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人教版高中生物必修一
第5章
第4节
能量之源——光与光合作用
一
捕获光能的色素和结构
教学设计
【教学目标】
1．说出绿叶中色素的种类和作用。
2．说出叶绿体的结构和功能。
3．合作探究，掌握光合色素的分离与提取方法。
【教学重难点】
1．重点
（1）绿叶中色素的种类和作用。
（2）光合色素的提取与分离过程。
解决方法：通过色素提取和分离实验，让学生仔细观察分离出的不同色带，色带的颜色、分布顺序和宽窄，思考其原因及作用。
2．难点
光合色素的提取与分离过程。
【课时安排】
1课时
【教学方法】
讲解、实验法。
【教具准备】
课件
【学生活动】
1．指导学生阅读教材，找出需了解的知识点。
2．让学生讨论认识叶绿体的结构，这种结构有哪些适于进行光合作用的特点；光合作用的过程，影响因素等。
【教学过程】
第1课时
[问题探讨]
结合教材P97图讨论：
1．用这种方法有什么好处？不用颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？
2．为什么不使用发绿色光的灯管作补充光源？
导言：追根溯源，对绝大多数生物来说，能量的最终来源是光能。将光能转换成化学能要靠光合作用，进行光合作用的细胞，首先要能够捕获光能，那么捕获光能的色素有哪些呢？
[师生互动]
一、捕获光能的色素。
探究绿叶中色素的种类：教师指导学生完成如P97——98的实验。教师可让学生带着下列问题去做实验：
1.加入SiO2、CaCO3的作用是什么？
2.研磨时为什么要迅速而充分？
3.将滤液收集到试管中后，为什么要用棉塞将试管口塞严？
4.滤纸条一端为什么要剪去两角？
5.画滤液细线时应注意什么？
6.为什么不能让滤液细线触及层析液？
7.滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？
教师归纳总结：
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素
叶绿色b（黄绿色）
绿叶中的色素
胡萝卜素（橙黄色）
类胡萝卜素
叶黄素（黄色）
教师演示相关实验让学生得知：叶绿素a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，并结合P99吸收光谱图讲解。
1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，但当时并不清楚叶绿素分布于何处？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，而是集中在一个个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。
二、叶绿体的结构
结合P99图示讲解叶绿体的结构，教师归纳：
外膜
叶绿体
内膜
基粒：由两个以上的类囊体组成，含色素和酶
基质：含酶
[资料分析]叶绿体的功能。结合P100
恩格尔曼的实验讨论下列问题；
1、恩格尔曼实验的结论是什么？
2、恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？
三、总结
重点总结捕获光能的色素有哪些，叶绿体的结构，其结构上有哪些特点适用于进行光合作用。
四、作业布置
P100练习一、二
五、板书设计
第4节
能量之源——光与光合作用
一、捕获光能的色素和结构
1．捕获光能的色素
叶绿素a（蓝绿色）
叶绿素
（含量约占3/4）
叶绿色b（黄绿色）
绿叶中的色素
胡萝卜素（橙黄色）
类胡萝卜素
（含量约占1/4）
叶黄素（黄色）
2．叶绿体的结构
（1）分布
（2）形态
外膜
（3）结构
内膜
基粒：由两个以上的类囊体组成，含色素和酶
基质：含酶
（4）
功能
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（共
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第5章
第4节
能量之源—光与光合作用
一
、捕获光能的色素和结构
课时作业
一、单项选择题
1．经纸层析后，滤纸条上最窄的色素带（用新鲜菠菜叶作材料）是（
）
A.叶绿素a
B.叶绿素b
C.叶黄素
D.胡萝卜素
2．叶绿体中色素的提取和分离实验主要证明了（
）
A．色素分布在叶绿体片层结构薄膜上
B.叶绿素含量是类胡萝卜素的四倍
C．叶绿体中色素的种类和各种色素的颜色
D.四种颜色扩散速度不同
3．在进行叶绿素提取和分离的实验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是（
）
A．滤纸上几种色素会扩散不均匀而影响结果
B．滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散
