3.2 光合作用——光能的捕获和转换（5） 教学设计-高一生物必修一同步教学（苏教版）

第三章 细胞中能量的转换和利用 第二节 光合作用——光能的捕获和转换 第1课时　光合作用的认识过程与光合色素 学习目标 （1）说出对光合作用的认识过程。 （2）掌握提取和分离叶绿体中的光合色素的原理和实验方法，分析实验现象。 （3）举例说出主要的光合色素。 [重难点击]　 （4）提取和分离叶绿体中的光合色素。 前课梳理 1．在光合作用的发现中，科学家们利用了对照实验，使结果和结论更加科学、准确： (1)普利斯特莱：密闭的玻璃罩内不加植物的是对照组，加植物的是实验组。 (2)萨克斯：自身对照，曝光的一半叶片与遮光的另一半叶片形成对照。 (3)鲁宾和卡门：相互对照，加H218O的一组与加C18O2的一组相互对照。 2．层析液是一种挥发性较强的有机溶剂，可用93号汽油代替。 3．如果得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有： (1)研磨不充分，色素未能充分提取出来。 (2)称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小。 (3)未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。 3．Mg是构成叶绿素的必需元素，另外，叶绿素的合成还需要光照。 4．光合色素的吸光性质 (1)内容：叶绿素主要吸收蓝光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 (2)应用：温室或大棚为提高产量和改善品质使用不同颜色的薄膜。 2．研究表明，各种光合色素中，只有少数特殊状态的叶绿素a分子才能吸收转换光能，同时也能接受并利用其他色素分子传递来的光能，而其他的色素分子只能吸收光能，并将光能传递给特殊状态的叶绿素a分子，自身并不能利用光能，叶黄素和胡萝卜素还具有保护叶绿素免遭伤害的作用。 学习探究 探究点一　解开光合作用之谜 阅读教材，分析下面几个有关光合作用的重要实验，思考并回答有关问题： 1．17世纪中叶，比利时的范·海尔蒙特第一次试图用定量的方法研究植物的营养来源。通过该实验，他认为植物生长所需要的养料主要来自水，而不是土壤。 2．1771年，英国科学家普利斯特莱将点燃的蜡烛与植物一起放入一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放入密闭的玻璃罩内，小鼠不容易窒息而死(如图所示)。 (1)这个实验说明：植物可以吸收CO2，放出O2，从而更新空气成分。 (2)这个实验存在哪些不足？ 答案　①缺少空白对照，应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独放在玻璃罩内，作为空白对照；②没有认识到光在植物更新空气中的作用。 3．1779年，荷兰的扬·英根豪斯把带叶的枝条放入水里。这些叶在阳光下产生O2，在暗处并不产生O2。扬·英根豪斯是怎么认为的呢？ 答案　他认为植物需要阳光才能制造出O2。即光照是进行光合作用的条件。 4．1864年，萨克斯把绿叶放在暗处24小时，然后把这个叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，遮光的一半无颜色变化，曝光的一半呈深蓝色。如图： (1)该实验中，对照组是曝光的一半叶片，实验组是遮光的一半叶片。 (2)该实验说明：光合作用需要光照；光合作用能制造淀粉。 (3)该实验中，把绿叶放在暗处一段时间的作用是：消耗掉叶片中原有的淀粉，防止对实验结果造成干扰。 5．1940年，美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法进行光合作用实验。甲组向植物提供HO和CO2，发现释放的氧是18O2；乙组向植物提供H2O和C18O2，释放的氧是O2，如图： (1)这个实验说明：光合作用释放的氧全部来自水。 (2)该实验能不能给植物同时提供HO和C18O2? 答案　不行。那样无法分辨氧气中的放射性是来自水还是二氧化碳。 (3)他们还证实了糖类中的氢来自于水。 6．1948年，美国的卡尔文用14C标记CO2，追踪光合作用中碳元素的行踪，证实了CO2被用于合成糖类等有机物。 探究点二　提取和分离叶绿体中的光合色素 结合“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验，探究光合色素的种类和作用。结合教材“边做边学”，分析完成下面问题。 1．实验原理 (1)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，可以用无水乙醇提取绿叶中的光合色素。 (2)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。因而，色素会随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。 2．实验步骤分析 (1)提取色素时，向研钵中加入SiO2、CaCO3及无水乙醇的作用分别是什么？ 答案　提取色素时，加入二氧化硅少许，作用是使研磨得充分；碳酸钙少许，作用是防止研磨中色素被破坏；无水乙醇5mL，作用是溶解色素。 (2)将研磨液过滤到试管中，及时用棉塞塞紧试管口。 (3)制备滤纸条时，剪去两角的作用是防止色素带不整齐，画滤液细线的要求是细而直，吹干后还要重复画几次。 (4)色素分离时，加盖的主要目的是防止层析液挥发；关键应注意滤液细线不能触及层析液，否则滤液细线会被层析液溶解，不能分离。 3．实验结果(色素带的宽