公开课(光能的捕获和利用)
教案设计-第三节 光能的捕获和利用(配中图版)
第三节光能的捕获和利用
一、教学目标
1.知识性目标：
(1)说出对光合作用的认识过程。
(2)了解叶绿体中色素的种类、颜色及其吸收的光谱；初步学习光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布。
(3)掌握光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程、光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义。
(4)应用所学的光合作用的知识，了解植物栽培与合理利用光能的关系。
2.技能性目标：
(1)通过叶绿体色素的提取与分离实验，初步训练学生的实验室操作技能及相关仪器、药品的使用能力。
(2)通过探讨光合作用的氧来源，初步训练学生的实验设计能力。
(3)通过分析、讨论光合作用的光反应和暗反应具体过程，培养学生良好的思维品质。
3.情感、态度、价值观方面
(1)通过学生对影响光合作用的因素的理解，增强学生保护生态环境的意识。
(2)通过学生讨论“如何利用光合作用的原理提高作物产量”这一问题，加强对科学、技术、社会（STS）的关注。
二、教学重难点
教学重点：
光合作用的发现过程；叶绿体中色素的种类；颜色及其吸收的光谱；光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布；光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程；光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义；植物栽培与合理利用光能的关系。
教学难点：
光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布；光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义。
三、教学过程。
光能的捕获与利用说课讲解
光能的捕获与利用第三节光能的捕获与利用（一）一，教学目标1.掌握绿叶中色素的种类和作用。
2.知道如何提取和分离绿叶中的色素。
二，预习填空1、光合作用的概念：植物通过捕获和利用，把和合成，将转化为贮存在葡萄糖等中，并释放，这个过程就是光合作用。
2、光合作用的早期研究：分析讨论：（1）海尔蒙特认为建造植物体的原料只是水，这一结论是否合理？（2）为什么普利斯特利的实验有时成功，有时失败？（3）萨克斯为何要将植物进行一昼夜的暗处理？叶片一半遮光、一半照光的目的是什么？（4）恩吉尔曼选用水绵做实验材料有什么好处？通过该实验可得出什么结论？（5）鲁宾和卡门的两组实验是如何设计的？仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢23、光合作用的意义：太阳几乎是整个生命世界的能量源泉，植物的光合作用为几乎所有的生物提供了和，是自然界最基本的和。
4、叶绿体的亚显微结构：在显微镜下观察叶绿体，可见其表面有层膜，内部有许多绿色柱状的。
每个基粒有数十个扁平囊状的组成，与光反应有关的和都分布在；与暗反应有关的酶则分布在中；叶绿体还含有少量的、。
3、分析讨论答案：（1）不合理，因为光合作用中的原料除了水，还有二氧化碳（2）在光下，实验会成功，在黑暗中，实验会失败。
只有在光下绿色植物才能更新空气，普利斯特利没有发现光的作用（3）使叶片中原有的淀粉消耗殆尽为了有效地进行对照，增强说服力（4）①水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察②用好氧性细菌可确定释放氧气的部位；③没有空气的黑暗环境排出了氧气和光的干扰；④用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验；⑤临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。
仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢3结论：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。
