2020光合作用第1课时
光合作用吸收二氧化碳释放氧气-教案-2020-2021学年七年级人教版生物上册
光合作用吸收二氧化碳释放氧气第一课时一、指导思想与理念依据发展学生生物学学科核心素养是初中生物学学科的核心任务，包括四个方面：生命观念、科学思维、科学探究、社会责任。
这四个方面是互相联系、相互影响的。
生命观念是生物学学科核心素养的基础和支柱，生命观念的形成离不开科学思维和科学探究；科学思维是科学探究的基础，而科学探究过程又是科学思维展现出来的平台；社会责任意识则是在形成以上三者的过程中逐步得到渗透的。
这四个方面是学生在真实情境中解决真实问题时，综合表现出来的品格和关键能力。
因此，本节课融合生物学学科核心素养，使学生在解决真实问题中得以发展。
通过学习科学家们的研究历程，养成了学生崇尚并形成科学思维的习惯。
通过亲自体验设计实验，提高了学生运用各种方法探讨生命现象及规律的能力。
通过对课本实验的改进，培养了学生发现问题的眼睛。
通过对未来科技的展望，激励了学生勇于承担社会责任的决心，并提高主动向他人宣传关爱生命，保护环境等知识的意识。
二、教学背景分析1．教学内容分析本节课为《光合作用吸收二氧化碳释放氧气》的第一课时，分为两部分。
第一部分为海尔蒙特，普利斯特利的实验。
这两组实验比较简单，学生容易理解，故可引导学生通过阅读课本或观看视频的方式，以小组为单位，自主学习。
第二部分为探究实验“二氧化碳是光合作用必须的原料吗？”。
在前一节课的学习中，学生已经熟知“验证光是光合作用不可缺少的条件”实验的步骤，具有一定设计实验的能力。
教师可以引导学生把原有的知识结构迁移至新的学习中，既是对“旧知”的回顾，又是对自主探究能力的提升。
教师引导学生，在实验后及时反思。
学生发现，课本提示用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的设计思路并不严谨。
在简单展示蒸馏水和碳酸氢钠溶液的性质后，学生以小组为单位重新思考控制变量的方法。
在改进实验的过程中，再次巩固学生的理性思维和科学探究能力。
2．学生情况分析在教学过程中，学生是核心。
初中一年级的学生天真活泼，对新奇的事物充满好奇，对实验探究充满好奇，能够表现出积极主动的一面，愿意与同学们合作学习。
《光合作用》第1课时教案
第5章第1节光合作用（第1课时）
【教学目标】
1.独立完成验证绿叶在光下合成淀粉的实验；
2.懂得检验光合作用释放氧气和需要二氧化碳的方法；
3.了解验证植物进行光合作用需要叶绿素的实验设计及要点。
4.通过探索光合作用的原料、产物、条件和场所等各种实验活动，初步领会生物科学探究的一般方法，养成实事求是的科学态度。
【教学重点】
完成验证绿叶在光下合成淀粉的实验及检验光合作用释放氧气和需要二氧化碳的方法。
【教学难点】
对验证绿叶在光下合成淀粉的实验步骤的解析。
【教学过程】。
高考生物1.5.4.1光合作用第一课时上课
3 材料 用具 1 绿叶中色素的提取的材料用具
新鲜的绿叶、试管、棉塞、试管架、研钵、玻璃 漏斗、尼龙布、剪刀、药勺、量筒、天平
无水乙醇(95%乙醇+无水碳酸钠) 二氧化硅、碳酸钙
3 材料 用具 2 绿叶中色素的分离的材料用具
干燥定性滤纸、毛细吸管、剪刀、铅笔 层析液(20分60-90℃下分馏出来的石油醚、2份丙 酮和1份苯混合，92号汽油也可代用。)
光合作用需要特定的物质和结构，回答下列有关问题： 测定三种藻类的吸收光谱如下图，则图中c曲线表示 __绿__藻____的吸收光谱。已知短波长的光比长波长的光
水中的传输性能更好，则三种藻类中，更适合生长在
深海的是__a____。
课后习题
练习与应用（P101） 一、概念检测 1.基于对叶绿体的结构和功能的理解，判断下列相关 表述是否正确。 (1)叶绿体中只有叶绿素吸收的光能才能用于光合作用 。（× ） (2)叶绿体的类囊体上有巨大的膜面积，有利于充分吸 收光能。（√ ） (3)植物叶片之所以呈现绿色，是因为叶片中的叶绿体 吸收了绿光。（×）
a.研磨不充分（未加入SiO2） b.提取时加入的乙醇过多 c.滤液细线画的次数不够 d.未加碳酸钙，色素分子被破坏 e.所取的绿叶不新鲜
5 结果 分析
3 实验失败原因分析 C.滤纸条上的色带重叠
