資源簡介

第五章 細胞的能量供應和利用
第四節 光合作用與能量轉化
一 捕獲光能的色素與結構
【教學目標的確定】
課程標準與本節對應的要求是：“說明植物細胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉變為糖與氧氣的過程中，轉化并儲存為糖分子中的化學能。”根據上述要求和建議，本節課教學目標確定如下：
1.闡明“綠葉中色素的提取和分離”實驗的原理與方法。
2.說出植物捕獲光能的色素的種類和作用。
3.說明葉綠體適于進行光合作用的結構特點。
【教學重難點】
教學重點：“綠葉中色素的提取和分離”實驗的原理與方法；葉綠體適于進行光合作用的結構特點。
教學難點：植物捕獲光能的色素的種類和作用；葉綠體適于進行光合作用的結構特點。
【教學步驟】
1.新課導入
教師：利用課件展示植物工廠的圖片，講解植物工廠的原理。
教師：靠人工光源生產蔬菜有什么好處？
教師：用人工光源生產蔬菜，可以避免由于自然環境中光照強度不足導致光合作用強度低而造成的減產。同時，人工光源的強度和不同色光是可以調控的，可以根據植物生長的情況進行調節，以使蔬菜產量達到最大。
教師：為什么要控制二氧化碳濃度、營養液成分和溫度等條件？
教師：影響光合作用的因素很多，既有植物自身條件，也有外界環境條件。二氧化碳濃度、營養液和溫度是影響植物生長的重要外部條件，因此要進行控制，以便讓植物達到最佳的生長狀態。
2.新課講授
一、捕獲光能的色素
教師：展示實驗的材料用具，介紹其功能，引導學生思考：如何利用提供的材料用具進行葉綠體色素的提取和分離？實驗原理是什么？
教師：PPT演示葉綠體色素提取和分離實驗的步驟圖解，引導學生對實驗形成一個系統印象。
教師：展示葉綠體色素分離后的標準濾紙條，讓學生領悟其中的信總，如色素種類、顏色、在層析液中溶解度的大小等。
教師：展示因不同原因，如濾液細線浸沒在層析液中，或利用黃葉做實驗材料、或研磨不充分、或色素已部分分解等，而得到的幾種非標準濾紙條，引導學生思考其中的原因，了解實驗過程操作的關鍵及注意事項。
教師：PPT演示葉綠體中四種色素的含量、顏色、吸收光譜、在層析液中的溶解度大小在濾紙條上離濾液細線的距離等的比較表，突出對四種色素含量、吸收光譜的講解。
二、葉綠體的結構適于進行光合作用
教師：現在我們已經知道綠葉中含有4種色素，那么，這些色素分布在細胞中的哪些部位呢？直到1865年，德國植物學家薩克斯研究葉綠素在光合作用的功能時，發現葉綠素并非普遍分布在植物的整個細胞中，而是集中在一個個更小的結構里，后來人們稱之為葉綠體。
教師：講解葉綠體的結構特點以及分布情況。
教師：利用課件，講解恩格爾曼的實驗。引導學生總結出葉綠體的功能。
教師：恩格爾曼第一個實驗的結論是什么？
恩格爾曼第一個實驗的結論是：氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。
教師：恩格爾曼在選材、實驗設計上有什么巧妙之處？
實驗材料選擇水綿和好氧細菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察，用好氧細菌可確定釋放氧氣多的部位；沒有空氣的黑暗環境排除了氧氣和光的干擾；用極細的光束照射，葉綠體上有光照多和光照少的部位，相當于一組對比實驗；臨時裝片暴露在光下的實驗再一次驗證了實驗結果，等等。
教師：在第二個實驗中，大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區域，為什么？
教師：這是因為水綿葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍紫光，在此波長光的照射下，葉綠體會釋放氧氣，適于好氧細菌在此區域分布。
教師：綜合上述資料，你認為葉綠體具有什么功能？
葉綠體是進行光合作用的場所，并且能夠吸收特定波長的光。
教師：總結：葉綠體能吸收光能，用于光合作用放氧，是光合作用的場所。
3.板書設計
5.4.1捕獲光能的色素和結構
一、捕獲光能的色素
1.色素的提取
取材→研磨→過濾→收集
2.色素的分離
制備濾紙條→畫濾液細線→分離濾液中的色素
3.色素的功能葉綠素和葉綠素b吸收藍紫光和紅光；胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。
二、葉綠體的結構適于進行光合作用
1.分布：葉肉細胞中
2.形態：扁平的橢球形或球形
3.功能：植物進行光合作用的場所。
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