人教版必修一 5.4能量之源光与光合作用 学案2.doc

第四节 能量之源光与光合作用（一）【学习目标】1、进行叶绿体色素的提取和分离实验2、说出色素的种类、颜色和吸收光谱，区别叶绿素与类胡萝卜素的吸收光谱图。3、画出叶绿体的结构【学习过程】一、捕获光能的色素和结构1.实验:绿叶中色素的提取和分离（1）原理：提取:叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂 （或丙酮）中，所以用其可_叶绿体中的色素。分离:不同的色素在 中溶解度不同，溶解度高的色素分子随其在滤纸条上扩散得 ,溶解度低的色素分子随其在滤纸条上扩散得 ，因而可用其将不同色素 。（2）实验流程：将3ml层析液倒入试管，插入滤纸条（有 的一端朝下， 不能触及层析液），随后用棉塞塞紧试管。提取绿叶中的色素：制备滤纸条：画 ：分离绿叶中的色素：观察现象：用毛细吸管吸取少量滤液画线 后，重复23次称取5g绿色叶片，先剪碎，再加入少许 和 ，然后加入10ml无水乙醇，并进行 、 的研磨，然后过滤研磨液至试管中，用棉塞塞严试管口。将干燥的定性滤纸剪成长和宽略小于试管的滤纸条，将滤纸条的一段剪去 ，并在距这一端 处用 画一条细的横线。滤纸条上出现 条色素带，从上到下依次是（颜色） 。 过程分析：研磨时加入无水乙醇的作用是 。研磨时加入二氧化硅的作用是 。研磨时加入碳酸钙的作用是 。研磨要迅速、充分的原因是 。画滤液细线的要求是 。分离色素的方法： 。分离时，一定不能让层析液没及滤纸条上的滤液细线的原因是 。分离后出现的色素带的宽度可以代表色素的 。（4）结果分析：从色素带的宽度可知色素含量的多少依次为： ； 从色素带的位置可知色素在层析夜中溶解度大小依次是： ；在滤纸上距离最近的相邻两条色素带是 与 ，距离最远的相邻两条色素带是 与 。（5）实验创新：灯芯法分离色素在圆形滤纸中央点上叶绿体色素的提取液进行层析，会得到近似同心的四个色素环，由内到外颜色依次是 、 、 、 。思考：实验中收集到的滤液绿色过浅的原因： （6）色素与吸收光谱叶绿素a和叶绿色素b主要吸收 和 ；胡萝卜素和叶黄素主要吸收 。叶绿素对绿光吸收 ，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。注意：一般情况下，光合作用所利用的光都是 。（7）影响叶绿素形成的因素：光照、温度、必需元素（n、mg等）二、捕获光能的结构1.形态:光镜下一般呈扁平的 形或 形。2.分布:绿色植物的 和嫩茎的皮层细胞等。3.写出各结构的名称: 4.与光合作用有关的酶主要分布在 和 5.与光合作用有关的色素分布在 6.叶绿体的功能是 【学习目标】 1. 说出光合作用的概念及了解光合作用的探究历程。2. 把握光合作用过程的光反应与暗反应阶段及相互关系。【复习回顾】1.绿叶中色素的提取过程中，无水酒精、二氧化硅和碳酸钙的作用分别是什么？2. .写出下面滤纸条上四条色素带对应的色素种类及颜色： 、 色 、 色 、 色 、_ _色3.如果分离得到的色素带颜色过浅，原因可能有哪些？【学习过程】一、光合作用的含义:是指绿色植物通过 ,利用 ,把 和 转变成储存着 的 ,并且释放出 的过程。二、光合作用的探究历程（自行阅读教材p101-102内容完成下列填空）发现者实验结论普利斯特利小鼠(蜡烛)与绿色植物放在玻璃罩内没有窒息而死(熄灭)植物可以 英格豪斯同普利斯特利的实验过程只有在 和有 时植物才可以更新空气梅耶根据 和 光合作用把光能转换成 储存起来萨克斯绿色植物 、叶片一半曝光、一半遮光碘处理颜色变化叶片在光合作用中产生了 是光合作用的必要条件恩格恩曼利用 在不同光照条件下对 分布的影响氧气是 释放出来的 是光合作用的场所鲁宾和卡门h218o + co2 植物 18o2h20 + c18o2 植物 o2光合作用释放的氧气全部来自于 卡尔文用 标记co2探明了转化成有机物的途径，即 光合作用探索历程中设计的几个实验分析1.