a.滤纸条上的滤液细线画得过粗或不整齐 b.滤纸条没经干燥处理
1.下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正 确的是( B ) A．应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏 叶绿素 B．即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作 用色素 C．为获得10 mL提取液，研磨时一次性加入10 mL乙 醇研磨效果最好 D．层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会 很快随溶剂挥发消失
2020-2021学年 高中生物新人教版 必修一 5.4第1课时 捕获光能的色素和结构 教案
第4节光合作用与能量转化第1课时捕获光能的色素和结构学习目标核心素养1.说出叶绿体的结构和功能。
2．说出色素的种类及功能。
3．进行绿叶中色素的提取和分离。
1.生命观念：叶绿体的基粒大大扩展了膜面积，与叶绿体功能进行光合作用相适应。
2．科学探究：学会提取和分离绿叶中色素的实验方法，交流与讨论实验结果。
知识点一捕获光能的色素1．生物圈得以维持运转的基础：□01太阳光能的输入、捕获和转化。
唯一能够捕获和转化光能的生物学途径：□02光合作用。
2．实验：绿叶中色素的提取和分离(1)实验原理(2)实验步骤①提取色素问题思考若没有无水乙醇，还可用什么来提取色素？提示：有机溶剂，如丙酮。
②分离色素3．观察结果滤纸条上色素带有四条，如下图所示：结果分析：(1)色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有□28四种色素。
(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。
色素带最宽的是□29叶绿素a，最窄的是□30胡萝卜素，叶绿素b的色素带比叶黄素的稍宽。
(3)色素带扩散速度与□31溶解度有关，扩散速度越快说明□32溶解度越高。
(4)相邻两条色素带之间距离最远的是□33胡萝卜素和叶黄素，最近的是□34叶绿素a和叶绿素b。
4．绿叶中色素的吸收光谱(1)光谱：阳光是由不同波长的光组合而成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成□35不同颜色的光带，称为光谱。
(2)叶绿素a和叶绿素b主要吸收□36蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收□37蓝紫光。
问题思考制备滤纸条；在一端剪去两角的目的？提示：防止出现边缘效应，两边色素扩散的快，保证色素带整齐。
问题思考重复画线的目的？提示：增加色素含量，使现象明显。
延伸拓展 1.影响叶绿素合成的因素(1)光照：光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中叶呈黄色。
(2)温度：低温抑制叶绿素的合成，破坏已有的叶绿素分子，从而使叶片变黄。
(3)镁等无机盐：镁是构成叶绿素的主要成分，缺镁叶片变黄。
《光合作用 第1课时》示范公开课教学设计【生物北师大七年级上册】
《光合作用》第1课时教学设计◆教学目标1.说出绿色植物光合作用发现的过程；2.通过几个经典实验的图示，培养学生对图示进行分析，归纳的能力，初步领悟科学家研究的方法。
◆教学重难点【教学重点】1.说出光合作用的发现过程；2.解释发现光合作用实验的原理；3.说明光合作用发现的意义。
【教学难点】阐明发现光合作用实验的原理。
◆教学准备教师：多媒体课件。
学生：提前预习。
◆教学过程一、导入新课【教师】多媒体播放：植株的生长.mp4，请学生观看屏幕上几幅图片，问：绿色开花植物的生长和发育需要哪些物质？这些物质又来源于哪里？【学生】思考后回答问题。
【教师】进行针对性点评，引出“光合作用”。
谁知道光合作用是怎么发现的？是哪些人发现的？今天我们就来学习绿色植物光合作用的发现——从柳苗生长之谜说起。
二、讲授新课（一）绿色植物光合作用的发现1. 学生四人一组讨论。
