《2018-2019學(xué)年高中生物 第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第4節(jié) 能量之源—光與光合作用 第1課時(shí) 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)課件 新人教版必修1.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中生物 第5章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用 第4節(jié) 能量之源—光與光合作用 第1課時(shí) 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)課件 新人教版必修1.ppt（36頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第4節(jié)能量之源光與光合作用,教師參考 新課導(dǎo)入 導(dǎo)入1:通過初中生物課的學(xué)習(xí),我們已經(jīng)知道,植物的每一片綠葉就好像是一個(gè)“綠色工廠”源源不斷地生產(chǎn)有機(jī)物,綠色植物生產(chǎn)有機(jī)物的過程是通過光合作用這一生理過程完成的,那么這個(gè)生理過程到底是怎樣的呢?這就是本節(jié)我們所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。 導(dǎo)入2:海爾蒙特是比利時(shí)的化學(xué)家、生物學(xué)家,他在研究植物到底“吃”什么長(zhǎng)大的問題時(shí)做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn):把土烘干,稱重60 kg,插入重2 kg的柳樹枝條,然后澆水。5年后,柳樹長(zhǎng)大了,重60 kg,那么木桶的土變成了多少了呢?土重為59.943 kg,僅僅少了57 g,這說明了什么呢?柳樹增加的質(zhì)量的主要來源肯定不是土壤中的

2、無(wú)機(jī)物,那么植物到底“吃”什么長(zhǎng)大的呢?這將是本節(jié)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。,,第1課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu),【教學(xué)目標(biāo)】 1.通過“提取和分離葉綠體色素”的實(shí)驗(yàn)操作,使學(xué)生學(xué)會(huì)提取和分離葉綠體色素的原理和方法,分析色素帶的顏色、順序和寬窄,并解釋原因?？茖W(xué)探究、科學(xué)思維 2.通過觀察葉綠體結(jié)構(gòu)模型,使學(xué)生認(rèn)識(shí)葉綠體的結(jié)構(gòu)以及這種結(jié)構(gòu)適于分布色素和多種酶的特點(diǎn)。生命觀念、科學(xué)思維,形成學(xué)科核心素養(yǎng),凝練素養(yǎng),自主學(xué)習(xí),自主學(xué)習(xí) 讀教材學(xué)基礎(chǔ),一、實(shí)驗(yàn):提取和分離葉綠體色素 請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第9798頁(yè)的實(shí)驗(yàn),完成下面的問題。 1.提取葉綠體色素 (1)原理:綠葉中葉綠體色素能夠溶解在有機(jī)溶劑

3、 中。,無(wú)水乙醇,(2)過程,剪碎,二氧化硅、碳酸鈣,無(wú)水乙醇,單層尼龍布,過濾,色素濾液,,2.分離葉綠體色素 (1)原理:各種色素在層析液中的 不同, 高的色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快,反之則慢。因而色素就會(huì)隨著 在濾紙上的擴(kuò)散而分離開。 (2)步驟,溶解度,溶解度,層析液,,,,,,,,,觀察結(jié)果:濾紙條上色素帶有四條,判斷 (1)可以用層析液提取葉綠體色素。( ) (2)加入二氧化硅的目的是使研磨更充分。( ) (3)層析得到的濾紙條上各種色素帶的寬度可說明不同色素含量的多少。( ) (4)重復(fù)畫線時(shí)要注意在濾液未干前操作。( ),,,,,二、葉綠體中色素的

4、種類、分布及吸收光譜 請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第9899頁(yè),完成下面的問題。,藍(lán)綠,橙黃,藍(lán)紫,三、葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能 請(qǐng)仔細(xì)閱讀教材第99100頁(yè)“葉綠體的結(jié)構(gòu)”,完成下面的問題。 1.形態(tài):一般呈扁平的 形或 形。 2.結(jié)構(gòu),橢球,球,,,,,,,3.功能:是進(jìn)行 的場(chǎng)所。 4.功能驗(yàn)證恩格爾曼實(shí)驗(yàn) (1)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)過程、現(xiàn)象及結(jié)論,光合作用,,,(2)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)巧妙之處 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;用好氧細(xì)菌可確定 的部位。 沒有空氣的黑暗環(huán)境:排除了 和 的干擾。 用極細(xì)的光束點(diǎn)狀投射:葉綠體上可分為獲得光照和無(wú)

