能量之源光与光合作用导学案完整版本(含答案)（整理）.pdf

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1、一 寸 光 阴 不 可 轻 - 1 - - 1 - 5.45.4能量之源能量之源光与光合作用学案光与光合作用学案 【学习目标】【学习目标】 1 1、 说明光合作用以及对它的认识过程说明光合作用以及对它的认识过程 2 2、 尝试探究影响光合作用强度的环境因素尝试探究影响光合作用强度的环境因素 3 3、 说出光合作用原理的应用说出光合作用原理的应用 4 4、 简述化能合成作用简述化能合成作用 【知识点导读】【知识点导读】 一、光合作用的概念一、光合作用的概念 光合作用是绿色植物通过 叶绿体 ，利用光能，把 二氧化碳 和 水 转化成储存着能量的有 机物，并且释放出氧气的过程。 （一） 光合作用的生物

2、：绿色植物，此外还有蓝藻（原核生物） （二） 光合作用的场所：叶绿体 1、 结构：双层膜 基粒：由类囊体堆叠而成，含有与光合作用有关的酶和色素 基质：含有与光合作用有关的酶 2、 光合作用的色素和酶 色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上，光合作用的酶分布在类囊体薄膜和叶绿 体基质中。 色素的作用是吸收，传递和转化光能，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，对绿 光吸收最少，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。 影响植物合成叶绿素的因素包括：光照，温度，必需元素 Mg,N,Fe. 二、光合作用的探究历程二、光合作用的探究历程 （1） 直到 18 世纪中期，人们一直以为只有土壤中的水分是植物建造自身的原料。 （2） 177

3、1 年，英国的普利斯特利的实验证实：植物可以更新因蜡烛燃烧或动物呼吸而 变得污浊的空气。 （3） 1779 年，荷兰的英格豪斯证明了 光 和 绿叶 在更新空气中不可缺少。 （4） 1864 年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物有 淀粉 。 （5） 1880 年，恩杰尔曼的实验证明了光合作用释放的气体是O2且光合作用的场所是叶 绿体 。 （6） 1939 年，美国的鲁宾和卡门利用同位素标记 法证明了 光合作用释放的氧气来自 水 。 （7） 20 世纪 40 年代， 美国的卡尔文利用同位素示踪技术最终探明了二氧化碳中的碳 在 光合作用中转化成 有机物中的碳 的途径。 普利斯特利的实验：普利斯

4、特利的实验： 实 验 在阳光下，密封的玻璃罩里 一段时间后 实验一 燃烧的蜡烛 蜡烛熄灭 小老鼠 小鼠死亡 实验二 植物植物+燃烧的蜡烛 不熄灭 植物植物+小老鼠 不死亡 实验结论： 植物可以更新空气 英格豪斯的实验：英格豪斯的实验： 实验现象：实验一没有光照时， 小鼠死亡 ，有光照时， 小鼠不死亡 实验二没有光照时， 蜡烛不熄灭 ，有光照时， 蜡烛熄灭 。 实验结论： 植物只有在有光的条件下，才能更新空气 学习重点、难点学习重点、难点 一 寸 光 阴 不 可 轻 - 2 - - 2 - 萨克斯实验：萨克斯实验： 实验现象：遮光部分未变为 蓝 色，未遮光部分被加入碘液变 蓝 色。 实验结论：

5、光合作用的产物除了氧气还有淀粉 延伸拓展：酒精是一种有机溶剂，它可以溶解叶绿体当中的叶绿素，为什么在萨克斯的 实验中需要用酒精对植物叶片进行脱色处理呢？溶解色素 恩格尔曼实验：恩格尔曼实验： 小知识：水绵具有细而长的叶绿体，在水绵中呈螺旋状分布；好氧菌喜欢聚集在氧气多 的地方。 实验现象：在黑暗无空气环境下，好氧细菌聚集在叶绿体被光束照射到的附近 部位；在 完全暴露在光下时，好氧菌分布在在叶绿体所有受光部位。 实验结论： 氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所 鲁宾、卡门实验：鲁宾、卡门实验： 实验现象：当水用 18O 标记是，产生的氧气是： 18O ；当二氧化碳用18O 标记时， 产

