学年高中生物第三章第五节光合作用教学案浙科版必修1Word格式文档下载.docx
《学年高中生物第三章第五节光合作用教学案浙科版必修1Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学年高中生物第三章第五节光合作用教学案浙科版必修1Word格式文档下载.docx（38页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
②滤液细线要细、直、齐是使分离的色素不重叠，重复画线的目的是增加色素含量使分离的色素带清晰，便于观察。
4．实验结束后，某同学的滤纸条上没有出现色素带，请探讨其实验失败的可能原因？
①忘记画滤液细线。
②层析时滤液细线触及层析液。
5．滤纸条上色素带的宽窄代表什么含义？
色素的含量。
色素含量多、色素带宽，反之则窄。
6．滤纸条上色素带的排序代表什么含义？
色素在层析液中的溶解度不同。
溶解度大，位于上部，反之，位于下部。
1．实验注意事项
（1）选材时应注意选取鲜嫩、色浓绿、少浆汁的叶片，如菠菜叶、棉花叶等。
（2）研磨要迅速、充分。
一是因为95%乙醇容易挥发；
二是为了使叶绿体完全破裂，从而能提取较多的色素；
三是叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏。
（3）滤纸条要用干燥滤纸，且剪去两角。
可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。
（4）画滤液细线时要画得细、齐而直，且重复画两三次。
（5）分离色素时层析液不能触及滤液细线。
且层析液有一定毒性，层析时要加塞（加盖），尽量减少有机溶剂的挥发。
2．实验结果分析
（1）色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。
（2）色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。
（3）相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。
（4）色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b比叶黄素稍宽。
光合作用的概述
1．光合作用的含义
光合作用是一个吸能反应，它是指绿色植物以二氧化碳和水为原料，通过叶绿体，利用光能合成糖类等有机物的过程。
2．光合色素的种类、颜色及吸收光谱[填表]
色素种类
吸收光
吸收光谱图示
叶绿素
叶绿素b
（黄绿色）
吸收红光
和蓝紫光
叶绿素a
（蓝绿色）
类胡萝
卜素
叶黄素
（黄色）
吸收蓝紫光
胡萝卜素
（橙黄色）
3．光合作用所释放O2的来源
下图是1939年美国科学家鲁宾和卡门用18O（同位素示踪法）分别标记CO2、H2O：
（1）实验分析：
设置了对照实验，自变量是标记物质（H218O和C18O2），因变量是O2的放射性。
（2）结论：
该实验证明光合作用释放的氧气全部来源于水。
4．光合作用的总反应式
6CO2＋12H2O
C6H12O6＋6H2O＋6O2。
1．一般植物的叶片在春、夏季为绿色，而在秋季呈黄色。
请分析出现这一现象的原因是什么？
在春夏季节，叶子中叶绿素含量多于类胡萝卜素，叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以呈绿色。
在秋季，叶绿素被破坏，类胡萝卜素完好，叶子呈现出了类胡萝卜素的颜色，所以呈现黄色。
2．温室或大棚种植蔬菜，应选用什么颜色的玻璃或塑料薄膜？
无色玻璃或塑料薄膜。
3．显微镜下看到的叶绿体是绿色的，那么，叶绿体的内外两层膜应是什么颜色的？
是无色的。
4．从所含化学成分上分析，叶绿体能进行光合作用的原因是什么？
叶绿体中含有光合色素和与光合作用有关的酶。
（1）叶绿体和液泡中都有色素，但只有叶绿体中的色素参与光能的吸收、传递和转化。
（2）叶绿体中的色素只存在于类囊体膜中，与光合作用有关的酶存在于两个部位——叶绿体类囊体膜中和基质中。
