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1、第 1 页 共 24 页第三单元第三单元 细胞的能量供应和利用细胞的能量供应和利用学案学案 13 能量之源一光与光合作用能量之源一光与光合作用山东省阳谷第三中学王文芳山东省阳谷第三中学王文芳考纲要求1.光合作用的基本过程()。2.影响光合作用速率的环境因素()。3.叶绿体色素的提取和分离。 复习要求复习要求1简述叶绿体的结构和功能，说出绿叶中色素的种类和作用2能图示光合作用的过程，简述光合作用原理的应用3学会分析环境因素对光合作用强度的影响基础自查基础自查一、捕获光能的色素和结构一、捕获光能的色素和结构1捕获光能的色素(1)实验：绿叶中色素的提取和分离(纸层析法)提取的原理是什么?分离的原理呢
2、?(2)色素的种类和吸收光谱色素种类颜色吸收光谱滤纸条上位置叶绿素(约占 3/4)类胡萝卜素(约占 1/4)2.叶绿体的结构和功能(识图作答)(1)叶绿体的结构?(2)色素和酶的分布?(3)功能?第 2 页 共 24 页二、光合作用的过程和应用二、光合作用的过程和应用2光合作用的过程(1)光反应：场所?条件?物质变化?能量变化?(2)暗反应：场所?条件?物质变化?能量变化?3光合作用的应用：(1)光合作用强度指什么?(2)影响光合作用强度的因素有哪些?4化能合成作用：(1)概念： . (2)实例：硝化细菌能利用氨氧化成亚硝酸和硝酸时所释放的化学能，将 和合成 。课堂深化探究课堂深化探究一、一、
3、光合作用发现史中的经典实验分析11771 年普里斯特利实验Error!植物更新空气缺点：缺乏 (记录时漏掉了实验在阳光下进行这一重要条件，后来英格豪斯为其纠正)21864 年萨克斯实验提前暗处理目的： 第 3 页 共 24 页实验过程、现象（结果）31880 年恩格尔曼实验Error!黑暗、无空气显微镜观察极细光束照射叶绿体好氧细菌集中在照光处 完全曝光好氧细菌集中在带状叶绿体处)实验组： 对照组：思考：恩格尔曼的实验设计巧妙之处在哪儿？提示：主要表现在以下四个方面420 世纪 30 年代鲁宾、卡门实验实验方法： 。特特别别提醒提醒 在光合作用的发现中，大多数科学家们利用了对照实验，使结果和结
4、论更科学、准确。(1)萨克斯：自身对照，自变量为光照(一半曝光与另一半遮光)，因变量为颜色变化。(2)恩格尔曼：自身对照，自变量为光照(照光处与不照光处；黑暗与完全曝光)，因变量为好氧菌的分布。(3)鲁宾和卡门：相互对照，自变量为标记物质(HO 与 C18O2)，因变量为 O2的放射性。18 2(4)普里斯特利：缺少空白对照，实验结果说服力不强。二光合作用过程分析第 4 页 共 24 页结合上图，列表分析如下：光反应与暗反应的比较过 程光反应暗反应图 解条 件场 所物质转化能量转化关 系2.动态分析：光照与 CO2浓度变化对植物细胞内 C3、C5、H、ATP、C6H12O6合成量的影响当外界因
5、素中光照强弱、CO2浓度骤然变化时，短时间内将直接影响光合作用过程中C3、C5、H、ATP 及 C6H12O6生成量，进而影响叶肉细胞中这些物质的含量，它们的关系如何呢？试归纳。 (1)光照强弱 CO2供应不变)第 5 页 共 24 页即：停止光照(强弱)时(2)突然增强光照时 (3)光照不变 减少CO2供应)即：停止(减少)CO2供应时(4)突然增加 CO2供应时， 三影响光合作用的环境因素及其在生产上的应用（一）内部因素对光合作用速率的影响1同一植物的不同生长发育阶段曲线分析：在外界条件相同的情况下，光合作用速率由弱到强依次是幼苗期、营养生长期、开花期。应用：根据植物在不同生长发育阶段光合
6、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：随幼叶发育为壮叶，叶面积增大， 。 应用： 。 （二）单因子变量对光合作用的影响(外界因素)1光照光合作用的动力光照时间越长，产生的光合产物越多。光质，由于色素吸收可见光中的 最多，吸收 最少，第 6 页 共 24 页故不同波长的光对光合作用的影响不一样，建温室时，选用 的玻璃(或塑料薄膜)做顶棚，能提高光能利用率。光照强度：在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。曲线分析：A 点。AB 段表明B 点BC 段表明应用：外界条件变化时，CO2(光)补偿点移动规律：呼吸速率增加，
7、CO2(光)补偿点 呼吸速率减小，CO2(光)补偿点 呼吸速率基本不变，条件的改变使光合速率下降，CO2(光)补偿点 ；条件的改变使光合速率上升时，CO2(光)补偿点 。2光照面积曲线分析：OA 段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A 点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用强度不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照不足。OB 段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于 A 点以后光合作用强度不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量(OC 段)不断增加，所以干物质积累量不断降低(BC 段)。应用：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。封行过早，使中下层叶子所受第 7
