高中生物 人教版必修1第5章 5.4.1 光合作用与能量转化 第一课时 捕获光能的色素和结构 课件
高考生物1.5.4.1光合作用第一课时上课
3 材料 用具 1 绿叶中色素的提取的材料用具
新鲜的绿叶、试管、棉塞、试管架、研钵、玻璃 漏斗、尼龙布、剪刀、药勺、量筒、天平
无水乙醇(95%乙醇+无水碳酸钠) 二氧化硅、碳酸钙
3 材料 用具 2 绿叶中色素的分离的材料用具
干燥定性滤纸、毛细吸管、剪刀、铅笔 层析液(20分60-90℃下分馏出来的石油醚、2份丙 酮和1份苯混合，92号汽油也可代用。)
光合作用需要特定的物质和结构，回答下列有关问题： 测定三种藻类的吸收光谱如下图，则图中c曲线表示 __绿__藻____的吸收光谱。已知短波长的光比长波长的光
水中的传输性能更好，则三种藻类中，更适合生长在
深海的是__a____。
课后习题
练习与应用（P101） 一、概念检测 1.基于对叶绿体的结构和功能的理解，判断下列相关 表述是否正确。 (1)叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用 。（× ） (2)叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积，有利于充分吸 收光能。（√ ） (3)植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体 吸收了绿光。（×）
a.研磨不充分（未加入SiO2） b.提取时加入的乙醇过多 c.滤液细线画的次数不够 d.未加碳酸钙，色素分子被破坏 e.所取的绿叶不新鲜
5 结果 分析
3 实验失败原因分析 C.滤纸条上的色带重叠
a.滤纸条上的滤液细线画得过粗或不整齐 b.滤纸条没经干燥处理
1.下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正 确的是( B ) A．应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏 叶绿素 B．即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作 用色素 C．为获得10 mL提取液，研磨时一次性加入10 mL乙 醇研磨效果最好 D．层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会 很快随溶剂挥发消失
2020-2021学年 高中生物新人教版 必修一 5.4第1课时 捕获光能的色素和结构 教案
第4节光合作用与能量转化第1课时捕获光能的色素和结构学习目标核心素养1.说出叶绿体的结构和功能。
2．说出色素的种类及功能。
3．进行绿叶中色素的提取和分离。
1.生命观念：叶绿体的基粒大大扩展了膜面积，与叶绿体功能进行光合作用相适应。
2．科学探究：学会提取和分离绿叶中色素的实验方法，交流与讨论实验结果。
知识点一捕获光能的色素1．生物圈得以维持运转的基础：□01太阳光能的输入、捕获和转化。
唯一能够捕获和转化光能的生物学途径：□02光合作用。
2．实验：绿叶中色素的提取和分离(1)实验原理(2)实验步骤①提取色素问题思考若没有无水乙醇，还可用什么来提取色素？提示：有机溶剂，如丙酮。
②分离色素3．观察结果滤纸条上色素带有四条，如下图所示：结果分析：(1)色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有□28四种色素。
(2)色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。
色素带最宽的是□29叶绿素a，最窄的是□30胡萝卜素，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。
(3)色素带扩散速度与□31溶解度有关，扩散速度越快说明□32溶解度越高。
(4)相邻两条色素带之间距离最远的是□33胡萝卜素和叶黄素，最近的是□34叶绿素a和叶绿素b。
4．绿叶中色素的吸收光谱(1)光谱：阳光是由不同波长的光组合而成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成□35不同颜色的光带，称为光谱。
(2)叶绿素a和叶绿素b主要吸收□36蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收□37蓝紫光。
问题思考制备滤纸条；在一端剪去两角的目的？提示：防止出现边缘效应，两边色素扩散的快，保证色素带整齐。
问题思考重复画线的目的？提示：增加色素含量，使现象明显。
延伸拓展 1.影响叶绿素合成的因素(1)光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中叶呈黄色。
(2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。
(3)镁等无机盐：镁是构成叶绿素的主要成分，缺镁叶片变黄。
人教版生物必修一5.4.1光合作用与能量转化高中生物精品公开课
探究·实践
实验原理
3.但不同的色素溶解度不同，溶解度越高 的，所以层析液在滤纸上扩散的快，反之 则慢，这样滤液中的色素就会随着层析液 在滤纸上的扩散而分开
探究·实践
目的要求
1.进行绿叶中色素的提取和分离 2.探究绿叶中含有几种色素
探究·实践 材料用具
新鲜、浓绿的叶 片中含有较多的
叶绿素
探究·实践
正常幼苗能进行光 合作用制造有机养 料。
捕获光能的色素和结构 可见，叶片中的色素与光能的捕获有关. 绿叶中有哪些色素呢？
我们通过下面的实验 来进行探究。
探究·实践 实验——绿叶中色素的提取与分离
实验原理
1.色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可 用无水乙醇提取色素。 2.由于色素存在于细胞内，需要先破碎细胞才 能释放出色素，绿叶中的色素不止一种，它们 都能够溶解在层析液中，
探究·实践
防止无水乙醇挥发
③迅速、充分地研磨
叶绿体能够被充分破坏， 使得色素能充分被释放出
来
探究·实践
④将研磨液迅速倒入玻 璃漏斗中进行过滤。
用单层尼龙布过滤，过 滤叶脉及二氧化硅等并
且不吸附色素。
探究·实践
⑤收集滤液,封口。
盛放滤液的试管用橡胶 塞塞紧，防止无水乙醇
的挥发
探究·实践 2.制备滤纸条 干燥的
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可以调控，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.
