第五章第四节光合作用1
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第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源——光与光合作用教案一1.教学内容《捕获光能的色素和结构》是人教版高中生物第一册《分子与细胞》第5章第4节《能量之源──光与光合作用》的第1节课教学内容,主要学习叶绿体的结构和色素的种类,掌握提取、分离色素的实验技巧,学习科学家探索光合作用原理的科学思维和科学方法。
2.学生分析学生在初中生物已经学过光合作用的有关知识;在高中生物第一册第3章中又学习了叶绿体的显微结构及其功能,以及第4章的《细胞的能量“通货”──ATP》一节知道光合作用是合成ATP重要途径之一,至此,学生已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构和光合作用原理的知识基础和兴趣。
在实验操作方面,学生已经能进行研磨、过滤等操作,但纸层析法是首次进行,需老师仔细指导。
由于学生缺乏对基粒(类囊体)微观结构的直观认识,本节课又涉及到物理(光学)、化学知识,对于理解色素吸收色光,掌握有关化学试剂的使用方法与技巧,可能存在一定的难度。
3.设计思想(1)以问题引发兴趣。
整个教学过程要设置好问题,层层展开,层层递进,让新知识与旧知识融为一个整体,让学生在步步上升中攀登到知识的顶峰。
(2)以实验说明结论。
生物学的教学就是实验的教学过程,实验的展示形式有学生分组实验、老师示范实验、动画和图片演示实验等,让实验现象说明问题,而不是直接让学生记住结论。
(3)科学探究的思想贯彻始终。
用科学家的经典实验来学习科学的实验方法和思维,在学生分组实验中学习设计实验的基本原则,学会分析实验,改进实验,学会科学地评价自己。
4.教学方法学生自主、探究、合作学习与师生共同探究相结合(含自学、实验、谈话、讨论、讲授等)。
5.教学目标知识与技能掌握绿叶中色素的提取和分离的方法及操作技巧。
概述绿叶中色素的种类和作用。
概述叶绿体的结构和功能。
过程与方法通过实验(含设计)及相关科学方法的学习,培养学生基础的实验操作能力、初步的研究能力和运用相关学科知识解决生物学问题的能力。
第四节能量之源-光与光合作用一、捕获光能的色素1.实验:绿叶中色素的提取和分离①绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
②色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。
③实验过程中加入少许的二氧化硅和碳酸钙,二氧化硅有助于充分研磨,碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。
2.分类叶绿素a(蓝绿色)叶绿素(含量约占3/4)绿叶中的色素叶绿素b(黄绿色)胡萝卜素(橙黄色)类胡萝卜素(含量约占1/4)叶黄素(黄色)①最上层的是:胡萝卜素;②最下层是:叶绿素b;③最宽的色素带是:叶绿素a;3.叶绿素a和叶绿素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,叶绿素主要存在于叶绿体中。
【习题一】下列关于光合色素的叙述,错误的是()A.叶绿素a和叶绿素b都含镁元素B.胡萝卜素在层析液中的溶解度最大C.叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光【分析】1、叶绿体含有叶绿素和类胡萝卜素,是光合作用的场所.主要由叶绿体外被、类囊体和基质三部分构成,其中类囊体包括基粒类囊体和基质类囊体.光合色素都存在于叶绿体的类囊体膜上.2、叶绿素的组成元素为C、H、O、N、Mg.类胡萝卜素不含Mg.3、分离色素原理:各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同,从而分离色素.溶解度大,扩散速度快;溶解度小,扩散速度慢.滤纸条从上到下依次是:胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b.【解答】解:A、叶绿素a和叶绿素b都含镁元素,类胡萝卜素不含Mg.A正确;B、胡萝卜素在层析液中的溶解度最大,在滤纸条上扩散的最快,B正确;C、叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光,C正确;D、植物呈现绿色是由于,叶绿素几乎不吸收绿光,绿光被反射回来的缘故,D 错误。
故选:D。