2．分析其中三个实验的基本过程（1）海尔蒙特他在90kg干燥的细粒土壤中，种了一棵2.3kg重的柳树，然后往盆里浇纯净的的雨水，但不供给他其它营养物质。
五年后，他发现柳树的增重74.5kg，土壤仅减少0.057kg。
提出质疑：柳苗增加的74.5kg从哪儿来呢？首先不可能来自泥土，因为仅少0.057kg的干泥土变不出来74.5的柳苗树来。
而整个实验中施加的唯一的东西只有水，通过对实验数据分析，可以得出结论什么？如果你是海尔蒙特，你会得出什么结论？结论：植物生长所需的物质是水不是土。
植物生长需水作为原料。
过渡：海尔蒙特当时还不知道光合作用是怎么回事。
这为后人留下一个问号。
（2）时光推移到十八世纪，有一位科学家对气体非常感兴趣，他就是普利斯特利。
我们来观察他的实验，在一个玻璃罩中放了一支蜡烛，过一会儿，熄灭了，在一个玻璃罩中放了一只小白鼠，结果很快也死去了。
为什么会出现这些现象？请同学们分析蜡烛熄灭和小白鼠死亡可能的原因。
教师引导得出结论：蜡烛燃烧和小白鼠呼吸会使瓶中的空气变坏。
5.4光合作用的原理和应用(第1课时)课件-高一上学期生物人教版必修1(1)
第4节 光合作用与能量转化
——捕获光能的色素和结构
本节聚焦
植物依靠哪些色素捕获光能？ 叶绿体的结构有哪些适于进行光合作用的特点？
一 捕获光能的色素和结构
光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。
太阳光能的输入、捕获和转化，是生物圈得以维持运转的基础
一 捕获光能的色素和结构
铅笔细线
1cm
滤液细线
防止色素带重叠而影响分离效果 使滤纸条充分带上色素
探究·实践 绿叶中色素的提取和分离
（3）原理 各种色素在___层__析___液___中的___溶__解__度___不同,溶解度高 的随层析液在滤纸条上的__扩___散__更___快___,反之则慢。
②分离色素：
思考5：滤纸条的放置要注意哪些问题？ 培养皿 ————
思考1：对于高等植物叶片，如玉米往往是绿色的。 白化玉米植株对玉米的生长有什么影响？ 正常玉米能进行光合作用制造有机物 白化玉米不含色素，待种子储存养分耗尽就会死去。
思考2：叶绿素在光合作用中起到什么作用？叶肉细 胞中只有叶绿素吗？怎样提取这些色素呢？
叶绿素可能与光能捕获有关，白化玉米不能进行光合作用 ，无法制造有机物
与社会联系
思考6：为什么植物春夏叶子翠绿，而深秋则叶片金黄呢？
叶片中叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素 其他光被叶片吸收了，绿光吸收最少反射回来 由于叶绿素比类胡萝卜素易受到低温的破坏，秋季低温使叶绿 素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来。
思考7：为什么植物工厂里不用绿色的光源吗？
因为色素基本上不吸收绿光。
4.实验分析
绿
类胡萝卜素
叶
（含量约1/4）
中
的
第1课时 光合作用在叶绿体中进行
第5节光合作用将光能转化为化学能第1课时光合作用在叶绿体中进行知识内容核心素养对接学业质量水平1.理解实验“光合色素的提取与分离”的原理和方法，掌握基本操作技能。
2.掌握绿叶中色素的种类和作用，明确叶绿体的结构和功能。
1.生命观念——结构与功能观：叶绿体的结构尤其是基粒大大扩展了膜面积，与光合作用的功能相适应。
水平一2.科学探究——实验思路及设计：科学设计提取和分离色素的实验步骤，注意每个操作步骤的规范性。
水平二叶绿体、光合色素及作用1.光合作用的概念(1)(2)光合作用的产物除了糖还有氧气科学家用氧的同位素18O标记的CO2和H2O分别培养小球藻，光照下测定是否产生18O2，结果如图，据图回答：①A组试管释放的气体是O2，B组试管释放的气体是18O2。
②根据以上实验结果，可得出结论：光合作用释放的O2来自H2O中的氧。
③该实验技术手段叫同位素标记法。
2.光合作用的场所——叶绿体并非光合作用的必要条件，蓝细菌也能进行光合作用，但没有叶绿体[典例1]如图为叶绿体结构示意图，下列有关叶绿体结构与功能的叙述错误的是()A.①和②具有选择透过性功能B.③上既有光合色素又有与光合作用有关的酶C.③和④中都有与光合作用有关的酶D.有叶绿体的细胞才能进行光合作用解析①②表示叶绿体的双层膜，它们是具有选择透过性的，③为叶绿体的基粒，其上含有进行光合作用的色素和酶，④为叶绿体基质也是进行光合作用的场所，也具有与光合作用有关的酶。
