1、第五章第四节导学案 课题 能量之源光与光合作用 学习 目标 说出绿叶中色素的种类和作用 说出叶绿体的结构和功能 说出光合作用原理的应用 简述化能合成作用 学习重点 探究影响光合作用的因素 学习难点 光反应和暗反应的过程 学习过程 【自主学习】 一、实验：绿叶中色素的提取和分离 （一）实验原理： 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以，可以用 提取绿叶中的色素； 叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同(溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；溶 解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。)，所以，可以用 分离出 叶绿体中的 色素。 （二）实验步骤： 1提取色素： 称取 5 克绿色叶片并剪碎，放入研钵中
2、。 加入少量 、 和 10mL 迅速充分研磨 将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块 ）中进行过滤。将滤液 收集到试管中，及时用 将试管口塞严。 2制备滤纸条：将干燥的 剪成长与宽略小于试管长与宽的滤纸条，将 滤纸条的一端剪去两角，并在距离这一端厘米处用铅笔画一条细的横线。 3画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条 。待滤 液干后，再画一两次。 4分离绿叶中的色素：将毫升 倒入试管（也可用小烧杯代替试管，用培养 皿盖住小烧杯）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。 5观察与记录：观察试管内出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色。将观
3、察结果记 录下来。 （三）实验结果 （四）实验结论：滤纸条上有 条不同颜色的色素带，从上往下依次为：胡萝卜素、叶黄 素、 、叶绿素 。这说明绿叶中的色素有种，它们在层析液中的溶解 度不同，随层析液在滤纸上扩散的快慢也不一样。 （五）讨论： 1色素的提取实验中，研磨时为什么要加 CaCO3、SiO 2和无水乙醇，其目的是 _ _ _ 2为什么滤纸条要剪去两角？ _ _ _ 3为什么滤液细线要画得细、齐、直且要重复画？ _ 4滤纸上的滤液细线，为什么不能触及层析液？ _ 二、叶绿体的结构与功能 1分布：主要分布在植物的_ 2形态：_ 3结构：_ 4功能：_ 三、恩格尔曼的实验设计有何巧妙之处？ 1
4、.选用水绵作实验材料，其叶绿体呈 状，便于观察和分析研究。 2.选用 的光束照射，并且用 细菌进行检测，能准确判断释放氧气的部位。 3.临时 装片放在 并且没有 的环境中，排除了环境中光线和氧气的影响。 4.进行局部 和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。 四、光合作用发现的历程 （一）发现历程 1公元前 3 世纪，古希腊哲学家亚里士多德认为：植物生长所需的物质全来源于土中。 21648 年，海尔蒙特（比利时）做了盆栽柳树称重实验，得出柳树生长所需的营养物质是 从水中获得。他没有认识到空气中的物质参与了有机物的形成。 31771 年，英国的普里斯特利做了一个有名的实验，通过实验
5、他得出了结论： _。 但他并没有发现光的重要性。 41779 年，荷兰的英恩豪斯证明_ _ 51785 年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是 _，吸收的是_ 61804 年，法国的索叙尔通过定量研究进一步证实二氧化碳和水是植物生长的原料。 71845 年，德国的梅耶根据能量转化与 明确指出 _ 81864 年，德国的萨克斯发现光合作用产生淀粉。他做了一个试验，通过实验，成功的证 明_ 91880 年，美国的恩格尔曼发现叶绿体是进行 光合作用的场所，氧是由叶绿体释放出来的。 101897 年，首次在教科书中称它为光合作用。 111939 年，美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标
