探索生物課堂5.4光合作用與能量轉(zhuǎn)化Time：2025.12第5章

細胞的能量供應(yīng)和利用第一課時

目標(biāo)素養(yǎng)簡述綠葉中色素的種類及其功能說明葉綠體適于進行光合作用的結(jié)構(gòu)特點，認同葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)闡明“綠葉中色素的提取和分離”實驗的原理與方法通過對“綠葉中色素的提取和分離”實驗的操作，提升實驗探究能力

重點難點0201難點葉綠體適于進行光合作用的結(jié)構(gòu)特點通過學(xué)習(xí)經(jīng)典實驗學(xué)習(xí)實驗的設(shè)計思路重點“綠葉中色素的提取和分離”實驗的原理和方法葉綠體適于進行光合作用的結(jié)構(gòu)特點01新課導(dǎo)入新課講授捕獲光能的色素葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用課堂小結(jié)課堂練習(xí)020304

目錄新課導(dǎo)入玉米白化苗很快就會死去,而正常植株可以不斷生長,為什么?白化苗由于不能形成葉綠素,不能進行光合作用,儲存的養(yǎng)分耗盡就會死去正常植株(綠色)含有葉綠素等能捕獲光能的色素,能進行光合作用,可以不斷生長由此可見,捕獲光能的色素對于光合作用十分重要,那么這些色素有哪些種類?具有哪些功能呢?閱讀本實驗的課題“綠葉中色素的

和”說一說本實驗可以分為哪兩步？捕獲光能的色素提取分離一.實驗原理1.提取2.分離綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中→可以用無水乙醇提取綠葉中的色素綠葉中的不同色素在層析液中的溶解度不同→溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢二.實驗?zāi)康倪M行綠葉中色素的提取和分離探究綠葉中含有幾種色素閱讀教材,總結(jié)提取和分離的實驗原理分別是什么？——探究·實踐：綠葉中色素的提取和分離捕獲光能的色素三.材料用具二氧化硅碳酸鈣層析液新鮮菠菜葉無水乙醇試管架放有尼龍布的玻璃漏斗研缽培養(yǎng)皿干燥定性濾紙試管量筒天平——探究·實踐：綠葉中色素的提取和分離捕獲光能的色素提取綠葉中的色素制備濾紙條畫濾液細線分離綠葉中的色素提取分離分離前的準備工作四.方法步驟觀察與記錄——探究·實踐：綠葉中色素的提取和分離取材研磨過濾收集捕獲光能的色素實驗材料為什么要選新鮮的綠葉?研磨過程中二氧化硅和碳酸鈣分別有什么作用？研磨時應(yīng)注意什么？為什么？過濾時要將研磨液迅速倒入基部放一塊單層尼龍布的玻璃漏斗中,為什么不能用紗布或濾紙?制備濾紙條時將濾紙條一端剪去兩角,并在距這一端底部1cm處用鉛筆畫一條細的橫線,目的是什么?如何畫濾液細線?為什么要多畫幾次?分離色素的方法叫紙層析法，它是如何操作的？為什么要用棉塞將裝有層析液的試管口塞緊？紙層析時需要注意什么？避免什么？閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，思考以下問題：——探究·實踐：綠葉中色素的提取和分離捕獲光能的色素1.提取綠葉中的色素四.方法步驟取材研磨稱取5g新鮮綠葉，剪去主葉脈，剪碎，放入研缽中向研缽中放入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入5~10mL無水乙醇，迅速、充分的進行研磨二氧化硅碳酸鈣無水乙醇提取——探究·實踐：綠葉中色素的提取和分離捕獲光能的色素四.方法步驟取材研磨二氧化硅碳酸鈣新鮮綠葉中葉綠素的含量較高防止研磨時色素被破壞有助于充分研磨保證色素充分釋放且揮發(fā)量少1.提取綠葉中的色素提取——探究·實踐：綠葉中色素的提取和分離稱取5g新鮮綠葉，剪去主葉脈，剪碎，放入研缽中向研缽中放入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入5~10mL無水乙醇，迅速、充分的進行研磨思考：為什么不能用紗布或濾紙?迅速、及時、塞嚴的目的?捕獲光能的色素四.方法步驟過濾收集紗布和濾紙易吸附色素防止乙醇揮發(fā)和色素氧化1.提取綠葉中的色素提取將研磨液迅速倒入玻璃漏斗(基部放一塊單層尼龍布)進行過濾將濾液收集到試管中，及時用棉塞將試管口塞嚴將干燥的定性濾紙剪成寬度略小于試管直徑、長度略小于試管長度的濾紙條，再將濾紙條一端剪去兩角，并在距這一端底部1cm處用鉛筆畫一條細的橫線捕獲光能的色素四.方法步驟2.制備濾紙條分離保證色素在濾紙上均勻擴散避免層析液在邊緣擴散過快，使其同步到達細線——探究·實踐：綠葉中色素的提取和分離捕獲光能的色素四.方法步驟3.畫濾液細線分離濾液細線要細、直、齊使濾液細線含有較多的色素使各色素擴散的起點相同用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻的畫出一條細線（也可將濾液倒入培養(yǎng)皿，再用蓋玻片蘸取濾液，在橫線處按壓出均勻的細線），待濾液干后，再重畫1~2次——探究·實踐：綠葉中色素的提取和分離將適量的層析液倒入試管中，將濾紙條（有濾液細線的一端朝下）輕輕插入層析液中，隨后用棉塞塞緊試管口【也可用小燒杯代替試管，用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯】捕獲光能的色素四.方法步驟4.分離綠葉中的色素分離注意：不能讓濾液細線觸及層析液，防止色素溶解在層析液中，而不能在濾紙上擴散層析液防止層析液揮發(fā)——探究·實踐：綠葉中色素的提取和分離捕獲光能的色素——探究·實踐：綠葉中色素的提取和分離捕獲光能的色素四.方法步驟5.觀察與記錄——探究·實踐：綠葉中色素的提取和分離捕獲光能的色素色素帶位置的高低不一說明了什么？請分析濾紙條上4條色素帶分別代表什么色素？4種色素中哪種色素在層析液中擴散速度最快？色素帶寬窄不一說明了什么？各種色素的擴散速度不同葉綠體中各類色素的含量不同橙黃色→胡蘿卜素黃色→葉黃素藍綠色→葉綠素a黃綠色→葉綠素b擴散速度慢快含量最高含量最低類胡蘿卜素（占1/4）葉綠素（占3/4）四.方法步驟5.觀察與記錄——探究·實踐：綠葉中色素的提取和分離捕獲光能的色素五.交流討論1.若色素提取液呈淡綠色的，原因是什么？①選取的葉片放置數(shù)天或顏色不是濃綠色或稱取的綠葉過少，色素含量少②加入的無水乙醇過多，色素溶液濃度小

