2013-2014学年高中生物必修一第5章第4节一能量之源—讲义—光与光合作用
生物高中必修1第五章第四节教学设计1
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。
高中生物讲义：必修I-5-4能量之源----光与光合作用
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。
必修1第五章 第四节 能量之源——光与光合作用2
全过程根据条件的不同分为光反应和 暗反应两个阶段
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制作03
2014年下学期
叶绿体的结构
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2014年下学期
叶绿体的结构
外膜
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叶绿体的结构
外膜 内膜
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叶绿体的结构
外膜 内膜
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复习:光合作用的场所、动力、原料、产物
通过上节课的研究和探索，你知道光合作用 的场所、动力、原料、产物是分别是什么吗？ 1.场所：叶绿体 3.原料：二氧化碳 水 2.动力：光
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复习:光合作用的场所、动力、原料、产物
通过上节课的研究和探索，你知道光合作用 的场所、动力、原料、产物是分别是什么吗？ 1.场所：叶绿体 3.原料：二氧化碳 水 2.动力：光 4.产物：糖类 氧气反应阶段
条件： 光、色素、酶
场所： 基粒（类囊体膜）上 光、酶 H2O 物质 色素 变化
[H]+O2
产物： 能量转变：
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光反应阶段
条件： 光、色素、酶
场所： 基粒（类囊体膜）上 光、酶 物质 水的光解：H2O 色素 变化
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复习:光合作用的场所、动力、原料、产物
通过上节课的研究和探索，你知道光合作用 的场所、动力、原料、产物是分别是什么吗？ 1.场所：叶绿体 3.原料：二氧化碳 水 2.动力：光 4.产物：糖类 氧气
2013-2014学年高中生物(含解析)5.4 能量之源 光与光合作用学案1 新人教版必修1
人教版必修一 5.4能量之源——光与光合作用学案1 【高效导航】1.学习目标：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正确使用实验器材，完成“绿叶中色素的提取和分离”的实验操作2.重点：说出叶绿体中色素种类及作用3.难点：说出叶绿体中色素种类及作用“看”—知识经纬“导”—自主预习一、捕获光能的色素和结构1．捕获光能的色素(1)实验：绿叶中色素的提取和分离(纸层析法)①可以利用______提取绿叶中的色素，在研磨时还应加入少许______和碳酸钙，其中前者有助于______，后者可防止在研磨中______被破坏。
②分离的原理是利用色素在层析液中的________不同，_____的在滤纸上扩散的快，反之则慢。
(2)色素的种类和吸收光谱2.叶绿体的结构和功能(1)结构：一般呈扁平的椭球形或球形，外部有双层膜，内部的基粒是由________堆叠而成的。
(2)色素和酶的分布：吸收光能的色素分布于________，与光合作用有关的酶分布在__________和________。
(3)功能：进行________的场所。
“学”—互动探究探究一叶绿体中色素的提取和分离小组讨论回答下列问题：叶绿体中色素的提取和分离实验中，成功的关键和注意事项是什么？提示：实验成功的关键：(1)叶片要新鲜、颜色要深绿。
(2)滤液收集后要及时用棉塞将试管口塞紧．以免滤液挥发。
(3)滤液细线不仅细、直，而且含有比较多的色素(可以重复画二三次)。
(1)滤纸上的滤液细线不能浸入层析液中。
本实验中的注意事项（1）本实验的实验材料最好不要选择菠菜叶由于菠菜叶含水分多，实验效果不太明显。
可选用大叶黄杨，因为它的叶片水量相对较少颜色深绿，含色素较多．层析效果明显。
(2)裁取定性滤纸时，注意双手尽量不要接触纸面，以免手上的油脂或其他赃污染滤纸。
(3)根据烧杯的高度制备滤纸条，让滤纸条长度高出烧杯1cm高出的部分做直角弯折。