6、生的氧气是 16O 。 实验结论： 光合作用产生的氧气来自水，而不是来自二氧化碳中的氧 三三、光合作用的过程、光合作用的过程 （一）（一）光合作用的场所光合作用的场所：叶绿体（与光合作用有关的酶分布于基粒的 及基质中；光合作用色素分布于 类囊体薄膜上 ） （二）光合作用的过程：（二）光合作用的过程： 光反应阶段光反应阶段：部位： 类囊体薄膜 条件：光、色素、酶、H2O 、ADP、Pi 过程： 水的光解： （为暗反应供 H 和供能） 物质变化 一 寸 光 阴 不 可 轻 - 3 - - 3 - ATP 的形成 （为暗反应供能） 能量变化：光能 ATP 中活跃的化学能 暗反应阶段暗反应阶段：部位：

7、部位： 叶绿体基质叶绿体基质 条件：多种酶，H，ATP，CO2，C5 过程： COCO2 2的固定的固定： C C3 3的还原的还原： （H做还原剂，消耗 ATP，CH2O 指糖类） 能量变化：ATP 中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 （3）光反应和暗反应的联系 光反应为暗反应的进行提供 H 和 ATP 。 暗反应为光反应的进行提供 ATP 和 Pi 。 总之，光反应和暗反应是两个既相互制约又紧密联系，是缺一不可的整体。 四四、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用 （一）影响光合作用的内（一）影响光合作用的内部因素部因素 (1)同一植物的不同生长发

8、育阶段 根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时 适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。 (2)同一叶片的不同生长发育时期 曲线分析：OA 段为幼叶，随幼叶的生长，叶面积不断增 大，叶内叶绿体、叶绿素含量不断增加，光合作用速率不断增加。AB 段为壮叶， 叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率也基本稳定。BC 段为老 叶，随着叶龄的增加，叶片内叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。 应用应用：农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶，茎叶蔬菜及时换新叶，这 样可减少其细胞呼吸对有机物的消耗。 （二）影响光合作用的外部因素（二）影响光合作用的外部因素 （1）光的主要影响主要

9、影响（光的波长，光照强度，光照时间均有影响） ； 光质光质：叶绿体中的色素对复合光（白光）的吸收效率最高；单色光中主要吸 收红光和蓝光，绿光吸收的最少。 应用：对温室大棚要用无色透明玻璃。 光照强度光照强度：植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度 的增加而增加， 但当 光照强度 增加到一定程度时，植物的光合作用强度不再增强。 A 点：光照强度为 0，此时只进行细胞呼吸，释放 的 CO2 量表明此时的呼吸强度。（对应图（对应图1） AB 段：随着光照强度加强，光合作用逐渐加强， CO2 释放量逐渐减少，一部分用于光合作用；为弱光条 件下呼吸作用强度光合作用强度 （注意不括A、 B两点） 。

10、对应图对应图2 B 点：呼吸作用释放的 CO2 全部用于光合作用，即光 合作用强度=呼吸作用强度，称 B 点对应的光照强度 为光补偿点。 （植物白天的光照强度在光补偿点以上，植物白天的光照强度在光补偿点以上， 植物才能正常生长植物才能正常生长） 。此时限制光合作用的因素主要 是光照强度。净光合作用速率等于零。对应图对应图3 BC 段：光照强度不断增加，光合作用强度也增大。光 合作用强度大于呼吸作用强度。净光合作用速率=实际光 合作用速率呼吸作用速率。对应图对应图4 C 点： 对应的光照强度为光饱和点光饱和点，光合作用强度到 C 点以上就不再加强了，此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和此

