42 光合作用第1课时教案苏教版必修1.docx

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42光合作用第1课时教案苏教版必修1

4.2光合作用第1课时教案苏教版必修1

第1课时　光合色素与光能的捕获

●课标要求

1．说明光合作用的认识过程。

2．叶绿素中色素的提取和分离。

●课标解读

1．说出对光合作用的认识过程。

2．举例说出主要的光合色素。

3．掌握提取和分离叶绿体中的色素的方法。

●教学地位

通过第1课时对“捕获光能的色素和结构”的学习，为光合作用光反应阶段的学习打下基础。

近三年的高考中，多以图解形式考查色素对光谱的吸收及色素的提取分离中的试剂作用及结果分析等。

●教法指导

1．对色素的提取分离试验的实验结果进行“点睛式”点拨，即①色素的含量——色素带的宽度，②色素在层析液中的溶解度——速度快慢，③色素带距离最近的是叶绿素a和叶绿素b，最远的是胡萝卜素和叶黄素。

2．对于涉及的试剂、材料的选择、作用及结果，设置若干问题在实验室分组实验操作中通过实际实验去分析、总结，如提取绿叶中的色素研磨时为什么要迅速而充分？

分离绿叶中的色素时不能让滤液细线触及层析液等。

3．注重合作学习。

如一名同学提取绿叶中的色素另一名同学则制备滤纸条；又如一名同学做滤纸条剪去两个角的实验，另一名同学则做滤纸条不剪去两个角的实验，然后比较实验结果的不同。

4．对于色素的吸收光谱分析可采取对照演示的方法进行，即将已置入新鲜的菠菜色素滤液或新鲜的胡萝卜素提取液放在投影仪的光源和三棱镜之间，让学生观察两种情况下光谱区的变化。

（教师用书独具）

●新课导入建议

1．屏幕上出示白化苗图片并提问：

为什么白化苗很快就会死亡？

为什么没有色素，植物就不能进行光合作用？

2．万物生长靠太阳。

为什么这么说呢？

请同学们观察以下数据。

据统计①地球表面上的绿色植物每年大约制造了4400亿吨有机物；②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7.11×1018kJ。