(4)画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中。
2013-2014学年高中生物(含解析)5.4 能量之源 光与光合作用学案2 新人教版必修1
人教版 必修一 5.4能量之源——光与光合作用 学案2【高效导航】1.学习目标：①知道光合作用被发现的基本过程②简述出光合作用的原料、产物、条件和反应场所③尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
④说出光合作用原理的应用2.重点：光合作用的过程和原理3.难点：光合作用的过程和原理“看”—知识经纬“导”—自主预习光合作用的过程和应用2．光合作用的过程(1)光反应：①场所：叶绿体的____________上。
②条件：____、色素、酶、水等。
③物质变化：将水分解为________和________，将ADP 和Pi 合成________。
④能量变化：光能转变为活跃的________。
(2)暗反应：①场所：叶绿体的__________________中。
②条件：________、[H]、ATP 、CO 2等。
③物质变化CO 2的固定：C 5＋CO 2\s\up7(酶(酶)――→酶________。
C 3的还原：2C 3＋[H]酶ATP ――→酶ATP________。
④能量变化：ATP 中活跃的化学能转变为__________。
3．光合作用的应用：(1)光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造________的数量。
(2)影响光合作用强度的因素包括空气中________的浓度、土壤中________和矿质元素的多少、光的________以及温度的高低等。
4．化能合成作用：(1)概念：某些细菌能够利用体外环境中的某些________氧化时所释放的能量来制造________的合成作用。
(2)实例：硝化细菌能利用__________氧化成__________和________时所释放的化学能，将________和________合成________。
“学”—互动探究探究一 光合作用的过程小组讨论回答下列问题：如何理解光反应阶段和暗反应阶段的关系？提示：光合作用的过程，按其是否需要光，将其划分为光反应和暗反应两个阶段。
2013年人教版生物必修1全册精品课件 第五章 第4节 一
迅速、充分研磨
↓
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第五章
细胞的能量供应和利用
单层尼龙布 过滤: 漏斗基部放一块_______________,
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 口用棉塞塞严
2．分离绿叶中的色素
(1)原理: 各种色素在层析液中的________ 溶解度 不同,
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.
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第五章
细胞的能量供应和利用
2．提取分离方法: 提取方法为溶解法; 分
离方法为纸层析法. 3．实验步骤及注意事项
步骤 提取 绿叶 中的 色素 方法 原因 ①加入二氧化硅: 有助于 研磨充分; ②加入碳酸钙: 防止研磨中色素被破坏; ③加入无水乙醇: 为了溶 解、提取色素
D．四种色素中, 丙和丁主要吸收红光
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第五章
细胞的能量供应和利用
关键点
【思路点拨】 本题考查了绿叶中色素的
提取和分离的相关知识, 分析时应从以下 三方面入手: ①明确色素提取过程中试剂使用和注意事
项. ②掌握色素提取实验的结果及分析. ③
掌握色素含量的变化及对光的吸收.
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第五章
细胞的能量供应和利用
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
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第五章
细胞的能量供应和利用
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 【解析】 本题考查叶绿体的有关知识,
涉及叶绿体的分布和结构, 以及叶绿体中
色素的种类、颜色和吸收光谱, 具体分析 如下:
第五章 第4节 能量之源--光与光合作用1
