人教版必修一 能量之源——光合作用 學(xué)案.doc

課題 第5章 細胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié) 能量之源光與光合作用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.說出綠葉中色素的種類和作用。2.說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。3.說明光合作用以及對它的認識過程。4.嘗試探究影響光合作用強度的環(huán)境因素。5.說出光合作用原理的應(yīng)用。6.簡述化能合成作用。預(yù)習(xí)案 【使用說明及學(xué)法指導(dǎo)】1.閱讀課本第97105頁，獨立完成基礎(chǔ)知識梳理和預(yù)習(xí)自測，用時2025分鐘；2.不會的或有疑問的地方用雙色筆標(biāo)出，留到課堂解決；3.正課結(jié)束后及時整理導(dǎo)學(xué)案，進行糾錯反思。.教材助讀：基礎(chǔ)知識梳理一捕獲光能的色素1.活細胞所需的能量最終來源：太陽能。2.實驗：綠葉中色素的提取和分離（紙層析法）提取的原理：利用綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑中的特性，可以利用無水乙提取綠葉中的色素。在研磨時還應(yīng)加入少許_和碳酸鈣，其中前者有助于_，后者可防止在研磨中_被破壞。分離的原理：利用色素在層析液中溶解度不同，在濾紙上的擴散速度的不同，可以將色素分離。3.葉綠體中色素的種類、顏色和功能：種類色素顏色主要功能葉綠素葉綠素a類胡蘿卜素胡蘿卜素二葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能1.結(jié)構(gòu)：一般呈扁平的橢球形或球形，外部有_，內(nèi)部的基粒是由_堆疊而成的。2.色素和酶的分布:吸收光能的色素分布于_，與光合作用有關(guān)的酶分布在_和_。3.功能：進行_的場所。4.恩格爾曼的實驗結(jié)論:葉綠體是進行光合作用的場所 ,作用可以釋放出氧氣 。實驗方法的巧妙之處：是合理地設(shè)置了對照實驗_,使實驗結(jié)果富有說服力。三光合作用的探究歷程1.1771年,普利斯特利證實植物可以更新空氣。2.1779年,英格豪斯證實:普利斯特利的實驗只有綠葉在光 下才能更新空氣。3.1785年,由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成,人們才明確綠葉在光下放出的是o2 ,吸收的是co2 。4.1845年,梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律指出,植物在進行光合作用時,把光能轉(zhuǎn)換成化 儲存起來。5.1864年,薩克斯通過實驗證明綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。6.1939年,魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法證實:光合作用釋放的氧氣來自水 。7.20世紀(jì)40年代,卡爾文等探明了二氧化碳中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機物中碳的途徑。四光合作用的過程1.概念：是指利用綠色植物通過_，利用_，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的_，并且釋放出_的過程。2.過程光反應(yīng)：場所：葉綠體的_ 上。條件：_、色素、酶、水等。物質(zhì)變化：將水分解為_和_，將adp和pi合成_。能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钴S的_。暗反應(yīng)：場所：葉綠體的_中。條件：_、h、atp、co2等。atp h酶物質(zhì)變化：co2的固定：co2+c5_。c3的還原：2c3_。能量變化：atp中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)開。3.總反應(yīng)式：_。五光合作用原理的應(yīng)用1.光合作用強度概念：是指植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造_的數(shù)量。2.影響光合作用強度的因素：包括空氣中_的濃度、土壤中_和礦質(zhì)元素的多少、光的_以及溫度的高低等。六化能合成作用1.概念:能夠利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物,叫作化能合成作用。2.實例：硝化細菌能利用 時所釋放的化學(xué)能，將 合成糖類。綠色植物和硝化細菌都能合成有機物，因此屬于 生物，而人、動物、真菌及大多數(shù)細菌只能利用環(huán)境中現(xiàn)成的有機物，屬于 生物。我的疑問 請將預(yù)習(xí)中不能解決的問題寫下來，供課堂解決。 探究案.課內(nèi)探究和知識拓展：探究點一 了解葉綠體中的色素【問題1】葉綠體中的色素有哪些理化性質(zhì)? 提示：四種色素都不溶于水，而溶于酒精、丙酮、石油醚等有機溶劑中；葉綠素相對不穩(wěn)定，其合成易受光照、溫度和mg2+的影響。【問題2】葉綠體中四種色素的顏色分別是怎樣的?