这个数字大约相当于240000个三门峡水电站每年所发出的电力，相当于人类在工业生产、日常生活和食物营养上所需能量的100倍。

根据以上资料，我们可以得出什么结论？

那么太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的呢？

●教学流程设计

课前自主探究：

①阅读教材P62“回眸历史”栏目填写“【课前自主导学】知识1”；②阅读教材P63内容完成“【课前自主导学】知识2、知识3及思考交流”。

⇒步骤1：

情景导课：

以【新课导入建议】中的第一种图片展示方式或以第二种数据展示加设问方式导出课题。

⇒步骤2：

检测预习效果：

作答【正误判断】并进行校正。

同时口答色素分离实验中滤纸条上呈现的四条色素带的位置及颜色。

⇒步骤3：

分组实验操作，对照色素带的成果，展示进行实验成败分析及结果探讨，参看【实验探究】及例2。

⇓

步骤7：

引导学生以小组合作形式总结本课时重要知识点并以网络图形式呈现，互评后参看【本课知识小结】的【网络构建】。

课下完成【课后知能检测】及教材P68“评价指南”中的第1小题。

⇐步骤6：

分组绘制叶绿体结构示意图，标注色素、酶的分布情况，对色素带进行色素名称标注，并进行同位间批改互评。

教师给予总体评述。

⇐步骤5：

针对【课堂互动探究】探究的恩吉尔曼实验的实验设计“四妙”进行点拨，以例1进行分析，学生完成【当堂双基达标】第4小题。

⇐步骤4：

演示色素的吸收光谱实验，学生思考不同色素滤液的吸收情况，课件展示恩吉尔曼实验，并对教材P64“积极思维”中提出的问题进行讨论交流。

课　标　解　读

重　点　难　点

1.说出对光合作用的认识过程。

2.举例说出主要的光合色素。

3.掌握提取和分离叶绿体中的色素的方法。

1.主要的光合色素。

（重点）

2.提取和分离叶绿体中的色素。

（重难点）

光合作用的发现过程

时间

人物

实验方法

结论

17世

纪中

叶

范·海尔

蒙特

用定量的方法

植物生长所需养料主要来自水，而不是土壤

1771

普利斯

特莱

通过植物和动物之间进行气体交换的实验

植物生长需要吸收CO2，同时释放出O2

1779

扬·英

根豪斯

植物需要阳光才能制造出O2

1864

萨克斯

采用碘液检测淀粉的方法

叶片在光下能产生淀粉

1940

鲁宾和

卡门

运用同位素标记法

光合作用释放的O2来自水，糖类中的氢也来自水

1948

卡尔文

用14C标记的CO2进行示踪

CO2用于合成糖类等有机物

光合色素与光能的捕获

色素名称

颜色

功能

叶绿素a

蓝绿色

叶绿素b

黄绿色

主要吸收和利用红光和蓝紫光

胡萝卜素

橙黄色

叶黄素

黄色

主要吸收蓝紫光，还有保护叶绿素免受强光伤害的作用

　夏天时绿叶茂盛，而到了深秋却有“看万山红遍，层林尽染”的美景，你能解释不同季节中树叶颜色不同的原因吗？

【提示】　夏天，叶片中叶绿素的含量较多，叶片呈绿色。

深秋时，叶绿素大部分被降解掉，而液泡中的花青素导致叶片变红。

提取和分离叶绿体中的色素

1.研磨菠菜叶片时，要加入少许石英砂和碳酸钙以及5mL丙酮。

2．丙酮易挥发，并有一定的毒性。

因此盛有研磨液的试管口要用棉塞塞紧。

3．将选好的滤纸条剪去一端两角，在距该端大约1_cm处用铅笔画一条细线。

4．画滤液细线时，需沿铅笔画的线重复若干次，在重复画时，需将上一次画的滤液细线吹干。

5．滤液细线不能触及到层析液。

1．萨克斯、鲁宾和卡门他们都是通过测量产物的放射性来观察实验结果的。

（×）

【提示】　萨克斯通过碘液染色测量淀粉的有无。

2．卡尔文和鲁宾、卡门都选用14C作为标记元素。

（×）

【提示】　卡尔文用14C标记CO2，鲁宾和卡门用18O标记H2O。

3．绿叶中色素的分离可用丙酮进行操作。

（×）

【提示】　色素分离应用层析液。

4．色素提取时研钵中加少许二氧化硅和少许CaCO3的作用是不同的。

（√）

5．画滤液细线时要求齐、细、直，需多次干燥后重复画；且滤纸上的滤液细线需触及层析液。

（×）

【提示】　如果触及层析液，细线中色素会溶解到层析液中。

6．类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。

（√）

色素对光能的吸收及叶绿体功能

验证实验

【问题导思】

①从色素对光能的吸收的角度分析叶片为何呈现绿色？

②不同色素对不同波长的光的吸收特点是什么？

③恩吉尔曼实验的巧妙之处有哪些？

1．叶绿体中的色素与吸收光谱

2．叶绿体中的色素对光的吸收特点

（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吸收量大，对其他可见光并非不吸收，只是吸收量较少。

3．叶绿体功能的验证实验——恩吉尔曼实验

（1）实验过程及现象

载有水绵

和好氧细

菌的临时

装片　　处理①无空气、黑暗，

极细的光束照

射水绵现象,细菌在叶绿体被光束

照射的部位集中③透过三棱镜的

光照射水绵现象,细菌聚集在红光和蓝

光区域②暴露在阳光下现象,细菌分布在叶绿体所

有受光部位

（2）实验结论

①叶绿体是进行光合作用的场所。

②O2是由叶绿体释放的。

4．实验设计“四妙”