光合作用的过程
1．完善光合作用的过程图解
2．填表比较光反应和碳反应
项目
光反应
碳反应
场所
在叶绿体内基粒类囊体膜中进行
在叶绿体基质中进行
条件
需色素和光、酶
需要多种酶
物质
变化
①水的光解：
2H2O
4H＋＋4e－＋O2
②合成ATP：
ADP＋Pi＋能量
ATP
③NADPH的形成：
NADP＋＋2e－＋H＋
NADPH
①CO2的固定：
3CO2＋3C5
6C3（三碳酸）
②C3的还原：
6个三碳糖（其中有1个三碳糖积累离开卡尔文循环）
③C5（RuBP）的再生：
5个三碳糖
3C5
能量转化
叶绿素把光能→活跃的化学能，并贮存在ATP、NADPH中
NADPH、ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能
联系
①光反应为碳反应提供NADPH和ATP
②碳反应产生的ADP和Pi、NADP＋为光反应合成ATP和NADPH提供原料，二者是光合作用全过程的两个阶段，是相辅相成的
3．当条件发生变化时，某些成分含量变化
（1）当光照减弱时，短时间内C3（三碳酸）含量上升，C5（RuBP）含量下降。
原因是：
由于光照减弱，ATP、NADPH合成减少，C3（三碳酸）的还原受阻，而短时间内CO2的固定继续进行。
（2）当CO2减少时，短时间内C5含量上升，C3（三碳酸）含量下降。
由于CO2减少，CO2的固定受阻，而短时间内C3的还原继续进行。
1．碳反应必须在无光条件下才能进行吗？
光反应必须在光下进行，而碳反应有光无光都可进行。
2．为什么碳反应不能“较长时间”地在黑暗条件下进行？
因为光反应为碳反应提供的NADPH、ATP是有限的。
3．试利用同位素示踪法，分析光合作用过程中各元素的转移途径。
（1）用放射性同位素分别标记H2O中的H和O，则能在光合作用的哪些物质中检测到放射性？
O可在释放的氧气中检测到；
H可在产生的糖类中检测到。
（2）试在光合作用总反应式中标出各元素的来源和去路。
光合作用总反应式及各元素去向：
4.结合光合作用过程，你认为早晨锻炼好还是傍晚锻炼好？
傍晚锻炼好。
因为植物在白天进行光合作用，吸收CO2产生O2；
晚上只进行细胞呼吸，吸收O2释放CO2，所以傍晚时空气中O2含量比早晨多。
光照和CO2浓度变化对光合作用主要物质含量变化的影响
C3（三碳酸）
C5（RuBP）
NADPH和ATP
模型分析
光照由强到弱CO2供应不变
增加
减少
减少或没有
光照由弱到强CO2供应不变
增加
光照不变CO2由充足到不足
光照不变CO2由不足到充足
[特别提醒]
（1）以上各物质的变化是相对含量的变化，不是合成速率，且是在条件改变后的短时间内发生的。
（2）在以上各物质的含量变化中：
C3（三碳酸）和C5（RuBP）含量的变化是相反的，即C3（三碳酸）增加，则C5（RuBP）减少；
NADPH和ATP的含量变化是一致的，都增加，或都减少。
影响光合作用的因素
1.光合速率
也称光合强度，它是指一定量的植物在单位时间内通过光合作用释放氧气的量或消耗二氧化碳的量或干物质的合成量。
2．探究环境因素（光强度）对光合作用强度的影响
（1）实验原理：
（2）实验流程：
烧杯
小圆形叶片
加富含CO2的清水
光强度
相同时间内叶片浮起数量
甲
10片
20mL
强
多
乙
中
丙
弱
少
（3）实验结论：
在一定范围内，随着光强度不断增强，小圆形叶片中产生的O2多，浮起的多，表明光合作用强度也不断增强。
3.影响光合速率的外界因素（参见P112小专题大智慧）
下图所示的1～4四种实验条件下，测定不同光强度对光合作用速率的影响。
从实验可知，限制实验2、实验3和P点光合作用速率的因素分别是温度、CO2浓度、光强度。
4．光合作用与细胞呼吸的关系（参见P116小专题大智慧）
1．在探究环境因素对光合作用强度的影响实验中，叶片下降的原因是什么？
光照后叶片为什么上升？
抽出气体后，细胞间隙充满水，叶片下降；
光照后，叶片进行光合作用，细胞间隙又充满气体，叶片上升。
2．根据在不同光强度下，单位时间内叶片上浮的数量，描述光强度与光合作用强度的关系，并尝试用曲线表示。