5、光照的部位,相當(dāng)于一組 實(shí)驗(yàn)。 進(jìn)行黑暗(局部光照)和完全暴露在光下的對(duì)照實(shí)驗(yàn):明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由 引起的等。,釋放氧氣,氧氣,光,對(duì)照,光照,思考 葉綠體與其功能相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有哪些? 提示:(1)葉綠體的基質(zhì)和類囊體薄膜上含有與光合作用有關(guān)的酶。 (2)類囊體的薄膜上分布有捕獲光能的色素。 (3)葉綠體中類囊體堆疊成基粒,增大了內(nèi)部膜面積。,凝練素養(yǎng) 解疑難提能力,主題一 提取和分離葉綠體色素實(shí)驗(yàn)問題剖析 教師參考 問題引領(lǐng):1.若在濾紙條上觀察到的色素顏色過淺,分析可能的原因有哪些?2.在濾紙條上,4種色素位置及含量是怎樣的?,,1.研

6、磨時(shí)放入少量二氧化硅和碳酸鈣的目的分別是什么? 提示:加入碳酸鈣的目的是防止研磨中葉綠素被破壞;加入二氧化硅的目的是使研磨充分。 2.收集到的濾液綠色過淺的原因有哪些? 提示:(1)未加二氧化硅,研磨不充分; (2)使用放置天數(shù)較多的綠葉,色素含量少; (3)一次加入的無(wú)水乙醇太多,提取濃度太低; (4)未加碳酸鈣或加入的太少,色素分子被破壞。 3.濾紙條為什么要剪去兩個(gè)角? 提示:剪去兩個(gè)角的目的是防止層析液在濾紙條的兩端擴(kuò)散過快,得到的色素帶不整齊。,4.為什么濾液細(xì)線要畫得細(xì)、齊、直?為什么要重復(fù)畫濾液細(xì)線? 提示:濾液細(xì)線如果畫得不細(xì)、齊、直,在層析時(shí)會(huì)導(dǎo)致色素帶的重疊而影響分離效果。

7、 要重復(fù)畫一兩次濾液細(xì)線的目的是積累更多的色素,使分離后的色素帶更明顯。 5.為什么濾液細(xì)線不能觸及層析液? 提示:如果讓濾紙上的濾液細(xì)線觸及層析液,濾液中的部分色素會(huì)溶解在層析液中,就會(huì)無(wú)明顯的色素帶而影響實(shí)驗(yàn)效果。 6.層析時(shí)燒杯要加蓋,為什么? 提示:層析時(shí)燒杯要加蓋的目的是防止層析液中的揮發(fā)性物質(zhì)揮發(fā)出來對(duì)人體有害。,7.濾紙條上色素帶的排列順序怎樣?寬窄如何?這說明了什么? 提示:從上到下依次是胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b(黃綠色)。寬窄:葉綠素a葉綠素b葉黃素胡蘿卜素。 由寬窄可以看出它們的含量不同;由位置可以得出它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?越靠

8、上的溶解度越大。,【典例1】 下圖表示利用新鮮菠菜綠葉進(jìn)行的提取和分離葉綠體色素實(shí)驗(yàn)紙層析的結(jié)果,下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是() A.產(chǎn)生該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因是研磨時(shí)沒加入無(wú)水乙醇 B.產(chǎn)生該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因是研磨時(shí)沒加入碳酸鈣 C.色素分離的原理是色素在層析液中的溶解度不同 D.四種色素中左邊兩種色素主要吸收藍(lán)紫光和紅光,,解析:圖中由左到右四條色素帶依次是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素,若研磨時(shí)沒加入無(wú)水乙醇,則層析結(jié)果中不會(huì)出現(xiàn)色素帶;正常葉片中葉綠素含量遠(yuǎn)多于類胡蘿卜素的含量,而該實(shí)驗(yàn)結(jié)果中類胡蘿卜素的含量遠(yuǎn)多于葉綠素,說明研磨時(shí)沒加入碳酸鈣,導(dǎo)致部分葉綠素被破壞。 答案:A,,備選例題

