5.4.1 捕获光能的色素和结构 ppt课件-2023新人教版（2019）《高中生物》必修第一册.pptx

1、广西平果第三高级中学捕获光能的色素和结构捕获光能的色素和结构广西平果第三高级中学 廖赵丹广西平果第三高级中学说课说教材1 12 23 34 45 5说学生说教法学法说教学过程板书设计6 6教学反思广西平果第三高级中学在此之前，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具有承上启下的作用。说教材教材分析捕获光能的色素和结构是人教版高中生物必修1分子与细胞第5章细胞的能量供应和利用第4节第1部分的内容。广西平果第三高级中学探索光合作

2、用过程中的科学史众多的事实依据，以及科学家所采用的科学方法，以证据、逻辑为基础来构建概念，从而帮助学生在概念的学习过程中，训练、提升科学思维。意在让学生认识到生命活动不仅具有物质基础，还需要能量驱动，知道物质是能量的载体，能量是物质变化的动力，从而初步建立生物学的物质与能量观物质与能量观。说教材教学目标与核心素养广西平果第三高级中学说教材教学目标与核心素养通过探究环境因素对光合作用强度的影响，意在让学生体验科学探究的过程，学习设计控制变量的实验，有助于学生提升“科学探究”方面的素养。引导学生关注光合作用的有关原理在生产、生活中的应用，引导学生尝试应用所学生物学知识解决生产、生活中的实际问题，将

3、视野从课堂延伸到社会，提升学生社会责任的担当能力。广西平果第三高级中学重点：重点：叶绿体中色素的种类和作用。难点：难点：对实验原理的理解；色素的提取分离过程。重难点突破：重难点突破：创设情境，激发学生的学习兴趣，掌握运用知识点逐步突破各重难点说教材教学重难点广西平果第三高级中学说学生学生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，纸层析法是学生首次进行，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

4、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。广西平果第三高级中学说教法学法本课采用了启发式、参与式相结合的教学模式，根据课程特点和学生的认知特点，以“自主探究”为主线，在课堂教学的不同阶段有机整合多种教学形式。利用多种教学方法，引导学生用自主感悟、合作探究等学习方法完成学习任务。凸显学生“学”的主体地位和教师“导”的主导作用。广西平果第三高级中学说教学过程通过人工合成淀粉、思考白化苗待养分耗尽会死去等问题导入，引引导学导学生生关注身边的生物关注身边的生物学现象学现象，让学生思考、，让学生思考、联系生活生产实际，激联系生活生产实际，激发学生兴趣发学生兴趣。广西平果第三高级

5、中学说教学过程学生观看绿叶中色素的提取和分离实验并回答问题，引导学生学习实验原理、药品的作用，同时可以激发学生的兴趣。调动学生思维活性，培养学生实验创新能力。广西平果第三高级中学说教学过程学生阅读课本，观察叶绿体结构的图片，回 答 问 题。从 旧 知 识“叶绿体的显微结构”到学习新知识“叶绿体的亚显微结构”，遵循学习知识的规律，学生能够较容易的掌握。广西平果第三高级中学说教学过程通过恩格尔曼两次实验，引导学生完善叶绿体的功能。培养学生阅读资料、从资料中获取信息的能力。学习科学家身上的科学探究能力和设计实验的思维能力。广西平果第三高级中学板书设计广西平果第三高级中学说教学反思在实际教学中，有很多

6、学生搞不清楚实验操作的顺序，然后对应的原理也经常弄错。所以教师一定要让学生理解整个实验的逻辑顺序。探究实验的目的并不在于得到全班学生统一的结果，而重在使学生真正参与探究过程，在实践中获得具体的经验体会，让学生懂得科学的探究方法，培养严谨的科学态度，让他们的创新意识得到发挥，这可以让学生受益终身。广西平果第三高级中学模拟上课问题导入1 12 23 34 4绿叶中色素的提取与分离叶绿体的结构叶绿体的功能广西平果第三高级中学2021年，中国科学院介绍了人工合成淀粉的科研成果，通过耦合化学催化和生物催化模块体系，实现了“光能电能化学能”的能量转变方式，成功构建出一条从二氧化碳到淀粉合成只有11步反应的

