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1、第4节 能量之源-光与光合作用一、学习目标1. 说出绿叶中色素的种类和作用。2. 说出叶绿体的结构和功能。3. 说明光合作用以及对它的认识过程。4. 尝试探究影响光合作用强度的环境因素。5. 说出光合作用原理的应用。6. 简述化能合成作用。二、教学重点和难点1. 教学重点（1）绿叶中色素的种类和作用。（2）光合作用的发现及研究历史。（3）光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系（4）影响光合作用强度的环境因素。2. 教学难点（1）光反应和暗反应的过程。（2）探究影响光合作用强度的环境因素。三、教学过程：一、绿叶中色素的提取和分离：原 理绿叶中的色素不只一种，它们都能溶解在中。然而，它们在层析液中
2、的不同：溶解度的随层析液在滤纸上扩散得；反之则慢。目 的1 进行绿叶中色素的提取和分离。2 探究绿叶中含有几种色素。步骤操作方法相关解析提 取 绿 叶 中 的 色 素取材称取5g绿色叶片，剪碎，放 入研钵中。剪碎的目的是节省研磨时 间，使研磨充分。研磨向研钵中放入少许二氧化硅和碳 酸钙，再加入10 mL无水乙醇， 进行迅速、充分的研磨。（二氧 化硅有助于，碳酸钙可防止。）放二氧化硅是有助于研磨 得充分；放碳酸钙可防止 研磨中色素被破坏；加无 水乙醇是各种色素能溶于 无水乙醇中被提取出来； 迅速研磨是防止无水乙醇 挥发影响实验。过滤将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏 斗基部放一块单层尼龙布）中进 行过
3、滤。将滤液收集到试管中， 及时用棉塞将试管口塞严。加棉塞的目的是防止滤液 挥发。制备 滤纸 条将干燥的定性滤纸剪成长与宽略 小于试管长与宽的滤纸条，将滤 纸条的一端前去两角，放入试管 下端，并在距这一端处用铅笔画一条细的横线。用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅 画滤 笔线均匀地画出一条细线。待滤液细液干后，再画一两次。 线层析将3mL层析液倒入试管中，将滤 纸条（有滤液细线的一端朝下） 轻轻插入层析液中，随后用棉塞 塞紧试管口。干燥是除去滤纸中极性水 分子，排除水在扩散中的 干扰；干燥的滤纸还可以 使滤液线划得更细。不用 普通滤纸是因为普通滤纸 太粗糙，不利于色素分层。 剪去两角是使层析液上升 均匀
4、，速度适当。线条划得效果越好，这样可以避免。重复画线是为了，分离效果更明显。放滤纸条时，不能让滤液 细线触及层析液，否则， 将使以至实验失败。离观察 与记 录色素颜色宽度含量胡萝卜 素叶黄素叶绿素a叶绿素b滤纸条上四条色素带从上到下依 次是：、叶绿体的结构叶绿 体成分 色素种 类验证【实验】绿叶中色素的提取和分离，详见表5-4-2内容种类颜色含量3/41/4功能验证将4种色素溶液分别放在阳光和三棱镜之 间，从连续光谱中观察不同波长的光被吸收 的情况。内容叶绿素主要吸收，类胡萝卜素主要吸收。应用温室或大棚为提高产量和改善品质使用不 同颜色的光结构双层膜：外膜、内膜腔充满液态基质有许多基粒：由类囊
5、体堆叠而成，分布于此，还有多种酶，并极大扩展了功能进行的场所J【资料分析】三、光合作用的探究历程:时间实验人实验过程结论未解决的问题直到18世纪中 期海尔门特未考虑到植物 从空气中得到 什么。1771 年（英）普利斯特 利蜡烛与绿色植物一 起放在密闭玻璃罩 内不熄火；小鼠与绿 色植物一起放在玻 璃罩内不易死。未发现光在植 物更新空气中 的作用。1779 年（荷）英格豪斯做了植物更新空气 的实验人们不知道植 物吸收和释放 的是什么气 体。1785 年发现了空气的组成这一过程中， 光能哪里去 了？1845 年（德）梅 耶根据能量转换和守 恒定律指出把光能转换成 化学能贮存于 什么物质中呢？1864