（5）一组：H218O + CO218O2另一组：H2O + C18O2 O2结论：光合作用释放的O2全部来自H2O巩固练习1．绿色植物进行光合作用的细胞器是（）A．线粒体 B．叶绿体 C．核糖体 D．高尔基体2、如图表示德国科学家萨克斯的实验，在叶片光照24小时后，经脱色、漂洗并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的部分呈棕色，而不被锡箔覆盖的部分呈蓝色。
高中生物_光能的捕获和利用教学课件设计
直接能源物质—— ATP 主要能源物质—— 糖类 重要储能物质—— 脂肪
这些物质中的能量最终都是来自太阳能
一、光合作用的概念
植物通过叶绿体捕获和利用太阳光能， 把二氧化碳和水合成有机物，将光能转化为 化学能贮存在葡萄糖等有机物中，并释放氧 气，这个过程就是光合作用。
二、光合作用的发现
二、光合作用的发现
资料5：1864年 萨克斯的实验
片 在一 暗半 处曝 放光
暗处理置， 几一 小半
碘蒸汽的叶遮光处理
光照
选一片叶，一半 遮光，一半曝光
取下叶片 酒精脱色
二、光合作用的发现
资料5：1864年 萨克斯的实验
思考： 为什么要进行一昼夜的暗处理？ 耗尽原有淀粉
叶片一半曝光一半遮光的目的是什么？ 对照
淀粉是光合作用的产物。
二、光合作用的发现
资料6：1880年 恩吉尔曼的实验
极 细 光 束
黑暗中
光照下
一、光合作用的早期研究
思考：1 恩吉尔曼选用水绵做实验材料有什么好处？
叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；藻体由一列细胞组成， 不需切片，可直接观察
2 该实验能得出什么结论？
结论：氧气是叶绿体在有光的条件下释放出来的。叶绿 体是光合作用的场所
资料8：20世纪40年代 卡尔文
用14C标记的14CO2，供小球 藻进行光合作用，然后追 踪检测其放射性，最终探 明了CO2中的C在光合作用 中转化成有机物中的C的 途径，这一途径称为卡尔 文循环。
2000多年前 亚里士多德 植物的物质积累来源于土壤
1642年
海尔蒙特
构建植物的原料是水
1771年
普里斯特利 植物能更新空气
《光能的捕获和利用》 说课稿
《光能的捕获和利用》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《光能的捕获和利用》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“光能的捕获和利用”是生物学中的一个重要主题，它在高中生物学教材中具有承上启下的作用。
本节课的内容不仅是对细胞结构和功能的深入探讨，也为后续学习光合作用的过程和影响因素等知识奠定了基础。
教材首先介绍了叶绿体的结构和功能，让学生了解叶绿体是进行光合作用的场所。
接着，详细阐述了光合作用的光反应和暗反应阶段，包括物质变化和能量转化。
通过这部分内容的学习，学生能够从分子水平上理解光能是如何被捕获和转化为化学能并储存起来的。
二、学情分析学生在初中阶段已经对光合作用有了初步的了解，知道光合作用能够制造有机物、释放氧气。
但对于光合作用的具体过程、物质和能量变化以及其在生物界中的重要意义，还缺乏深入的认识。
高中阶段的学生已经具备了一定的观察、分析和逻辑思维能力，但对于抽象的生物学概念和复杂的化学反应过程，理解起来可能会有一定的困难。
因此，在教学过程中，需要通过直观的图片、动画和实验演示等方式，帮助学生突破难点，加深对知识的理解。
三、教学目标1、知识目标（1）说出叶绿体中色素的种类和作用。
（2）概述光合作用的光反应和暗反应阶段的物质变化和能量转化。
2、能力目标（1）通过分析光合作用的过程，培养学生的逻辑思维能力和归纳总结能力。
（2）通过探究实验，提高学生的实验设计和操作能力。
3、情感态度与价值观目标（1）让学生认识到光合作用对于维持生态平衡和人类生存的重要意义，增强学生的环保意识。
（2）培养学生严谨的科学态度和勇于探索的精神。
四、教学重难点1、教学重点（1）叶绿体中色素的种类和作用。
（2）光合作用的光反应和暗反应阶段的物质变化和能量转化。
2、教学难点（1）光合作用中光反应和暗反应的联系。
（2）影响光合作用的环境因素。
《叶绿体与光能的捕获》 讲义