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，而是集中在一个更小的结构里，后来人们称之为叶绿 体。
资 料 分 析
图1
图2
结 论：氧是由叶绿体释放出来的， 叶绿体是光合 作用的场所。 光合作用需要光照。
2、为什么是用红色或蓝色的呢？ 用绿色的可以吗？ 因为叶绿素对绿光吸收最少，所 以不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色 光源。
实
验：绿叶中色素的提取和分离
原 理：叶绿体中的色素可以溶解在无水乙醇中，可以 用来提取色素。色素在层析液中的溶解度不同，在滤纸 上的扩散速度有差别，可以 用来分离色素。 方法及步骤：１、提取色素：称取5g左右的鲜叶，剪碎， 放入研钵中。加少许的石英砂（充分研磨）和碳酸钙 (中和细胞中的酸，防止镁从叶绿素分子中移出)与10ml 无水乙醇。在研钵中快速研磨。将研磨液进行过滤。
7、一位科学家做了如下实验：将水绵（丝状绿藻）放在 暗处，一束白光通过棱镜再投射到水绵的叶绿体上，这时 好氧性细菌将明显聚集在（ ）。 A、红光的投影区域内 B、红光和绿光的投影区域内 C、红光和蓝紫光的投影区域内 D、黄光和橙光的投影区域内 8、下列说法中错误的是（ ）。 A、光合作用所利用的光都是可见光 B、叶绿体中吸收光能的色素分布在类囊体膜上 C、每个类囊体至少含有 2 个以上基粒，多者可达 100 个以上 D、叶绿体基质中含有少量的 DNA
4、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（ ）。 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、在进行 “ 绿叶中色素的提取和分离 ” 的实验时，不能让层 析液没及滤液细线的原因是（ ）。 A、滤纸条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。 6、将提取的绿叶中色素滤液装入试管中，一束白光穿过该滤液后 经三棱镜对光进行色散，哪条光谱的颜色明显减弱？（ ）。 A、绿光B. 黄光 C、红光、蓝紫光 D、紫外光
人教版高中生物必修一第五章第4节《能量之源---光与光合作用》 教案
能量之源--光与光合作用一、教材分析本节是人教版高中生物必修1：《分子与细胞》第5章第4节的内容。
在此前章节中，我们已经学习了细胞中的有机物、细胞的结构和细胞器等知识。
这为本节知识的学习打下基础。
绿色植物通过光合作用合成有机物，为地球上多姿多彩的生命提供了氧气和养料。
因此，光合作用是细胞能量代谢中的重要学习内容，在高中生物知识体系中占有重要地位。
二、教学目标1、知识与能力阐述光合作用的基本过程分析影响光合作用的因素2、过程与方法通过探究活动不断提升获取信息、理解信息、分析、推理、评价及实验探究的能力3、情感态度价值观通过对光合作用影响因素的分析，形成把理论付诸实践，用知识服务社会的意识三、重难点1、重点植物光合作用的基本过程2、难点对影响光合作用因素的分析四、教法学法教师提供问题情境，引导学生自主思考后，小组成员讨论完善。
小组代表展学，其他成员补充完善。
注意利用典型例题即时强化巩固。
五、教学过程（一）导入1、据估计，地球上的自养植物一年中通过光合作用合成约4--5千亿吨有机物。
2、这些有机物中所含能量相当于10，000，000亿千瓦时的电能。
3、三峡电站2012年的发电量为1000亿千瓦时。
（通过数据，吸引学生兴趣，突出光合作用的重要性，引起学生对本节知识的重视）（二）光合作用的定义绿色植物通过_____，利用_____，把_________________转化成储存能量的_______，并释放出_______的过程。
播放flash动画，展示“光合作用的过程”（学生通过动画在头脑中形成整体印象，为分析过程打下基础）（三）光合作用的过程学生完成导学案“探究一光合作用的过程”相应内容1．完善光合作用的图解2．辨析光反应和暗反应过程光反应暗反应图解条件场所物质转化能量转化联系小组代表展示学习成果，其他成员进行补充、完善课后作业：结合光合作用的基本过程分析C3、C5、ATP、[H]在不同条件下的含量变化。
高中生物必修一第五章第四节能量之源-光与光合作用
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。
人教版生物必修一第5章-第4节-能量之源光和光合作用(二)(课文填空)
第4节能量之源—光与光合作用二光合作用的原理和应用光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
一、光合作用的探究历程1.很可能是在无光条件下做的这个实验。