9、較長(zhǎng)時(shí)間黑暗中生長(zhǎng)的植物,對(duì)其葉片進(jìn)行提取和分離葉綠體色素,結(jié)果最可能為( ) 解析:葉綠體色素的分離實(shí)驗(yàn)結(jié)果從上到下分別是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。已知植物處于黑暗環(huán)境中較長(zhǎng)時(shí)間,則不能合成葉綠素,因此導(dǎo)致濾紙條上第三和第四條色素帶缺失。,B,,【題組演練】 1.下列對(duì)提取葉綠體色素,進(jìn)行紙層析分離的實(shí)驗(yàn)中各種現(xiàn)象的解釋,正確的是( ) A.未見色素帶,原因可能為材料是黃化葉片 B.色素在濾紙上未發(fā)生分離,是因?yàn)樯夭蝗苡趯游鲆?C.提取液呈綠色是由于其含有葉綠素a和葉綠素b D.葉黃素處于濾紙條最前方,是因?yàn)槠湓谔崛∫褐械娜芙舛茸罡?解析:選擇黃化葉片為實(shí)驗(yàn)材料,若操作無(wú)誤,

10、只會(huì)缺少部分色素帶,但仍會(huì)有色素帶出現(xiàn);葉綠體中的色素在濾紙條上未發(fā)生分離,其原因可能是濾紙沒有接觸到層析液;胡蘿卜素處于濾紙條最前方,是因?yàn)槠湓趯游鲆褐械娜芙舛茸罡摺?C,,2.如圖表示某同學(xué)做“提取和分離葉綠體色素”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置,下列與之有關(guān)的敘述中,錯(cuò)誤的是( ) A.應(yīng)向培養(yǎng)皿中倒入層析液 B.應(yīng)將濾液滴在a處 C.實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)得到四個(gè)不同顏色的同心圓(近似圓形) D.實(shí)驗(yàn)得到的若干個(gè)同心圓中,最小的一個(gè)圓呈橙黃色 解析:分離色素的試劑是層析液,將色素提取液滴在a處,b處連接層析液,結(jié)果能得到4個(gè)同心圓,從外向內(nèi)分別是胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b(黃

11、綠色);胡蘿卜素溶解度最大,擴(kuò)散速度最快,則形成的圓最大,顏色是橙黃色。,D,3.甲、乙、丙、丁四位同學(xué),在利用新鮮綠色菠菜葉為實(shí)驗(yàn)材料,用層析法進(jìn)行葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)時(shí),由于操作不同,而得到了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析錯(cuò)誤的是( ) A.甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液 B.乙可能是因?yàn)檠心r(shí)加入無(wú)水乙醇過多 C.丙可能是正確操作得到的理想結(jié)果 D.丁可能是因?yàn)檠心r(shí)未加入CaCO3,C,,解析:葉綠體中的色素屬于有機(jī)物,易溶于酒精等有機(jī)溶劑,難溶于水,所以不能用蒸餾水作提取液和層析液,A正確;乙中每種色素都有,但含量很少,可能是無(wú)水乙醇過多,色素濃度太低導(dǎo)致的,B正確;丙

12、中每種色素都有,但是胡蘿卜素和葉黃素含量較多,葉綠素a和葉綠素b含量較少,這不應(yīng)該是正確操作得到的理想結(jié)果,C錯(cuò)誤;丁中葉綠素a和葉綠素b含量很少,可能是研磨時(shí)未加入CaCO3,破壞了葉綠素,因?yàn)榕c類胡蘿卜素相比,葉綠素更易受到破壞,D正確。,主題二 葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能 【典例2】 如圖所示,圖甲為葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖,圖乙是圖甲的部分結(jié)構(gòu)放大圖。下列相關(guān)敘述正確的是() A.圖甲中生物膜的面積主要靠?jī)?nèi)膜向內(nèi)折疊形成嵴而增大 B.圖乙所示的結(jié)構(gòu)來自圖甲中的 C.中含有4種色素,其中葉綠素b含量最多 D.中含有與光合作用有關(guān)的色素,有利于光合作用的進(jìn)行,,解析:圖甲中主要靠類囊體堆疊形成基粒而增加