（1）实验材料选得妙：

实验材料选择水绵和好氧细菌。

水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；用好氧细菌可确定释放氧气多的部位。

（2）排除干扰的方法妙：

没有空气的黑暗环境，排除了氧气和光的干扰。

（3）观测指标设计的妙：

用极细的光束点状投射，叶绿体上可分为获得光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。

（4）实验对照设计的妙：

进行黑暗（局部光照）和曝光对比实验，明确实验结果完全是光照引起的等。

1．并不是所有的真核植物细胞中都含有叶绿体，只有进行光合作用的组织或器官才含有叶绿体，如叶肉细胞。

2．能进行光合作用的不一定含有叶绿体，如蓝藻。

　（2013·南京高一检测）为证实叶绿体有放氧功能，可利用含有水绵与好氧细菌的临时装片进行实验，装片需要给予一定的条件，这些条件是（　　）

A．光照、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液

B．光照、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液

C．黑暗、有空气、临时装片中无NaHCO3稀溶液

D．黑暗、无空气、临时装片中有NaHCO3稀溶液

【审题导析】　解答此题应从以下三点来入手考虑：

（1）光照是水绵进行光合作用的必需条件。

（2）CO2是水绵进行光合作用的原料。

（3）排除无关变量（空气中的氧）的干扰。

【精讲精析】　水绵中的叶绿体通过光合作用释放氧气，光合作用需要光照和CO2，NaHCO3稀溶液可提供CO2，装片中不能有空气，否则好氧细菌均匀分布，无法根据好氧细菌的聚集情况来确定叶绿体是否有放氧功能。

【答案】　B

提取和分离叶绿体中的色素

1．实验原理

（1）叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂丙酮中，用丙酮可以把色素从生物组织中提取出来。

（2）色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快，溶解度小的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢，因而可将不同色素分离开。

2．实验流程

提取叶绿体中的色素：

称取2g绿叶，加入少许石英砂和碳酸钙以及5mL丙酮，迅速研磨，制滤液于小试管，并密封

制备滤纸条：

准备好长6cm、宽1cm的滤纸条，剪去一端两角，在距离该端大约1cm处用铅笔画一条细线

画滤

液细线

分离叶

绿体中

的色素

）

观察结果：

滤纸条上色素带有四条

3．实验结果的分析

经层析后在滤纸条上出现四条色素带。

通过色素的分布、宽窄程度、色素颜色可以分析出色素的种类、含量和溶解度大小。

1．色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。

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。

3．色素带扩散速度与溶解度有关，扩散速度越快溶解度越大。

4．相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。

5．色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b比叶黄素稍宽。

4．实验操作注意事项及目的

过程

注意事项

操作目的

提取色素

①

选取新鲜的绿色叶片

使滤液中色素含量高

②

研磨时加入5mL丙酮

溶解叶片中的色素

③

研磨时加入少许的石英砂和碳酸钙

研磨充分和保护叶绿素

④

迅速、充分研磨

防止溶剂挥发，并充分溶解色素

⑤

盛放滤液的小试管管口加棉塞

防止溶剂挥发和色素分子被氧化

分离色素

①

下端剪去两角

避免两边扩散过快，保证色素带平整

②

滤液细线要直、细、齐

使分离的色素带平整、不重叠

③

滤液细线干燥后重复

画若干次

使分离的色素带清晰，便于观察

④

滤液细线不能触及

层析液

防止色素直接溶解到烧杯内的层析液中

　（2012·海南高考改编）关于叶绿体色素的叙述，错误的是（　　）

A．叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光

B．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同

C．利用纸层析法可分离4种叶绿体色素

D．丙酮提取的叶绿体色素不能吸收光能

【审题导析】　本题考查绿叶中色素的提取与分离的实验的有关知识，解答此题应注意以下几点：

（1）明确叶绿素的吸收光谱。

（2）明确绿叶中各种色素的含量。

（3）明确色素分离方法。

（4）明确丙酮不能破坏色素的结构。

【精讲精析】　叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，A正确；叶绿体中叶绿素含