為什么植物的葉片細胞通常呈現(xiàn)綠色?【問題3】葉綠素的合成與什么因素有關(guān)? 提示：與mg2+和光照等因素有關(guān)，mg2+是合成葉綠素的必不可少的原料，沒有光照不能合成葉綠素?！締栴}4】在我國的溫帶地區(qū),到了秋天,許多樹葉為什么會變黃或變紅?提示：葉片是綠色的原因有兩個，一是葉綠素是類胡蘿卜素含量的三倍；二是色素不吸收的綠光被反射回來。秋天葉片變黃是低溫使葉綠素遭到破壞，呈現(xiàn)出類胡蘿卜素的顏色，變紅則是液泡中花青素的顏色。探究點二 綠葉中色素的提取和分離實驗【問題1】葉綠體中色素的提取和分離實驗中，成功的關(guān)鍵和注意事項是什么？提示：葉片要新鮮、顏色要深綠。研磨要迅速、充分。因為丙酮容易揮發(fā)；為了使葉綠體完全破裂從而能提取較多的色素；葉綠素極不穩(wěn)定，能被活細胞中的葉綠素酶水解而破壞。濾液收集后 要及時用棉塞將試管口塞緊以免濾液揮發(fā)。濾液細線不僅細、直，而且含有比較多的色素(可以重復(fù)畫二三次)。濾紙上的濾液細線不能浸入層析液中。制備濾紙條時，要將濾紙條的一端剪去兩角這樣可以使色素在濾紙條上擴散均勻，便于觀察實驗結(jié)果【問題2】請將下表內(nèi)容補充完整：色素種類位置來源:色素顏色色素含量溶解度擴散速度橙黃色最快黃色較快藍綠色較慢黃綠色最慢【問題3】如果色素提取液呈淡綠色，可能的原因有哪些?提示：研磨不充分，色素未能充分提取出來；稱取綠葉過少或加入無水乙醇過多，色素濃度?。晃醇犹妓徕}或加入過少，色素分子部分被破壞。探究點三 光合作用過程【問題1】如何理解光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的關(guān)系？提示：光合作用的過程，按其是否需要光，將其劃分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段。在光下二者同時進行，暗處只能進行暗反應(yīng)。 二者既有區(qū)別又有相互聯(lián)系，(如下表所示)。比較項目光反應(yīng)暗反應(yīng)實 質(zhì)光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，并放出o2同化co2形成有機物時 間短促，以微秒計較緩慢條 件需葉綠素、光、酶不需葉綠素和光，需要多種酶場 所光能在葉綠體內(nèi)囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上進行來源:學(xué)在葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中進行物質(zhì)轉(zhuǎn)化光能酶2h2o4h+o2adp+piatpatp h酶co2固定：co2+c52c3co2還原：2c3(ch2o)+c5能量轉(zhuǎn)換光能電能活躍化學(xué)能，并儲存在atp中atp中活躍的化學(xué)能(ch2o)中穩(wěn)定的化學(xué)能關(guān) 系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原劑h、能量atp；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供adp和pi。沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法進行沒有暗反應(yīng)，有機物無法合成。即，光反應(yīng)是暗反應(yīng)的物質(zhì)和能量的準(zhǔn)備階段，暗反應(yīng)是光反應(yīng)的繼續(xù)，是物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的完成階段。二者是光合作用過程中相輔相成的兩個階段。【問題2】光和二氧化碳主要影響光合作用的哪個階段?如果突然降低光照強度和突然停止二氧化碳的供應(yīng),則c3的含量將如何變化?【問題3】下圖是證明光合作用產(chǎn)生淀粉的實驗,其中需將植物先進行黑暗處理、對實驗葉片進行遮光和照光處理,以及對實驗葉片進行酒精脫色處理。什么是黑暗處理?酒精脫色處理后葉片呈現(xiàn)何種顏色?滴加碘液后,出現(xiàn)的現(xiàn)象是什么?【問題4】暗反應(yīng)是在暗處進行的嗎?為何稱為暗反應(yīng)階段?光合作用兩個階段能量轉(zhuǎn)換的形式如何?【問題5】通常以什么來定量表示光合作用的速率?影響光合作用的外界因素主要有哪些？提示：通常以一定時間內(nèi)co2等原料的消耗或o2、(ch2o)等產(chǎn)物的生成量來定量表示光合作用的速率。影響光合作用的外界因素主要有光照強度、co2濃度、溫度等。探究點三 光合作用與有氧呼吸的關(guān)系【問題1】凈光合速率、總光合速率與呼吸速率之間的數(shù)量關(guān)系是怎樣的?【問題2】測定呼吸速率的方法是將植物置于黑暗中,測定容器內(nèi)co2的增加量、o2或有機物的減少量。那么表觀(凈)光合速率又是如何測定的呢?提示：將植物置于光下，測定容器內(nèi)o2的增加量、co2的減少量或有機物的增加量。【問題3】嘗試列表比較光合作用與有氧呼吸。.我的知識網(wǎng)絡(luò)圖 .當(dāng)堂檢測1.下圖是在“綠葉中色素的提取和分離”實驗中得到的四條色素帶,若將其置于暗室中,并用紅光照射,色素帶呈暗色的是( )a. b. c. d.2.上圖是光合作用過程的圖解，請回答：光合作用的過程可以分為兩個階段，a表示_階段，進行的部位是_。