无光时，植物不进行光合作用，只进行细胞呼吸，所以没有释放氧气，而是释放二氧化碳，也就是使空气变污浊了。
（对应教材“旁栏思考题”）同位素标记法同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。
用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。
科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。
这种方法叫做同位素标记法。
2.教材“思考与讨论”(1)光合作用的原料是二氧化碳和水，产物是糖类和氧气，场所是叶绿体，条件是要有光，还需要多种酶等。
光合作用的反应式是：.（对应教材“思考与讨论”第1题）(2)从人类对光合作用的探究历程来看，生物学的发展与物理学和化学的研究进展关系很密切。
例如，直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳，这个事例说明生物学的发展与化学领域的研究进展密切相关。
又如，鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自水，而不是来自二氧化碳；卡尔文用同位素示踪技术探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，都说明在科学发展的进程中，相关学科的互相促进，以及技术手段的进步对科学发展的推动作用。
（对应教材“思考与讨论”第2题）二、光合作用的过程光合作用的过程，可以用化学反应式：来概括，其中的（CH2O）表示糖类。
光合作用的过程包括一系列化学反应。
根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应两个阶段。
光反应阶段光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。
光反应阶段的化学反应是在类囊体的薄膜上进行的。
叶绿体中光合色素吸收的光能，有两方面用途：一是将水分解成氧和[H]，氧直接以分子的形式释放出去，[H]则被传递到叶绿体内的基质中，作为活泼的还原剂，参与到暗反应阶段的化学反应中去；二是在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。
必修一第5章第4节能量之源---光合作用
2、方法步骤： 、方法步骤：
①提取绿叶中的色素 ④分离绿叶中的色素 ②制备滤纸条 ⑤观察与记录。 观察与记录。 ③画滤液细线
一、捕获光能的色素
主要吸收蓝紫光 主要吸收蓝紫光
（橙黄色） 橙黄色） （黄色） 黄色） （蓝绿色） 蓝绿色） （黄绿色） 黄绿色）
胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素 叶绿素b 叶绿素
注意，植物不能长期处于无 光条件下。 叶绿素的形成除了有光照之 外，还与镁这种矿质元素有 关，没有镁，叶绿素也是形 成不了的
这些捕获光能的色素存在于细 胞中的什么部位呢？
叶绿体的结构
1880年，恩格尔曼的实验 年
水绵和好氧 细菌的装片 隔绝空气
黑暗，用极细光束照射
完全暴露在光下
1.恩格尔曼实验的结论是什么？ 恩格尔曼实验的结论是什么？ 恩格尔曼实验的结论是什么 是由叶绿体释放出来的， 叶绿体是 叶绿体释放出来的 氧是由叶绿体释放出来的， 叶绿体是 绿色植物进行光合作用的场所。 绿色植物进行光合作用的场所。 2.恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？ 恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？ 恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处 水绵的叶绿体呈螺旋式带状， 的叶绿体呈螺旋式带状 水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观 好氧细菌可以确定释放氧气多的 可以确定释放氧气多 察，用好氧细菌可以确定释放氧气多的 部位。没有空气的黑暗环境排除 排除了 部位。没有空气的黑暗环境排除了氧气 干扰。用极细的光照射， 和光的干扰。用极细的光照射，叶绿体 上可分为光照多 光照少的部位， 光照多和 上可分为光照多和光照少的部位，暴露 在光下的实验再一次验证实验结果 3.从资料 可以得出什么推论？ 从资料2可以得出什么推论 从资料 可以得出什么推论？ 叶绿体是进行光合作用的场所 是进行光合作用的场所。 叶绿体是进行光合作用的场所。
必修1第五章 第四节 能量之源——光与光合作用
