能量之源---光与光合作用导学案完整版本(含答案)
“能量之源——光与光合作用”复习导学案
“能量之源——光与光合作用”复习导学案
______________班______________号姓名______________
考点一:捕获光能的色素和结构
例1、关于叶绿素的叙述,错误的是( )
A.叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素
B.被叶绿素吸收的光可用于光合作用
C.叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同
D.植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
例2、叶绿体是植物进行光合作用的场所,下列关于叶绿体结构与功能的叙述,正确的是( ) A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内
B.H2O在光下分解为[H]和O2的过程发生在基质中
C.CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上
D.光合作用的产物——淀粉是在基质中合成的
a和叶绿素b在红光区和蓝紫光区的吸收峰值均不同
[特别提醒] 色素与叶片颜色
①正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的胡萝卜素比例为_________,且对
_________吸收最少,所以正常叶片呈现绿色。
②寒冷时,叶绿素分子易被破坏,类胡萝卜素分子较为稳定,叶片显现出类胡萝卜素的颜色而变黄。 ③秋天降温时,叶绿素被破坏,液泡中的花青素的颜色显现出来,叶片呈现红色。 2、叶绿体的结构和功能
⑴形态:一般呈扁平的_____________或____________。
⑵结构:外部有_________层膜,内部有_____________和由_____________堆叠而成的基粒 ⑶色素和酶的分布:吸收光能的色素分布于_____________上;与光合作用有关的酶分布在__________上和_____________中。
光合作用——能量之源【学案】
光合作用——能量之源【学案】
知识点1
捕获光能的色素
一、提取色素:
1、叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂中,所以用无水乙醇提取色素
2、二氧化硅的作用:研磨充分
3、无水碳酸钠的作用:除去95%乙醇中的水
4、碳酸钙的作用:保护色素
5、过滤:尼龙布
6、棉塞封口
7、重复2~3次:增加色素含量
二、分离色素:
1、方法:纸层析
2、原理:由于各种色素在层析液中的溶解度不同,在滤纸上扩散速率不同,从而将色素分离开来。
3、注意事项:为防止色素溶解到层析液中,所以滤液细线不能触及层析液
4、纸层析结果:
三、色素的功能:吸收、传递、转化光能
四、光合色素的吸收光谱:
【思考】叶片呈绿色的原因?秋季叶片变黄的原因?蔬菜大棚的薄膜颜色?
五、叶绿体的结构和色素的分布:
叶绿体:椭球形,在电镜下可以看到叶绿体外面有双层膜,内部含有几个到几十个基粒;与光反应有关的酶和色素存在于类囊体薄膜上,叶绿体基质中含有与暗反应相关的酶。主要在绿色植物叶肉细胞中,根没有叶绿体,被称为养料制造车间和能量转换站。基质中含有DNA,与细胞质遗传有关。
【思考】能进行光合作用的生物一定有叶绿体吗?
知识点2
光合作用的探究历程
实验证明的结论
普利斯特利植物可以更新空气
英格豪斯植物的绿叶只有在有光条件才能更新空气梅耶植物光合作用时,把光能转化成化学能储存起来
萨克斯(饥饿处
光合作用的产物除氧气外还有淀粉
理)
恩格尔曼植物放氧部位是叶绿体、植物光合作用主要吸收红光和蓝紫
光
鲁宾和卡门采用同位素标记法,证明光合作用释放的氧气来自水卡尔文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
人教版教学教案第4节 能量之源光合作用导学案
第4节 能量之源——光与光合作用课堂导学案
【第一课时学案】
学习目标:1、画出叶绿体的结构2、说出色素的种类、颜色和吸收光谱,区别叶绿素与类胡萝卜素的吸收光谱图。3、能进行叶绿体色素的提取和分离实验的操作 学习过程1.绿叶中色素的提取和分离实验
⑴原理:①色素的提取 。 ②色素的分离: 。
②研磨时加入二氧化硅的作用是 。③研磨时加入碳酸钙的作用是 。 ④研磨要迅速、充分的原因是 。 ⑤过滤后,盛滤液的试管及时用棉塞将管口塞严的目的是 。 ⑥制备滤纸条时,要剪去两角的原因是 。 ⑦画滤液细线的要求是 。
⑧分离时,一定不能让层析液没及滤纸条上的滤液细线的原因是 2.