13、生物膜的面積;圖乙所示的生物膜上含有光合色素,來自圖甲中的基粒;基粒中含有4種色素,其中葉綠素a含量最多;與光合作用有關(guān)的色素只分布在基粒上,葉綠體基質(zhì)中沒有。 答案:B,【題組演練】 1.1880年,德國(guó)科學(xué)家恩格爾曼設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究光合作用的光譜。他將三棱鏡產(chǎn)生的光譜投射到絲狀的水綿體上,并在水綿的懸液中放入好氧細(xì)菌,觀察細(xì)菌的聚集情況他得出光合作用在紅光區(qū)和藍(lán)光區(qū)最強(qiáng)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是( ) A.好氧細(xì)菌聚集多的地方,O2濃度高,水綿光合作用強(qiáng) B.細(xì)菌對(duì)不同的光反應(yīng)不同,細(xì)菌聚集多的地方,細(xì)菌光合作用強(qiáng) C.好氧細(xì)菌聚集多的地方,水綿光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物多,水綿光合作用強(qiáng) D.好氧細(xì)

14、菌大量消耗O2,使水綿的光合作用速度加快,則該種光有利于光合作用,A,,解析:水綿光合作用產(chǎn)生氧氣,光合作用強(qiáng)的區(qū)域產(chǎn)生O2濃度高,好氧細(xì)菌生存條件適宜,聚集多;好氧菌代謝類型為異養(yǎng)需氧型,不能進(jìn)行光合作用;由實(shí)驗(yàn)結(jié)果知,好氧菌集中的地方,只能說明氧氣濃度高,不能說明水綿光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物的多少;水綿主要吸收紅光和藍(lán)紫光進(jìn)行光合作用向外界釋放氧氣,才使好氧細(xì)菌集中在兩區(qū)域的,不是好氧菌消耗氧氣多使水綿光合作用速度加快的。,,2.下列關(guān)于葉綠體的敘述中,正確的是( ) A.植物細(xì)胞均含有葉綠體 B.葉綠體基質(zhì)、線粒體基質(zhì)和細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)的功能和所含化合物均相同 C.葉綠體中所含色素分布在葉綠體類囊

15、體薄膜上和基質(zhì)中 D.葉綠體中含有少量DNA和RNA 解析:葉綠體主要分布在植物的綠色葉片等見光的部位,不是植物所有細(xì)胞都含有葉綠體,如根尖細(xì)胞不含葉綠體;不同的基質(zhì)中所含化合物的成分不同,功能也不同,葉綠體中具有吸收光能作用的四種色素只分布在葉綠體的類囊體薄膜上,在葉綠體的基質(zhì)中不含有色素。,D,形成學(xué)科核心素養(yǎng),(一)重要生物學(xué)概念 1.無(wú)水乙醇能提取葉綠體色素,原理是色素能溶解在無(wú)水乙醇中。 2.層析液可分離色素,原理是不同色素在層析液中的溶解度不同,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快,反之則慢。 3.二氧化硅有助于研磨充分,碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞。 4.層析后濾紙條上自上而下依次是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。 5.葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光和藍(lán)紫光,胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。 6.參與光合作用的色素分布于葉綠體類囊體薄膜上,而與光合作用有關(guān)的酶則分布于類囊體薄膜和葉綠體基質(zhì)中。 7.葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。,(二)學(xué)科核心素養(yǎng) 1.生命觀念:形成“葉綠體的結(jié)構(gòu)適合于分布色素和多種酶”的科學(xué)自然觀。 2.科學(xué)思維:運(yùn)用歸納與概括、構(gòu)建模型方法總結(jié)出葉綠體的結(jié)構(gòu)、色素的種類及作用。 3.科學(xué)探究:學(xué)會(huì)提取和分離葉綠體色素的實(shí)驗(yàn)操作方法,并能正確分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。,(三)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 請(qǐng)嘗試構(gòu)建本課時(shí)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。,謝謝觀賞！,