萨克斯的实验分析:设置了自身对照，自变量是 ，因变量的观测指标是 。实验的关键是 ，该操作的目的是 。用碘鉴定前应先脱色、漂洗的目的是 本实验除证明了光合作用的产物有 外，还证明了 是光合作用的必要条件。2.恩格尔曼实验设计的巧妙之处:实验材料选择 和 ：水绵的叶绿体呈 ,便于观察。用好氧细菌可确定 。没有空气的黑暗环境：排除了 和 的干扰用 点状投射：叶绿体上受光情况，相当于一组对比实验；能更准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。进行黑暗（局部光照）和曝光对比实验：明确实验结果完全是 引起的。拓展：后人把恩格尔曼的实验加以改进：将可见光经三棱镜后照到临时装片上，结果可发现在_区域好氧性细菌特别多，在_区域好氧性细菌特别少。3.鲁宾和卡门的实验分析：设置了对照实验，自变量是 ，因变量是_探究方法： 小结：由上述实验归纳光合作用的场所、动力、原料、产物，得出光合作用的反应式。场所： ； 动力： ； 原料： ； 产物： 。光合作用反应式：三、光合作用的过程根据反应过程是否需要 ，将光合作用划分为 和 两个阶段。.1.绘出光合作用过程的图解2、光反应阶段（1）场所：叶绿体的 上 （2）条件：需 、 、 水的光解：（3）物质变化atp的合成：（4）能量变化：将 转化成活跃的 储存在atp中，用于 。3、暗反应：（1）场所：叶绿体的 中（2）条件：不需 ，需要 + c5、h(3)（4）产物: （4）能量变化：atp中的 转化为糖类等有机物中 。4.光反应与暗反应的联系：光反应为暗反应提供 ，暗反应为光反应提供 5.写出光合作用总的反应式并标出氧的来源和去处6.光合作用的实质：把_和_转变为有机物，把_转变成_，储存在有机物中。思考与讨论：1.在叶绿体中，atp的移动方向是怎样的？adp呢？2.结合光合作用的过程,总结影响光合作用的环境因素：主要包括 、 、 和光合作用必需的矿质元素。3.请分析如果突然切断光源，则三碳化合物、五碳化合物和atp的含量短时间内有何变 化？4.请分析如果突然切断co2的供应，则三碳化合物和无碳化合物和atp的含量短时间内 有何变化？四、化能合成作用1.概念：利用体外环境中的某些 氧化时释放的 能来 。2.自养生物和异养生物(1)自养生物:能将无机环境中 转化为有机物的生物。拓：分类据利用的能源不同分为 型（如绿色植物）和 型（如硝化细菌、铁细菌、硫细菌等）(2)异养生物:只能利用环境中 来维持自身的生命活动。如人、动物、真菌、大多数细菌等。【学习目标】1.有氧呼吸与光合作用的区别和联系2.环境因素对光合作用强度的影响（光照强度为重点）【复习回顾】1.光合作用（注出字母和数字的含义） 2. 光合作用的反应式3. 有氧呼吸的反应式 4.无氧呼吸反应式：【学习过程】一、有氧呼吸与光合作用的区别和联系比较项目光合作用有氧呼吸场所条件物质变化无机物(co2+h2o)储存能量的有机物有机物无机物(co2+h2o)+atp能量变化 能 能（储能） 能 + 能（放能）h来源及去路来源： 阶段去路：用于 阶段 的还原来源：第 阶段和第 阶段去路：用于第 阶段还原 atp来源及去路来源： 阶段 吸收的 去路：用于 阶段 的还原来源：三个阶段均产生（第三阶段多）去路：用于各项 实质意义实现了生物界基本的物质和能量的转化维持大气中o2和co2的相对平衡促进了生物的进化为生命活动供能为体内物质合成提供原料维持体温（恒温动物）联系2、 环境因素对光合作用强度的影响（一）光合作用强度的概念（二）影响光合作用强度的因素:1.