6、 年（德）萨克斯把饥饿处理过的绿 色叶片一半曝光，另 一半遮光，一段时间 后碘蒸气处理，曝光 的一半呈深蓝色，遮 光的一半无颜色变 化。光合作用释放 的02来自C02 还是水？1939 年（美）鲁宾和卡 门用同位素标记法，用 180分别标记H2O和CO2 一组向植物提 供 H2O和 C18O2 另 一组提供H218O和CO2第一组释放出 的全是02第二组全是 1802光合作用产生 的有机物是怎 样合成的呢？20世纪40年代（美）卡 尔文用14CO2供小球藻进 行光合作用，追踪检 测放射。四、光合作用过程定义发生范围（主（ ）、7要是植物）、场所（）、能量来源原料（）、产物（）。反应式过程阶段区
7、别-联系场所条件过程（教材图5-15）联系物质变化能量 变化 光反应为暗反应 的进行提供 和 暗反应为光反应的进行提供和。光反应和暗反应是 两者既有区别又紧 密联系，是缺不可 的整体。水在光下分解：ATP的形成：多 种 酶CO2的固定：C3的还原：增强光合作用强度的措施：（1）光照强度对光合作用强度的影响（2）CO2浓度对光合作用的影响温度（4）矿质元素五、化能合成作用讲述起初，人们认为只有绿色植物才能将二氧化碳转化为有机物， 后来发现， 即使没有叶绿素的参与，某些微生物也能将二氧化碳转化为有机物， 这类微生物 称做化能自养型微生物。这类微生物通过氧化如氢气、硫化氢、二价铁离子或亚 硝酸盐等无
8、机物，夺取无机物中的电子，通过电子传递链合成 ATP和NADPH，再利用ATP和NADPH完成二氧化碳的还原和固定。广泛地分布在土壤和水域环境中的硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌等都属于这类微生物。例如，氢 细菌通过将氢气氧化为水，硫细菌通过将硫化氢氧化为硫酸盐， 硝化细菌通过将 氨氧化为亚硝酸盐，或将亚硝酸盐氧化为硝酸盐，来驱动二氧化碳的固定，完成 有机物的合成。学案1 对绿色植物光合作用最有效的一组光是 （ ）A、红光和黄绿光 B、黄光和蓝紫光 C、红光和橙光D、红光和蓝紫光2 在圆形的滤纸中央点上叶绿体的色素滤纸，进行色素分析，会得到近似同心环状的四个色素圈，排在最外圈的色素呈（）A.
9、橙黄色 B .黄色 C.蓝绿色D.黄绿色3 绿叶中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是（）。A. 色素提取液中的不同色素已经分层 B. 阳光的照射使各种色素能彼此分开C. 色素在层析液中的溶解度不同 D. 无水乙醇使色素溶解并且彼此分离的扩散速度不同4 关于叶绿体叙述中，正确的是（）A、叶绿体的色素都分布在类囊体的薄膜上B、叶绿体的色素分布在外膜和内膜上C、光合作用的酶只分布在叶绿体基质中 D、光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒5 光合作用可以分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（）A. 叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应B. 叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应C叶绿体的基
10、质中可进行光反应和暗反应D. 叶绿体的基质中进行暗反应，不进行光反应6 同一水生植物在不同光照条件下，不影响单位时间内产生起泡数的是（）A.玻璃容器的容积B.台灯与玻璃容器的距离C. 溶于水中的CO2的量D.水生植物叶片的数量7光照增强，光合作用增强，但在光照最强的夏季中午，由于气孔关闭，光合作用不但不继续增强，反而下降，主要原因是（）A. 水分解产生的氢不足B.暗反应过程中还原剂数量不足C.叶绿体利用光能合成ATP数量不足D.暗反应过程中C3产生的太少8光合作用中，ATP转变为ADP的地方,是在叶绿体的（）A. 外膜上 B. 基质中 C. 色素中D.类囊体的薄膜上9某科学家用 14C 的二氧化碳作标记来追踪光合作用中的碳原子，证明其转移途径是 （）A. CO2 叶绿素ATP B. CO2 C3 ATPC. CO2 C3 （CH20） D. CO2 C5 （CH20）10德国科学家萨克斯实验，在叶片照光 24 小时后，经脱色、漂洗并用碘液处理，结果有锡箔 覆盖的部分呈棕色，而不被锡箔覆盖的部分呈蓝色。本实验说明（）1 、光合作用需要 C02 2 、光合作用需要光 3 、光合作用需要叶绿素 4 、光合作用放 出氧 5 光合作用制造淀粉A B C D