《叶绿体与光能的捕获》讲义在生命的世界里，植物是神奇的存在，它们能够通过自身的独特结构和机制捕获光能，并将其转化为维持生命活动的能量。
而在这个过程中，叶绿体扮演着至关重要的角色。
一、叶绿体的结构叶绿体是植物细胞中一种具有双层膜结构的细胞器。
从外到内，依次是外膜、内膜、基质和基粒。
外膜和内膜将叶绿体与细胞质分隔开来，形成了一个相对独立的空间。
内膜具有选择透过性，能够控制物质的进出。
基质是叶绿体内部的液态环境，含有多种酶类和一些小分子物质，参与光合作用的暗反应阶段。
而基粒则是由一个个类囊体堆叠而成的。
类囊体的膜上分布着许多与光合作用有关的色素和酶，是光能捕获和转化的关键部位。
二、光能的捕获植物通过叶片中的叶绿体来捕获光能。
在叶绿体的类囊体膜上，存在着多种色素，包括叶绿素 a、叶绿素 b、类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）等。
叶绿素 a 和叶绿素 b 是主要的光合色素，它们能够吸收光能。
叶绿素 a 主要吸收红光和蓝紫光，叶绿素 b 则主要吸收蓝紫光。
类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
这些色素并不是孤立地发挥作用，而是协同合作。
当光线照射到叶片上时，不同波长的光被不同的色素分子吸收。
光能被吸收后，使色素分子中的电子获得能量，从基态跃迁到激发态。
三、光能的转化光能被捕获后，需要经过一系列的转化过程，才能被植物有效地利用。
在类囊体膜上，被激发的电子沿着一系列的电子传递体进行传递。
在这个过程中，形成了跨膜的质子动力势。
利用质子动力势，促使质子回流释放能量，驱动 ADP 和磷酸合成ATP，这就是光合磷酸化过程。
同时，被激发的电子最终传递给 NADP+，使其结合氢离子形成NADPH。
ATP 和 NADPH 携带了能量和还原力，进入叶绿体基质，为暗反应提供了必要的条件。
四、光合作用的过程光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应主要在类囊体膜上进行，包括水的光解、ATP 的合成和NADPH 的形成。
水在光解酶的作用下分解为氧气、氢离子和电子。
中图版高中生物必修1 3.2.3光能的捕获和利用_教案设计
《光能的捕获和利用》第二课时教学设计卞祖华一、教学内容分析1．教材分析：光合作用在绿色植物的新陈代谢以及整个生态系统地物质循环和能量流动具有十分重要的意义，其过程和机理是一个复杂的氧化还原过程，包括一系列的光化学反应及物质、能量的转变问题。
光反应和暗反应过程的物质变化和能量转化比较抽象，是理解光合作用实质、探究影响光合作用强度的环境因素的基础。
所以，《光能的捕获和利用》分3课时进行，本课时为第2课时，光合作用光反应、暗反应的过程以及相互关系是本课时教学的重点和难点。
2．教学重点、难点重点：光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
难点：光反应、暗反应的过程。
3．教学策略以经典的光合作用研究历史中的重要事件为线索，了解科学家探究科学的艰辛历程和学会探究的一般方法。
通过呈现科学史上科学家的一些实验资料，通过问题驱动，引导学生深度参与学习，思考光合作用的具体过程中的物质变化和能量转换，最终得出光合作用是光反应和暗反应的综合过程。
二、学情分析高一年级的学生缺乏“有机化学”的知识，对物理的“能量转换和守衡”定律也不够了解，尤其是光合作用机理所涉及的很多化学反应相当复杂，需要尽量运用浅显的语言、直观的图解、恰当的设问引导学生分析和解决问题，降低理解这部分知识的难度。
通过学习不仅要让学生掌握反应的机理，更重要的是培养学生善于思考的品质。
三、教学目标知识目标1．体验科学家探究科学的艰辛历程和探究的一般方法。
2．阐明光合作用光反应和暗反应的具体物质变化和能量转换的过程。
3．说出并阐明光合作用的总反应式与实质。
能力目标掌握科学实验探究的一般原则。
在相关实验背景资料分析、思考与讨论、归纳、推理、建模等过程，提升科学论证能力。
情感目标认同科学的研究态度在实验探究中的重要性，关注技术发展推进科学研究，形成用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观。