1.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？
2.为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？
影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件也有外界 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
捕获光能的色素和结构教学设计
必修 1 第 5 章第 4 节光合作用与能量转化第 1 课时捕获光能的色素和结构说课稿一、教学分析（一）教材分析本节课选自人教版必修 1 第5 章“细胞的能量供应和利用”第 4 节“光合作用与能量转化” 第 1 课时的内容。
教材首先是通过绿叶中色素的提取和分离实验，明确了色素的种类、含量以及吸收的光谱，然后是光合色素存在于植物细胞的叶绿体中，由结构和功能相适应的观点，自然过渡到对叶绿体的功能探究，最后总结出叶绿体适于进行光合作用的结构基础。
本节课前承“细胞器之间的分工合作”从宏观上了解到了叶绿体的形态以及细胞的能量货币“ATP”相关内容，后启“光合作用的原理和应用”。
通过本节课的学习，学生可以更好的理解光合作用的光反应阶段，对细胞的结构与功能相适应这一重要生物学观点有更深刻的体会。
（二）学情分析（1）知识准备：学生之前已经学过光合作用的有关知识，知道光合作用的场所、原料、产物和条件等。
学生已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构的知识基础和了解光合作用过程的兴趣。
（2）能力基础：高一学生已经具备一定的自主学习与合作探究能力，能进行研磨、过滤等实验操作。
（3）不足之处：学生对光合作用有一定认知，但不了解光合作用的物质基础，结构基础，也不能从物质变化和能量转化的角度认识光合作用；同时“叶绿体色素的提取与分离”实验的过程又涉及到物理（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。
（四）教学目标1．知识目标（1）掌握提取叶绿体中色素的方法。
（2）说出绿叶中色素的种类和作用。
2．科学探究（1）描述实验现象，初步掌握探究的基本思路和方法。
（2）对实验现象进行讨论分析，提高思考问题和解决问题的能力。
3．生命观念通过对叶绿体结构的学习，认同结构与功能相适应的观点。
（五）教学重点和难点教学重点：能实施实验，客观地观察和描述实验现象，并得出叶绿体中的色素能够捕获光能以及吸收光谱的差别。
生物人教版高中必修一(2019年新编)5-4-1 捕获光能的色素和结构(教案)
第4节 光合作用与能量转化 第1课时 捕获光能的色素和结构一、绿叶中色素的提取和分离 1．色素的提取 (1)原理绿叶中的色素能溶解在有机溶剂——无水乙醇中。
(2)实验用品及作用[连线] 试剂用品 作用 ①无水乙醇a ．过滤②SiO2 b ．溶解色素、提取色素 ③CaCO3 c ．有助于研磨充分 ④单层尼龙布d ．防止研磨时色素被破坏【提示】 ①－b ①－c ①－d ①－a(3)实验步骤取材：称取5 g 绿叶，剪碎，放入研钵中 ↓ 研磨：↓过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤 ↓收集：用小试管收集色素滤液，及时将试管口用棉塞塞紧 2．色素的分离(1)实验原理：绿叶中的色素能溶解在层析液中，但不同的色素的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。
这样，绿叶中色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。
(2)实验步骤①制备滤纸条⎩⎪⎨⎪⎧剪滤纸条：将滤纸剪成略小于试管长与直径 的滤纸条，并在一端剪去两角铅笔画线：在距去角的一端1 cm 处用铅笔画 一条细的横线 ↓知识清单②画滤液细线⎩⎪⎨⎪⎧取滤液：用毛细吸管吸取少量滤液画线：沿铅笔线均匀地画出一条细线重复画线：待滤液干后，再画一两次③分离绿叶中的色素：将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口注意：不能让滤纸条上的滤液细线触及层析液 ↓④观察结果：滤纸条上有四条色素带 3．色素的种类、含量、颜色及吸收光谱种类叶绿素(约占3/4)类胡萝卜素(约占1/4)叶绿素a叶绿素b胡萝卜素 叶黄素 颜色 蓝绿色黄绿色橙黄色黄色吸收光谱主要吸收红光和蓝紫光主要吸收蓝紫光二、叶绿体的结构适于进行光合作用 1．叶绿体的形态：扁平的椭球形或球形。