C．色素会溶解在层析液中而使结果不明显
D．滤纸条上的几种色素会混合起来
4．阳光透过三棱镜照在丝状绿藻上，好氧细菌主要聚集的光谱区域是
(
)
A．红光区和蓝紫光区
B．黄光区和蓝紫光区
C．红光区和绿光区
D．蓝紫光区和绿光区
5.叶绿素不溶于(
)
A．丙酮
B．苯
C．层析液
D．水
6．对能量的转化和释放具有重要意义的细胞器是(
)
A．叶绿体、线粒体
B．内质网、叶绿体
C．线粒体、核糖体
D．核糖体、内质网
7．叶绿体是进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是(
)
A．叶绿体中的色素分布在类囊体结构的薄膜上
B．叶绿体中的色素分布在内膜和外膜上
C．光合作用的酶只分布在叶绿体的基质中
D．光合作用的酶分布在外膜、内膜和基粒上
8．叶绿体色素在层析液中溶解度最高的是(
)
A．叶绿素a
B．叶绿素b
C．、叶黄素
D．胡萝卜素
9．在做植物实验的暗室中，为了尽可能地降低光合作用的强度，最好安装(
)
A．红光灯
B．绿光灯
C．白炽灯
D．蓝光灯
10、在叶绿色素的提取和分离实验中，沿滤纸条扩散速度最快和最慢的色素依次是（
）
A．胡萝卜素和叶绿素b
B．叶黄素和叶绿素a
C．叶黄素和叶绿素b
D．胡萝卜素和叶绿素a
11．叶绿体的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是（
）
A
色素提取液中的不同色素已经分层
B
阳光的照射使各种色素能彼此分开
C
滤纸对各种色素的吸附力不同
D
丙酮酸使色素溶解并彼此分离的扩散速度不同
12．高等植物光合作用最有效的光是(
)
A．白色光
B．红色光
C．绿色光
D．蓝色光
13．(多选)叶绿素能有效地吸收
(
)
A.红光
B.远红光
C．蓝紫光
D．绿光
二、非选择题
14．将水绵和细菌制成临时装片，进行显微观察。如果在反光镜上方放置一个三棱镜．使七种不同颜色的光束照射水绵的不同部位。这时看到细菌逐渐聚集成明显的两堆(如下图)。
(1)
通过上述实验。可以证明水绵进行光合作用的细胞内结构是[
]
。
(2)
1880年，一位德国科学家也做了类似的实验，这位科学家的名字叫
，上个世纪的30年代，美国科学家鲁宾(S．Ruben)在探索光合作用的实验中，用18O分别标记H2O和CO2．结果证明了
。
(3)
这位科学家把载有水绵和好氧性细菌的临时装片，放在没有空气的黑暗环境中的愿因是
。
(4)
后人把他的实验加以改进将可见光经三棱镜后照到临时装片上，结果可发现在区域好氧牲细菌特别多，在
区域好氧性细菌特别少。
(5)类同于题(2)，将可见光经三棱镜后照到一容器中．请分析：
①假如题(2)容器中还有一定数量的衣藻，照光后，衣藻分布是否均匀?为什么？
。
②假如题(2)容器中还有一定数量的乳酸菌，照光后，乳酸菌分布是否均匀?为什么?
(6)某学生课外也用一种细菌验证该实验。结果发现该细菌在660nm，450nm附近区域分布很少，而在560am区域分布较多。试分析可能的原因是
。
15.分别在A、B、C
3个研钵中加2
g剪碎的新鲜菠菜绿叶，并按下表所示添加试剂，经研磨、过滤得到3种不同颜色的溶液，即深绿色、黄绿色(或褐色)和几乎无色：。
处
理
A
B
C
SiO2(少量)
+
＋
+
CaC03(少量)
—
+
+
95%乙醇（10ml）
+
－
＋
蒸馏水（10mL）
—
＋
－
(1)A处理得到的溶液颜色是
，原因是
。
(2)B处理得到的溶液颜色是
，原因是
。
(3)C处理得到的溶液颜色是
，原因是
。
课时作业答案
1.D
2.C
3.C
4.A
5.D
6.A
7.A
8.D
9.B
10.A
11.C
12.A
13.AC
14．(1)4
叶绿体
(2)恩吉尔曼
光合作用释放的氧全部来自水
(3)排除光合作用和大气中氧对好氧性细菌分布的影响
(4)红光和蓝紫光
绿光
(5)①不均匀，在红光和蓝紫光区域较多，绿光区较少
⑦不均匀，在绿光区最多，红光和蓝紫光区最少
(6)所用细菌为厌氧菌
15、（1）
黄绿色
未加CaCO3，研磨时部分叶绿体受破坏
（2）几乎无色
色素不溶于蒸馏水
（3）深绿色
获得了正常的色素
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第5章
细胞的能量供应与利用
高中生物人教版
必修一
第4节
能量之源—光与光合作用
一
捕获光能的色素和结构
正常苗
白化苗
正常幼苗能进行光合作用制造有机养料
白化苗不能进行光合作用，无法制造有机养料
因为有能捕获光能的色素
新课导入
一
捕获光能的色素和结构
为什么有些植物的叶片在不同时期颜色不同呢？
植物叶片中到底含有哪些种类的色素？它们是什么颜色的呢？在绿叶中各种色素的含量相同吗？我们怎样才能获得绿叶中的色素呢？
为什么有些植物叶片不是绿色的?
