5.4 捕获光能的色素和结构第1课时课件-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学课件聚焦“捕获光能的色素和叶绿体结构功能”核心知识点，通过白化苗与正常苗生长事实对比导入，引导学生推论色素与光能捕获的关系，再以“色素提取分离实验”为支架，串联实验原理、步骤、异常分析及色素种类、吸收光谱知识，最终延伸至叶绿体结构与功能。 其亮点在于以科学思维和探究实践为核心，实验教学环节详尽，含《绿叶中色素的提取》等视频辅助，通过分步操作、异常结果归因（如滤液绿色过浅原因）培养逻辑分析能力，用表格对比色素特性构建结构与功能观，助力学生深化理解，也为教师提供系统教学资源，提升课堂效率。

5.4 光合作用与能量转化 第1课时 捕获光能的色素和结构 教学目标： 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 课本P97 情景导入 白化苗 正常苗 白化苗无法进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。 正常幼苗进行光合作用，制造有机养料。 事实： 推论: 光能的捕获与叶片颜色有关 分析，提出假设： 光能的捕获需要绿叶所含的色素 01 捕获光能的色素 绿叶中色素的提取和分离 实验 1.实验原理： 提取原理： 提取方法： 分离原理： 分离方法： 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 纸层析法 绿叶中色素在层析液(汽油)中的溶解度不同。 溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢 实验原理 无水乙醇 课本P98 01 捕获光能的色素 探究·实践 绿叶中色素的提取与分离 实验用品及作用 叶绿素 实验用品 1.无水乙醇 2.SiO2 3.CaCO3 4.单层尼龙布 a.过滤 b、溶解色素、提取色素 作用 c、有助于研磨充分 d、防止研磨中色素被破坏 01 捕获光能的色素 《绿叶中色素的提取》视频 01 捕获光能的色素 绿叶 二氧化硅和碳酸钙 无水乙醇 单层尼龙布 棉塞 实验步骤 （1）绿叶色素的提取 1cm 将干燥的定性滤纸剪成宽度略小于试管直径、长度略小于试管长度的滤纸条，再将滤纸条一端剪去两角，并在距这一端底部1cm处用铅笔画一条细的横线； 防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而使形成的色素带不整齐 （2）制备滤纸条 其透性好，吸收滤液较多同时使层析液在滤纸条上扩散速度快。 1.干燥的过滤纸？ 课本P99 2.剪去两角的原因？ 01 注意：（1）滤液细线要细直匀 （2）干燥后重复1—2次 用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线（也可将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。待滤液干后，再重画一到两次； 防止色素带重叠而影响分离效果 增加色素量，使分离出的色素带清晰 滤液细线 画滤液细线 （3）画滤液细线 ①为何滤液细线不能触及层析液？ （防止色素溶解在层析液中） ②为何要盖上培养皿？ （防止层析液挥发，因其易挥发且有毒） （4）分离绿叶中的色素 插滤纸条 层析液 培养皿 石油醚、丙酮和苯的混合液 将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。也可用小烧杯代替试管，用培养皿盖住小烧杯。 01 捕获光能的色素 实验结果 分离绿叶中的色素效果(视频) 01 捕获光能的色素 叶绿素 类胡萝卜素 绿叶中光合素色的功能：吸收、传递和转化光能 (占1/4) (占3/4) 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） 绿叶中光合素色的种类 实验结果 1.1 绿叶中光合色素的种类 溶解度大小： 溶解度大小看扩散速度 胡萝卜素＞叶黄素＞叶绿素a＞叶绿素b 叶绿素a （蓝绿色） 叶绿素b （黄绿色） 胡萝卜素 （橙黄色） 叶黄素 （黄色） 含量大小： 含量多少看色素带宽度 叶绿素a＞叶绿素b＞叶黄素＞胡萝卜素 色素分布： 类囊体薄膜 色素功能： 吸收、传递、转换光能 01 捕获光能的色素 （1）收集的滤液绿色过浅的原因分析 ➊未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 （2）滤纸条色素带重叠 没等干后再划线、滤液线不能达到细、齐的要求，使色素扩散不一致造成的。 ➋菠菜叶不新鲜，滤液色素(叶绿素)太少。 ➌一次加入大量的无水乙醇提取浓度太低 ➍未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。 4.实验异常结果分析: 01 捕获光能的色素 （3）滤纸条看不到色素带 ➊忘记画滤液细线。 ➋滤液细线接触到层析液，色素溶解到层析液中。 （4）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”。 4.实验异常结果分析: — 返回 — — 10 — 名师P101 — 返回 — — 10 — 名师P101 名师P102 01 捕获光能的色素 太阳光是由不同波长的光组合成的复合光，不同波长的光，颜色不同，可见光的波长是400-760nm；波长小于400nm的光是紫外光；波长大于760nm的光是红外光。 1.四种光合色素吸收的是什么光？ 2.四种光合色素对光的吸收有什么差别呢？ 请自主阅读课本P98-99页，完成以下问题。 课本P98-99 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 光合色素的吸收光谱分析 滤液中色素对不同的单色光吸收有什么差异？ 思考： 植物工厂里为什么不用发绿光的光源？（P99旁栏思考） 色素几乎不吸收绿光，无法用于光合作用制造有机物。 习题巩固 1.银杏的叶秋季为什么变黄了？ 秋季，叶片的叶绿素分子在低温下易被破坏，而类胡萝卜素较稳定，所以显出类胡萝卜素的颜色。 2.秋天枫叶变红色的原因是什么？ 秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色。 3.叶片呈绿色？ 正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1， 且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色。 4.用这种方法有什么好处？不同 颜色的光照对植物的光合作用 会有什么影响？ 5.为什么不使用绿色的塑料薄膜 或补充绿色光源？ 选无色透明的塑料薄膜，为了让各种波长的太阳光都穿过塑料薄膜，即让植物吸收更多的光能；大棚内照明灯在功率相同的情况下，最好选红光和蓝紫光。 红光是长波更容易被吸收。 胡萝卜素 叶黄素 叶绿素ａ 叶绿素ｂ 小结： 色素 色素颜色 含量 溶解度 扩散速度 吸收光能 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 最少 较少 最多 较多 最大 较大 较小 最小 最快 较快 较慢 最慢 蓝紫光 蓝紫光 红光 与光合作用有关的色素存在于哪呢？ 分布： 主要分布在绿色植物的叶肉细胞 形态： 一般呈扁平的椭球形或球形 功能： 光合作用的场所。 结构： 内外两层膜 基粒 由两个以上的类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上含色素和酶 基质 含有与光合作用有关的酶、少量DNA、RNA，核糖体等 二、叶绿体的结构适于进行光合作用 叶绿体结构 课本P100 02 设计： 选材： 水绵：叶绿体螺旋带状，易观察。 好氧细菌：可确定氧气产生部位。 1、无空气的黑暗环境： 在选材、实验设计上有何巧妙之处？ 2、极细光束点状照射： 叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对照实验。 3、黑暗、局部光照、全曝光： 再次验证实验结果。 排除氧气和光的干扰。 思考讨论 叶绿体的功能 恩格尔曼的实验 水绵 好氧细菌 极细光束照射 完全曝光 黑暗 无空气 好氧细菌集中于叶绿体被光束照射的部位 好氧细菌分布于叶绿体所有受光部位 叶绿体光合作用释放氧气 3.恩格尔曼的实验（一） ①、恩格尔曼此实验的结论是？ 相互对照 02 用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧型细菌聚集在红光和蓝紫光区域。 光合色素主要吸收红光和蓝紫光 吸收光能用于光合作用放氧 4.恩格尔曼的实验（二） 1、为何细菌集中在红光和蓝紫光区域？ 2、综上所述，你认为叶绿体有何功能？ 02 叶绿体的结构及功能 归纳叶绿体的结构适于进行光合作用的原因： 2、在_____________上和______________中，还有许多进行光合作用所必需的酶。 叶绿体基质 类囊体薄膜 1、叶绿体内有众多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积，类囊体膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子； — 返回 — — 24 — 名师P103 叶绿体外膜和内膜、 叶绿体基质、 叶绿体基粒 基粒，由类囊体堆叠而成 — 返回 — — 28 — 高中同步全程导学案·生物学·必修 1 名师P104 — 返回 — — 34 — 高中同步全程导学案·生物学·必修 1 名师P104 — 返回 — — 31 — 高中同步全程导学案·生物学·必修 1 名师P104 — 返回 — — 36 — 高中同步全程导学案·生物学·必修 1 名师P105 — 返回 — — 37 — 高中同步全程导学案·生物学·必修 1 名师P105 — 返回 — — 39 — 高中同步全程导学案·生物学·必修 1 名师P105 Lavf58.20.100 Lavf58.41.100 $