2．叶绿体的结构模式图(1)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(2)功能：进行光合作用的场所。
5.4光合作用与能量转化-第一课时 课件【新教材】人教版(2019)高中生物必修一
②加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小
提取液
③未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏
④研磨不充分，色素未能充分提取出来
若色素带颜色较浅，其原因有
同上4点 ⑤划滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少 ⑥层析时，部分滤液细线已触及层析液
色素带 16
总结
类囊体上
绿
叶
色素
中 的
色
素
类胡萝卜素
（含量约1/4）
光照到物体表 面后，该物体又将 这种颜色的光反射 出来，就是我们所 见到的颜色。对植 物而言，除了部分 橙光、黄光和大部 分绿光被反射外， 其他的基本上都被 叶绿素分子等所吸 收了，所以植物的 叶片呈现绿色。
功
能
类囊体上 类胡萝卜素 （占1/4）
胡萝卜素（橙黄色）上 叶黄素（黄色）
： 吸 收 、
5、实验结果
胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
讨论：
1.滤纸条上有几条色素带？按什么次序分布？
有四条色素带，从上往下依次为橙黄色、黄色、蓝 绿色、黄绿色的色素带。
2.滤纸条上色素的分布情况说明了什么？ 说明绿叶中有4种色素，它们在层析液的溶解度不同， 随层析液在滤纸上扩散的速度也不一样。
小试牛刀
色素
（主要吸收：蓝紫光）
传
叶绿素a (蓝绿色） 叶绿素 （占3/4） 叶绿素b（黄绿色）
递 、 转 化
（主要吸收：蓝紫光和红光）
下光
能
课堂训练
1 、从绿叶中提取色素，选取的最佳叶片应（ D）。 A. 肥嫩多汁的叶片 B. 革质叶片 C. 刚刚长出来的小嫩叶 D. 鲜嫩，颜色浓绿的叶片
2 、下列关于 “ 绿叶中色素的提取和分离 ” 的实验描述中，不 属于实验要求的是（ ）C。 A. 提取高等植物叶绿体中的色素 B. 用纸层析法分离色素 C. 了解各种色素的吸收光谱 D. 验证叶绿体中所含色素的种 类
5.4 光合作用与能量转化 第1课时 课件【新教材】人教版高中生物必修一
中 要吸收蓝紫光） 叶黄素 （黄色）
的
色 素
叶绿素 （约占3/4，主要吸
叶绿素a（蓝绿色）
收红光和蓝紫光） 叶绿素b（黄绿色）
小结
叶绿体
双层膜
基质中有许多由囊状结构堆叠而成的基粒 光合色素分布在类囊体薄膜上，光合作用的酶分 布在类囊体薄膜和基质
作业
1．叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，其内有关结构中分布着光 合色素及有关的酶。下列关于叶绿体及色素的叙述中正确的是( B ) A．植物细胞都有叶绿体，叶绿体普遍分布在植物体的所有细胞中 B．叶绿素在高等植物体内有两种，叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄 绿色 C．同线粒体一样，叶绿体的内膜极大地扩展了受光面积 D．叶绿体中的色素只吸收红光和蓝紫光进行光合作用
(1)收集到的滤液中绿色过浅的原因分析 ①未加二氧化硅(石英砂)，研磨不充分。 ②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。 ③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低。 ④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
(2)滤纸条色素带重叠： 滤液细线画得过粗。
(3)滤纸条看不见色素带 ①忘记画滤液细线。 ②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
实验：绿叶中色素的提取和分离
1．提取色素 取材： 材料：称取5g新鲜绿叶
器材：剪刀、研钵、天平 处理：将绿叶减去主脉，剪碎放入研钵中
实验：绿叶中色素的提取和分离
1．提取色素 研磨：试剂：无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙 器材：量筒（10mL） 操作：加入少许二氧化硅和碳酸钙，再放入10 mL无水乙醇， 迅速、充分地进行研磨。
恩吉尔曼实验设计有哪些巧妙之处？
1.实验材料选择 水绵 和 好氧细菌 。 水绵的优点是叶绿体呈螺旋式带状，便于观察 ； 好氧细菌的优点是 可确定释放氧气多的部位 。
