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第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源----光与光合作用一、实验：绿叶中色素的提取和分离1、原理:(1) 利用色素溶于有机溶剂而不溶于水的性质，可以用无水乙醇、丙酮等有机溶剂提取绿叶中的色素。
(2) 利用各种色素在层析液中溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散速度不同的原理可以使各种色素在滤纸上相互分离，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
2、实验流程：(1) 提取色素：称重：称取5g新鲜绿叶剪碎：去掉叶柄和粗的叶脉研磨：加入少许SiO2、CaCO和10mL无水乙醇过滤：漏斗基部放单层尼龙布收集滤液：用棉塞将试管口塞严(2) 制备滤纸条：①将干燥的滤纸剪成略大于试管长度，略小于试管宽度的滤纸条，并在一端剪去两角②在距剪去两角的一端1cm处用铅笔画一条细的直线(3) 画滤液细线：①用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔画线处均匀地画一条直的滤液细线②干燥后，重复画2-3次(4) 色素分离：①烧杯中倒入3 mL层析液② 将滤纸条有滤液细线的一端插入层析液中 ③ 用棉塞塞紧试管口(5) 观察结果：滤纸条上色素带有四条，分别是 素b 。
二、光合作用的发现：1.1771年普利斯特利实验 本实验缺点：缺乏空白对照，实验结果的说服力不强。
2.1864年萨克斯实验(1) 本实验中黑暗处理的目的：消耗掉叶片中原有的淀粉，避免干扰。
(2) 本实验为自身对照，自变量为是否照光(一半曝光与另一半遮光)，因变量为叶片是否制造出淀粉，是否出现颜色变化(出现深蓝色)。
(由上到下)橙a ，黄绿色的叶绿3.1880年恩格尔曼实验⑴本实验的实验组为极细光束照射处的叶绿体，对照组为黑暗处的叶绿体和完全曝光的叶绿体。
（2）本实验中为自身对照，自变量为光照（照光处与不照光处；黑暗与完全曝光），因变量为好氧细菌分布。
4.1941年鲁宾、卡门实验（1）本实验方法为同位素标记法。
⑵本实验为相互对照，自变量为标记物质（H218O与C18C2），因变量为Q的放射性。
第4节《能量之源—光与光合作用》教学设计（一）【开设课题】《绿叶中色素的提取和分离》实验【开课班级】高一（3）班【开课地点】生物探究室【授课者】陈京疆【教学内容分析】《绿叶中色素的提取和分离》是一个验证性和探究性实验，通过本实验，可以让学生知道绿叶中色素的种类和颜色对植物叶片颜色的影响，是学习光合作用的基础。
教师在教学中要组织好各种观察、实验等探究性学习活动，结合物理和化学知识以及学生的生活经验，帮助学生增强感性认识，领悟科学研究的方法并习得相关的操作技能【学情分析】生物学是以实验为基础的科学，实验教学对提高学生的生物科学素养起着无可替代的重要作用，他是素质教育和创新教育的重要场所和前沿阵地，也是基础教育改革的基础、前提和保证。
离开了实验教学，生物教学就谈不上实质性、根本性改革，也谈不上全面实施素质教育。
【教学目标】1、知识目标：使学生了解叶绿体中色素的种类、颜色及其吸收的光谱;初步学习光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布。
2、能力目标：通过叶绿体色素的提取与分离实验,初步训练学生的实验室操作技能及相关仪器、药品的使用能力。
3、情感目标：（1）通过学生对“绿叶中色素的提取和分离实验”设计和探究，让学生体验科学探究的方法和过程。
（2）通过学生讨论“如何利用各种颜色的光来提高作物产量”这一问题,加强对科学、技术、社会的关注。
【教学重点】叶绿体中色素的种类;颜色及其吸收的光谱;光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布。
【教学难点】光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布【课前准备】（1）熟悉课本，掌握课本知识的结构；（2）查阅课外资料，掌握相关的知识背景，制定教学目标、教学方案等；（3）实验课前准备好所需的药品和仪器，一些不能存放较久的药品实验课前半小时配制好；实验材料，新鲜菠菜叶、新鲜的青菜叶。
试剂仪器，烧杯（100ml）、研磨过滤器、毛细吸管、剪刀、铅笔、尺、培养皿、角匙、无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙。
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。
第10讲与光合作用(Ⅰ)[考纲要求] 1.光合作用的基本过程(Ⅱ)。
2.实验：叶绿体色素的提取和分离。
考点一 捕获光能的色素和叶绿体的结构1．叶绿体中的色素及色素的吸收光谱由图可以看出： (1)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素对红光和蓝紫光的吸收量大，类胡萝卜素对蓝紫光的吸收量大，对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。