具有与光合作用有关的酶和光合色素而不具有叶绿体的蓝细菌也能进行光合作用。
答案 D[变式训练1]下列关于光合作用和需氧呼吸分析不合理的是()A.光合作用是细胞呼吸的逆转B.细胞呼吸是一个放能反应，光合作用是一个吸能反应C.小鼠吸入18O2，其尿液中可以检测到H182OD.给水稻提供14CO2，其叶肉细胞中可检测到14C6H12O6解析光合作用在叶绿体中进行，其过程更加复杂，并不是细胞呼吸的逆反应。
北师版生物七年级上册第5章第1节《光合作用》课件(第1课时)
第1节 光合作用
（第1课时）
珍珠梅的生长
一棵小小的树 苗是如何长成参天 大树的？
所需要的营养 物质和能量又来自 哪里呢？
海尔蒙特实验——柳苗生长之谜
五年后
柳树增重74.5 kg 土壤减少0.057 kg
问题：海尔蒙ห้องสมุดไป่ตู้是怎样运用实验的方法解释柳苗生长 现象的？他得到的实验结果是什么？
• 植物生长需要的物质主要不是来自土壤。 • 水分是建造植物体的唯一原料。
进一步思考： 海尔蒙特的实验结论完全正确吗？从植物生活环境
的角度分析植物生长需要的物质来源，还应该考虑什么 因素？
普利斯特利实验
普利斯特利的实验 说明了什么？
绿色植物能“净化” 因燃烧或呼吸而变污浊 的空气。
普利斯特利实验
为什么有人重复其 实验成功，而有人失败， 普利斯特利实验的外界 条件是什么？
英格豪斯的实验
英格豪斯发现，光照下的绿色植物能够释放气体。这种释放气体 的能力在夕阳西下时降低，日落后则完全停止。这说明什么问题？
绿色植物能够在光下净化空 气，并能释放气体。
他用植物的各个部分做实验， 发现只有叶片和绿色枝条在阳光下， 才有改善空气的作用，其他器官即 使在光下也没有这种作用。
瑟讷比埃和索绪尔
科学进展：
1782年瑞士瑟讷比埃：植物在光下释放氧气的同时，还吸收 二氧化碳。
1804年瑞士索绪尔：光合作用过程中，植物的增重量>二氧 化碳吸收量− 氧气的释放量。
绿色植物在光下同时还要消耗水。
萨克斯实验
1864年，萨克斯 绿色植物在光下合成淀粉
1. 将绿色叶片先放在暗处处理几个小时的目的是什么？ 2. 为什么让叶片一半曝光另一半遮光？ 3. 能否将装有酒精的小烧杯直接加热？ 4. 叶片一半曝光另一半遮光遇碘颜色为什么不同？
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绿叶中色素提取和分离实验异常现象分析
1、收集到的滤液绿色过浅的原因分析
①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 ②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。 ③未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。 ④一次加入大量的无水乙醇提取浓度太低(正确做法：分次加 入少量无水乙醇提取色素)。 2、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”。
(2016·江苏高考)
B 下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述,正确的是 ( )
A.应该在研磨叶片后立即加入CaCO3,防止酸破坏叶绿素 B.即使菜叶剪碎不够充分,也可以提取出4种光合作用色素 C.为获得10 mL提取液,研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好 D.层析完毕后应迅速记录结果,否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发 消失
（2)对研磨的要求及原因？ 要求研磨要迅速充分；为了充分破坏叶绿体,使色素充分释 放并防止乙醇挥发和色素被破坏。
（3）收集滤液的试管口用棉塞塞住的原因?