新人教(2019)生物必修1学案：第5章第4节 光合作用与能量转化 第1课时 捕获光能的色素和结构
第4节光合作用与能量转化第1课时捕获光能的色素和结构1.理解叶绿体中色素的种类和作用,认同结构与功能相适应的观念。
2.通过设计和进行叶绿体色素的提取与分离实验,掌握实验操作技能及相关仪器、药品的使用方法。
3.通过叶绿体色素的提取与分离实验,培养勇于探索、不断创新的科学精神。
新知探究一绿叶中色素的提取和分离1.实验原理(1)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。
(2)绿叶中的色素都能溶解在层析液中,但不同的色素溶解度不同。
溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢。
2.实验选材新鲜的绿叶(如菠菜的绿叶)。
问题(1):为什么要选用新鲜的绿叶作实验材料?提示:新鲜的绿叶中色素含量高,从而使滤液中色素含量较高,实验效果明显。
3.实验流程(1)提取绿叶中的色素(2)制备滤纸条(3)画滤液细线(4)分离绿叶中的色素(5)观察与记录(6)实验结果问题(2):为什么研磨时要迅速?为什么研磨时要加入少许碳酸钙和二氧化硅?提示:叶绿素不稳定,易被破坏,因此研磨要迅速、充分,以保证提取较多的色素。
二氧化硅破坏细胞结构,使研磨充分,碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
问题(3):为什么盛放滤液的试管管口要加棉塞?提示:防止乙醇挥发和色素氧化。
问题(4):滤纸为什么要预先干燥处理?在制备滤纸条时,为什么将一端的两个角剪掉?提示:干燥处理的目的是使层析液在滤纸条上快速扩散;剪掉两角的目的是防止层析液沿滤纸边缘扩散过快,从而保证色素带分离整齐。
问题(5):画滤液细线为什么要细、齐、直,而且待滤液细线干燥后再重复画一两次?提示:画滤液细线要细、齐、直,目的是使分离出的色素带平整不重叠;滤液细线干燥后再重复画一两次,使分离出的色素带清晰分明。
问题(6):在层析时,为什么不能让滤液细线触及层析液?提示:当滤纸条上的滤液细线触及层析液,色素会被层析液溶解,结果使滤纸条上得不到色素带。
问题(7):从实验结果看,含量最多和最少的色素分别是哪两种?在层析液中溶解度最高和最低的色素分别是哪两种?提示:叶绿素a、胡萝卜素。
新教材高中生物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课件新人教版必修第一册
探究一 绿叶中色素的提取和分离
阅读教材第98~99页“探究·实践”,分析“绿叶中色素
的提取和分离”实验的原理、步骤及结果。 1.绿叶中色素的提取。 (1)原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_无__水__乙_
醇 中。 (2)过程。 取材:称取5 g绿叶,剪去主叶脉,剪碎,放入研钵中
研磨:向研钵中放入少许_S__iO__2 _和_C_a_C__O_3_,再加入 5~10 mL _无__水__乙__醇___,迅速、充分地进行研磨
(3)滤纸条上色素带重叠:①滤液细线不直;②滤液细线 过粗。
(4)滤纸条上看不见色素带:①忘记画滤液细线;②滤液 细线触及层析液,色素溶解到层析液中。
【例2】下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的相关说 法正确的是( ) A.提取色素时需使用体积分数为75%的乙醇 B.滤纸条上含量最多的叶绿素a呈现黄绿色 C.叶绿素在层析液中的溶解度比类胡萝卜素大 D.研磨时若不加入碳酸钙,得到的色素带可能只有两条 解析:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,因此 可以用无水乙醇提取色素,A项错误;叶绿素a呈现蓝绿色,B 项错误;叶绿素在层析液中的溶解度比类胡萝卜素小,C项 错误;碳酸钙能防止研磨中叶绿素被破坏,因此研磨时若不 加入碳酸钙,得到的色素带可能只有两条,D项正确。 答案:D
实验中的注意事项及操作目的归纳
过程
注意事项
选新鲜绿色的叶片
研磨时加无水乙醇
提取 加少量SiO2和CaCO3 色素
迅速、充分研磨
盛放滤液的试管口加 棉塞
滤纸预先干燥处理
滤液细线要直、细、 分离 匀 色素 滤液细线干燥后再重
画一至两次
滤液细线不触及层析 液
操作目的 使滤液中色素含量 高 溶解色素 研磨充分和保护色 素 防止乙醇过度挥发, 充分溶解色素
5.4 光合作用与能量转化(第一课时)高一生物课件(2019人教版必修1)
提示 应选择无色透明的玻璃、塑料薄膜更有利于植物光合作用。 提示 红叶不是叶绿体中的色素造成的，而是由液泡中的花色素造成的。
