【課件】捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)課件高一上學(xué)期生物人教版必修一

1、教學(xué)目標(biāo)：1.說(shuō)出綠葉中色素的種類(lèi)和作用。2.說(shuō)出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。3.學(xué)會(huì)提取、分離綠葉色素的方法4.通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力、分析和解決問(wèn)題的能力以及培養(yǎng)語(yǔ)言表達(dá)能力。5.通過(guò)對(duì)葉綠體結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生樹(shù)立結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一的生物學(xué)觀點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)：1.綠葉中色素的種類(lèi)和作用，葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。(重難點(diǎn)）2.提取、分離綠葉色素實(shí)驗(yàn)操作、葉綠體結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性。（重難點(diǎn)）歡迎來(lái)到智慧植物工廠提示：影響光合作用的因素很多，既有植物自身?xiàng)l件，也有外界環(huán)境條件。二氧化碳濃度、營(yíng)養(yǎng)液和溫度是影響植物生長(zhǎng)的重要外部條件，因此要進(jìn)行控制，以便讓植物達(dá)到最佳的生長(zhǎng)狀態(tài)。小組討論，問(wèn)題探討 植

2、物工廠在人工精密控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營(yíng)養(yǎng)液成分等條件下， 生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有的植物工廠完全依靠LED燈等人工光源，其中常見(jiàn)的是紅色、藍(lán)色和白色的光源。1.靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？提示：用人工光源生產(chǎn)蔬菜，可以避免由于自然環(huán)境中光照強(qiáng)度不足導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度低而造成的減產(chǎn)。同時(shí)，人工光源的強(qiáng)度和不同色光是可以調(diào)控的，可以根據(jù)植物生長(zhǎng)的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使蔬菜產(chǎn)量達(dá)到最大。2.為什么要控制二氧化碳濃度、營(yíng)養(yǎng)液成分和溫度等條件？玉米幼苗中為什玉米幼苗中為什么會(huì)出現(xiàn)白化苗？么會(huì)出現(xiàn)白化苗？這對(duì)于植物有什這對(duì)于植物有什么影響呢？么影響呢？思考：植物的葉片中含有哪些色素呢？怎樣提取這

3、些色素呢？一、捕獲光能的色素綠葉中色素的提取和分離知識(shí)點(diǎn)梳理：1.實(shí)驗(yàn)原理（1）提取色素:綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑_中。（2）分離色素:各種色素在_中的_不同,溶解度高的隨層析液在濾紙條上的_,反之則慢。無(wú)水乙醇層析液溶解度擴(kuò)散更快2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離（2）探究綠葉中含有幾種色素3.材料用具新鮮的綠葉 （如菠菜的綠葉）無(wú)水乙醇：層析液：二氧化硅：碳酸鈣：提取色素分離色素有助于研磨得充分防止研磨中色素被破壞4.實(shí)驗(yàn)步驟（1）提取綠葉的色素稱(chēng)取5 g菠菜葉，剪去主葉脈，剪碎，放入研缽中加少許的二氧化硅、碳酸鈣 與10 ml無(wú)水乙醇，迅速充分研磨將 研 磨 液將 研 磨

4、 液 迅迅速速 倒 入 玻 璃倒 入 玻 璃漏斗中漏斗中( (單層單層尼龍布尼龍布) )進(jìn)行進(jìn)行過(guò)濾過(guò)濾將濾液收集將濾液收集到試管中，到試管中，用用棉塞棉塞塞嚴(yán)塞嚴(yán)(2)制備濾紙條干燥的定性濾紙避免層析液在邊緣擴(kuò)散過(guò)快（邊緣效應(yīng)），使其同步到達(dá)細(xì)線將濾紙剪成能放入燒杯中的濾紙條在濾紙條一端剪去兩角在距去角一端1 cm處用鉛筆畫(huà)一條細(xì)的橫線鉛筆線剪兩角(3)(3)畫(huà)濾液細(xì)線畫(huà)濾液細(xì)線將濾液倒入培養(yǎng)皿，用蓋玻片蘸取濾液在橫線處按壓出均勻的細(xì)線。等濾液干后再畫(huà)一到兩次。為了積累更多的色素，使分離后的色素帶更明顯要求：細(xì)、直、齊 ；重復(fù)23次(4)分離綠葉中的色素原理：溶解度高的色素隨層析液在濾紙上_