【课堂探究】探究一 叶绿体中色素的提取与分离 实验流程:
【拓展延伸】
叶片为什么一般是绿色的?秋天变黄是怎么回事?
【跟踪训练1】(2010全国卷Ⅱ改编)请回答下列问题:
(1)在提取叶绿体色素的过程中,研磨叶片通常需加少量二氧化硅、碳酸钙及适量无水乙醇。二氧化硅的作用是 ;碳酸钙的作用是 。
(2)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“叶绿体色素提取和分离”实验,在滤纸上出现了四条清晰的色素带,其中呈黄绿色的色素带为 。
(3)实验结束几天后,乙、丙两同学发现部分预留叶片已变黄。乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的,丙同学则认为某些色素含量增加。根据所学知识,你将如何设计实验来判断两个同学的观点是否正确?
探究二、光合作用的探究历程
1、萨克斯的实验【思考】1864年,萨克斯如何证明光合作用产生了淀粉?
2、恩格尔曼实验
(1)过程:水绵+
高中第四节能量之源:光与光合作用学案教案
第四节能量之源------光与光合作用(一)
一捕获光能的色素和结构
一、学习目标
1、拟定方案,正确选择材料、器具,尝试提取和分离叶绿体色素。
2、通过实验,培养独立完成操作,对实验进行改进、创新和设计的能力。
二、自主实验
粒上含有以上的类囊体,
扩展了。
(2)是进行光合作用的场所。它内部的巨大上,不仅分布着许多吸收光能的,还有许多进行光合作用所必需的。
四.反馈练习
1、甲、乙、丙、丁4盆长势均匀的植物置于阳光下,甲添加蓝紫光,乙添加绿色光,丙添加蓝紫
色滤光片A,丁添加绿色滤光片B(如图所示)。经过一段时间,各盆中长势最旺和长势最差的依次是()
A B
阳光
蓝紫光
阳光阳光阳光
绿色光
甲乙丙丁
A、甲和乙
B、乙和丙
C、甲和丁
D、丙和丁
2、分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的菠菜绿叶,并按下表所示添加试剂,经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液,即深绿色、黄绿色(或褐色)、几乎无色。
处理 A B C
SiO2(少量)+ + +
CaCO3(少量)一+ +
无水乙醇(10毫升)+ —+
蒸馏水(10毫升)—+ —注:“+”表示加;“—”表示不加
试回答:
(1)A处理得到的溶液颜色是,原因是
(2)B处理得到的溶液颜色是,原因是
(3)C处理得到的溶液颜色是,原因是
第5章第4节能量之源--光与光合作用(第1课时)导学案及答案
长白山第二高级中学高效课堂高一生物必修1导学案
层析夜中,.说出绿叶中色素的种类和作用。
的要求
吸管,剪刀,培养皿盖,药勺,量筒
和
的作用仅仅是吸收光能吗
导学案答案:1—5 DACBD
人教版生物必修一:《能量之源光与光合作用》导学案
人教版生物必修一:《能量之源光与光合作用》导学案
分离出叶绿体中的色素。
1.提取色素:
_______________________________________________________
装片放在
__
年,美国的恩格尔曼发现叶绿体是进行光合作用的场所,氧(二)思考:
ADP + Pi +
______________________________________
______________________ .水:水分既是光合作用的原料之一,又可
解读
___________________________________________________________ ___________________________________________________________
进行,因而测得的数值应该为光合作用与_______________________________
能量之源光与光合作用(教案)
能量之源——光与光合作用
导入:大家应该听说过这样一个实验:比利时的科学家海尔蒙特把一棵2.5千克的柳树种在装有90千克泥土的桶里,只浇雨水,5年后,柳树长到85千克,而泥土只减少不到100克,由于水是加到桶里的唯一物质,所以当时海尔蒙特认为使柳树生长的物质是水。那么你们认为呢?(1、植物吸收的水大部分都散失到空气中;2、植物生长主要的原因是植物能利用阳光和空气中的二氧化碳进行光合作用)对于绝大多是生物来说,追根溯源其生命活动所需要的能量都是源自于太阳的光能,而太阳的光能要转化为能被细胞利用的化学能需要经过光合作用,那么哪些生物可以进行光合作用呢?(植物or绿色植物)举例:玉米的白化苗由于不能进行光合作用,在种子的储存的养分耗尽后就会死亡。由此,我们也可以推测,光合作用可能与什么有关?(色素)其实除了绿色植物,还有原生生物如:蓝藻,原核生物如:光合细菌,这些生物之所以能够进行光合作用,也是因为他们体内含与绿色植物一样的某些能够捕获光能的色素,那么究竟绿叶中含有哪些色素呢?