与生活的联系
根据色素对不同波长的光的吸收的特点，想一想温 室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑 料薄膜或补充光源？
选无色透明的塑料薄膜，为了 让各种波长的太阳光都穿过塑 料薄膜，即让植物吸收更多的 光能； 大棚内照明灯在功率相同的情 况下，最好选蓝紫光和红光；
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 是集中在一个更小的结构里，后来人们 称之为叶绿体。
叶绿体的结构
叶绿体的结构
结构：双层膜结构的细胞器 功能：进行光合作用
DNA、RNA
双层膜
外膜 极大的扩展了受光面积
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
10ml无水乙醇：溶解色素
叶绿体色素的提取与分离
实验注意
①色素提取时所用试剂及作用？ 无水乙醇：溶解色素；二氧化硅：使研磨更 加充分；碳酸钙：保护色素免于被破坏。
②菠菜叶放置24-36小时的原因？ 防止水分过多影响提取效果。
③研磨时应注意什么？原因为何？
迅速且充分。保证色素释放的更加充分且挥发量少。
知识拓展 正常绿色 叶色变黄 叶色变红
植物色素
正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光 吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色
寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片 显示出类胡萝卜素的颜色而变黄
秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的 可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐 渐降解，叶片呈现红色
5.4.1捕获光能的色素和结构教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版(2019)必修1
5. 4. 1 《捕获光能的色素和结构》教学设计【教材分析】《捕获光能的色素和结构》是新人教版高中生物学必修 1《分子与细胞》第5章第4节第1课时的学习内容。
在此之前，学生已经学习了“叶绿体的显微结构”“降低化学反应活化能的酶”和“细胞的能量通货---ATP”，这为过渡到本节内容的学习，起到了铺垫作用，而且本节内容是学习下一节内容《光合作用的原理和应用》的知识基础，因此本节内容在教材中具有承上启下的作用。
【学情分析】本节授课对象是高一的学生，他们在初中的生物学习中已具备了一定的关于光合作用的知识，也做过了“绿叶在光下制造淀粉”的实验，而且学生在本模块的第3 章学习了叶绿体的显微结构，第4 章学习了《细胞中的能量通货--ATP》知道了光合作用是合成ATP 的重要途径之一，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，需要老师的细心指导。
另外，由于学生缺乏对基粒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。
【开放性学习环境】生物学实验室开展教学活动，方便学生探讨及进行实验。
利用希沃白板演示设备展示学生实验探究情况。
【教学目标】1.从结构与功能观的角度，分析叶绿体中含有色素，类囊体薄膜和酶的特点与其吸收光能进行光合作用的功能相适应。
（生命观念）2.在学习实验原理即提取和分离原理后，能够对实验操作步骤有一定的构思，在实验操作后能够基于实验事实正确地做出结论，并且提出质疑。
（科学思维）3.进行绿叶中色素的提取与分离探究实验，掌握无水乙醇提取法和纸层析分离技术，阐明色素的种类、含量和吸收光谱。
（科学探究）4.能够运用色素与光合作用的原理解释生产生活中的相关现象，激发学生对生物科学的兴趣，培养学生科学研究的志向。
（社会责任）【教学重点】.绿叶中色素的提取和分离实验原理与方法；. 叶绿体适于进行光合作用的结构特点。
5.4光合作用与能量转化第1课时课件高一上学期生物人教版必修1
【究】
捕获光能的色素和结构
一、绿叶中色素的提取与分离 实验异常现象分析
①未加二氧化硅(石英砂)或研磨不充分，色素未充分提取出来 ②使用放置数天的绿叶或绿叶用量少，滤液中的色素(叶绿素)含量太少 ③一次加入大量的无水乙醇，导致提取液中的色素浓度太低 ④没经过干燥处理 ⑤未加碳酸钙或加入的量过少，叶绿素分子被破坏 ⑥忘记画滤液细线 ⑦忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏 ⑧滤液细线不能达到细、直、齐的要求，使色素扩散不一致 ⑨滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中 ⑩所用叶片为“黄叶”