b表示_階段，進行的部位是_中。寫出圖中所示物質(zhì)的名稱：_；_；_；_；_。光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了_和_（只填序號）。c和d的化學(xué)過程是_。3.科學(xué)家用水綿進行光合作用的實驗,把載有水綿和好氧性細菌的臨時裝片放在沒有氧氣的黑暗環(huán)境中,用通過三棱鏡的單色光照射水綿,結(jié)果是( )a.細菌均勻分布在水綿周圍 b.細菌均勻分布在水綿帶狀葉綠體的周圍c.細菌集中分布在紅光和藍紫光區(qū)照射的水綿周圍 d.細菌集中分布在黃綠光區(qū)照射的水綿周圍. 課堂小結(jié) 請同學(xué)們根據(jù)本節(jié)所學(xué)的內(nèi)容進行總結(jié)訓(xùn)練案【課后練習(xí)】 1.通過紙層析分離綠葉中色素，結(jié)果在濾紙條上出現(xiàn)四條色素帶，從上到下依次為（ ） a胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b b胡蘿卜素、葉綠素a、葉綠素b、葉黃素c葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素 d葉黃素、葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素2.歷經(jīng)一個半世紀(jì),經(jīng)過許多科學(xué)家的實驗,才逐漸發(fā)現(xiàn)光合作用的場所、條件、原料和產(chǎn)物,在下面幾個著名實驗中,相關(guān)敘述正確的是( )a.普里斯特利指出了植物更新空氣且光在這個過程中起關(guān)鍵作用b.薩克斯的實驗中,葉片在暗處放置幾小時的目的是消耗掉葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)c.恩格爾曼的實驗中,定量分析了水綿光合作用生成的氧氣量d.魯賓和卡門的實驗中,用18o標(biāo)記co2,證明了光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于h2o而不是co23.光合作用可分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段。下列有關(guān)敘述正確的是( )a.光反應(yīng)不需要酶,暗反應(yīng)需要酶 b.光反應(yīng)消耗水,暗反應(yīng)消耗atpc.光反應(yīng)固定co2,暗反應(yīng)還原co2 d.光反應(yīng)儲存能量,暗反應(yīng)釋放能量4.光合作用包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段，下列參與暗反應(yīng)必需的物質(zhì)是來（ ）ah2o、co2、adp bco2、h、atp ch2o、co2、atp dh、h2o、adp 5.關(guān)于光合作用的敘述，下列正確的一項是（ ）a光合作用的兩個階段均有h和atp產(chǎn)生 b光合作用中產(chǎn)生的o2來自于co2中的氧來源:c光合作用固定co2的是一種c5化合物 d光合作用的暗反應(yīng)必須在暗處進行6.如下圖1表示植物光合作用的一個階段，下列各項敘述正確的是（ ）a該反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體 bc3生成c6h12o6需要h、atp和多種酶 圖1 圖2 圖3c提高溫度一定能促進c6h12o6的生成 d無光條件有利于暗反應(yīng)進行7. 如上圖為3葉綠體結(jié)構(gòu)與功能示意圖,下列說法錯誤的是( )a.結(jié)構(gòu)a中的能量變化是光能轉(zhuǎn)變?yōu)閍tp中的化學(xué)能 b.供給14co2,放射性出現(xiàn)的順序為co2c3甲c.結(jié)構(gòu)a釋放的o2可進入線粒體中 d.如果突然停止co2的供應(yīng),短時間內(nèi)c3的含量將會增加8. 如上圖2表示某種植物在不同光照強度下,光合速率受co2濃度影響的變化曲線。b點與c點相比較,b點時葉肉細胞中c5的含量是( ) a.高 b.基本一致 c.低 d.無法判斷9. 下面是光合作用過程示意圖,請據(jù)圖回答: (1)請寫出字母所代表的物質(zhì): a,b,c,d,e,f,g_ 。(2)由“f”經(jīng)暗反應(yīng)產(chǎn)生“g”,可以分成兩個階段。(3)如果用同位素3h標(biāo)記參與光合作用的水,并追蹤3h,它最可能的途徑是什么? (用圖中字母表示)10. 右圖表示a、b兩種植物光合速率隨光照強度改變的變化曲線,請分析回答:(1)在較長時間連續(xù)陰雨的環(huán)境中,生長受到顯著影響的植物是。(2)圖中的“a”點表示。如果以缺鎂的完全營養(yǎng)液培養(yǎng)a植物幼苗,則b點的移動方向是 。(3)c點時,葉綠體中adp的移動方向是從 向 移動。(4)在其他外界因素都適宜的情況下,b點與c點相比較,c點時葉肉細胞中c3的含量(填“高”、“低”或“基本一致”)。(5)當(dāng)光照強度為g時,比較植物a、b的有機物積累速率m1、m2的大小和有機物合成速率n1、n2的大小,結(jié)果應(yīng)分別為:m1m2、n1n2(填“”、“=”或“”)?！菊n后作業(yè)】課本第100頁一、第106頁一、二，學(xué)