内部因素:色素的量、c5的量、酶的量、叶龄、叶面积等。2.环境因素:光照强度、co2浓度、温度、矿质元素、水等。（三）探究光照强弱对光合作用强度的影响1. 实验原理：抽去小圆形叶片中的气体后，浮力下降，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，浮力增加，叶片又会上浮。光合作用越强，单位时间内小圆形叶片上浮的数量越多。2.实验流程：打出小圆形叶片(30片)： 用打孔器在生长旺盛的绿叶 上打出(直径1 cm)抽出叶片内气体： 用注射器(内有清水、小圆形叶片) 抽出叶片内气体(o2)等小圆形叶片沉水底： 将抽出内部气体的小圆形叶片放入 黑暗处盛有清水的烧杯中，小圆形叶 片全部沉到水底强、中、弱三种光照处理：取3只小烧杯，分别倒入20 ml富含co2的清水，各放入10 片 小圆形叶片，用强、中、弱三种光照分别照射观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量3.实验现象与结果分析：光照越强，烧杯内小圆形叶片浮起的，说明在一定范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断增强。三、结合细胞呼吸，人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系，请分析：1.说出各点代表的生物学意义a点：光照强度为，只进行作用。b点：光合作用强度呼吸作用强度，为光补偿点。c点：是光合作用达到时所需要的最小光照强度，即光饱和点。2.说出各线段代表的生物学意义oa段：作用强度。ab段：随光照增强，光合作用强度，但仍比呼吸作用。bd段：光合作用强度继续随光照强度的增强而，而且光合作用强度呼吸作用。de段：光合作用强度达到饱和，不再随光照强度的增强而。拓展：图示判断光合速率与呼吸速率的关系 v光合 v呼吸 v光合 v呼吸 v光合 v呼吸 只进行 3. 呼吸速率与光合速率的测定 （1）绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为呼吸速率。(2)绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进，测得的数据为净光合速率。(3)真正光合速率净光合速率呼吸速率呼吸速率通常用黑暗中co2释放量、o2吸收量或有机物消耗量来表示。表观(净)光合速率通常用o2释放量、co2吸收量或有机物积累量来表示。真(实际)光合速率通常用o2产生量、co2固定量或有机物制造量来表示。练习1从绿叶中提取色素，选取的最佳叶片应是 （ ）a肥嫩多汁的叶片 b革质叶片c刚刚长出来的小嫩叶 d鲜嫩、颜色浓绿的叶片2仙人掌的肉质茎进行光合作用所需要的色素分布在 （ ）a叶绿体的内膜上 b细胞质基质中c叶绿体的类囊体的薄膜上 d叶绿体基质中3如图所示为“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具。下列叙述错误的是 （ ）a图中加入研钵内的物质有无水乙醇、sio2和caco3b将研磨液倒入图中的漏斗内，漏斗底部应放一块单层尼龙布c图中画滤液细线的要求是细、齐、直d图中随层析液在滤纸条上扩散速度最快的色素为黄绿色4西兰花被誉为“蔬菜皇冠”。大棚种植西兰花能够让我们在寒冷的冬季也能享受其美味。