四、教学媒体设计PPT课件、希沃教学助手、板书五、教学过程设计引出课题：“万物生长靠太阳”，所有生物每天取食的有机物都直接或间接来源于植物光合作用制造的有机物，我们的生活不全依赖着物质还需要有精神追求。
第三节：光能的捕获和利用
【光合作用】：植物通过叶绿体捕获和利
用太阳光能，把二氧化碳和水合成有机物， 将光能转化成化学能贮存在葡萄糖等有机 物中，并释放氧气，这个过程就是光合作 用。
一、光合作用的早期研究
【资料1】1642年，海尔蒙特 植物体的原料只是水。 【资料2】1771年，普利斯特利
绿色植物与燃烧蜡烛在同一鈡罩内，蜡烛不熄灭 实验
【资料4】1880年，恩吉尔曼 实验：利用水绵在不同光照条件下对好 氧细菌分布的影响 结论：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿 体是光合作用的场所。 【资料5】1941年，鲁宾和卡门 实验：向绿色植物分别提供H218O和CO2、 H2O和C18O2，释放的氧气分别是：18O2 和O2 结论：光合作用释放的氧气全部来自不易窒息死亡
结论：植物可以更新空气
1779年，英格豪斯 实验：500多次植物更新空气的实验
结论：植物只有在光下，才能“净化”空 气 【资料3】1864年，萨克斯 实验：绿色植物→暗处放置→叶片一半遮光、 一半曝光→碘蒸汽处理→颜色变化（曝光那 一半出现深蓝色） 结论：植物叶片在光合作用中产生了淀粉。
二、叶绿体的结构
1.叶绿体膜由内膜和外 膜共同组成，是双层膜。 2.每个基粒是由数十个 类囊体垛叠而成，它们 之间还有基质类囊体与 基粒类囊体相连。其膜 上分布有与光反应有关 的色素和酶。 3.基质内含有与暗反应 有关的酶及少量的DNA 和RNA。
三、叶绿体中的色素
胡萝卜素
类胡萝卜素 叶黄素 主要吸收蓝紫光
叶绿体中 的色素
叶绿素a
叶绿色
叶绿素b
主要吸收红光 和蓝紫光
四、叶绿体色素的提取与分离
• 通过上述实验，可以看到滤纸上出现四条色素 带，它们的颜色从上到下依次是:橙黄色、黄 色、蓝绿色、黄绿色。分析表明，每条色素带 中含有一种色素，它们分别是：胡萝卜素、叶 黄素、叶绿素a、叶绿素b。 叶绿素a、叶绿素b 统称：叶绿素； 胡萝卜素、叶黄素 统称：类胡萝卜素。 大多数植物的叶绿素含量约占3/4， 所以叶片呈绿色。
18. 光能的捕获和利用(一)
No.17 第三节光能的捕获和利用（一）第十二周第1课时编写人：刘坤审核：李永华班组姓名：组评：师评：【学法指导】1、认真阅读教材P63-P64的知识完成自主学习内容。
2、小组之间相互讨论完成合作探究。
3、A级题与B级题均作，C级题普通班选做。
【学习目标】1、通过阅读课本63页，会识别叶绿体的结构并能画出叶绿体的结构模式图（可参考资料91页）。
2、认真阅读课本63页的实验—叶绿体色素的提取分离，能说出实验的原理和结论。
【学习重点、难点】1、叶绿体结构与光能的统一性2、叶绿体色素的提取与分离的原理【自主学习】一、叶绿体的结构：1、进行光合作用的细胞器是。
2、在电子显微镜下观察叶绿体，可见其表面有膜，内部有许多绿色柱状的。
与光反应有关的色素和酶在；与暗反应有关的酶分布在；叶绿体还含有少量的。
二、叶绿体色素的提取与分离：1、色素不溶于水，而溶于有机溶剂，故用等有机溶剂提取，并用进行分离。
各种色素在层析液中不同，他们随层析液在滤纸条上的不同，因而可将各种色素分开。
叶绿素2、叶绿体中的色素类胡萝卜素3、叶绿体色素中的叶绿素主要吸收光和光（参考64页相关链接）4、画出滤纸条上的实验结果（从上到下）并标记色素名称和颜色。
【合作探究】叶绿体色素的提取与分离实验成功的关键操作有哪些。
【课堂检测】A级题：1、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体叙述正确的是（）A、植物细胞都含有叶绿体B、叶绿体基质、线粒体基质和细胞质基质的功能和所含的化合物都相同C、有关光合作用的酶只分布在叶绿体基质中D、叶绿体中含有少量的DNA和RNA2、用纸层析法能够将叶绿体的四种色素分开的原因是（）A、四种色素随层析液在滤纸条上扩散速度不同B、四种色素随滤液在滤纸条上扩散速度不同C、四种色素随滤液在滤纸条上渗透速度不同D、四种色素随层析液在滤纸条上渗透速度不同B级题：1、对绿色植物光合作用最有效的一组光是（）A、红光和黄绿光B、黄光和蓝紫光C、红光和橙光D、红光和蓝紫光2、大多数植物的叶片是绿色的，其原因是（）A、叶绿体中的色素全部是绿色的B、叶片吸收绿光最少，绿光被反射C、建造植物叶片的物质是绿色的D、光合作用过程有绿色物质生成C级题1、叶绿体色素的纸层析结果显示叶绿素b位于层析滤纸的最下端，原因是（）A、在层析液中的溶解度最小B、在层析液中的溶解度最大C、相对分子质量最小D、相对分子质量最大【课堂小结】。