7、人工途径。1、这一种仿生技术它是如何模拟光合作用进行设计的呢？2、光合作用又是如何捕获光能的呢？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，光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。广西平果第三高级中学思考：白化苗待种子储存的养分耗尽后会死去，这种现象说明什么问题？正常玉米植株（绿色）白化玉米植株（白色）对于高等植物来说，叶片是进行光合作用的主要器官。这些植物的叶片多数是绿色的，说明其中有绿色的色素。叶片中的色素可能与光能的捕获有关。问题导入广西平果第三高级中学1、绿叶中的色素存在于哪里？2、如何将细胞中的色素提取出来？探究探究实验实验 绿叶中色素的提取和分离绿叶中色素的提取和

8、分离细胞内细胞内3、绿叶中的色素有很多种，如何将不同种类的色素分离？先将细胞弄碎先将细胞弄碎色素易溶于有机溶剂色素易溶于有机溶剂中中可用无水乙醇作为可用无水乙醇作为提取液提取液层析液：层析液：2020份份石油醚石油醚 2 2份丙酮份丙酮 1 1份份苯苯绿叶中的色素广西平果第三高级中学观看观看视频，阅读课本视频，阅读课本P98-99思考与讨论以下思考与讨论以下问题问题1.绿叶中色素提取和分离实验的实验原理分别是什么？2.色素提取实验中使用SiO2 和CacO3 的目的是什么？3.分离色素的注意事项？3.色素滤纸条上的位置分布（由上到下）是什么样的？这样的分布说明什么?4.绿叶中色素的种类和含量？

9、广西平果第三高级中学提取原理分离原理叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇(也可以用丙酮代替，但是丙酮有毒，注意采取措施）中。绿叶中的色素不只一种，它们都能溶解在层析液中。然而，它们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。保护保护叶绿素叶绿素SiO2无水乙醇CaCO3尼龙布纸层析法层析液滤纸条滤液细线研磨研磨充分充分广西平果第三高级中学提取色素制备滤纸条画滤液细线分离色素研磨过滤收集滤液单层尼龙布单层尼龙布广西平果第三高级中学提取色素制备滤纸条画滤液细线分离色素研磨过滤收集滤液干燥滤纸剪滤纸条铅笔画线为什么要剪去两角：避免层析液在边缘扩散过快（边缘效应），使其同

10、步到达细线广西平果第三高级中学提取色素制备滤纸条画滤液细线分离色素研磨过滤收集滤液干燥滤纸剪滤纸条铅笔画线吸取滤液画线重复画线细、直、齐：使分离的色素带平整、不重叠积累更多的色素，使分离出的色素带清晰。广西平果第三高级中学提取色素制备滤纸条画滤液细线分离色素研磨过滤收集滤液干燥滤纸剪滤纸条铅笔画线吸取滤液画线重复画线不能让滤液细线触及层析液：防止色素溶解在层析液中，导致观察不到色素带棉塞和培养皿是棉塞和培养皿是为了为了防止层析液中的成分挥发防止层析液中的成分挥发(丙酮、苯等有毒丙酮、苯等有毒)广西平果第三高级中学提取色素制备滤纸条画滤液细线分离色素研磨过滤收集滤液干燥滤纸剪滤纸条：使扩散均匀铅

11、笔画线吸取滤液画线：细齐直重复画线滤纸条插入层析液中，层析液不能没及滤液细线防止色素溶于层析液SiO2：研磨充分CaCO3：保护叶绿素无水乙醇：溶解色素广西平果第三高级中学过程注意事项操作目的提取色素1选鲜嫩、深绿色的叶片2研磨时加无水乙醇3加少量SiO2和CaCO34迅速、充分研磨5盛滤液的试管管口加棉塞分离色素1滤纸预先干燥处理2滤液细线：直、细、均匀3滤液细线干燥后重复画一两次4滤液细线不触及层析液使滤液中色素含量高使滤液中色素含量高溶解叶绿体中的色素溶解叶绿体中的色素研磨充分和保护叶绿素研磨充分和保护叶绿素防止乙醇蒸发，并充分溶解色素防止乙醇蒸发，并充分溶解色素防止乙醇挥发和色素氧化防