一、实验:绿叶中色素的提取和分离
1、原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中,可用无水乙醇提取绿叶中的色素。绿叶中的色素不只一种,它们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,反之则慢。
2、实验现象:从上到下颜色依次为:橙黄色(胡萝卜素)、黄色(叶黄素)、蓝绿色(叶绿素a)、黄绿色(叶绿素b)
3、结果分析:
色素带的条数与色素的种类有关,四条色素带说明有四种色素。
色素带的宽窄也色素含量有关,越宽说明含量越多,最宽的是叶绿素a,最窄的是胡萝卜素。
能量之源 光与光合作用学案
第五章 细胞的能量供应和利用
1.力。
2.
3.1.
1.
2.
1A B .叶绿体中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、内膜和基粒上
2.某同学在做完“叶绿体中色素的提取和分离”实验后,画出了四种色素在滤纸条上分布的模式图,依次主要表示色素的含量及间隔距离的大小,其中比较能显示真实情况的是 ( )
探究案
探究点一 绘出叶绿体结构模型示意图,标出叶绿体的外膜、内膜、基质、基粒、
光合作用的酶、色素分子分布的位置。
探究点二 画出滤纸条上的色素带,排序,宽窄,并注明可吸收的可见光
随堂检测
1.(A\B 层皆做)关于色素随层析液在滤纸条上扩散情况的叙述,错误的是( )
A.扩散速度最快的色素带呈橙黄色
B.扩散速度最慢的色素带呈蓝绿色
C.最宽的色素带是叶绿素a ,呈蓝绿色
D.最后分离开的两种色素是叶绿素a 和叶绿素b
2.(A\B 层皆做)下列哪一种液体不能作为叶绿体中色素提取液?( ) A .丙酮溶液 B .酒精溶液 C .水溶液 D .汽油
3.(A\B 层皆做)如果没有丙酮和菠菜叶,要保证分离后色素带清晰,可以用来替代的最佳实验材料是 ( )
A .酒精和麦苗
B .酒精和大白菜
C .蒸馏水和大白菜
D .蒸馏水和麦苗
训练案
学习建议
(1)用5 分钟时间梳理本节课的基础知识。 (2)用20分钟左右时间完成下面的训练题。
1.在“色素的提取和分离实验”中,不能让层析液没及滤液细线,否则( ) A .滤纸上的几种色素会扩散不均而影响实验效果 B
.滤纸上的滤液细线会变粗而使色素带相互重叠 C .色素会溶解在层析液中,在滤纸上达不到层析效果 D. 会导致不同色素随层析液在滤纸上扩散的速度不同
能量之源光与光合作用教案
能量之源光与光合作用教案
教案标题:能量之源——光与光合作用
教学目标:
1. 了解光的性质和光的来源;
2. 理解光合作用的定义和过程;
3. 掌握光合作用的重要性及其在生态系统中的作用。
教学重点:
1. 光的性质和来源;
2. 光合作用的定义和过程。
教学难点:
1. 光合作用的重要性及其在生态系统中的作用。
教学准备:
1. 电脑、投影仪等多媒体设备;
2. 实验材料:水果、酵母、糖、试管、白纸等。
教学过程:
一、导入(5分钟)
1. 利用多媒体设备播放与光和光合作用相关的图片或视频,引起学生的兴趣和好奇心;
2. 提出问题:你知道光从哪里来吗?光对生物有什么作用?