【究】
捕获光能的色素和结构
一、绿叶中色素的提取与分离 （一）色素的提取
1、色素提取的原理是什么？需要什么试剂？ 也可用体积分数为95%的乙醇+
（1）实验原理
适量无水碳酸钠来代替。
绿叶中的色素能溶于有机溶剂,而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取。
【究】
捕获光能的色素和结构
一、绿叶中色素的提取与分离 （一）色素的提取
三、光合作用的场所 2、叶绿体的功能（实验证据） 恩格尔曼的实验二
【思考】为什么大量的需氧细 水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光， 菌聚集在红光和蓝紫光区域呢？在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，适于
需氧细菌在此区域分布。
结论：水绵叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用
【究】
捕获光能的色素和结构
三、光合作用的场所 2、叶绿体的功能（实验证据）
资料2 在类囊体膜上和叶绿体基质中，含有多种进行光合作用所需的酶。
叶绿体是进行光合作用的场所，它内部的巨大膜表面上，分布着许多吸 收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用 所必需的酶。
5.4光合作用与能量转化第1课时课件高一上学期生物人教版必修1
D．水绵的带状叶绿体有利于设置对照实验
典例3 大棚种植西兰花能够让我们在寒冷的冬季也能享受其美味。为了增加其产 量，大棚内照明灯的颜色和大棚的塑料薄膜颜色选择最好的组合为
C．白光、黄色透明
D．白光、无色透明
训练巩固·课堂达标
3.说明叶绿体适于进行光合作 中色素的提取和分离”实验的
用的结构特点。
操作，提升实验探究能力。
一、绿叶中色素的提取和分离
1.提取绿叶中的色素
(1)原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无___水__乙__醇__中。
(2)实验用品及作用
(3)实验步骤
绿叶
二氧化硅和碳酸钙 无水乙醇
单层尼龙布
棉塞
2.分离绿叶中的色素 (1)原理：不同色素在层析液中的_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。
A．将滤纸条剪去两角的目的是方便层析液的吸附 B．①对应的色素在层析液中的溶解度最大 C．如果③④带宽减小一定是忘记添加碳酸钙 D．画滤液细线前先用铅笔画细线能够促进色素的层析
┃┃典例剖析__■
典例2 下列关于叶绿体中色素的叙述，错误的是( D ) A．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素 B．被叶绿素吸收的光可用于光合作用 C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同 D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
(2)实验步骤
剪去两角
去角一端底部1 cm
毛细吸管
待滤液干后
1~2
滤液细线
层析液
1．注意事项及原因分析
过程
提取色素
注意事项 选新鲜绿色的叶片 研磨时加无水乙醇 加少量SiO2和CaCO3
迅速、充分研磨
5.4.1光合作用与能量转换(第一课时)课件-高一上学期生物人教版必修一(1)
吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。
剪碎
加入无水乙醇
研磨
过 滤
探究·实践 绿叶中色素的提取和分离 (二).色素的分离
层析液易挥发且有 一定毒性应加盖
①准备滤纸条
用铅笔 画细线
铅笔线
②画滤液细线
用毛细吸管 画滤液细线
滤液细线
③插滤纸条
培养皿
画滤液细线要求：细、直、齐 且重复2—3次 为什么层析液不能没及滤液线？ 课本99页
层析液
探究·实践 绿叶中色素的提取和分离 (二).色素的分离
///////
海洋中的藻类,习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分 布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗?