【习题二】为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响,某同学用乙醇提取叶绿体色素,用石油醚进行纸层析,如图为滤纸层析的结果(I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带).下列叙述正确的是()A.强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深B.强光照可能抑制叶绿素的合成,促进类胡萝卜素的合成C.四种色素在层析液中溶解度大小是I<Ⅱ<Ⅲ<ⅣD.色素分离过程中如果滤液线触及石油醚,会缩短得到四条色素带的时间【分析】析题图:滤纸条从上到下依次是:Ⅰ胡萝卜素、Ⅱ叶黄素、Ⅲ叶绿素a(最宽)、Ⅳ叶绿素b(第2宽),色素带的宽窄与色素含量相关.强光照和正常光照相比,明显叶绿素含量降低,类胡萝卜素含量增加,可见类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照.【解答】解:A、根据题图来看:强光照导致了该植物叶绿素含量降低,绿色变浅,A错误;B、强光照和正常光照相比,明显叶绿素含量降低,类胡萝卜素含量增加,可见强光照可抑制叶绿素的合成,促进类胡萝卜素的合成,B正确;C、四种色素在层析液中溶解度大小是I>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ,C错误;D、素分离过程中如果滤液线触及石油醚,色素会溶解在层析液,D错误。
课题:第四节能量之源-光与光合作用一捕获光能的色素和结构一课时【学习目标】知识目标: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。
能力目标:进行有关的实验和探究,学会提取绿叶中的色素以及色素的分离。
情感目标:体验前人探索光合作用的研究历程,并作出相关的评价。
【学习重、难点】绿叶中色素种类及作用
【学习方法】学案导学、互助探究
【课前预学】捕获光能的色素(一)绿叶中色素的提取和分离
1.实验原理:①提取:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中。
②分离:各种色素在层析液中的不同,高的在层析液中扩散的快,反之则慢。
因而色素就会随着在上的扩散而分离。
2.方法步骤:提取绿叶中的色素
取材:称取5g的,剪碎放入研钵中
研磨:向研钵中放入少许和,再加入10ml ,迅速研。
过滤:漏斗基部放一块,将滤液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤。
将滤液收集
到中,及时用将试管口塞严。
制备滤纸条:将剪成略小于试管口长与直径的滤纸条,将滤纸条的两端,并在近这一端处用铅笔画一条细的横线。
画滤液细线:用吸取少量滤液,沿铅笔线均匀的画出一条线。
待滤液干后,再画一两次。
(4)分离绿叶中的色素
将适量的层析液导入试管中,将滤纸条(有的一端朝下)轻轻插入层析液中,用棉塞赛紧试管口。
注意:不能让滤纸条的触到层析液。
(5)观察与记录
(二)绿叶中色素的种类及吸收光谱
叶绿素a()主要吸收
叶绿素和。
(含量约占)叶绿素b()
绿叶中的色素
胡萝卜素()
类胡萝卜素主要吸收。
(含量约占)叶黄素()
叶绿体的结构
1.形态:一般呈扁平的或。
2.结构:外表有,内部有许多,基粒与基粒之间充满。
3.类囊体与色素分布(1)类囊体是指组成的一个个圆饼状的。
(2)吸收光能的色素分布在。
4.功能:是进行的主要场所。
学习活动一、捕获光能的色素和结构
1、提取和分离叶绿体中的色素(1)原理:叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂(如丙酮、无水乙醇等)。
叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快;反之则慢。
(2)方法步骤:
①提取绿叶中色素:称取菠菜叶2g→剪碎置于研钵→放入少许_______和_______→加入5mL______→迅速研磨→过滤→收集滤液(试管口用______塞严)
②制备滤纸条:
③画滤液细线:
④分离色素:滤纸条轻轻插入盛有层析液的小烧杯中,滤液细线不能触及到,用培养皿盖住小烧杯。
(3)结果分析:(4)注意:
丙酮的用途是____________________,层析
液的的用途是_____________ _____;
石英砂的作用是___________ ___;碳酸钙的
作用是_________________ _________;
滤纸条上的细线,要求画;层析装置要加盖的原因是
层析液不能没及滤液细线原因是____________________________;
2、光合色素及分布
(1) 呈蓝绿色,元素组成为C、H、O、N、Mg。
(2)叶绿素b呈,元素组成为C、H、O、N、Mg。
(3)胡萝卜素呈,元素组成为C、H (4)叶黄素呈,元素组成为C、H、O。
(4)光合色素分布于
3、光能的捕获
(1)光合作用主要色素是_____ (2) 叶绿素主要吸收和利用。
(3)胡萝卜素和叶黄素主要吸收。
讨论:叶片呈现绿色是因为吸收了绿光吗?为什么?