二、知识讲解(15分钟)
1. 介绍光的来源:太阳是地球上光的主要来源,通过光的传播使我们能够看到周围的事物;
2. 介绍光的性质:光是一种电磁波,能够传播和传递能量;
3. 介绍光合作用的定义和过程:光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质(如葡萄糖)的过程;
4. 解释光合作用的方程式:6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2。
三、实验演示(20分钟)
1. 分发实验材料,并组织学生进行实验;
2. 实验步骤:
a. 将一些水果剁碎并放入试管中;
b. 加入适量的酵母和糖;
c. 将试管放置在光线充足的地方,并用白纸盖住试管;
d. 观察实验的变化,记录下来;
e. 分析实验结果,引导学生得出结论:光合作用需要光能才能进行。
四、讨论与总结(15分钟)
1. 引导学生回顾实验结果,并讨论光合作用的重要性;
2. 分组进行小组讨论,探讨光合作用在生态系统中的作用;
新人教版高中生物必修1能量之源 光与光合作用 学案
能量之源——光与光合作用学案
一、学习目标:
1.了解光合作用的发现和研究历史。
2.简述光合作用的光反应和暗反应的过程及相互关系。
3.了解影响光合作用强度的环境因素,理解光合作用原理在生产上的应用。二、学习过程
【边听边记】
(1)1771年,英国科学家普利斯特利通过实验证实植物可以___________. (2)1779年,荷兰科学家英格豪斯证实:普利斯特利的实验只有在___________下才能成功;植物体只有___________才能更新污浊的空气。
(3)1785年,由于发现了空气的组成,人们才明确绿叶在光下放出的是___,吸收的是___。
(4)1845年,德国科学家梅耶根据能量转换和守恒定律指出,植物在进行光合作用时,把光能转换成___________储存起来。
(5)1864年,德国植物学家萨克斯通过实验成功证明:光合作用的产物除氧气外还有____,同时也可证明光合作用的条件是________。
(6)美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法证实:光合作用释放的氧气来自_______.
(7)20世纪40年代,美国科学家卡尔文等用小球藻做实验提出了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成_________中碳的途径,并被称为卡尔文循环.
【自学归纳】光合作用的过程
1.光合作用过程可分为哪两个阶段?进行的场所各是哪里?该场所适于进行光合作用的条件有哪些?
2.光合作用两个阶段各发生了什么反应?物质变化及能量变化各有哪些?
【归纳总结】比较光反应与暗反应的区别与联系
1.影响光合作用的外界条件有哪些?试绘出外界条件对植物光合作用速率影响的变化曲线。
第5章第4节 能量之源--光与光合作用(2) 导学案
第5章 第4节 能量之源——光与光合作用(2)
【学习目标】
1、理解光合作用的过程
2、简述化能合成作用
【自主学习】
四、光合作用的过程
1.根据反应过程是否需要 ,将光合作用划分为 和 两个阶段。
2.光反应 (1)场所:叶绿体的
(2)对光的需求:必须
。
(3)叶绿素等色素的作用:
、
和
光能。 (4)物质变化 ①水分子分解成
和
。 ②
直接以分子形式释放出去,
则转变成高能态的 用于暗反应。
③在酶的催化下,捕获的光能还用于合成
等。
(5)能量变化 ①变化实质: 转化为
。
②储存方式:
和高能态的
中,均用于
。
3.暗反应 (1)场所:
中。 (2)对光的需求:
均可。 (3)物质变化 ①1分子CO 2+1分子
−→−酶2分子
。
②
_−−−−→−、ATP
H 、][酶五碳化合物+
等。
(4)能量变化:将
转变成
等有机物中的
。
4.光合作用的概念 (1)场所:绿色植物的
。 (2)物质变化:将
合成为
并释放出
。 (3)能量变化:将 转变成
储存在
和其他
中。
5.总反应式:
。
【合作探究】
1、教材花大篇幅介绍光合作用的探究历程,有什么作用,你从中学到些什么呢?