✓ 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所形成的，即红藻反射
出红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。 ✓ 水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多，即到达
一 捕获光能的色素
///////
叶片是进行光合作用的主要器官； 绿色的色素是绿色植物呈现绿色的原因；
白化苗（叶片中不含绿色色素），种子 中养分耗尽就会死掉。
看来，叶片中的色素可能与光能的捕获有关。
探究·实践 绿叶中色素的提取和分离
实验原理 提取原理：绿叶中的色素都能溶解于有机溶剂无水乙醇中。
分离原理：不同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，从而分离色素。
层析液易挥发且有 一定毒性应加盖
①准备滤纸条
用铅笔 画细线
铅笔线
②画滤液细线
用毛细吸管 画滤液细线
人教版高一生物必修第1册 第5章 第4节 光合作用与能量转化(第一课时)
探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》
1.层析液的成分及注意事项？ 层析液由苯、丙酮、石油醚按一定比例混合而成。 使用时应注意盖好盖子并避免洒出。层析过程应在通风 处进行，结束时应用肥皂将手洗干净。
2.滤液细线的划线原则？ 细、直、匀。
3.分离后的色素有几种？有何差异？
小结
1.绿色植物通过光合色素捕获光能，色素有四种：叶绿素a和叶绿 素b合称叶绿素，胡萝卜素和叶黄素合称类胡萝卜素。
2.利用绿叶中的光合色素溶解于有机溶剂的特点，可通过研磨、 过滤的方法提取得到。
3.利用绿叶中的四种光合色素在层析液中的溶解度不同，可通 过纸层析法进行分离。橙黄色）
叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
（黄色） （蓝绿色） （黄绿色）
绿叶中光合 色素的种类
捕获光能的色素
叶绿素
（含量约占3/4）
叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色）
类胡萝卜素
（含量约占1/4）
胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色）
捕获光能的色素
图片截自人民教育电子音像出版社
2.菠菜叶放置24-36小时的原因？ 防止水分过多影响提取效果。
3.研磨时应注意什么？原因为何？ 迅速且充分。保证色素释放的更加充分且挥发量少。
探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》
分离色素的方法： 分离色素的方法是“纸层析法”。 层析法是利用待分离物质中不同组分的某些理化
性质的差异而建立起来的一种分离技术。
捕获光能的色素
你还能提出哪些关于色素的提取与分离的探究性实验呢？
1.不同种类叶片中四种色素的比例是否相同？ 2.长势相同的同种叶片分别置于光照、黑暗环境相同 时间后，是否会影响到色素提取及分离的效果？
5.4光合作用和能量转化(第一课时)捕获光能的色素和结构课件-高一上学期生物人教版必修一(1)
光谱
环节4：光合色素的吸收光谱分析
1.光合作用所利用的光波长是？ 2.叶绿素主要吸收什么光？ 3.类胡萝卜素主要吸收什么光？ 不吸收什么光？ 4.光合色素对绿光的吸收量如何？ 5.光合色素的功能是什么？
叶绿素和类胡萝卜素 的吸收光谱
9.光合色素的吸收光谱分析
(1)一般情况下,光合色素只吸收 可见光(400-760nm，) 不吸收红外光和紫外光。 (2)叶绿素： 主要吸收 蓝紫光(430-470nm)和红光（640-680nm），对 绿光 吸收很少。
(3)类胡萝卜素： 主要吸收 蓝紫光，对 绿光 吸收很少，不吸收 红、黄光(大于550nm) 。
(4)光合色素的功能： 吸收、传递、转化光能 吸收、传递光能又可以叫做捕获光能
注意： 少数叶绿素a才能转化光能 其他色素只能吸收、传递光能
【学以致用】
有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源， 其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。 思考：为什么不用发绿光的光源？ 绿色光源发出绿色的光，这种波长的光线很少被光合 色素吸收，因此无法用于光合作用中制造有机物。
光合作用：是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。
思考：“白化苗”能持续正常地生长吗？ 白化苗不含绿色色素，不能进行光合作用，不能 正常生长，待种子中储存的养分耗尽就会死去。
光合作用与细胞中的色素有关
植物正常生长需要光能，而叶片中的色素可能与光能的捕获有关
第5章 细胞的能量供应和利用 5.4 光合作用与能量转化
是尼龙布？ 4. 画滤液细线时，准确的操作是什么？重复画1-2次的目的是什么？ 5. 分离色素时滤液细线能触及或没入层析液中吗？ 6. 滤纸条上有几条不同颜色的色带？排序和宽窄说明了什么？ 7. 叶绿体中的色素有哪几种？含量如何？
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12
思考·讨论教材P100-101 叶绿体的功能
资料1：恩格尔曼的实验 水绵有螺旋带状的叶绿体
在没有空气的黑暗环境中， 用极细的光束照射水绵
现象：
好氧细菌只集中在被光 线照射的叶绿体附近。
分析： 光线照射部位进行光合 作用产生了氧气。
在没有空气的光照环境 中
现象：
好氧细菌集中在叶绿 体所有受光部位。
提取：绿叶中的色素都能溶解于有机溶剂无水乙醇中。
分离：绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，但不同的 色素溶解度不同。溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之 则慢。这样，绿叶中的色素就随着层析液在滤纸上的扩散而分开。
分离方法：纸层析法 方法步骤：见教材 P98-99
培养皿
层析液
4
步骤中的关键点 1、提取
光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。因此，有人称光合作 用是地球上最重要的化学反应 一、捕获光能的色素和结构
正常的绿色玉米幼苗可以生长，白化玉米幼苗，待种子中 储存的养分耗尽就会死去。