3.2.3 光能的捕获和利用 课件 5
双 基
设
达
计 变化，并总结光反应、暗反应的反应式。
标
课
课
前
后
自
知
主
能
导
检
学
测
菜单
ZT ·生物 必修1
课
课
时
堂
教 法
7．列表让学生比较光反应与暗反应的区别和联系。(设
互 动
分 析
计意图：利用表格使知识网络更为简洁清晰便于理解记忆。
探 究
同时有利于培养学生的概括能力、语言表达能力。)
教
8．采用文字、图表、动画手段分析经典实验，逐个发 当
学
堂
方 案
和功能的学习奠定基础，当今人类社会面临的粮食、资源、
双 基
设 计
环境等问题与光合作用有着密切联系。近三年的高考中，叶
达 标
绿素的提取和分离，光合作用的原理，影响光合速率的环境
课 因素及其与呼吸作用的关系的考查尤为突出，常以曲线或图 课
前
后
自 表的形式呈现。
知
主
能
导
检
学
测
菜单
ZT ·生物 必修1
课 的呢？
课
前
后
自
知
主
能
导
检
学
测
菜单
ZT ·生物 必修1
课 ●教学流程设计
课
时
堂
教
互
法 分 析
课前自主探究：阅读教材P61～
动 探 究
教 学
，填写【课前自主导学】，
66
当 堂
方
双
案 设 计
完成“思考交流1、2、3”。
基 达 标
课
高中生物 第三节 光能的捕获和利用教研中心 中图版
高中生物第三节光能的捕获和利用教研中心中图版第三节光能的捕获和利用教研中心中图版【教研中心】［教学指导］一、课标要求1、通过学习光合作用，形成物质与能量辨证统一的观点。
2、通过学习叶绿体和光合作用的知识，形成生物体结构和功能的统一性观点；通过独立操作实验，认识生物科学的价值，养成勇于实践的科学精神和科学态度。
3、通过“光合作用的发现”的探究活动，体验科学研究的逻辑性和精确性。
4、探究影响光合作用速率的环境因素，认识光合作用原理对提高作物产量的指导作用；二、教学建议创设情境：提出问题分析蔬菜大棚中为提高产量和改善品质而使用不同颜色的光，特别是红光或蓝紫光的作用导入本节的学习，既结合了现代农业，又紧扣“光合作用”的课题。
在介绍光合作用过程之前首先让学生了解光合作用研究的历史，注意让学生以教材中展现的光合作用研究历史中的重要事件为线索，遵循科学家的探索思路，总结出光合作用的探究历程。
因为教材上介绍的历史非常经典，所介绍的都是在光合作用探索历程中所出现的问题和解决的方法，学生认真了解其重要过程，等于沿着科学家的发现思路作了一次思维的探究，这对于学生认识和掌握光合作用的具体过程是有必要的。
在学习捕获光能的色素和叶绿体结构的知识时，实验非常重要。
关于色素提取和分离的实验，除课本所介绍的用具和方法外，也可用成套的微量提取器来做这个实验，这样可以降低操作难度，效果也更明显。
实验中要让学生仔细观察分离出的不同色带，注意色带的不同颜色、分布顺序和宽窄，思考其中的原因。
将提取的色素液放在光源和分光棱镜之间可以发现在红光和蓝紫光部分呈现暗带，说明这部分波长的光被色素吸收。
由此让学生思考色素吸收的光用来做什么。
有条件的学校还可以让学生观察色素的荧光现象，并简单介绍荧光现象产生的原因，让学生了解色素吸收了光能的事实。
在学习光合作用的具体过程时，重点要学生掌握光反应和暗反应两个过程的区别和联系，特别是其中的物质变化和能量变化的过程，发生的部位和条件也是学生要弄清楚的内容。
3.2.3光能的捕获和利用 课件(中图版必修1)
叶绿体基质 行的场所是__________________ 中。
3．图中的化学反应 (1)Ⅰ中的化学反应 O2和质子H＋ ①水的光解：水分解成 ________________ 。 ②ATP的合成：在有关酶的作用下，ADP与 Pi转化成ATP。 ③能量变化：光能→电能→活跃的化学能。
(2)Ⅱ中的化学反应
____________，数目较多。
2．叶绿体与白色体或有色体的相互转变 将叶绿体长时间置于暗处 ,叶绿体则转变成不 含色素的白色体或只有类胡萝卜素的有色体 , 但光照后又可恢复为具有叶绿素的叶绿体.