5、;反之，則慢。 將濾紙條有濾液細(xì)線的一端插入_。為何濾液細(xì)線不能觸及層析液？防止色素溶解在層析液中為何要蓋上培養(yǎng)皿？防止層析液揮發(fā)，因其易揮發(fā)且有毒擴(kuò)散得快層析液（5 5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果）實(shí)驗(yàn)結(jié)果濾紙上有幾條色素帶？濾紙上有幾條色素帶？不同的色素帶分別對(duì)應(yīng)哪些色素？不同的色素帶分別對(duì)應(yīng)哪些色素？從上而下的排序說(shuō)明了什么？從上而下的排序說(shuō)明了什么？4條不同條帶的寬窄說(shuō)明了什么？不同條帶的寬窄說(shuō)明了什么？含量不同溶解度不同葉綠素類(lèi)胡蘿卜素（含量約（含量約3/43/4）（含量約（含量約1/41/4）葉綠素a（藍(lán)綠色）葉綠素b（黃綠色）胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（）黃色異?，F(xiàn)象的分析 1.1.若色素提取液呈淡

6、綠色的，其原因有若色素提取液呈淡綠色的，其原因有 ：選取的葉片顏色不是濃綠色或稱(chēng)取的綠葉過(guò)少或選取的葉片顏色不是濃綠色或稱(chēng)取的綠葉過(guò)少或放置數(shù)天的菠菜葉，色素含量少；放置數(shù)天的菠菜葉，色素含量少； 加入的無(wú)水乙醇過(guò)多，色素溶液濃度??；加入的無(wú)水乙醇過(guò)多，色素溶液濃度?。?未加碳酸鈣或加入的過(guò)少，色素分子部分破壞；未加碳酸鈣或加入的過(guò)少，色素分子部分破壞； 研磨不充分，色素未能充分提取出來(lái)。研磨不充分，色素未能充分提取出來(lái)。 2.2.若色素帶顏色較淺，其原因有若色素帶顏色較淺，其原因有 ：劃濾液細(xì)線的次數(shù)太少，濾紙條上的色素含量少；劃濾液細(xì)線的次數(shù)太少，濾紙條上的色素含量少； 層析時(shí)，部分濾液細(xì)

7、線已觸及層析液。層析時(shí)，部分濾液細(xì)線已觸及層析液。 同上同上4 4點(diǎn)點(diǎn)提取液提取液色素帶色素帶為何綠葉呈綠色？為何綠葉呈綠色？葉綠素溶液葉綠素溶液葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光類(lèi)胡蘿卜素溶液類(lèi)胡蘿卜素溶液葉綠素主要吸收類(lèi)胡蘿卜素主要吸收樹(shù)葉為什么是綠色？樹(shù)葉為什么是綠色？功能：吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能紅光和葉綠素對(duì)綠光吸收最少，葉綠素對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射回來(lái)，所以綠光被反射回來(lái)，所以葉片才呈現(xiàn)綠色。葉片才呈現(xiàn)綠色。 分析：為什么植物春夏葉子翠綠?而深秋則葉片金黃呢？ 由于葉綠素的含量大大超過(guò)類(lèi)胡蘿卜素，而使類(lèi)胡羅卜素的顏色被掩蓋，只顯示出葉綠素的綠色低溫使葉綠素大量破壞，

8、而使類(lèi)胡蘿卜素的顏色顯示出來(lái)當(dāng)溫度低于7 時(shí)，樹(shù)葉中會(huì)生成花青素。1.冬季時(shí)，為了增加蔬菜的產(chǎn)量，應(yīng)該選擇紅色、藍(lán)色還是無(wú)色的大棚塑料薄膜？為什么？ 提示：無(wú)色。由于太陽(yáng)光由七色光組成，所以用無(wú)色透明的塑料薄膜，植物獲得的光能更多。2.陰天時(shí)，為了增加蔬菜的產(chǎn)量，在功率相同的情況下，應(yīng)該選擇什么顏色(藍(lán)紫光或紅光/白光)的照明燈為蔬菜補(bǔ)充光源？為什么？提示：藍(lán)紫光或紅光。在照明燈功率相同的情況下，用發(fā)藍(lán)紫光或紅光的照明燈，植物利用光能的效率最高。小組討論，問(wèn)題探究二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用小組討論，實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)一 恩格爾曼 極細(xì)的光束黑暗中集中于葉綠體被光束照射的部位光下分布于葉綠體所

