氧化硅帮助充分磨碎叶片，碳酸钙防止研磨过程中色素被破坏。 3、实验过程中要求动作迅速并注意密封的原因是什么？ 无水乙醇和层析液易挥发，并具有一定的毒性。
4、制备滤纸条为什么要剪去两角？画滤液细线有何要求？层析过程中要注意什么？
不剪去两角，边缘扩散得比较快，中间扩散得慢，使色素带看起来是两边高中间低，剪了之后，使色素在滤纸条上的扩散速度一致。画线要求越细越直越好，以防止色素带你互相重叠；重复画两三次，增大色素浓度，层析时，不能让滤液细线触及层析液，否则，层析液会将色素带溶解，无法在纸上扩散。
实验步骤：1.提取绿叶中的色素（选材，SiO2，CaCO3，无水乙醇，动作迅速，密封） 2、制备滤纸条（剪去两角，用铅笔画线） 3、画滤液细线（要求）
4、分离绿叶中色素 5、观察和记录
经过分析之后呢，发现他们各自的含量关系约为：叶绿素：类胡萝卜素=2:1，叶绿素a：叶绿素b=3：1，胡萝卜素：叶黄素=2：1
那么根据这些数据就可以推测一下四条色素带的宽窄了，叶绿素a最宽，叶黄素最窄。 了解了个色素的种类和含量后，你能试着解释为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金黄呢？
由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡萝卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色；由于叶绿素比类胡萝卜素易受到低温的破坏，秋季低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来。 大家接着思考，为什么叶绿素会呈现绿色呢？这个大家可以结合物理学上的物质对光的吸收和反射原理，举个例子，红花之所以呈红色，就是因为它吸收了其他颜色的光，把红光反射了出来，乌鸦之所以呈黑色，是因为它把所有的光都给吸收了，没有任何光反射到我们眼睛里。那叶绿素就应该是吸收其他颜色的光，而对绿光吸收量最小，将绿色反射出来，所
以，叶片通常呈绿色。 这是理论分析的结果，到底这四种色素对光吸收的情况如何呢？需要进行实验验证。大.家思考一下，如何设计实验装置？--初中物理上，我们做过光的色散的实验，三棱镜经过光源照射后，会在光屏上呈接到一条连续的光谱，咱们现在推测，这几种色素吸收了某种色光，那么如果将色素提取液置于光束和连续光谱间，再去观察色素带的话，此时色素带是应该有缺失的，缺失的就是色素所吸收的光的颜色。而实验结果，也正是如此，胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。
大家能不能根据不同色素对不同波长光的吸收特点，想一想，温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的光做补充光源-----蓝紫光或红光，叶绿素吸收最多的是光谱中中的蓝紫光和红光，可提高光合强度，达到增产目的。
现在我们已经知道绿叶中含有4种色素，那么，这些色素分布在细胞中的哪些部位呢？直到1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。1880年德国科学家恩格尔曼用水绵作实验材料进行光合作用的实验，发现了叶绿体是光合作用的场所。那么，叶绿体的结构如何，它又有哪些结构特点是与作为光合作用场所相适应的呢？
（显示板书：2.捕获光能的结构——叶绿体）
首先让我们回忆一下，叶绿体主要分布在哪些细胞中，主要是绿色植物的叶肉细胞，此外，植物幼嫩的茎也有叶绿体。（显示板书：①分布：主要在绿色植物的叶肉细胞）
叶绿体的形状又是怎样的？一般呈扁平的椭球形或球形。而且叶绿体可以根据光照的强弱来改变自己的形状，如外界光照较强，叶绿体则以侧面接受光照，如果外界光照较弱时则以正面接受光照。这样的特点可保证接受到充分的光照，又可避免被较强的光照灼伤。。
（显示板书：②形态：一般呈扁平的椭球形或球形） 现在同学们仔细观察叶绿体的立体结构示意图，说说它由哪些结构组成？包括外膜、内膜、基粒和基质4部分。叶绿体是双层膜结构，同时这层膜又是透明膜，有什么作用呢？利于光线的透过且被色素吸收。叶绿体内部还有许多基粒，基粒和基粒之间充满了液态的基质，大家看一下基粒是如何组成的，每个基粒都是由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为类囊体。吸收光能的四种色素，就分布在类囊体的薄膜上。此外，每个基粒都含有2个以上的类囊体，多者可达100个以上。据计算，1g菠菜叶片中的类囊体的总面积竟达60m2左右。同学们思考一下，叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，有什么作用？---极大地扩展了受光面积，大家再思考一下，叶绿体中除含有吸收光能的4种色素外，还应该含有哪种物质满足光合作用的需要，我们知道因为光合作用是一系列复杂化学反应的过程，光合作用的顺利进行需要酶的参与。所以，基质和基粒类囊体上含有与光合作用有关的酶，既然光合作用需要酶的参与，那么哪个外界因素肯定会影响到光合作用的效率？温度，适当提高温度有利于提高光合作用效率，降温则会使光合作用效率降低。通过刚才的讲解，最后同学们能不能总结一下叶绿体作为光合作用场所，在结构与功能上有什么相适应的特点？
叶绿体的双层膜是透明的，有利于光照的透过；叶绿体内部巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必需的酶。 咱们刚才提到了发现叶绿体是光合作用场所的人是恩格尔曼，他是如何设计的实验呢？大家看一下课本的资料一，一会回答几个问题？
1.选材对完成一个实验很重要？恩格尔曼选用了什么特殊的材料？--水绵，其叶绿体呈螺旋带状，便于观察实验；好氧细菌可指示释放氧气部位。
2.实验前为何要先把临时装片放在没有空气的黑暗环境中？---排除环境中光线和氧气的干扰。
3.实验中为何选用极细的光束照射？---可将叶绿体分为有光和无光两种条件，形成对照。
4.从这个实验得出什么结论---光是进行光合作用的必须条件；光合作用的场所是叶绿体；产物之一是氧气。
板书
1.捕获光能的色素
2.捕获光能的结构——叶绿体
（1）分布：主要在绿色植物的叶肉细胞 （2）形态：一般呈扁平的椭球形或球形
能量之源光与光合作用教案