3．叶绿体的亚显微结构 (1)表面具有两层膜。
(2) 基粒：内部有许多绿色柱状的基粒，每
个基粒有数十个扁平囊状的类囊体。基粒间 还有基质类囊体与基粒的类囊体相连，从而 使各类囊体的腔彼此相通。与光反应有关的 类囊体的膜上 色素和酶都分布在_________________ 。
பைடு நூலகம்
(3) 基质：在基粒之间充满着基质。与暗反
基质 应有关的酶则分布在 ________ 中。在叶绿
体中还含有少量的DNA、RNA。 4．叶绿体中的色素
叶绿素a 主要吸收红光和蓝紫光 (1)叶绿素 叶绿素b 叶黄素 主要吸收蓝紫光 (2)类胡萝卜素 胡萝卜素
第三节
光能的捕获和利用
学习导航
1.说出人们对光合作用的认识过程。[重点] 2．提取和分离叶绿体色素。[重、难点] 3 ．阐明光合作用中光反应和暗反应物质和
能量转化的大致过程。[重点]
4．分析环境因素对光合作用速率的影响。 [重、难点]
新知初探思维启动
一、光合作用的概念分析 项目 内容 叶绿体 中 绿色植物的__________ 场所 反应物
高一生物教案： 光能的捕获和利用教案
课题
光能的捕获和利用
课型
新授课
课时
四课时
教
学
目
标
知识目标
1．光合作用的发现过程；
2．使学生了解叶绿体的结构以及其中的光合色素的种类和作用，并理解其中的色素与光合作用的关系；
3.理解光合作用的光反应和暗反应的基本过程和相互关系；
4.理解光合作用的生理意义以及在生物界中和对人类生产生活的意义.
师：20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门，利用同位素标记去成功地进行了另一个光合作用的实验。这个实险的目的是为了弄清楚在光合作用中产生的氧到底是来自水还是二氧化碳？同学们考虑一下，应标记哪一种元素？如何设计这个实验呢？
（与学生共同完成实验设计，同时演示幻灯片。幻灯片显示：用氧的同位素18O分别标记 H2O和CO2，使它分别成为H218O和C18O2，然后进行两组光合作用的实验：第一组向绿色植物提供H218O和CO2；第二组向同种绿色植物提供H2O和 C18O2。在相同的条件下，对两组光合作用实验释放出的氧进行分析，结果表明，第一组释放的氧全部是18O2，第二组释效的氧全部是O2。）
师：那么，科学家们到底是怎样发现光合作用这一生理过程的呢？
这要追溯到很久很久以前。过去，人们一直以为，小小的种子之所以能够长成参天大树，完全依靠于土壤。事情果真是这样吗？事实证明不是，但是因为科学发展的滞后，整个错误的结论直到1642年，一位布鲁塞尔的医生海尔蒙特才对此产生了怀疑，并且他设计了一个实验对此进行验证，那这个实验是怎样设计的呢？请大家看课本P73！（他把一棵重2.3 kg的柳树苗栽种到一个木桶里，木桶里盛有事先称过重量的土壤。以后，他每天只用纯净的雨水浇灌树苗。为防止灰尘落入，他还专门制作了桶盖。五年以后，柳树增重76.7千克，而土壤却只减少了500g。）思考本段文字主要讲述了什么信息，然后以前后桌的四个同学为单元相互讨论和交换一下的意见，最后老师请各组派一个代表来阐述各组的观点。
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叶黄素（黄色）
2.色素的功能： 吸收传递转化光能
叶绿素溶液
2、色素的吸收光谱
叶绿素溶液 类胡萝卜素溶液
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
色素的吸收光谱图
100
吸收光能百分比
叶绿素
50
类胡萝卜素
400
500
600
700nm
可 见 光 区
类叶 胡绿 萝素 卜： 素吸 ：收 吸蓝 收紫 蓝光 紫和 光红 光
（1）、用水绵作实验材料，有细而长的带状叶绿体， 螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。 （2）、将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中， 排除了环境中光线和O2的影响，从而确保实验能顺 利进行。 （3）、用极细的光束照射，并且用好氧菌进行检 测，能准确的判断水绵细胞中放O2 部位。 （4）、进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实验， 从而明确实验结果完全是由光照引起的。
到1785年，发现了空气的组成， 人们才明确绿叶在光下放出的是O2， 吸收的是CO2。
光 能
德国 梅耶
化 学 能
储存在什么 物质中？
1864年，萨克斯(德)的实验
一半遮光
一半曝光
（置于暗处几小时）
思考：目的是什么？
为了使绿叶中原有的有机物消耗殆尽
1864年，（德）萨克斯的实验 绿色叶片中光合作用中产生了淀粉
第三单元第二章第三节
光能的捕获和利用
一、光合作用的早期研究
2000多年前
植物的根是一张嘴，植 物生活和生长所需的一 切物质，都是通过根从 土壤中吸收了土壤汁得 到的。
亚里士多德
植物增重来自土壤
1.海尔蒙特
说明：植物增重主要来自 水分
2.普利斯特利
说明：绿色植物可更新空气
英格豪斯
证实：绿色植物可更新空气
一、光合作用的早期发现
一、光合作用的早期发现
1、 光合作用的原料、产物、场所、条件是什么？ 原料：二氧化碳 场所：叶绿体 水 产物：糖类 氧气
条件：光
多种酶
2、你能用一个化学反应式表示出来吗?