2．叶绿体的结构与功能(1)结构模式图(2)结构⎩⎨⎧ 外表：①双层膜内部⎩⎪⎨⎪⎧ ②基质：含有与暗反应有关的酶③基粒：由类囊体堆叠而成，分布有色素和与光反应有关的酶决定(3)功能：进行光合作用的场所。
证明(4)恩格尔曼的实验：好氧细菌只分布于叶绿体被光束照射的部位。
[深度思考](1)为什么叶片一般呈现绿色？提示因为叶绿素对绿光吸收很少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。
(2)为什么无色透明的大棚中植物的光合效率最高？提示无色透明大棚能透过日光中各种色光，有色大棚主要透过同色光，其他光被其吸收，所以无色透明的大棚中植物的光合效率最高。
题组一光合色素吸收光谱的分析1．将可见光通过三棱镜后照射到绿色植物叶片的某种色素提取液上，可获得该吸收光谱(图中的数字表示光的波长，单位为nm，暗带表示溶液吸收该波长的光后形成的光谱)。
则该色素是( )A．类胡萝卜素 B．叶黄素C．胡萝卜素 D．叶绿素a答案 D解析叶绿体中的色素包括叶绿素和类胡萝卜素。
其中，叶绿素包括叶绿素a和叶绿素b，主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素包括胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光。
从图中可以看出，该色素主要吸收了红光和蓝紫光，所以该色素为叶绿素a。
2．如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。
据图判断，以下说法不正确的是( )A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500 nm波长的光B．用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度C．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加D．土壤中缺乏镁时，植物对420～470 nm波长的光的利用量显著减少答案 C解析类胡萝卜素主要吸收400～500 nm波长的光，A正确；据图可知，用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度，B正确；由550 nm波长的光转为670 nm 波长的光后，色素吸收光能增强，光反应增强，C3还原加速，叶绿体中C3的量将减少，C项错误；叶绿素b主要吸收420～470 nm波长的光，缺镁时叶绿素合成减少，所以此波段的光的利用量显著减少，D正确。
做人也要像蜡烛一样，在有限的一生中有一分热发一分光，给人以光明，给人以温暖。
下面是为您推荐高一生物教案：《能量之源——光与光合作用》。
一、教材分析光合作用是植物体最基本的新陈代谢之一，是生物界物质和能量的基本来源。
同时，光合作用对必修1前面学过的细胞、ATP、酶等知识，对后面必修3中的稳态、生态系统等知识的学习具有承上启下的作用。
因此，让学生牢固掌握光合作用这一部分知识非常重要。
而且光合作用的内容也是高考考查的重点。
本节教学设计意图沿着光合作用的发现历程，对光反应和暗反应这两个阶段从物质变化和能量转化的高度作深入的探讨和研究，引导学生从物质和能量转变的角度去理解光合作用的实质，掌握本节重点。
同时希望通过对教材中科学家关于光合作用探究过程的经典实验的学习和分析，使学生体会经典实验蕴含着科学探究的一般方法，初步培养科学探究的能力。
二、教学目标2.1 知识与技能目标2.1.1阐述光合作用的发现过程；2.1.2辨析光合作用相关的场所、反应条件、物质变化、能量变化等知识；2.1.3简述化能合成作用。
2.2 过程与方法2.2.1通过重现光合作用发现过程的几个经典实验，提高学生的科学素养，形成初步的实验探究能力。
2.2.2通过对光反应和暗反应过程的学习以及影响光合作用的外界条件的分析，培养学生的分析与综合能力。
2.3 态度情感与价值观2.3.1通过对光合作用发现过程的探究学习，感悟科学家专注的探索精神，激发学习兴趣，关注身边事物，善于从观察中发现问题。
利用光能是清洁无污染的能源，倡导“绿色环保出行““低碳生活，从我做起”。
2.3.2通过对光合作用结构基础的分析，增强学生对“结构和功能相统一”观念的体会。
2.3.3通过对光合作用过程中光反应、暗反应联系的分析、讨论，让学生形成“事物是普遍联系”的唯物主义世界观。
三、学情分析3.1学生已经在小学的《科学》和初中的《生物》中学习了关于光合作用的部分基础知识，特别是初中新课程的学习，已经初步掌握了光合作用的条件、产物和概念等光合作用的相关知识，也做过“绿叶在光下制造淀粉”这个实验，因此对光合作用的探究实验和实验设计有一定的认识，为这节课打下了知识基础。
光合作用——2025 届高考生物一轮复习【教学目标】1.了解光合作用的研究历史。