为了增加其产量，大棚内照明灯的颜色和大棚的塑料薄膜颜色选择最好的组合为 （ ）a蓝紫光或红光、无色透明 b蓝紫光或红光、黄色透明c白光、黄色透明 d白光、无色透明5对“绿叶中色素的提取和分离”实验，下列描述正确的是 （ ）a将5g新鲜完整的菠菜叶，放入研钵中，加入无水乙醇、二氧化硅、caco3以后，迅速研磨b用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条滤液细线，并连续迅速地重复23次c将画好细线的滤纸条插入层析液中，并不断摇晃，以求加快色素在滤纸条上的扩散d色素分子是有机物，不溶于水，所以研磨过程中加入无水乙醇是为了溶解色素6下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验操作的叙述，错误的是 （ ）a加入少许二氧化硅可使绿叶研磨充分b加入碳酸钙的目的是防止色素被破坏c胡萝卜素随层析液在滤纸上扩散得最快d滤纸条上叶绿素a的色素带最宽是因其溶解度最大7绿叶中色素的分离过程中，在滤纸条上扩散得最慢的色素及其主要吸收的光是（ ）a胡萝卜素，蓝紫光 b叶绿素a，红光和蓝紫光c叶黄素，蓝紫光 d叶绿素b，红光和蓝紫光8下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，错误的是 （ ）a可利用纸层析法进行分离b随层析液在滤纸条上扩散速度最慢的色素呈蓝绿色c最窄的色素带呈橙黄色d色素带最宽的色素是叶绿素a9为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用无水乙醇提取绿叶中的色素，用层析液进行纸层析，图为滤纸层析的结果（i、为色素条带）。下列叙述错误的是 （ ）a强光照导致了该植物叶绿素含量降低b类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照c色素、吸收光谱的吸收峰波长不同d画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次10如图为水绵结构模式图。恩吉尔曼进行光合作用实验时，把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用白光束对水绵细胞的不同部位（如a处）做点状投射，发现水中的好氧细菌明显聚集在叶绿体被光投射处；若将装片完全暴露在光下，好氧细菌则分布在带状叶绿体的周围。此实验不能说明 （ ）a光合作用产生氧气 b氧气的释放需要光照c叶绿体是光合作用的场所 d光合作用产生的氧气来自水1“人参为“东北三宝”之首，其茎单生，直立，叶为掌状复叶。当叶片进行光合作用时，光反应阶段为暗反应阶段提供的物质是 （ ）ao2和c3化合物 b叶绿体色素ch2o和o2 dh和atp2美国科学家鲁宾和卡门用18o分别标记h2o和co2中的氧，证明了光合作用 （ ）a制造了有机物 b利用了根系吸收的水分c释放的氧气来自h2o d释放的氧气来自co23睡莲叶片的上表皮上的气孔数目多于下表皮，此特点有利于睡莲与外界环境进行气体交换。气孔关闭会导致睡莲叶片光合作用速率下降，其表现在 （ ）a水光解产生h的量不足b光反应中产生的atp数量减少c暗反应过程中h的数量不足d暗反应过程中产生的三碳化合物数量减少4科学家用含有14c的二氧化碳来追踪光合作用中的碳原子，这种碳原子的转移途径是 （ ）a二氧化碳叶绿素adpb二氧化碳乙醇糖类c二氧化碳叶绿体atpd二氧化碳三碳化合物糖类5德国科学家恩格尔曼利用一极细小光束，照射在水绵上，结果发现被照部位有大量的好氧细菌聚集。该实验不能证明的是 （ ）a光合作用的过程是在叶绿体上进行的b光合作用的过程中有氧气释放出来c光合作用的过程中，co2是必需的原料d光合作用的过程中必须要有光照6菠菜被誉为十大养颜美肤食物之一，颇受健美人的青睐。如图表示菠菜叶光合作用的一个阶段。下列各项叙述正确的是 （ ）a该阶段的化学反应在叶绿体类囊体薄膜上进行bc3生成（ch2o）需要h、atp和多种酶c提高温度一定能促进（ch2o）的生成d无光条件有利于暗反应进行7在置于黑暗条件下叶绿体悬浮液中加入适量nah14co3溶液，再给予瞬时光照。