防止乙醇挥发和色素被氧化
2、制备滤纸条 为何剪去滤纸条的两角 防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带
3、画滤液细线的要求是什么？ 滤液细线要重复画，且线要匀、细、直， 否则滤纸条色素带可能重叠
（二）色素的功能：
观察下图，结合课本99页第一段和学科交叉的内容回答以下问题 光
1、与左图相比，右图有何变化？ 说明什么问题？ 现象：红光区和蓝紫光区出现了暗带。说明色素主要吸收红光和蓝紫光。
2、观察图5-10回答叶绿素是否至吸收蓝紫光和红光？ 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； 对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少，
分析结果
1、色素带宽ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ不同的原因__色__素_含__量__不__同__________________
2、扩散距离不同的原因__色__素__在__层__析__液__中__的__溶__解__度__不__同______
4.实验改进：得到叶绿体色素溶液后， 取一圆形滤纸如下图操作，在滤纸中 央滴一滴色素提取液，色素随层析液 扩散得到四条色环带由外到内依次是
由20份石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成；或92号汽油
（二）方法步骤
1、提取绿叶中的色素 2、制备滤纸条 3、画滤液细线 4、分离绿叶中的色素 5、观察与记录
（二）方法步骤
1、提取绿叶中的色素（绿叶要新鲜使滤液中色素含量高） （1）加二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇的目的? 使研磨充分、防止研磨中色素（叶绿素）被破坏；溶解色素；
2.在做“提取和分离叶绿体中的光合色素”实验时，甲、乙、丙、丁四 位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表
示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为( B )
试剂
甲
乙
无水乙醇 －
＋
水
＋
－
CaCO3
＋
＋
SiO2
＋
＋
丙
丁
＋
＋
－
－
－
＋
＋
－
A.①②③④ B.②④①③ C.④②③① D.③②①④
4、分离色素 层析时，为什么要用棉塞塞紧试管口，为 何不能让滤液细线触及层析液？ 防止层析液挥发；防止色素溶解至层析液中，导 致滤纸条看不到色素带
捕获光能的色素种类
实验结果
绿
胡萝卜素（橙黄色）
叶 类胡萝卜素
中 (占1/4) 叶黄素 （黄色）
的
色 素
叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素
(占3/4) 叶绿素b（黄绿色）
阅读课本97-98页，熟记以下问题
1、色素的提取原理，提取液的成分？ 2、色素的分离原理？方法？ 3、绿叶中色素提取和分离的实验步骤？ 4、提取色素时如何选材，加入二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇的目 的，研磨的要求及原因？ 5、制备滤纸条时为何要减去滤纸条的两角? 7、如何画滤液细线，为何画滤液细线要重复且要直、细、匀? 8、为何滤液细线不能触及层析液？ 9、滤纸条上色素带从上到下的名称及颜色分别是?
3、蒜芽出土时遮光处理可得蒜黄，蒜黄呈黄色的原因？
无光，不能合成叶绿素
4、土壤中缺少N、Mg等元素，农作物叶片会变黄的原因？
N、Mg是组成叶绿素的必需元素，缺N、Mg导致叶绿素无法合成
影响叶绿素合成的因素： 光照、温度、必需元素
【知识总结】影响叶绿素合成的三大因素
色素的功能
吸收传递光能： 绝大多数的叶绿素a，全部的叶绿素b、叶 黄素、胡萝卜素。 转化光能： 少数特殊状态的叶绿素a。
起的
学以致用
1、温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃或薄膜，阴 雨天应补充什么颜色的光？
无色的玻璃或薄膜;补充蓝紫光或红光
2、叶片呈现绿色的原因？秋天叶片变黄的原因？
叶绿素对绿光的吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色 低温使叶绿素大量破坏，同时影响叶绿素合成酶的活性，影响叶绿素的合成， 而使类胡萝卜素的颜色显示出来。
3、光分为可见光、紫外光、红外光。光合作用利用的是什么光？
（2016全国卷2）关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的
是 A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
C
B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C.通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作
用
D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引
（一）实验：绿叶中色素的提取和分离
1、原理 （1）提取的原理
绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，可用无水乙醇提取色素
提取液成分： 无水乙醇或95%的乙醇加无水碳酸钠
（2）分离的原理、方法：
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的快， 反之则慢。方法：纸层析法。
层析液的成分：