2.解释光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
3.举例说明光合作用原理的应用。
4.尝试探究影响光合作用的环境因素。
【核心素养】1.科学探究：根据实验目的，设计探究实验。
2.科学思维：分析与综合：分析光合作用光反应和暗反应过程，认同两个阶段既有区别又有联系。
3.社会责任：能够根据光合作用原理指导生产实践。
【典例分析】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.研磨绿叶时加入碳酸钙的目的是利于研磨B.色素可以溶解在有机溶剂无水乙醇中C.叶绿素b在层析液中的溶解度最大D.分离色素时滤液细线应浸没在层析液中答案：B解析：A、研磨绿叶时加入碳酸钙的目的是防止研磨过程中色素被破坏，A错误；B、色素可以溶解在有机溶剂无水乙醇中，故以无水乙醇作为提取液，B正确；C、胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，C错误；D、分离色素时滤液细线不能浸没在层析液中，D错误。
故选B。
2.为探究十字花科植物羽衣甘蓝的叶片中所含色素种类，某兴趣小组做了如下的色素分离实验：将其叶片色素提取液在滤纸上进行点样，先置于用石油醚、丙酮和苯配制成的层析液中层析分离，然后再置于蒸馏水中进行层析，过程及结果如下图所示，图中1、2、3、4、5代表不同类型的色素。
分析错误的是( )A.色素1、2、3、4难溶于水，易溶于有机溶剂，色素5易溶于水B.色素5最可能为花青素，叶绿体中类囊体堆叠成基粒增大了其附着面积C.色素1和2主要吸收蓝紫光，色素3和4主要吸收蓝紫光和红光D.色素1在层析液中的溶解度最大，其颜色最可能为橙黄色答案：B解析：A、1、2、3、4在层析液中具有不同的溶解度，推测是光合色素，光合色素易溶于有机溶剂，分布在叶绿体中；根据在蒸馏水中的层析结果说明，色素5可以溶解在蒸馏水中，推测其可能是存在于植物液泡中的色素，色素5易溶于水，A正确；B.色素5最可能为花青素，在于植物液泡中，不在类囊体膜上，B错误；C.色素1、2、3、4是光合色素，依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，色素1和2即胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，色素3和4即叶绿素a和叶绿素b，主要吸收蓝紫光和红光，C正确；D.根据层析的结果，色素1距离起点最远，说明色素1在层析液中的溶解度最大，色素1是胡萝卜素，其颜色最可能为橙黄色，D正确。
《能量之源——光和光合作用》教学设计选择专题：必修课本1 第五章细胞的能量供应和利用一，本专题新旧内容变更情况：本章原有内容是新陈代谢与酶、新陈代谢与ATP、光合作用、细胞呼吸、植物的水分和矿质营养、三大营养物质代谢、新陈代谢的类型等八个内容。
新教材内容变更为：第1节降低化学反应活化能的酶；第2节细胞的能量“通货”——ATP；第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸；第4节能量之源——光和光合作用。
二，《能量之源——光和光合作用》教学设计（一）教学目标知识目标： 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。
3、说出光合作用以及对它的认识过程。
4、说出光合作用原理的应用。
5、简述化能合成作用。
能力目标：尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
情感态度价值观：通过研究科学家对光合作用原理的探究过程，认同科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的；认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
（二）教学重点、难点 1、教学重点：⑴ 绿叶中色素的种类和作用。
⑵ 光合作用的发现及研究历史。
⑶ 光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
⑷ 影响光合作用强度的环境因素。
2、教学难点：⑴ 光反应和暗反应的过程。
⑵ 探究影响光作用强度的环境因素。
（三）教学课时 3课时（四）教具准备课件（五）教学过程第一课时 1，导入【教师活动】借助教材光合作用的概念，阐明任何科学结论的得出都需经过漫长的求索过程，借势引发学生的探究兴趣，展示“光合作用的探究历程”幻灯片【学生活动】观看幻灯片，领会前人的实验设计思路，自主思考得出结论 2,实施过程：⑴ 播放1771年普利斯特利实验。
设疑引导学生得出实验结论：植物可以更新空气⑵ 展示1779年，荷兰的英根豪斯实验。
提醒学生与普利斯特利实验做对比，自主总结实验结论：a,普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功，只有在光下植物才能更新空气 b,植物体的绿叶在光下才能更新空气⑶ 1782年,拉瓦锡实验证明参与光合作用气体是CO2和O2。