制作03
2014年下学期
一、捕获光能的色素和结构
对大多数生物，活细胞所需能量的 太阳能 最终源头是_____________ 。
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制作03
2014年下学期
捕 获 光 能 的 色 素
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制作03
2014年下学期
捕 类胡萝 获 卜素 光 (占1/4) 能 的 色 叶绿素 素 (占3/4)
布了许多吸收光能的色素分子， 还有许多进行光合作用的酶。
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制作03
2014年下学期
光合作用的探究历程
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制作03
2014年下学期
1648年，海尔蒙特的柳树实验
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制作03
2014年下学期
1648年，海尔蒙特的柳树实验
五年后
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制作03
叶绿体中的色 素提取液
叶绿素a、b主要吸_______________ 胡萝卜素和叶黄素主要吸收 __________ 制作03
湖南长郡卫星远程学校 2014年下学期
四种色素对光的吸收
叶绿体中的色 素提取液
蓝紫光、红光 叶绿素a、b主要吸_______________ 胡萝卜素和叶黄素主要吸收 __________ 制作03
美国鲁宾和卡门实验 （同位素标记法） CO2 第 一 组
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18O 2
C18O2
O2
H218O
H2O
制作03
第 二 组
2014年下学期
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制作03
2014年下学期
光合作用产生的O2来自于H2O。
人教版高中生物必修1第5章第4节 能量之源――光与光合作用教案(4)
《能量之源——光与光合作用》教学设计一、教材分析《能量之源——光与光合作用》是人教版必修一第四章第4节第二小节。
本节主要通过介绍光合作用的探究历程，光合作用的过程等知识。
教材介绍的与光合作用有关的几个经典实验，有利于培养学生的科学精神和严谨的科学态度，培养学生掌握生物科学的研究方法。
光合作用的过程介绍了光反应和暗反应过程中物质和能量的变化。
二、学情分析本节课以光合作用发现史中的经典实验为载体引导学生学习绿叶中色素的种类和作用、叶绿体的结构和功能、光合作用的基本过程等内容。
本节是在复习完细胞呼吸后立即转入的难度较大的一节内容，在知识模块上给学生一个系统完整的体系，为以后学习第三模块中物质的循环和能量的流动打好基础！但是，学生对理解光合作用中的光能转化成不稳定的化学能，从不稳定的化学能转化成稳定的化学能的转变的过程，对于暗反应中的二氧化碳的固定，三碳酸的还原等的必要性的理解也有一定的难度。
因此指导学生复习好这一节课，意义重大。
三、教学目标⒈知识目标⑴说出绿叶中色素的种类和作用。
⑵说出叶绿体的结构和功能。
⑶说明光合作用以及对它的认识过程。
⑷说出光合作用原理的应用。
⑸简述化能合成作用。
⒉能力目标⑴尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
⑵通过光合作用发现史的学习，培养学生实验探究的能力。
⒊情感态度与价值观⑴关注科学工作的方法和过程，形成严谨的科学态度及创新合作的科学精神。
⑵领悟科学探究的思想方法，培养学生质疑、求实、创新以及勇于实践的科学态度和精神。
四、教学重点、难点1.教学重点⑴说出绿叶中色素的提取和分离。
⑵光合作用的发现及研究史。
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探究影响光合作用强度的环境因素。
五、教具准备：课件、微课、导学案六、教学与学法教法：以启发式教学为主，适当加以讲授法、讨论法、自学阅读法、综合分析法等。
学法：在学法指导上采用知识迁移法，逻辑推理分析与总结方法等。
必修一第五章第四节能量之源——光与光合作用
（二）光合作用过程
1、根据反应过程是否需要光能分为：
光反应： 有光才能进行
暗反应：有光、无光都能进行
2、光合作用的过程：
2H2O
光解
吸收
O2 4[H] ATP
酶
还 原 供能
2C3
固定
CO2
可见光
色素分子
多种酶 C5