2、既然你了解了光合作用的原理与应用,你觉得那些外界因素会影响光合作用?
【典例巩固】
1、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,下列参与暗反应必需的物质是()A.H2O、CO
2、ADP B.H2O、CO2、A TP
C.CO2、[H]、ATP D.[H]、H2O、ADP
2、下列关于光合作用的叙述中,正确的是()A.光反应不需要酶,暗反应需要多种酶B.光反应消耗ATP,暗反应形成ATP
C.光反应固定CO2,暗反应还原CO2 D.光反应消耗水,暗反应消耗ATP
能量之源——光与光合作用导学案
5.4 能量之源——光与光合作用导学案(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。
学习重点:
1. 光合作用的发现。
学习难点:
1. 光合作用的发现。
学法指导:依据学习目标进行预习,完成以下内容,用红笔做好疑难标记,以备讨论。
预习自测:
(一)捕获光能的色素和结构
1.绿叶中色素的提取和分离实验——色素种类
(1)实验原理:
①(提取)绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂如无水,所以可以用提取叶绿体中的色素。
② (分离) 绿叶中的色素能够溶解在层析液中,它们在层析液中的不同,因而随层析液在滤纸条上的扩散速度不同:溶解度扩散速度快,溶解度扩散速度慢。这样,在滤纸上可将各种色素分离开。
(2)实验步骤:(1)提取绿叶中的;(2)制备;(3)画细线;(4)分离绿叶中的;(5)与记录。
(3)结果:滤纸条上出现四条颜色不同的色素带,从上到下依次是:橙黄色()、黄色()、蓝绿色()、黄绿色()。色素带的宽度可反映这种色素的。最宽的是,最窄的是。
其中叶绿素约占,类胡萝卜素约占。
2.色素的吸收光谱
叶绿素a和叶绿素b主要吸收,胡萝卜素和叶黄素主要吸收。因为叶绿素吸收最少,所以叶呈现色。这些色素集中在中。
3.光合作用的结构:
叶绿体的外表具有层膜,内部有许多,基粒与基粒之间充满了。每个基粒都是有一个个圆饼状的堆叠而成,这些结构称为。吸收光能的色素就分布在上。
叶绿体是进行的场所,它内部的巨大膜表面上,不仅分布着许多,还
有许多进行光合作用的。
(二)光合作用的探索历程:
能量之源--光与光合作用
第49页,共57页。
CO2
吸
收
C
阳生植物 阴生植物
0
B
光照强度
A
B:光补偿点
C:光饱和点
• 应根据植物的生活习性因地制宜地种植植物。①阳生植物应种植在
阳光充裕的地方,阴生植物应种植在荫蔽的地方;②光强必须达到一定 值。
光补偿点、光饱和点 : 阳生植物 >阴生植物
第50页,共57页。
第28页,共57页。
光合作用的过程
1、光反应阶段:光合作用第一阶段中
的化学反应,必须有光才能进行(叶绿 体类囊体薄膜上)
2、暗反应阶段:光合作用第二阶段,
有光无光都能进行(叶绿体基质中)
第29页,共57页。
请同学们阅读课本P103页图5-15光合作 用的图解
思考: 光反应阶段发生场所、需要哪些条件?