思考：
1、为什么通常植物的叶子总是翠绿醉人？ （叶绿素含量是类胡萝卜素的4倍）
2、为什么深秋时树叶则金黄斑斓呢？
3.萨克斯
3.萨克斯
说明：绿色植物通过光合作用可制造淀粉
4.恩吉尔曼
极 细 光 束 照 射
完 全 光 照
说明：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿 体是绿色植物进行光合作用的场所。
4.恩吉尔曼
光合作用探究历程的补充
恩格尔曼证明叶绿体中色素对于不同光质的吸收实验
恩格尔曼在证明光合作用放氧部分是叶绿体后，紧接 着又做了一个实验：他用三棱镜的光照射水绵临时装片， 惊奇地发现大量的好氧细菌聚集在红光和蓝光区域。从而 证明叶绿体中色素吸收红光、蓝紫光，用于光合、放出氧 气。
结论:
• 叶绿体是进行光合作用的场所，它内部 的巨大膜表面上，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。
结论:
• 叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的 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。
17世纪海尔蒙特栽培的柳树 实验
5.鲁宾和卡门
说明：光合作用释放的氧全部来自水
6.卡尔文
美国卡尔文
用14C标记14CO2，供小球藻进行 光合作用，探明了CO2中的C的 去向，称为卡尔文循环。
证实：二氧化碳中的碳转化为有机物中的碳
小结：
光合作用探究历程
1.产物 a 1771年，英国普利斯特利实验； 1779年，荷兰英格豪斯实验 b（CH2O）：1864年，德国萨克斯实验 O2：
4、资料分析：叶绿体的功能
没有 空气 黑暗 极 细 光 束 完 全 光 照
1 现象：
装片中好氧细菌向叶绿体被光 束照射到的部位集中。
2 现象：
装片中好氧细菌分布在叶绿体所有 受光部位的周围。
结论：
叶绿体的被光束照射到的部 位是光合作用的场所
结论：
氧是由叶绿体释放出来的， 叶绿体是光合作用的场所。
讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？
结论：
• 叶绿素a和合叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光， 胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。 • 注：因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射 回来，所以叶片才呈现绿色。 问题：这些捕获光能的色素存在于细胞中的什 么部位？
3、叶绿体
• 1817年，两位法国科学家首次从植物中分离 出叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的 分布情况。 • 1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在 光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布 在植物的整个细胞中，而是集中在一个更小的结 构里，后来人们称之为叶绿体。
叶绿体的结构
叶绿体中哪些结构与光合作用功能相适应?