(CH2O)
酶
ADP+Pi
光反应 实质：无机物（CO2和H2O）
光能 化学能。
暗反应
还原 受阻
C3 ↑ C5 ↓
思考与讨论：
2、光下的植物突然停止CO2的供应后，C5 化合物和C3化合物的含量如何变化？ATP和[H] 如何变化？
CO2+C5
酶
2C3
2C3
[H] 、ATP 酶
(CH2O)+C5
CO2 ↓
固定 停止
C3 ↓ C5 ↑
ATP↑
[H] ↑
增加
减少 减少
减少
增加 增加
减少或没有 减少或没有
光合作用释放的O2来自CO2还是H2O？
6、1941年，美国鲁宾和卡门实验（同位素标记法）
CO2 第 一 组
18O 2
C18O2
2O
第 二 组
结论： 光合作用产生的O2来自于H2O。
光合作用产生的有机物又是怎样合成的？
7、20世纪40年，美国卡尔文
14CO 2
即：可以更新空气 的是O2 ，使空气 变污浊的是CO2
4、1845年，德国科学家 梅耶
化 光 光合 学 能 作用 能
储存在 什么物 质中？
5、1864年，德国科学家萨克斯
黑暗处理一昼夜 让一张叶片一半曝光 一半遮光
人教版高中生物必修一《分子与细胞》第5章第4节“能量之源──光与光合作用”
自制分光光度计检测光合色素吸收光谱北京市第三十五中学吴宁目录一、使用教材 (2)二、实验教学目标 (2)（一）生命观念 (2)（二）科学思维 (2)（三）科学探究 (2)（四）社会责任 (2)四、实验创新要点 (2)（一）实验设备创新 (2)（二）实验教学创新 (3)三、实验器材 (3)（一）硬件 (3)（二）软件 (3)（三）试剂 (4)四、实验设计思路 (4)六、实验过程及结果 (4)（一）固定器制作 (5)（二）光源获取 (5)（三）图像采集 (5)（四）图像分析 (6)（五）实验结果 (6)七、实验教学过程 (7)（一）情景导入 (7)（二）光合色素的提取和分离实验 (8)（三）合作探究：自制分光光度计 (8)（四）学生操作过程 (8)（五）实验结果及效果评价 (9)（六）实验展望 (9)八、总结 (10)一、使用教材教材来源于人教版高中生物必修一《分子与细胞》第5章第4节“能量之源──光与光合作用”。
在教材编排上，绿叶中色素的提取和分离实验后，直接给出了色素的吸收光能百分比曲线，缺乏学生自主探究的过程。
多数教学中会采用三棱镜，引导学生利用观察法直接得出光合色素与吸收光的关系，仍然停留于定性实验的层面。
因此，本实验课本实验课为“绿叶中色素的提取和分离”的补充拓展，通过让学生自制分光光度计检测光合色素吸收光谱，成为衔接定性观察到定量测量之间的桥梁。
图 1 教材实验“绿叶中的色素提取和分离”和光合色素的吸收光谱二、实验教学目标《普通高中生物学课程标准（2017年版）》的教学目标突出学科核心素养的培养与落实。
本课时的具体落实如下：（一）生命观念通过本实验课程结果分析出光合色素的吸收光，初步形成物质与能量观；（二）科学思维根据对照组和实验组数据，构建模型计算吸光效率，发展模型与建模思维；综合运用物理学科知识，发展创造性思维；（三）科学探究自制分光光度计，实施方案并对结果进行交流讨论，掌握科学探究的基本思路和方法，提高实践能力。
高一生物必修1 第五章第4节 能量之源——光与光合作用
高一生物必修1 第五章第4节能量之源——光与光合作用一、教学目标1.知识目标：①简述叶绿体中色素的种类和作用，描述叶绿体的结构和功能。
（Ⅰ）②说明光合作用以及对它的认识过程。
（Ⅱ）③比较光反应与暗反应的区别和联系。
（Ⅱ）④尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
（Ⅲ）⑤说出光合作用原理的应用。
（Ⅰ）⑥简述化能合成作用。
（Ⅰ）2.技能目标：正确使用实验器材，完成“绿叶中色素的提取和分离”的实验操作。
3.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；关注农业生产中的实际问题，讨论提高光合作用效率的意义。
二、教学重点、难点分析：1.教学重点：①叶绿体中色素的种类及其作用。
②光合作用的发现及研究历史。
③光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
④影响光合作用强度的环境因素。
了解叶绿体中色素的种类和作用，有助于理解光合作用过程中能量的捕获和转化。
光反应和暗反应是光合作用相互联系、相互影响的两个过程，弄清其中物质和能量的转化，才能算是真正理解了光合作用的原理，才能分析和讨论哪些环境因素将对光合作用产生什么样的影响。
分析前人的研究历程，评价他们的研究方法，得出对科学研究的一般规律性的认识，结合当代科学研究的成果，将所学的知识运用于对实际问题的探索和讨论，对于巩固所学的知识，培养理论联系实际的能力有重要的意义。