思考讨论
一
捕获光能的色素和结构
1.提取色素
原理：色素能溶解在酒精等有机溶剂中，所以可用无水酒精提取色素。
（一）绿叶中色素的提取和分离
新课学习
一
捕获光能的色素和结构
(1)
研磨
材料：5g鲜叶
药品
SiO2
——
使研磨充分
CaCO3
——
防止色素破坏
无水酒精
——
溶解色素
1.提取色素
(一)
绿叶中色素的提取和分离
新课学习
一
捕获光能的色素和结构
(2)过滤：获取绿色滤液
1.提取色素
(一)
绿叶中色素的提取和分离
新课学习
一
捕获光能的色素和结构
色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素。
★扩散速度与色素在层析中的溶解度的关系：
溶解度大，扩散速度快
溶解度小，扩散速度慢
原理：
2.分离色素
（一）绿叶中色素的提取和分离
新课学习
一
捕获光能的色素和结构
(1)准备滤纸条
铅笔线
画铅笔细线
滤液细线
画滤液细线
★要求：细而齐，重复2—3次
2.分离色素
（一）绿叶中色素的提取和分离
新课学习
一
捕获光能的色素和结构
(1)准备滤纸条
2.分离色素
（一）绿叶中色素的提取和分离
新课学习
一
捕获光能的色素和结构
(2)分离色素
插滤纸条
层析液
培养皿
★层析液不能没及滤液线
胡萝卜素
叶黄素
叶绿素a
叶绿素b
新课学习
一
捕获光能的色素和结构
叶绿素a
(蓝绿色)
类胡萝卜素
叶绿素
胡萝卜素（橙黄色）
叶黄素（黄色）
叶绿素b（黄绿色）
1
/4
3
/4
★色素的种类
课堂总结
一
捕获光能的色素和结构
类胡萝卜素主要吸收蓝紫光
叶绿素主要吸收蓝紫光和红光
(二)色素的功能
新课学习
一
捕获光能的色素和结构
叶绿素
类胡萝卜素
叶绿素a
叶绿素b
胡萝卜素
叶黄素
叶绿体色素
红光和蓝紫光
蓝紫光
叶绿体色素具有吸收光能、传递光能、转化光能的作用
这些捕获光能的色素存在于细胞中的什么部位呢？
(二)色素的功能
新课学习
一
捕获光能的色素和结构
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，而是集中在一个个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。
(三)色素的分布
新课学习
一
捕获光能的色素和结构
叶片中的叶肉细胞
绿叶
叶肉细胞
亚显微结构模式图
叶绿体亚显微
结构模式图
1.叶绿体的结构
新课学习
一
捕获光能的色素和结构
2.捕获光能的结构
色素
酶
分布：
主要分布在绿色植物的叶肉细胞
形态：
一般呈扁平的椭球形或球形
功能：
光合作用的场所。
结构
外膜
内膜
基粒:
由两个以上的类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上含色素和酶
基质:
含多种光合作用所必需的酶
透明，有利于光线的透过
新课学习
一
捕获光能的色素和结构
是的,不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本身的颜色是反射出来的光,即红藻反射出了红光,绿藻反射出绿光,褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝绿部分的吸收,即到达深水层的光线是相对富含短波长的光,所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层,吸收蓝紫光较多的红藻分布于海水深的地方。
拓展题第2题提示:
拓展提高
一
捕获光能的色素和结构
1．通过纸层析法分离叶绿体色素，结果在滤纸条上出现4条色素带，从上而下依次为：（
）
A．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
B．胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素
C．叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素
D．叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素
A
探究思考
一
捕获光能的色素和结构
2．在圆形滤纸的中央点上色素滤液，对叶绿体的色素进行Z纸层析法分离，会得到近似同心的四个色素环，排列在最里圈的色素呈（
）
A．橙黄色
B．蓝绿色
C．黄绿色
D．黄色
C
探究思考
4．如图做色素层析分离的正确装置是（
）
D
一
捕获光能的色素和结构
3．在进行绿叶中色素的提取和分离的实验时不让层析液触及滤液细线的原因是（
）
A．滤纸上几种色素会扩散不均匀而影响实验结果
B．滤纸上的滤液细线会变粗而使色素太分散
C．色素会溶解在层析液中而使实验失败
D．滤纸上的几种色素会混合起来不分散
C
探究思考
一
捕获光能的色素和结构
2.完成课本P100练习一、二。
作业：
作业布置
1.完成本节配套学案。
一
捕获光能的色素和结构