１、叶绿体的膜还可以控制物质的进出 ２、叶绿体基粒的类囊体薄膜上和基质中 ，含有多种光合作用所必需的酶。 ３、叶绿体基粒类囊体薄膜上分布着许多吸 收光能的色素分子。
2、叶绿体中的色素
叶绿素a
（蓝绿色）
叶 绿 体 色 素
叶绿素
（含量约占总 量的3/4）
二、光合作用的概念 三、光合作用的总反应式
6CO2 + 12H2O*
光能
叶绿体
C6H12O6 +6O2* + 6H2O
四、试验设计要遵循的原则——对照原则、单一变量原则
敬请各位评委指导，谢谢！
讨论：恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？
（1）、用水绵作实验材料，有细而长的带状叶绿体， 螺旋状分布在细胞中，便于观察和分析研究。 （2）、将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中， 排除了环境中光线和O2的影响，从而确保实验能顺 利进行。 （3）、用极细的光束照射，并且用好氧菌进行检 测，能准确的判断水绵细胞中放O2 部位。 （4）、进行黑暗（局部光照）与曝光的对照实验， 从而明确实验结果完全是由光照引起的。
捕捉光能的色素存在于细胞中的什么部 位？
绿叶
叶片中的叶肉细胞
叶肉细胞
亚显微结构模式图
叶绿体亚显微 结构模式图
外膜
叶 绿 体 结 构 模 式 图 基质
内膜
而每个基粒都 含有两个以上 的类囊体，多 者可达100个以 上。叶绿体内 有如此多的基 粒和类囊体， 极大地扩大了 受光面积。
基粒
每个基粒都由一 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。
结论：水分是植 物建造自身的原 料。
1771年普利斯特利实验
一段时间后
一段时间后
普 利 斯 特 利 实 验
结论：植物可以更新空气
有人重复了普利斯特利的实验，得到相反的结果， 所以有人认为植物也能使空气变污浊？
1779年，荷兰的英格豪斯
普利斯特利的实验只有在阳 光照射下才能成功；植物体只有 绿叶才能更新空气。
2.色素的功能： 吸收传递转化光能
叶绿素溶液
2、色素的吸收光谱
类胡萝卜素溶液 叶绿素溶液
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
一、光合作用的早期发现
胡萝卜素
类胡萝卜素
（含量约1/4）
主要吸收蓝紫
叶黄素
叶绿体中 的色素 叶绿素a
叶绿色
（含量约1/4）
叶绿素b
主要吸收红光 和蓝紫光
结论：植物可以更新空气
1779年，英格豪斯 实验：500多次植物更新空气的实验 结论：植物只有在光下，才能“净化”空气 【资料3】1864年，萨克斯 实验：绿色植物→暗处放置→叶片一半遮光、一 半曝光→碘蒸汽处理→颜色变化（曝光那一半出 现深蓝色） 结论：植物叶片在光合作用中产生了淀粉。
【资料4】1880年，恩吉尔曼 实验：利用水绵在不同光照条件下对好氧细 菌分布的影响 结论：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是 光合作用的场所。 【资料5】1941年，鲁宾和卡门 实验：向绿色植物分别提供H218O和CO2、 H2O和C18O2，释放的氧气分别是：18O2和 O2 结论：光合作用释放的氧气全部来自于水
5.索苏尔
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5.索苏尔
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5.索苏尔
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5.索苏尔
5.索苏尔
5.索苏尔
板书设计
一、光合作用的发现过程
1.亚里士多德的经验推测 2.赫尔蒙特的柳树实验 3.普利斯特利的实验 4.英格豪斯的实验改进——光合作用条件光的证明 5.索苏尔的实验——光合作用原料CO2和H2O的证明 6.萨克斯的实验——光合作用产物淀粉的证明 7.恩格尔曼的实验——光合作用产物O2和场所叶绿体的证明 8.鲁宾和卡门的同位素标记实验——证明O2的来源
为什么玉米苗中出现的白化苗待 种子中贮存的养分耗尽就会死亡 ？
白化苗没有光合色素,不能进行光合 作用制造有机物.
一、光合作用的早期研究
【资料1】1642年，海尔蒙特 体的原料只是水。 【资料2】1771年，普利斯特利
绿色植物与燃烧蜡烛在同一鈡罩内，蜡烛不熄灭 实验
建造植物
绿色植物与小鼠在同一鈡罩内，小鼠不易窒息死亡
2.场所 3.原料
叶绿体： 1880年，美国恩格尔曼实验 a H2O： 1939年，美国鲁宾和卡门实验 b CO2： 1955年，美国卡尔文实验
二、叶绿体的结构
1.叶绿体
• 1817年，两位法国科学家首次从植物中分离 出叶绿素，当时并不清楚叶绿素在植物细胞中的 分布情况。 • 1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在 光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布 在植物的整个细胞中，而是集中在一个更小的结 构里，后来人们称之为叶绿体。