2.教学难点：①光反应和暗反应的过程。
②探究影响光合作用强度的环境因素。
光反应和暗反应过程中物质和能量的变化，以及光照强度、温度、大气中CO2含量、植物体内H2O的含量、叶龄、矿质元素、呼吸作用、蒸腾作用等等因素综合在一起，都将对光合作用产生影响，要引导学生理解这其中的知识，并进行相关的讨论，是教学中的一大难点。
三、课时安排：4课时（其中1课时为本章练习、讲评、复习）四、教学设计：（第1课时，实验：绿叶中色素的提取和分离）问题：如果层析液加入过多，淹没了滤纸条上的滤液细线，对实验结果有何影响？5.观察与记录。
人教版高中生物必修一第五章第4节《能量之源---光与光合作用》说课设计
高中生物《能量之源——光与光合作用》说课设计一、教材分析1.教材内容本课题是高中生物必修1分子与细胞第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源——光与光合作用的内容。
“光合作用”一届在绿色植物的新陈代谢以及整个生态系统中的物质循环和能量流动中具有十分重要的意义。
义务教育七年级教材已经讲述了光合作用的基础知识，安排了绿叶在光下制造淀粉的实验。
本届在此基础上，让学生学习了捕光色素，叶绿体的结构，并且让学生学习了提取和分离叶绿体中色素的方法，更加深入的从产物到场所等方面讲述了光合作用的发现过程的几个著名实验，还讲述了光合作用的过程和意义等。
目的是使学生不仅能够获得有关的基础知识，了解光合作用对人类生产生活的恶意以，懂得探索生物科学的基本方法。
初步学会提取，分离叶绿体中色素的方法和技能，培养学生事实就是的科学态度，不断探求新知识的精神和合作精神。
这节内容安排2课时，第一课时学习捕获光能的色素和结构，第二课时学习光合作用的原理和应用。
这里主要说明第二课时的教学设计。
2.教学目标1> 知识目标①说明光合作用以及对它的认识过程；②说出光合作用原理的应用；③尝试探究影响光合作用强度的环境因素；④简述化能合成作用；⑤通过体验光合作用的探究历程，初步训练学生的实验设计能力；⑥通过分析，讨论光合作用的光反应和暗反应的具体过程，培养学生良好的思维品质。
2> 能力目标①通过研究光合作用的发现过程和方法，使学生能够体会和认识科学研究的过程，并初步学会具体的科学研究思路和方法；②通过学生归纳总结光合作用中的主要反应以及光反应和暗反应的两大区别和联系，培养学生归纳和总结的能力；③通过探究“环境因素对光合作用的影响”初步学会科学研究的一般方法，锻炼科学研究能力。
3> 情感，态度与价值观①通过体验光合作用的发现过程，引导学生学习科学家们严谨，求实的科学态度和坚忍不拔，百折不挠的科学精神；②通过对光合作用意义的学习，帮助学生树立生物进化的辩证观点以及珍爱自然，珍爱绿色，珍爱生命的思想意识。
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二、叶绿体结构与功能及实验验证 1.叶绿体的结构及功能 (1)结构: ①色素的分布:与光合作用相关的色素只分布在类囊体的薄膜 上。 ②酶的分布:与光合作用相关的酶分布在类囊体的薄膜上和基 质中。 (2)功能: 叶绿体内的基粒和类囊体扩展了受光面积,含有许多吸收光能 的色素分子和光合作用所必需的酶,因此叶绿体是绿色植物进 行光合作用的场所。
【典例训练1】如图表示绿叶中色素的提取和分离实验的部分 材料和用具,下列叙述错误的是 ( )
A.图①加入研钵内的物质有无水乙醇、SiO2、CaCO3 B.将糨糊状研磨液倒入②中,漏斗基部应放一块单层尼龙布 C.③画滤液细线的要求是细、齐、直 D.④层析结果色素带最宽的是叶绿素b,扩散最快的是叶黄素 【解题关键】解答本题的关键是分析①②③④所代表的操作步 骤,结合各步中的关键点进行相应的分析。
4.功能 绿色植物进行_光__合__作__用__的场所。
【思考辨析】 1.判断正误 (1)在绿叶中色素的提取实验中加入二氧化硅可以防止破坏叶 绿素。 ( × ) 【分析】二氧化硅的作用是有助于研磨得充分。 (2)过滤研磨液时漏斗基部放一块剪好的滤纸进行过滤,将滤液 收集到试管中。 ( × ) 【分析】过滤时漏斗基部放置的是单层尼龙布,而不是滤纸,滤 纸会吸收色素。
【学而后思】 (1)色素的提取非常成功,但层析后滤纸条上色素带非常模糊, 其失败的原因可能有哪些? 提示：①画滤液细线次数太少。②滤液细线触及层析液,且时间 较长,色素全部溶解到层析液中。
(2)实验过程中,甲同学忘记加入二氧化硅和碳酸钙,乙同学忘 记加入无水乙醇,而是加入了水,请分析他们可能出现的实验结 果。 提示：甲同学忘记加入二氧化硅和碳酸钙会使研磨不充分,导致 释放的色素数量减少,提取的浓度较低,所以在滤纸条上的色素 浓度很低,颜色很浅;乙同学加入了水,由于色素只能溶解于有机 溶剂中,所以用水提取不到任何色素,滤纸上没有出现色素带。