8、 页 共 24 页的光照往往在光补偿点以下，白白消耗有机物，造成不必要的浪费。3CO2浓度曲线分析：图 1 中 A 点表示图 2 中的 A点表示两图中的 B 和 B点都表示 ，两图都表示 。应用：大田要“正其行，通其风”，多施有机肥；温室内可适当补充 CO2，即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。4必需矿质元素曲线分析：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光合作用速率下降。应用：在农业生产上，根据植物的需肥规律，适时、适量地增施肥料，可以提高作物的光能利用率。5温度曲线分析：温度主要是通过影响 而影响光合作用速率。应用
9、： 。（三）多因子变量对光合作用速率影响的分析(外界因素)曲线分析：P 点时，限制光合速率的因素应为 ，随其因子的不断加强，光合速率不断提高。当到 Q 点时， ，不再是影响光合速率的因子，要想提高光合速率，可采取适当提高图示中的其他因子的方法。第 8 页 共 24 页应用：温室栽培时，在一定光照强度下， 进一步提高光合速率，当温度适宜时，要 。总之，可根据具体情况，通过提高光照强度、调节温度或增加 CO2浓度等来充分提高光合速率，以达到增产的目的。对应训练对应训练1.(2012南昌市一模南昌市一模)德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处数小时“饥饿”处理(消耗掉叶片中的淀粉)后，再把叶片的一部分遮
10、光，其余部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗后再用碘液处理，结果发现遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是( )。本实验未设对照组 有无光照是遮光和曝光区域表现不同结果的唯一原因 实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态 实验证明叶绿体利用光照将 CO2转变成了淀粉A全部 B只有C只有 D只有.叶绿体中色素的提取和分离实验主要证明了A四种色素在层析液中的溶解度和扩散速度不同，B叶绿体的含量是类胡萝卜素的四倍C叶绿体中色素的种类和色素的颜色 D色素分布在叶绿体片层结构的薄膜上（2012江苏江苏）33.（8分）为探究低浓度NaHS03溶液对水稻光合速率的影响，某研究
11、小组做了如下实验，请完成实验报告并回答下列问题：(1)实验报告 材料用具：乳熟期的温室盆栽水稻，1 mmol/L NaHS03溶液，蒸馏水，喷壶，光合分析测定仪等。实验步骤：第一步：选取若干 的水稻植株随机平均分成甲、乙两组，甲组为对照组，乙组为实验组。第二步：每天傍晚分别将等量的 、 喷洒在甲、乙两组的水稻叶片上，次日上午测定光合速率。结果与分析：实验结果见图l，经分析可以得出的结论是 。第 9 页 共 24 页(2)研究发现NaHSO3增加了叶片内叶绿体形成ATP的能力，推测其作用部位是叶绿体的 ，进而加快对图2中 （填字母A-D）物质的利用。(3)研究小组利用上述条件设计实验，证明了0.
12、2mol/L硫酸甲酯吩嗪(PMS)和1 mmol/L NaHSO3效应相同，两者共同处理既不存在累加效应，也无抑制效应。请在答题卡的指定位置用柱形图绘制出实验结果（实验光照强度为1 000molm-2s-l）。实验探究实验探究.(2011广东卷广东卷)中国的饮食讲究“色、香、味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。.提取叶绿素绿色叶片X碳酸钙提取液过滤液浓缩液叶绿素粗产品.探究 pH 对叶绿素稳定性的影响取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约 25 )下进行实验，方法和结果如下表。实验组号叶绿素溶液（mL）调 pH 至处
13、理时间（min）溶液颜色3.0Y10绿色3.07.010绿色3.06.010黄绿色3.05.010黄褐色第 10 页 共 24 页注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。根据所学知识和实验结果，请回答下列问题。(1)提取食用叶绿素的 X 应该为_，原因是_。(2)表中 Y 应该为_，原因是_。(3)若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于_食品，否则_。(4)小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素，请你提供监测方法并写出主要步骤。_。.下列是某实验小组在完成叶绿体中色素提取和分离实验时所遇到的有关问题，分析回答下列问题。(1)剪碎 5 g 新鲜浓绿的菠菜叶片放在研钵中，加入 SiO2后，经迅速研磨成糊状，发现糊状的研磨液呈现浅绿色，其原因是没有加入_，使得_。(2)甲同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条(已重复几次画线)插入层析液，几分钟后取出观察，发现滤纸条上无色素分带现象，而用同一滤液做实