6、记法研究了“光合作用中释放出的氧到底 来自水，还是来自二氧化碳”这个问题，得到了氧气全部来自于 的结论。 1220 世纪 40 年代，美国的卡尔文等科学家用小球藻做实验：用 14C 标记的二氧化碳（其中 碳为 14C）供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性，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碳的途径，这一途径被成为 循环。 （二）思考： 1光合作用原料、场所、条件、产物各是什么？_ _ 2在上述基础上请用简洁语言给光合作用下定义。 绿色植物通过_，利用_，把_和_ 转化成储存着能量 的_，并且释放出 _的过程。 五、光合作用的过程 （一）过程 1光反应 （1）部位：叶绿体
7、的 （2）条件： （3）物质变化：水的光解：2H 2O + O 2 ATP 的形成：ADP + Pi + 能量 ATP （4）能量变化：光能ATP 中的 化学能 2暗反应 (1)部位：叶绿体 中 (2)条件： (3)物质变化：CO 2的固定：CO 2 + 2C 3 C3的还原:2C 3 + 12H + ATP C 6H12O6 + H2O (4)能量转换：ATP 中的 化学能 有机物中的 化学能 总反应式： _ （二）光反应与暗反应的比较 项目 光反应 暗反应 条件 需色素、光、酶、水 场所 叶绿体的 叶绿体的基质 物质 变化 能量 变化 不 同 实质 联 1、光反应为暗反应的进行提供 2、暗
8、反应是光反应的继续，暗反应为光反应的进行提供 系 合成 ATP 的原料 3、两者相互 又同时进行，相互制约又密切联 系 六、化能合成作用 1 概 念 ： 自 然 界 中 存 在 某 些 ,利 用 环 境 中 的 氧 化 释 放 的 化 学 能 ， 把 转 化 成 为 贮 藏 能 量 的 有 机 物 的 过 程 。 进 行 化 能 合 成 作 用 的 生 物 是 自 养 型 的 。 2实例：硝 化 细 菌 、 硫 细 菌 、 铁 细 菌 【合作探究】 一、光合作用中突然改变条件对某些物质的影响 改变 条件 H的 含量 ATP 的 含量 C3的 含量 C5的 含量 （CH 2O ） 突然停 止光照
9、 降低 突然增 加光照 增加 突然停 止 CO2供应 降低 突然增 加 CO2供应 降低 增加 二、影响光合作用的因素及其在生产上的应用 1光照强度： （1）解读： _ _ _ _ 当植物在某一光照强度条件下，进行光合作用所 吸收的 CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所 释放的 CO2量达到平衡时，这一光照强度就称为 。 当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少时，这一光照强度 就称为植物光合作用的 。 （2）应用：_ _ 2温度： （1）解读：_ _O 光 照 强 度 CO2吸 收 C2释 放 ABC O 光合作用速率 CO 2浓 度A B O 光合作用速率 10
10、20 30 40 50温 度 （ C）A BC 光 合 作 用 的 实 际 量 2 4 6 8叶 面 积 指 数O 物质的量 呼 吸 量干 物 质 量 O 光合作用速率 叶 龄ABCO 光合作用速率 水 和 矿 质 元 素 浓 度A 单 一 因 素 对 光 合 作 用 影 响 的 图 象 _ （2）应用：_ _ _ 3CO 2浓度： （1）解读：_ _ _ _ （2）应用： _ _ _ _. 4叶龄： （1）解读： （2）应用： 5水：水分 既是光合作用的原料之一，又可 影响叶片气孔的开闭，间接影响 CO2的吸收。缺乏水时会使光合速率下降 6必需矿质元素的供应：绿色植物进行光合作用时，需要多种
11、必需的矿质元素。如氮是催化 光合作用过程各种酶以及 NADP+和 ATP 的重要组成成分；磷也是 NADP+和 ATP 的重要组成 成分。 7.多因子变量对光合作用的影响 解读：_ _ 三、光合作用与呼吸作用的比较 光合作用 呼吸作用 场所 叶绿体 条件 有光、无光都能进行 物质 变化 能量 变化 实质 分解有机物，释放能量 范围 绿色植物细胞 联系 四、关于总光合量与净光合量的比较、分析与计算 （一）光合作用强度的表示方法 1单位时间内光合作用产生糖的数量 2单位时间内光合作用吸收 CO2的量 3单位时间内光合作用放出的 O2的量 总光合作用 是指植物在光照下制造的有机物的 总量(吸收的 CO2总量)。 净光合作用 是指在光照下制造的有机物总量(或吸收的 CO2总量)中扣除掉在这一段时间中植 物进行呼吸作用所消耗的有机物(或释放的 CO2)后，净增的有机物的量。 对于绿色植物来说，由于进行光合作用的同时，还在进行呼吸作用。因此，实际光合速率 净光合速率呼吸速率 （二）实际光合速率与净光合速率的表示方法： （三）曲线及其解读 绿色植物每时每刻都在进行细胞呼吸，当在光下测定植物光合强度时，由于植物的细胞呼 吸同时 进行，因而测得的数值应该为光合作用与细胞呼吸的代数和。如下图： A 点：_ _ AB 段：_ _ B 点：_ _ B 点之后：_ _
