2022-2023 学年 人教版 必修一 捕获光能的色素和结构 教案

1、第1课时捕获光能的色素和结构学习目标素养目标1阐明“绿叶中色素的提取和分离”实验的原理与方法。2说出植物捕获光能的色素的种类和作用。3说明叶绿体适于进行光合作用的结构特点。1生命观念认同叶绿体的结构特点与其作为光合作用的场所相适应。2科学探究通过对“绿叶中色素的提取和分离”实验的操作，提升实验探究能力。分点突破(一)绿叶中色素的提取和分离基础 eq avs4al(落实) 1原理(1)提取原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。(2)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，反之则慢。2实验用品及作用(连线)3实验步骤(1)色素的提取(2)色素的分离4叶

2、绿体色素的吸收光谱色素主要吸收的光光谱出现峰值的波长叶绿素叶绿素a蓝紫光、红光红光区：663 nm蓝紫光区：429 nm叶绿素b红光区：645 nm蓝紫光区：453 nm类胡萝卜素胡萝卜素蓝紫光450 nm左右有两个相邻的峰值叶黄素深化 eq avs4al(认知) 一、在“思考探究”中解惑1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，丙同学加的无水乙醇过多。请分析他们可能出现的实验结果。提示：甲同学研磨不充分，部分色素被破坏，过滤收集的滤液颜色浅。乙同学不能提取到色素。丙同学的滤液颜色浅，提取的滤液色素的浓度低。2材料：海洋中的藻类植物具有一定的垂直分布：浅水处多为绿藻

3、，稍深处多为褐藻，更深处多为红藻。材料：从物理学的角度分析，光的波长越短，能量越多，透射的深度也就越深。可见光中，红光波长最长，透射的深度也就最浅。海水中透射率最高的是绿光。探究回答下列问题：(1)绿藻之所以看起来是绿色的，可能的原因是什么？提示：绿藻中的色素对绿光吸收率最小，绿光被反射出来。(2)海水中绿光透射率最高，而在深海中分布最多的是红藻，从光合色素的角度解释原因。提示：红藻中的色素对绿光有较高的吸收能力。二、在“系统思维”中提能1绿叶中色素提取实验注意事项(1)分离色素时，一般选择新鲜的绿色叶片，因为新鲜绿叶中叶绿素的含量较高。(2)研磨过程中加入无水乙醇的作用是溶解色素。(3)研磨

4、过程要迅速、充分，目的是防止乙醇挥发，并使色素充分溶解。(4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏，且主要保护的是叶绿素。(5)二氧化硅的作用是使叶片研磨充分。(6)盛放滤液的试管口(烧杯)要塞严，目的是防止乙醇挥发和色素氧化。2绿叶中色素分离实验注意事项(1)制备滤纸条时：一要保证滤纸干燥，目的是使层析液能够在滤纸上快速扩散；二要剪去一端两角，目的是防止色素沿边缘扩散太快。(2)画滤液细线的要求是细、齐、直，目的是使分离出来的色素带平整不重叠。(3)画滤液细线时，要在首次画完干燥后再画12次，目的是使分离出的色素带清晰分明。(4)滤液细线一定不能触及层析液，以防止色素溶解在层析液中，在滤纸上观察

5、不到色素带。(5)试管(小烧杯)一定要盖严，防止层析液中的成分挥发。3绿叶中色素的提取和分离实验的异常现象分析(1)收集到的滤液中绿色过浅的原因分析未加二氧化硅(石英砂)，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。(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。应用 eq avs4al(评价) 1下列关于用新鲜菠菜叶进行叶绿体中色素提取、分离实验的叙述，正确的是()A应该在叶片研磨后立即加入CaCO3，防止色素被

6、破坏B即使菠菜叶剪得不够碎，也可以提取出4种色素C为获得10 mL提取液，研磨时一次性加入10 mL无水乙醇的提取效果最好D将研磨液迅速倒入基部放有滤纸的玻璃漏斗中进行过滤，将滤液收集到试管中解析：B提取色素时，应在叶片研磨前加入CaCO3，防止色素被破坏，A错误；菠菜叶剪得不够碎，会造成提取液中色素的含量较少，分离出的色素带变窄，但分离得到的色素的种类不变(4种)，B正确；在研磨时，分次加入10 mL无水乙醇比一次性加入10 mL无水乙醇的提取效果好，C错误；色素容易吸附在滤纸上，故过滤研磨液时不能用滤纸，可用尼龙布，D错误。2下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述中，错误的是()A研

7、磨时加入CaCO3可防止叶绿素在酸性条件下分解B滤纸条的一端剪去两角的目的是使色素带均匀且比较直C画滤液细线时需迅速重复多画几次以增加色素的含量D滤纸条上相邻且距离滤液细线最远的两条色素带呈橙黄色和黄色解析：C将剪碎的绿叶放入研钵后应该依次加入二氧化硅(充分研磨)、碳酸钙(防止色素被破坏)和无水乙醇(提取色素)，A正确；滤纸条的一端剪去两角的目的是使色素带均匀且比较直，防止色素带不整齐，B正确；画滤液细线的要求是细、齐、直，待滤液干后，还要重复画几次，C错误；实验成功后应该可以清晰地看到滤纸条上有四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色