③碳酸鈣未加或加入過少，部分色素分子被破壞

④二氧化硅未加或加入過少，研磨不充分，色素未能充分提取出來2.若色素帶顏色較淺，原因是什么？⑤畫濾液細線的次數(shù)太少，濾紙條上的色素含量少⑥層析時，部分濾液細線已觸及層析液

同上4點色素提取液色素帶——探究·實踐：綠葉中色素的提取和分離捕獲光能的色素這4種色素對光的吸收有什么差別呢？陽光是由不同波長的光組合成的復(fù)合光，在穿過三棱鏡時，不同波長的光會分散開，形成不同顏色的光帶，稱為光譜——色素的吸收光譜捕獲光能的色素分別讓不同顏色的光照射色素溶液，就可以得到色素溶液的吸收光譜葉綠素類胡蘿卜素——色素的吸收光譜主要吸收藍紫光主要吸收紅光和藍紫光捕獲光能的色素葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜葉綠體中的色素只吸收可見光，而對紅外光和紫外光等不吸收葉綠素和類胡蘿卜素對其他波段的光并非不吸收，只是吸收量較少樹葉為什么是綠色？——色素的吸收光譜物理角度：葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射和透射，因此葉綠素呈現(xiàn)綠色，葉子也呈現(xiàn)綠色生物角度：綠色的葉綠素比黃色的類胡蘿卜素多，所以葉片呈現(xiàn)綠色捕獲光能的色素——色素的吸收光譜知識拓展秋天、氣溫下降或葉片衰老時，葉綠素的含量減少，而類胡蘿卜素較穩(wěn)定，所以葉片顯示類胡蘿卜素的顏色，葉子變黃楓樹葉片等在秋天變紅，是因為秋天降溫，體內(nèi)積累了較多的糖分以適應(yīng)寒冷，可溶性糖多了就形成較多的紅色花青素，葉子呈現(xiàn)紅色海洋中的藻類，習(xí)慣上依其顏色分為綠藻、褐藻和紅藻，它們在海水中的垂直分布大致依次是淺、中、深。這種現(xiàn)象與光能的捕獲有關(guān)嗎？綠藻含葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，反射綠光褐藻含某種葉黃素主要吸收綠光藍紫光，反射紅黃光紅藻含藻紅素主要吸收藍紫光，反射紅光水對紅、橙光的吸收比對藍、綠光的吸收高，即到達深水層的光線是短波長的光，吸收紅光和藍紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍紫光和綠光較多的褐藻分布于海水中層，吸收藍紫光較多的紅藻分布于海水的深層淺水層中水層深水層捕獲光能的色素——色素的吸收光譜知識拓展藻類本身的顏色是反射出來的光小組討論，回答下列問題1.葉綠體主要分布在哪些細胞內(nèi)?2.所有植物細胞都含有葉綠體嗎?3.在光學(xué)顯微鏡下,葉綠體是什么形狀的?葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用綠色植物的葉肉細胞不是，如根尖細胞不含葉綠體扁平的橢球形或球形葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用4.電子顯微鏡下,葉綠體的結(jié)構(gòu)具有哪些特點?內(nèi)膜外膜基質(zhì)基粒類囊體6.與光合作用有關(guān)的色素在哪里?7.與光合作用有關(guān)的酶分布在哪里?基粒:由類囊體堆疊形成基質(zhì)雙層膜類囊體薄膜類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)5.每個基粒都含有兩個以上的類囊體,多的可達100個以上,這樣的結(jié)構(gòu)有什么好處?極大的擴展了受光面積葉綠體功能：吸收光能葉綠體還有什么功能？葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用思考·討論