C4植物: C4 、 C3 参与CO2固定的植物 (如:甘蔗,玉米。高粱等)
维管束:呈花环型的两圈细胞,维管束鞘
细胞(含有无基粒或基粒发育不良的叶绿
体,以C3途径固定CO2 )和一部分的叶肉
细胞(以C4途径固定CO2 )。
第39页,共57页。
C3与C4植物
第40页,共57页。
C4植物光合作用特点示意图
第4节
第1页,共57页。
第2页,共57页。
《能量之源——光与光合作用(一)》导学案 (1)
续表
步骤 制备 滤纸 方法
绿叶中色素的提取和分离 原因 透性好、吸收滤液多 (1)干燥滤纸:⑥_____________________; (2)剪去两角:⑦ 使层析液同步到达滤液细线 ______________________。 用毛细吸管吸取少量滤
条
画滤
为防止色素带重叠而影响分离效果 (1)画得细而直:⑧ _____________________________ 液,沿铅笔细线画出一 是为积累更多的色素,使分离后 液细 (2)画2~3次:⑨ ____________________________ 条细而直的滤液细线, 的色素带明显 线 吹干后再重复画1~2次
2.科学家用水绵进行光合作用的实验,把载有水绵和好氧性细 菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环境中,用通过三棱镜的 单色光照射水绵,结果是( C )。 A.细菌均匀分布在水绵周围 B.细菌均匀分布在水绵带状叶绿体的周围 C.细菌集中分布在红光和蓝紫光区照射的水绵周围 D.细菌集中分布在黄绿光区照射的水绵周围 解析 叶绿体中色素含量占3/4的是叶绿素,叶绿素主要吸 收红光和蓝紫光,即此区域光合作用产生的氧气多,好氧性 细菌主要集中在此水绵区域附近。
4.某同学在做色素分离实验时,发现滤纸条的色素带有重叠现 象,其原因可能是( D )。 A.滤液过少 B.层析液没及滤液细线 C.层析液过少 D.滤纸条没经干燥处理 解析 滤纸条上的色素带有重叠现象,是由于画滤液细线时 没经干燥处理,这样画出的滤液细线不能达到细、齐的要 求,使色素扩散不一致,而发生色素带重叠现象。
高中生物必修一第五章第4节光合作用导学案
第4节能量之源——光与光合作用
—、捕获光能的色素和结构
一、实验:绿叶中色素的提取和分离
1、提取绿叶中的色素(1)原理:绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中。
(2)过程:
步骤名称操作过程
取材称取5g,,放入研钵中
研磨加入少许,再加人10ml,迅速、充分研磨
过滤漏斗基部放一块,将滤液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤
收集用小试管收集色素滤液,及时将试管口用
2、分离绿叶中的色素
(1)原理:各种色素在层析液中的不同,高的随层析液在滤纸上扩散得快,反之则慢,因而色素就会随着在滤纸上的扩散而分离开。
(2)步骤:
制备剪滤纸条:将滤纸剪成略小于试管长于直径的滤纸条,并在一端
滤纸条
铅笔画线:在距处用铅笔画一条细的横线
用吸取少量滤液
画滤液
细线画线:沿铅笔线均匀地画出一条细线
待后,再画次
分离绿叶中的色素:将适量的层析液倒入试管中,然后插入滤纸条(有的一端
朝下),随后用棉塞塞紧试管口
注意:不能让触及层析液
观察结果:滤纸条上有四条色素带
二、绿叶中色素种类、分布及吸收光谱
色素种类颜色吸收光谱分布
叶绿素(约占3/4)叶绿素a 主要吸收
叶绿体中的类囊
体薄膜上
叶绿色b
类胡萝卜素(约占1/4)胡萝卜素主要吸收叶黄素
三、叶绿体的结构与功能
1、结构
构成:由囊状结构的堆叠而成
重要成分:与光合作用有关的
2、功能
是进行的场所。
二、光合作用的原理和应用
一、光合作用的概念
1、场所:。
2、能量来源:。
3、原料:和。
4、产物:、。
1、光合作用的总反应式为:。
2、过程(图见下页)
(1)写出各标号的名称:
①②③④⑤
⑥⑦⑧⑨
(2) Ⅰ是反应,反应场所:。Ⅱ是反应,反应场所:。
教学设计及导学案 (能量之源——光与光合作用)
第五章细胞的能量供应和利用
第4节能量之源——光与光合作用
一、教学目标
知识方面:
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、说出光合作用以及对它的认识过程。
4、说出光合作用原理的应用。
5、简述化能合成作用。
能力方面:尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
情感态度价值观:通过研究科学家对光合作用原理的探究过程,认同科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的;认同科学家不仅要继承前人的科研成果,而且要善于吸收不同意见中的合理成分,还要有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
二、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点:
⑴绿叶中色素的种类和作用。
⑵光合作用的发现及研究历史。
⑶光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
⑷影响光合作用强度的环境因素。
解决方法:
⑴通过色素提取和分离实验,让学生仔细观察分离出的不同色带,色带的颜色、分布顺序
和宽窄,思考其原因及作用。
⑵让学生从化学反应的角度看光合作用的过程,明确每一个物质变化的来龙去脉和相应的
能量转化的过程。
⑶让学生通过探究活动理解光合作用原理的应用。
2、教学难点:
⑴光反应和暗反应的过程。
⑵探究影响光作用强度的环境因素。
解决方法:
⑴通过由浅入深的讲解,让学生理解光反应和暗反应的过程,区别和联系。
⑵通过探究活动——环境因素对光合作用强度的影响,让学生掌握光合作用原理在农业生
产中的应用。
三、课时安排:3课时
四、教学方法:讲解、实验法。
五、教具准备:课件
六、学生活动
1、指导学生阅读教材,找出需了解的知识点。
2、让学生讨论认识叶绿体的结构,这种结构有哪些适于进行光合作用的特点;光合作用的
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5.4《能量之源—光与光合作用》学案
【学习目标】
1、说明光合作用以及对它的认识过程
2、尝试探究影响光合作用强度的环境因素
3、说出光合作用原理的应用
4、简述化能合成作用
【知识点导读】
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: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
①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。
②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。
③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
(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)1771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)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。
(6)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:
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+燃烧的蜡烛不熄灭
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:
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
萨克斯实验:
学习重点、难点
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: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:
●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:
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、叶绿素的提取和分离实验
(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_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:
(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,并在距这一端1cm 处用铅笔画一条细且直的横线。
(3)画滤液细线:
①用毛细吸管吸取少量滤液;②画线;③待滤液细线干后,重复2~3次
(4)分离绿叶中的色素:
将3mL层析液倒入试管,插入滤纸条(有滤液细线的一端朝下,滤液细线不能触及层析液),随后用棉塞塞紧试管。
(5)观察现象:
层析的结果:四条色素带从上往下依次为:胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a,叶绿素b
橙黄色(胡萝卜素)→黄色(叶黄素)→蓝绿色(叶绿素a)→黄绿色(叶绿素b)(三)实验注意事项
①研磨时加入无水乙醇的作用是溶解色素。
②研磨时加入二氧化硅的作用是研磨充分。
③研磨时加入碳酸钙的作用是防止在研磨过程中,叶绿素受到破坏
④研磨要迅速、充分的原因是保证获得更多的色素,迅速:防止溶剂挥发。
⑤过滤后,盛滤液的试管及时用棉塞将管口塞严的目的是
防止乙醇挥发。
⑥制备滤纸条时,要剪去两角的原因是使色素在滤纸
条上扩散均匀。
⑦画滤液细线的要求是细且直防止色素带重叠,使
色素分子均匀分布在一条直线上,做到扩散起点一致。重
复划2~3次,是为了增加滤液细线上的色素分子数量,
使实验效果更加明显_。
⑧分离时,一定不能让层析液没及滤纸条上的滤液细线的
原因是色素易溶解于层析液中,导致色素带不清晰
⑨分离后出现的色素带的宽度可以代表色素的含量。
色素带与滤液细线的位置代表色素的溶解度____。在层析液中溶解度最高的色素:胡萝卜素;溶解度最低的色素:叶绿素b 含量最多的色素:叶绿素a ;含量最少的色素:胡萝卜素;
四、光合作用的过程(一)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:
⑴光反应阶段:①部位:类囊体薄膜
②条件:光、色素、酶、H
2
O
③过程:水的光解:(为暗反应供H)
ATP的形成(为暗反应供能)
④能量变化:光能→ATP中活跃的化学能
⑵暗反应阶段:①部位:叶绿体基质②条件:多种酶,[H],ATP,CO
2
③过程:
CO
2
的固定:
C
3
的还原:
([H]做还原剂,消耗ATP,CH
2
O指糖类)
④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
物质变化
物质变化