巩固练习1.下列有关“叶绿体色素的提取和分离”实验的叙述,正确的是()
A.加入碳酸钙防止滤液挥发B.用NaCl溶液提取叶片中的色素
C.用无水酒精或丙酮分离滤液中的色素D.加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨
2.将4支盛有等量衣藻溶液的密闭试管,在暗室中放置一定时间后,放在下图中a、b、c、d所示位置,经照射1 h后,取出衣藻加热脱色,滴加碘液,则呈现蓝色较浅的应是哪支试管中的衣藻()
A.a B.b C.c D.d
3.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器。
光能的吸收发生在叶绿体的()
A.内膜上B.基质中
C.类囊体的薄膜上D.各部位上
5.如图为叶绿体结构示意图,请据图回答:
(1)叶绿体主要存在于植物的细胞里,是植物进行
主设计人:秦铁军使用时间:审核:秦铁军 1
的细胞器。
(2)具有选择透过性功能的结构是[]和[]。
(3)吸收光能的色素分布在[]上;与光合作用有关的酶分布在[]上和[]中。
课后作业:一、选择题
1.在日光下,植物叶片中的叶绿素()A.大量吸收绿光B.等量吸收不同波长的光
C.主要吸收蓝紫光和绿光D.主要吸收蓝紫光和红光
2.提取和分离叶绿体中色素的正确顺序是()
研磨→研磨→过滤→滤液画线→纸层析
研磨→研磨→加SiO2、CaCO3→过滤→滤液画线→纸层析
研磨→研磨→色素滤液→加SiO2、CaCO3→滤液画线→纸层析
研磨→研磨→过滤→滤液→滤液画线→铅笔画线→纸层析
3.提取叶绿体中色素时要加入乙醇,其原因是()
A.防止叶绿素被破坏B.让色素溶解C.便于叶片研磨成匀浆D.促使叶绿素分离
4.将长势相同的三盆麦苗分别置于钟罩内,如下图所示,若干天后,与丙盆相比,甲、乙两盆麦苗的长势是()
A.甲、乙、丙三盆麦苗长势相近
B.甲与丙长势相近,乙比丙长势差
C.乙与丙长势相近,甲比丙长势差
D.甲、乙长势都比丙好
5.下列有关叶绿体和光合作用的几个简单的小实验,结
果不可能的是()
A.叶绿体色素的丙酮提取液放于自然光和三棱镜之间,从三棱镜的一侧观察,连续光谱中变暗(暗带)的区域是红光和蓝紫光区域
B.在温暖晴朗的一天下午,在某植物的向阳处采得一片叶,用酒精隔水加热脱色,并加碘液处理叶片,显微镜下观察到叶绿体变成蓝色
C.将叶绿素的丙酮提取液置于适宜光源下照射5 h,加碘液处理后溶液呈蓝色
D.将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CO2的密闭透明的照光小室内,3 h后在叶内淀粉中可检验到14C的存在
6.关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,不正确的是()
A.可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素
B.叶绿体中色素能够分离的原因是不同色素在层析液中的溶解度不同
C.研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和绿叶后直接用杵棒进行研磨,不用作任何处理
D.滤液细线要画得细而直,避免色素带间的部分重叠
7.叶绿体和线粒体都是重要的细胞器,下列叙述中错误的是()
A.两者都具有遗传物质B.两者的基质成分与功能不同
C.两者都具有双层膜结构D.两者的基质所含酶的种类相同
8.把叶绿体色素滤液放在自然光源和三棱镜之间,从三棱镜另一侧观察连续光谱,变暗的区域主要是()
A.红光和蓝紫光区B.黄光和蓝紫光区
C.黄光和绿光区D.绿光和红光区
二、非选择题
11.根据你做“绿叶中色素的提取和分离”实验的情况,回答下列问题:
(1)该实验提取色素的原理是________________________________________;
色素分离的原理是___________________________________________________________
________。
(2)选用植物叶片以________、________的为好,可增强实验效果。
(3)在实验中,加入少许SiO2是为了________;加入少许的CaCO3是为了____________________;将纸盖在研钵上是为了____________________________;不让滤液细线触到层析液的目的是为了________________________;滤液细线画得细、齐、直是为了____________________________________。
(4)滤纸条上出现的四条色素带,从下到上依次是________(________色)、________(________色)、________(__________色)、________(________色)。
其中,____________________说明了叶绿素含量高于类胡萝卜素。
(5)实验后一定要将手洗净,其原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
课后反思
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