恩格爾曼的實驗實驗1：把載有水綿(葉綠體呈螺旋帶狀分布)和需氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣的小室內(nèi),在黑暗中用極細的光束照射水綿,發(fā)現(xiàn)細菌只向葉綠體被光束照射到的部位集中;如果把裝置放在光下,細菌則分布在葉綠體所有受光的部位葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用該實驗的結(jié)論是什么?為什么選用水綿和好氧細菌作為實驗材料？氧是由葉綠體在光下釋放出來的水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀,便于觀察需氧細菌可確定釋放氧氣的部位為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？為什么用極細的光束照射？將臨時裝片全部暴露在光下有什么巧妙之處？排除光線和氧的干擾葉綠體上有光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對比實驗再次驗證了實驗結(jié)果葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用思考·討論

恩格爾曼的實驗實驗2：用透過三棱鏡的光照射水綿臨時裝片，發(fā)現(xiàn)大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域為什么大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域？水綿葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍紫光,在此波長光的照射下,葉綠體會釋放氧氣,適于需氧細菌在此區(qū)域分布根據(jù)實驗1和實驗2，你認為葉綠體具有什么功能?葉綠體能吸收光能(特定波長的光),用于光合作用放氧葉綠體功能總結(jié)：葉綠體能吸收光能,用于光合作用放氧,是光合作用的場所色素的提取色素的分離原理綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中→可以用無水乙醇提取綠葉中的色素綠葉中的不同色素在層析液中的溶解度不同→溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢步驟現(xiàn)象課堂小結(jié)1.綠葉中色素的提取和分離橙黃色黃色藍綠色黃綠色胡蘿卜素葉黃素葉綠素a葉綠素b課堂小結(jié)2.綠葉體的功能課堂練習(xí)下列是新鮮綠葉的四種光合色素在濾紙上分離的情況，以下說法正確的是(

)A．提取色素時加入碳酸鈣是為了防止濾液揮發(fā)B．水稻在收獲時節(jié)，葉片中色素量變?yōu)?甲＋乙)<(丙＋丁)C．四種色素都能溶解在層析液中，乙色素的溶解度最大D．四種色素中，丙和丁主要吸收紅光B課堂練習(xí)下圖表示某同學(xué)做“葉綠體中色素的提取和分離”的實驗改進裝置，下列敘述，錯誤的是()A．應(yīng)向培養(yǎng)皿中倒入層析液B．應(yīng)將濾液滴在a處，而不能滴在b處C．實驗結(jié)果應(yīng)得到四個不同顏色的同心圓(近似圓形)D．實驗得到的若干個同心圓中，最小的一個圓呈橙黃色D課堂練習(xí)植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)(如O2的釋放)來繪制的。下列敘述錯誤的是()AA．類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成B．葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制C．光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示D．葉片在640～660nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)來繪制的，因此可用CO2吸收速率隨光波長的變化來表示葉綠素吸收640～660nm的紅光，導(dǎo)致水光解釋放O2課堂練習(xí)葉綠體在細胞中的分布和位置受到動態(tài)調(diào)控稱為葉綠體定位。光照強度穩(wěn)定時，葉綠體的分布和位置不呈現(xiàn)明顯的變化?；瘜W(xué)處理破壞細胞內(nèi)的微絲后，葉綠體定位出現(xiàn)異常。