12、止乙醇挥发和色素氧化使层析液在滤纸上扩散速度快使层析液在滤纸上扩散速度快使分离的色素带平整、不重叠使分离的色素带平整、不重叠使分离的色素带清晰分明使分离的色素带清晰分明防止色素直接溶解到层析液中防止色素直接溶解到层析液中广西平果第三高级中学光合色素功能：吸收、传递（四种色素）、转化光能（只有少数特殊状态的叶绿素a）广西平果第三高级中学A.收集到的滤液绿色过浅的原因分析 未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。一次加入大量的无水乙醇提取浓度太低 未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。B.滤纸条色素带重叠：没经干燥处理，滤液线不能达到细、齐的要求，使色素扩

13、散不一致造成的。C.滤纸条看不到色素带 忘记画滤液细线。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。D.滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。广西平果第三高级中学思维拓展在滤纸的中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散，会得到近似同心环的4个色素圈，由外向内依次是什么色素？分别是什么颜色？会出现四个同心圆的色素带，从外往里依次为胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）广西平果第三高级中学思维拓展能捕获光能的器官一定是绿色叶子吗？有些植物的叶片不是绿色如红叶石楠叶是紫红色；那么它是否含有

14、可以捕获光能的色素？有哪些？1 12 2有些植物果实是绿色的如青椒果实；那么其他器官是否也含有可以捕获光能的色素？有哪些？3 3有些植物叶片会变色如枫叶在秋季变红；那么此时叶片中是否也含有可以捕获光能的色素？还有哪些？课后拓展广西平果第三高级中学色素的吸收光谱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。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。绿叶中色素的作用：吸收光能图：自然光通过三棱镜图：自然光通过三棱镜图：自然光经过色素提取液后通过三棱镜图：自然光经过色素提取液后通过三棱镜现象：光屏出现明显的色光带现象：色光带

15、变暗，且蓝紫光和红光大部分被吸收广西平果第三高级中学A.叶绿素主要吸收红光和蓝紫光B.叶绿素a和叶绿素b的吸收峰值不同C.类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光D.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。色素的吸收光谱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？叶片呈绿色的原因？秋天叶片变黄的原因？因此，温室或大棚种植蔬菜时，选择红色、蓝色的玻璃、塑料薄膜或悬挂灯管补充光源，能提高蔬菜产量。叶子里面含较多叶绿素，而胡萝卜素和叶黄素较少，到秋天时前者减少后者增多，导致颜色由绿变黄广西平果第三高级中学植物色素比较项目光合色素细胞液色素存在部位叶绿体叶绿体液泡液泡溶

16、解性脂溶性脂溶性水溶性水溶性代表种类类胡萝卜素和叶绿素类胡萝卜素和叶绿素花青素花青素颜色橙黄、黄、绿橙黄、黄、绿红、蓝、紫红、蓝、紫颜色变化不随不随pHpH改变变化颜色改变变化颜色随随pHpH改变变化颜色改变变化颜色红苋菜：炒菜菜汤出色，因为是水溶性的花青素。胡萝卜：炒菜菜汤不出色，因为是脂溶性的胡萝卜素。广西平果第三高级中学影响叶绿素合成因素的分析广西平果第三高级中学叶绿体的结构外膜内膜类囊体基粒光合色素与光反应有关的酶基质与暗反应有关的酶叶绿体适于光合作用的结构：色素、相关的酶、基粒以及类囊体薄膜广西平果第三高级中学叶绿体的功能叶绿体除了吸收光能以外，还有什么功能吗？极 细 光 束 均匀光

17、照恩格尔曼 实验一水绵：需氧细菌分布：叶绿体呈螺旋带状分布。真核生物，集中在O2释放的部位实验结论：叶绿体光合作用释放氧气，叶绿体是进行光合作用的场所广西平果第三高级中学叶绿体的功能1.为什么选用水绵和好氧细菌作为实验材料？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O2的部位。2.为什么选用黑暗并且没有空气的环境？选用黑暗并且没有空气的环境，可排除光线和氧的干扰。3.为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全暴露在光下？用极细光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。广西平果第三高级中学恩格尔曼 实验二三棱镜三棱镜照射水绵照射水绵好氧细菌聚集在红好氧细菌聚集在红光和蓝紫光的区域光和蓝紫光的区域好氧细菌水绵好氧细菌实验结论：a:叶绿体能吸收光能用于光合作用放O2b:叶绿体主要吸收蓝紫光和红光。广西平果第三高级中学叶绿体的功能1.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？这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光在此波长光的照射下，叶绿体会释放O2，适于好氧细菌在此区域分布。2.综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。