9、有受光部位水綿需氧細(xì)菌結(jié)論：氧是由葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。1.為什么選用水綿和好氧細(xì)菌作為實(shí)驗(yàn)材料？提示：水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察。好氧細(xì)菌可確定釋放O2的部位。2.為什么選用黑暗并且沒(méi)有空氣的環(huán)境？提示：選用黑暗并且沒(méi)有空氣的環(huán)境，可排除光線和氧的干擾。小組討論，問(wèn)題探究：三棱鏡三棱鏡結(jié)論：葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光照射水綿照射水綿好氧細(xì)菌聚集在紅光好氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光的區(qū)域和藍(lán)紫光的區(qū)域小組討論，實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)二 恩格爾曼 1.恩格爾曼第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么提示：恩格爾曼第一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：氧氣是葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。小組討

10、論，問(wèn)題探究：(1)結(jié)構(gòu)外表：_內(nèi)部_：由_堆疊而成決定(2)功能：進(jìn)行_的場(chǎng)所。雙層膜基質(zhì)基粒類(lèi)囊體光合作用(3)物質(zhì)基礎(chǔ)在葉綠體內(nèi)部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的_。在_上和_ _中，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。色素分子類(lèi)囊體膜葉綠體基質(zhì)知識(shí)點(diǎn)歸納：提示：葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，并且能夠吸收特定波長(zhǎng)的光。2.恩格爾曼在選材、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？提示：實(shí)驗(yàn)材料選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察，好氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位；沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾；用極細(xì)的光束照射，葉綠體上有光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)；臨時(shí)裝片暴露在光下

11、的實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，等等。3.在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，為什么？提示：這是因?yàn)樗d葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此波長(zhǎng)光的照射下，葉綠體會(huì)釋放氧氣，適于好氧細(xì)菌在此區(qū)域分布。4.綜合上述資料，你認(rèn)為葉綠體具有什么功能？1下列關(guān)于“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是( )A綠葉中的色素只能溶解在無(wú)水乙醇中B層析分離時(shí)必須確保濾液細(xì)線不觸及層析液C制備濾紙條時(shí)用圓珠筆畫(huà)橫線更方便D若研磨綠葉時(shí)沒(méi)有加入碳酸鈣，則提取不到光合色素提示：綠葉中的色素能溶解在丙酮、無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑中，A錯(cuò)誤；層析分離時(shí)必須確保濾液細(xì)線不觸及層析液，否則色素會(huì)溶解

12、在層析液中，B正確；圓珠筆筆油中有色素，因此制備濾紙條時(shí)應(yīng)該用鉛筆畫(huà)橫線，C錯(cuò)誤；碳酸鈣的作用是防止色素被破壞，因此沒(méi)有加入碳酸鈣會(huì)導(dǎo)致層析后濾紙條上的葉綠素帶顏色較淺，D錯(cuò)誤。B2.植物光合作用的作用光譜是通過(guò)測(cè)量光合作用對(duì)不同波長(zhǎng)光的反應(yīng)(如O2的釋放)來(lái)繪制的。下列敘述錯(cuò)誤的是( )A類(lèi)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(guò)測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來(lái)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(zhǎng)的變化來(lái)表示D葉片在640660 nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的提示：類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，在紅光區(qū)不吸收光能，A項(xiàng)錯(cuò)誤；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，其吸收光譜可通過(guò)測(cè)量其對(duì)不同波長(zhǎng)光的吸收值來(lái)繪制，B項(xiàng)正確；CO2的吸收速率和O2的釋放速率隨光波長(zhǎng)的變化均可表示光合作用的作用光譜，C項(xiàng)正確；根據(jù)葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素的吸收光譜可知，葉片在640660 nm波長(zhǎng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的，D項(xiàng)正確。A3.將單細(xì)胞綠藻置于適宜的溫度、光照以及充足的CO2條件下培養(yǎng)，經(jīng)一段時(shí)間后，突然停止光照，則下列敘述中不會(huì)發(fā)生的是( )A光反應(yīng)停止，不能形成NADPH