8、)，色素带的宽窄与色素含量相关，D正确。3(2021江苏南通高一检测)为了测定叶片叶绿体色素含量，某中学兴趣小组利用两种方法分别提取菠菜叶片的叶绿体色素，并测定含量，实验过程如图所示。相关叙述错误的是()A方法中的“？”代表的是SiO2，加入该成分以便研磨更充分B方法、中加入CaCO3的作用是保护叶绿素，提高色素的提取量C方法中沸水浴可破坏膜结构，使色素充分释放D方法延长沸水浴时间，色素提取更充分解析：D方法中的“？”代表的是SiO2，它能破坏细胞结构，加入该成分以便研磨更充分，A正确；方法、中加入CaCO3的作用是保护叶绿素在研磨时不被破坏，提高色素的提取量，B正确；方法中沸水浴可破坏膜上蛋

9、白质结构，从而破坏膜结构，使色素充分释放，C正确；方法延长沸水浴时间，叶绿体中的色素会被分解，色素提取量变少，D错误。4(2021河北石家庄高一月考)在进行光合色素的提取和分离实验时，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，将会得到近似同心的四个色素环，如图。下列说法错误的是()A通常提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素的含量比类胡萝卜素的高B提取色素时加入少许CaCO3和SiO2C若提取的是缺镁叶片中的色素，则最外侧两圈色素环颜色较淡D最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光解析：C色素中叶绿素含量多，所以提取液通常呈绿色，A正确；提取色素时加少许SiO2可使研磨更充分，加少许Ca

10、CO3可保护色素，B正确；镁是合成叶绿素的原料，若叶片缺镁，则叶绿素含量少，会使最内侧的两圈色素环颜色较淡，C错误；最外侧两圈色素是胡萝卜素和叶黄素，主要吸收蓝紫光，D正确。方法点拨此类考查课本基础实验的原理，要求学生掌握提取和分离叶绿体中色素的方法，理解实验目的、原理、方法和操作步骤，掌握相关的操作技能，能将这些实验涉及的方法和技能进行综合运用，并对实验现象和结果进行解释、分析、处理。分点突破(二)叶绿体的结构和功能基础 eq avs4al(落实) 1形态：一般呈扁平的椭球形或球形。2结构3功能：是进行光合作用的场所。4叶绿体功能的实验验证(1)实验者：德国科学家恩格尔曼。(2)实验过程及现

11、象过程现象水绵和需氧细菌（黑暗、无空气）极细光束照射水绵需氧细菌只集中分布在叶绿体被光束照射到的部位完全曝光需氧细菌分布在叶绿体所有受光的部位用透过三棱镜的光照射水绵大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域(3)实验结论：O2是由叶绿体在光照条件下释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。深化 eq avs4al(认知) 一、在“思考探究”中解惑1一般植物的叶片在春、夏季为绿色，而在秋季呈黄色。出现这一现象的原因是什么？提示：在春、夏季节，叶子中叶绿素含量多于类胡萝卜素含量，叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以呈绿色。在秋季，叶绿素被破坏，类胡萝卜素完好，叶子呈现出类胡萝卜素的颜色，所以呈现黄色。

12、2如图是恩格尔曼实验装置改装示意图。光线通过叶绿体色素提取液后照射玻片上的水绵，一段时间后，水绵周围需氧细菌分布无显著变化，请分析其原因。提示：光线通过叶绿体色素提取液后，红光和蓝紫光被吸收，水绵光合作用微弱，产生O2较少，因此需氧细菌分布无显著变化。二、在“系统思维”中提能1叶绿体、色素与光合作用(1)并不是所有的植物细胞都含有叶绿体，只有进行光合作用的植物细胞才含有叶绿体。(2)色素不只是分布于叶绿体中，也可以分布于液泡中，如花青素，但是液泡中的色素不能用于光合作用。(3)叶绿体不是细胞进行光合作用的唯一场所，如蓝细菌细胞没有叶绿体，它进行光合作用的场所是细胞质。2恩格尔曼实验分析(1)选

13、材巧妙：水绵的叶绿体呈螺旋带状分布，便于实验现象的观察；需氧细菌的分布可以显示氧气的释放部位。(2)实验处理得当：把载有水绵和需氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，排除了外界氧气和光照的影响，使实验更具说服力。(3)实验对照设置合理：用极细的光束照射，叶绿体分为受光部位和不受光部位，形成一组对照；局部光照和完全光照也形成一组对照。应用 eq avs4al(评价) 1(2021江苏徐州高一检测)将叶绿体从叶肉细胞中分离出来，破坏其外膜，仍可以进行光合作用。如图是叶绿体的结构模式图，以下分析正确的是()A光合作用所需的酶都位于中B光合作用所需的色素主要位于中C叶绿素被破坏则不能进行光合作用D叶绿体外膜具有全透性，起支持和保护作用解析：C光合作用分为光反应和暗反应，光反应所需要的酶在基粒上，暗反应所需要的酶在叶绿体基质中，A错误；光合作用所需的色素主要位于类囊体薄膜上，即位于基粒上，B错误；若叶绿素被破坏，光反应过程将无法进行，导致光合作用不能进行，C正确；叶绿体外膜具有选择透过性，