高中生物人教版（2019）必修一5.4.1捕获光能的色素和结构（教案）

第五章 细胞的能量供应和利用
第四节 光合作用与能量转化
一 捕获光能的色素与结构
【教学目标的确定】
课程标准与本节对应的要求是：“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。”根据上述要求和建议，本节课教学目标确定如下：
1.阐明“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理与方法。
2.说出植物捕获光能的色素的种类和作用。
3.说明叶绿体适于进行光合作用的结构特点。
【教学重难点】
教学重点：“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理与方法；叶绿体适于进行光合作用的结构特点。
教学难点：植物捕获光能的色素的种类和作用；叶绿体适于进行光合作用的结构特点。
【教学步骤】
1.新课导入
教师：利用课件展示植物工厂的图片，讲解植物工厂的原理。
教师：靠人工光源生产蔬菜有什么好处？
教师：用人工光源生产蔬菜，可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。
教师：为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？
教师：影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件。二氧化碳浓度、营养液和温度是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。
2.新课讲授
一、捕获光能的色素
教师：展示实验的材料用具，介绍其功能，引导学生思考：如何利用提供的材料用具进行叶绿体色素的提取和分离？实验原理是什么？
教师：PPT演示叶绿体色素提取和分离实验的步骤图解，引导学生对实验形成一个系统印象。
教师：展示叶绿体色素分离后的标准滤纸条，让学生领悟其中的信总，如色素种类、颜色、在层析液中溶解度的大小等。
教师：展示因不同原因，如滤液细线浸没在层析液中，或利用黄叶做实验材料、或研磨不充分、或色素已部分分解等，而得到的几种非标准滤纸条，引导学生思考其中的原因，了解实验过程操作的关键及注意事项。
教师：PPT演示叶绿体中四种色素的含量、颜色、吸收光谱、在层析液中的溶解度大小在滤纸条上离滤液细线的距离等的比较表，突出对四种色素含量、吸收光谱的讲解。
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
教师：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。
教师：讲解叶绿体的结构特点以及分布情况。
教师：利用课件，讲解恩格尔曼的实验。引导学生总结出叶绿体的功能。
教师：恩格尔曼第一个实验的结论是什么？
恩格尔曼第一个实验的结论是：氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
教师：恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？
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，用好氧细菌可确定释放氧气多的部位；没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上有光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证了实验结果，等等。
教师：在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？
教师：这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，适于好氧细菌在此区域分布。
教师：综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？
叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。
教师：总结：叶绿体能吸收光能，用于光合作用放氧，是光合作用的场所。
3.板书设计
5.4.1捕获光能的色素和结构
一、捕获光能的色素
1.色素的提取
取材→研磨→过滤→收集
2.色素的分离
制备滤纸条→画滤液细线→分离滤液中的色素
3.色素的功能叶绿素和叶绿素b吸收蓝紫光和红光；胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
二、叶绿体的结构适于进行光合作用
1.分布：叶肉细胞中
2.形态：扁平的椭球形或球形
3.功能：植物进行光合作用的场所。
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