11、时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和 CO2 浓度的限制。浓度的限制。 总光合量、净光合量与呼吸量的关系可用公式表示：总光合量、净光合量与呼吸量的关系可用公式表示： 总光合量总光合量=净光合量净光合量+呼吸量呼吸量 光照时间：光照时间： 物质变化 一 寸 光 阴 不 可 轻 - 4 - - 4 - （2 2）温度：）温度：温度主要是通过影响与光合作用有关酶的活性和气孔的开闭而影响 光合作用速率。 应用应用：温室栽培可适当提高温度，也可适当降低温度。白天调到光合作用最适温 度，以提高光合作用速率；晚上适当降低温室的温度，以降低细胞呼吸，保证植 物有机物的积累。 （3 3）CO2CO2 浓度

12、：浓度： 曲线分析：图 1 和图 2 都表示 在一定范围内，光合作用速率随 CO2浓度的增加而增大，但当 CO2 浓度增加到一定范围后，光合作 用速率不再增加。图 1 中 A 点表 示 CO2 补偿点，即光合作用速率 等于呼吸作用速率时的 CO2 浓 度，图 2 中 A点表示进行光合作用所需 CO2 的最低浓度。B 和 B点都表示 CO2 饱和点。应用：在农业生产上可以通过“正其行，通其风” ，增施农家肥等增 大 CO2 浓度，提高光合作用速率。 应用应用：温室：燃烧液化石油气，使用二氧化碳发生器。 大田：确保良好通风；增施有机肥料；深施“碳铵” (NH4HCO3) （4 4）水：）水：影响：

13、水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔 关闭，限制 CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。应用：应用：合理灌溉。 （5 5）矿质元素：）矿质元素： （不足：光合作用不能顺利进行） N：光合酶及 NADP+和 ATP 的重要组分 P：NADP+和 ATP 的重要组分；维持叶绿体正常 结构和功能 K：促进光合产物向贮藏器官运输 Mg： 叶绿素的重要组分 曲线的含义：在一定浓度范围内，增大必需矿质 元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过 高而导致植物渗透失水而萎蔫，从而导致光合作用速率下降。 应用：应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时地

14、、适量地增施肥料，可以 提高作物的光合作用。 （6 6）多因子对光合速率影响的分析：）多因子对光合速率影响的分析：P 点时，限制光合作用速率的因素应为横 坐标所表示的因子；Q 点时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合作用速 率的因子，要想提高光合作用速率，可适当提高图示中的其他因子。 六、化能合成作用：六、化能合成作用： 1、利用体外环境中某些 无机物无机物 氧化时释氧化时释放出来的放出来的 能量能量 来制造有机物的物 质合成方式。如：如： 硝化细菌硝化细菌 ，不能利用光能，但能将土壤中的氨 NH3氧化成 亚硝酸 HNO2，进而将亚硝酸 HNO2氧化成硝酸 HNO3，利用这两个化学反应释放出的

15、 化学能，将二氧化碳二氧化碳和水水合成糖类糖类。 2、常见的生物： 硝化细菌硝化细菌 ，铁细菌，硫细菌等。这类细菌属于这类细菌属于自养自养生物。生物。 三、叶绿素的提取和分离实验三、叶绿素的提取和分离实验 （一）实验原理（一）实验原理： （ 1 ） 色 素 的 提 取 ： 绿 叶 中 的 色 素 能 够 溶 解 在 _ 无 水 乙 醇 、 丙 酮 等 有 机 溶 剂 _ 中。 （2）色素的分离：各种色素都能溶解在层析液中，但在层析液中的_溶解度_不同：溶解 度高的色素分子随层析液在滤纸条上_扩散快_，反之则慢，因而色素就会随着_层析液在 滤纸条上的_上的扩散而分离开。 （二）实验流程（二）实验流程： （1）提取绿叶中的色素： 称取 5g 绿色叶片，先剪碎，再加入少许 碳酸钙 _和 二氧化硅 _，然后加入 10mL 无水乙醇， 并进行 充分 、 迅速 的研磨， 然后过滤至试管中， 用棉塞塞严棉塞塞严试管口。 （2）制备滤纸条: 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 两角 ，并在 距这