下列说法正确的是 （ ）黑暗条件下，叶绿体基质中不存在c3和c5黑暗条件下，叶绿体悬浮液不能合成atp和h瞬时光照后， c3出现放射性比（ch2o）早光照瞬间，c3含量迅速增加而c5含量迅速减少a b c d8如图甲为叶绿体结构模式图，乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述，正确的是 （ ）a图乙所示结构取自图甲中的或b与光合作用有关的酶全部分布在图乙所示结构上catp的合成场所是，分解场所是d叶绿体以图甲的形式扩大膜的表面积9图为恩格尔曼用透过三棱镜的光照射水绵时，发现好氧细菌大量集中在如图所示区域，以下分析正确的是 （ ）a水绵光合作用产生的氧气能进入细菌的线粒体与h结合生成h2ob实验过程中装片需放置在没有空气的黑暗环境中，目的是隔绝二氧化碳c图中细菌分布的差异是由于水绵不同区域有机物的含量不同造成的d图中细菌分布的差异是由于在不同波长光下氧气的产量不同造成的10将单细胞绿藻置于25适宜的光照和充足的co2条件下培养，经过一段时间后，突然停止光照，发现绿藻体内三碳化合物的含量突然上升，这是由于 （ ）没有h和atp供应，三碳化合物的还原停止，三碳化合物不能形成糖类等物质，积累了许多的三碳化合物所致暗反应仍进行，co2与五碳化合物结合，继续形成三碳化合物光反应停止，不能形成h和atp光反应仍进行，形成h和atpa b c d1下列有关化能合成作用的叙述错误的是 （ ）a进行化能合成作用的生物为细菌、真菌b进行化能合成作用的生物能够利用无机物氧化时释放的能量c进行化能合成作用的生物属于自养生物d硝化细菌能将二氧化碳和水合成糖类2在水稻籽粒形成期间，下列分析不正确的是 （ ）a水稻绿叶的光合色素中，叶绿素吸收的光能最多b若为水稻提供14co2，则籽粒淀粉中可检测到14cc连续阴雨天气会使籽粒重量减小，从而影响水稻的产量d籽粒一昼夜内增多的物质量就是其净光合作用量3利用温室大棚栽培蔬菜、瓜果等农作物已成为现代农业的基本模式。下列是温室大棚栽培经常采取的措施，其中不是通过增强光合作用速率实现的是（ ）a给农作物增施氮肥b大棚栽培的农作物通过增施农家肥料补充co2c给农作物补充适宜强度的人工光照d夜间适当降低农作物的环境温度4下列关于绿色植物光合作用的叙述，正确的是 （ ）a给绿色植物提供含有h218o的水，只会在植物释放的o2中发现18ob根据光合作用释放的o2量，可以计算光合作用中有机物的积累量c停止光照，暗反应很快会停止；停止供应co2，则光反应不受影响d在较强光照下，光合作用强度随着co2的浓度的提高而增强5下列有关农业生产的做法和原理，不正确的是 （ ）a不同作物对无机盐的吸收具有差异性，轮作有利于植物对无机盐的合理利用b水稻要定期排水，主要是防止根系无氧呼吸积累酒精而烂根c“正其行，通其风。”其蕴含的科学道理是通风有利于为植物提供足够的co2d大棚蔬菜种植时最好使用红色或蓝紫色的透明塑料薄膜，原因是绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光6图甲表示在一定的光照强度下，植物叶肉细胞中co2、o2的来源和去路，找出图甲在图乙中的位置 （ ）aab之间 bbc之间 cc点以后 db点7下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是 （ ）无氧和零下低温环境不利于水果的保鲜co2的固定过程发生在叶绿体中，c6h12o6分解成co2的过程发生在线粒体中光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中稳定的化学能转变为atp夏