植物捕获光能依靠特定的物质和结构： 叶片中的色素
叶片中的色素有哪些种类，含量又是多少呢？作用是什么？
3
教材P98 探究·实践 绿叶中色素的提取和分离
分析： 产生氧气的部位是叶 绿体。
结论： 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
讨论2 恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？
水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，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
第4节 光合作用与能量转化 第一课时
1
问题探讨
你参观或听说过植物工厂吗？植物工厂在人工精密控制 光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下， 生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠LED灯等人 工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。
1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？ 用人工光源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
11
二、叶绿体的结构适于光合作用
外膜
内膜 类囊体
绿叶
叶绿体
基粒
基质
✓ 叶绿体由双层膜包被，内部有基许多基粒。每个基粒都由一个个圆饼
状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称之为类囊体。
✓ 吸收光能的4种色素就分布在内囊体的薄膜上，基粒与基粒之间充满
了基质。
叶绿体除吸收光能外，还有什么功能呢？
✓ 每个基粒都含有两个以上的类囊体，多的可达100个以上，叶绿体内 有如此众多的基粒和类囊体，极大的扩展了受光面积。
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。
2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？ 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
2制020/1，2/12 以便让植物达到最佳的生长状态。
2
在植物工厂里，人工光源可以为植物的生长源源不断地提供能量。在自 然界，则是万物生长靠太阳。太阳光能的输入、捕获和转化是生物圈得以 维持运转的基础。
本上都被叶绿素分子等所吸收了，所以植物的叶片呈现绿色。
3、植物工厂里为什么不用发绿光的光源？ 叶绿体中的色素几乎不吸收绿光。
4、大棚种植蔬菜时，选择什么颜色的塑料薄膜最好？ 白色或无色
8
拓展 1、叶绿素不稳定，易分解 2、影响叶绿素合成的三大因素
9
思维拓展 思考·讨论 教材P101 海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂 直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗？
滤液不触及层析液 防止色素溶解在层析液中，无法分离
培养皿盖住烧杯 层析液有毒性的挥发性物质
培养皿 层析液
5
5、结果分析
胡萝卜素（橙黄色）
类胡萝卜素
（含量约1/4）
叶黄素（黄色）
绿叶中的色素叶绿素（含量 Nhomakorabea3/4）
叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色）
分布：叶绿体内囊体薄膜上
功能：吸收、传递、转换光能
13
恩格尔曼第二个的实验
制作水绵临时装片，发现大量需氧细菌聚集在红光 和蓝紫光区域。
讨论3.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？
绿藻：反射绿光 红藻：反射红光 褐藻：反射红黄光
10
藻类中色素种类及光在海水中的分布
藻类 色素种类
绿藻
叶绿素a、叶绿素b、 胡萝卜素、叶黄素
褐藻
叶绿素a、叶绿素c、 胡萝卜素、6种叶黄素
叶绿素a、叶绿素d、
红藻 胡萝卜素、叶黄素、
藻红素、藻蓝素
含量最多的色素
水层及主要存在的光
叶绿素
浅水层
主要吸收红光和蓝紫光， 反射绿光
存在红光和蓝紫光
某种叶黄素 主要吸收绿光蓝紫光， 反射红黄光 藻红素 主要吸收蓝紫光, 反射红光
中水层 存在绿光和蓝紫光
深水层 存在蓝紫光
水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多，即到达深水层的光线是短波长的光，
因此，吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多 的褐藻分布于海水中层，吸收蓝紫光较多的红藻分布于海水的深层。
6
6、色绿素叶的吸中收究光竟谱有哪些色素？
光谱
三棱镜
阳光是由不同波长的光组成组合成的复合光， 在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开， 形成不同颜色的光带，称为光谱。
分别让不同颜色的光照射色素溶液就可以得到色素溶液的吸收光谱。 实验结果表明：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，这4种色素吸收的光波长有差别，但是都可以用 于光合作用。
7
与 1、为什么有些植物叶片在不同时期颜色不同呢？
生
由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡 萝卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色
活 由于叶绿素比类胡萝卜素易受到低温的破坏，秋季低温
的 使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来
联 2、为什么植物叶片呈现绿色？ 系 对植物而言，除了部分橙光、黄光和大部分绿光被反射外，其他的基
无水乙醇： 提取色素，注意无水乙醇分两次加 二氧化硅： 有助于研磨充分 未加时，提取色素含量低 碳酸钙： 防止研磨中色素被破坏 未加时，提取叶绿素含量低
2、制备滤纸条
干燥的滤纸条，一段减去两角，底部1cm用铅笔画细线
3、画滤液细线
画滤液细线，滤液干燥后重画细线 画得粗，分离后色素带会重叠
4、分离色素