(3)叶绿体主要吸收蓝紫光和红橙光。 ( √ ) (4)没有叶绿体的生物无法进行光合作用。 ( × ) 【分析】蓝藻等原核生物虽然不具有叶绿体,但具有进行光合作 用所需的酶和色素,仍然可以进行光合作用。 (5)叶绿体的囊状结构上既有光合色素也有光合作用所需的 酶。 ( √ )
2.问题思考 (1)滤纸条上的滤液细线若触及层析液,会出现什么现象,为什 么? 提示：滤纸条上不会出现色素带。因为色素会溶解于层析液中。 (2)通过增强光照可以增加光合作用,使用白光还是红光更好一 些?试分析原因。 提示：白光。因为叶绿体中的色素主要吸收红橙光和蓝紫光,同 时也吸收少量其他颜色的光。
3.实验结果——有关色素带的分析
(1)从色素带的位置可知,各种色素在层析液中溶解度的高低依 次为:胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。(记忆口诀:胡黄a、 b) (2)从色素带的宽度可知,各种色素的含量一般情况下为:叶绿 素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。
【警示钟】 (1)色素在滤纸条上扩散的快慢不代表该色素的含量,而是与色 素在溶剂中溶解度的大小相关。 (2)绿叶中色素的提取和分离用的都是有机溶剂,但两者的原理 是不同的,不能混淆。
2013-2014学年高中生物必修一第5章
精品
第4节一能量之源——光与光合作用
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)步骤:
绿叶
二氧化硅 碳酸钙
玻璃漏斗 单层尼龙布 研磨液
棉塞
2.分离绿叶中的色素 (1)原理:不同色素在层析液中_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)实验步骤:
【解析】选D。色素提取时加入无水乙醇的目的是溶解色素,加 入SiO2的目的是使细胞中的色素更容易释放出来,加入CaCO3 的目的是防止SiO2对色素造成破坏,在过滤时漏斗的基部应放 一块单层尼龙布,层析的结果是叶绿素a的色素带最宽,扩散最快 的是胡萝卜素。
【互动探究】(1)④中色素带从上到下依次是什么颜色? 提示：橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色。 (2)②过程过滤完成后要采取什么措施? 提示：用棉塞塞紧试管口。 【方法规律】四条色素带的记忆口诀 胡黄a、b向前走,橙黄蓝黄颜色留; 叶绿素a、b手拉手,蓝绿黄绿排后头; 胡萝卜素最纤细,叶绿素a最宽厚。
【变式备选1】下列是关于绿叶中色素的提取和分离实验的几 种说法,其中正确的是 ( ) A.色素提取的原理是色素在层析液中的溶解度不同 B.研磨叶片时加CaCO3的作用是使研磨更加充分 C.色素分离的结果可以用下图表示
(1、2、3、4分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b) D.层析液可用93号汽油代替
一、绿叶中色素的提取和分离的实验分析
1.实验材料和试剂
(1)材料:叶片要新鲜、颜色要深绿,这样的叶片含有很多的色
素。
(2)试剂及作用:
试剂名称 二氧化硅
碳酸钙 无水乙醇
层析液
作用 有利于绿叶的充分研磨和色素的释放
防止研磨中色素被破坏 溶解色素
使色素随层析液在滤纸条上扩散开来
2.实验操作中的关键步骤 (1)研磨要迅速、充分,叶绿素不稳定,易被分解,研磨充分使叶 绿体完全破裂,可提取较多的色素。 (2)滤液细线不仅要求细、直、齐,而且要求含有较多的色素, 所以应待滤液干后再画一两次。 (3)滤液细线不能触及层析液,否则色素会溶解到层析液中,使 滤纸条上得不到色素带。
去角一端
剪去两角
毛细吸管
滤液 层析液滤液细线Biblioteka 棉塞(3)实验结果:
胡萝卜素
叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
类胡萝卜素 叶绿素
二、叶绿体的结构与功能
1.分布
主要分布在植物的_叶__肉__细__胞__中。
2.形态
扁平的_椭__球__形__或_球__形__。
3.结构
外膜 内膜
基粒
圆饼状的囊状结构
基质
色素 酶
【解析】选D。色素提取的原理是色素能溶解于有机溶剂,而分 离的原理是色素在层析液中的溶解度不同;研磨叶片时加入 CaCO3的目的是为了防止色素被破坏;若色素分离的结果如选 项C图中所示,则1、2、3、4分别表示的是叶绿素b、叶绿素a、 叶黄素、胡萝卜素;93号汽油在化学性质上与层析液有相似之 处,所以可以用93号汽油代替层析液。