（横坐标为光强度，纵坐标为光合作用强度）
3．下图为夏季晴朗的白天，植物光合作用强度曲线图，据图思考问题：
（1）在12时左右光合作用强度明显减弱的原因是什么？
光照过强→气孔关闭→CO2供应不足→光合作用下降。
（2）C点与B点相比，C3（三碳酸）和C5（RuBP）化合物含量发生怎样的变化？
与B点相比，C点C3（三碳酸）含量相对下降，C5（RuBP）含量相对上升。
4．光强度是如何影响植物的光合速率？
在其他条件都适宜的情况下，在一定范围内（光饱和点前），光合速率随光强度提高而加快。
当光强度高到一定数值（光饱和点）后，光强度再提，光合速率不再提高。
5．根据光强度对光合作用的影响分析生产上提高光合速率的措施有哪些？
①适当增强光强度；
②合理密植等。
6．根据二氧化碳浓度对光合作用的影响分析生产上提高光合速率的措施有哪些？
①使用农家肥：
利用土壤中微生物分解有机物，放出CO2，产生各种矿质离子。
②合理密植和确保良好的通风。
③温室中还可以使用CO2发生器、施用干冰。
探究环境因素（光强度）对光合作用强度影响的变量分析
自变量
设置方法
因变量
观察指标
通过台灯距离实验材料的远近来设置
光合作用强度
观测单位时间内被抽去空气的小圆叶片上浮的数量
以图表信息为依托，考查光合色素的提取与分离
[例1] 在做“光合色素的提取与分离”实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示（“＋”表示使用，“－”表示未使用），其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为（ ）
丁
95%乙醇
－
＋
水
CaCO3
SiO2
A．①②③④ B．②④①③
C．④②③①D．③②①④
[思路点拨]
[精讲精析] 由于甲在提取过程中用的是水，而色素不溶于水，因此得到的提取液中不含色素，得到的结果对应②；
乙的操作正常，得到的结果对应④；
丙在研磨过程中没有加入CaCO3，部分色素分子被破坏，得到的结果对应①；
丁在研磨过程中没有加入SiO2，使研磨不充分，提取的色素含量较少，得到的结果对应③。
[答案] B
光合色素提取与分离实验异常现象分析
（1）收集到的滤液绿色过浅的原因分析：
①未加石英砂（二氧化硅），研磨不充分。
②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素（叶绿素）太少。
③一次加入大量的95%乙醇，提取浓度太低。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
（2）滤纸条色素带重叠：
滤纸细线画的过粗。
（3）滤纸条看不见色素带：
②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
1．右图所示为某同学做“光合色素的提取与分离”实验的改进装置，下列与之有关的叙述中，错误的是（ ）
A．应向培养皿中倒入层析液
B．应将滤液滴在a处，而不能滴在b处
C．实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆（近似圆形）
D．实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色
解析：
选D 图示为叶绿体中光合色素分离的实验装置，所以应把层析液倒入培养皿中；
灯芯起到传递层析液的作用，把色素滴到a点让其在定性滤纸上扩散；
四个圆圈中扩散最慢的即为圆圈最小的，它应该是呈黄绿色的叶绿素b。
以结构图为依托，考查叶绿体的结构和功能
[例2] 右图为叶绿体结构示意图，下列有关叶绿体结构与功能的叙述错误的是（ ）
A．①和②具有选择透性功能
B．③上既有光合色素又有与光合作用有关的酶
C．③和④上都有与光合作用有关的酶
D．有叶绿体的细胞才能进行光合作用
[精讲精析] ①②表示叶绿体的双层膜，它们具有选择透性功能。
③为叶绿体的基粒，其上含有进行光合作用的色素和酶。
④基质也是进行光合作用的场所，也具有与光合作用有关的酶。
光合色素和酶是进行光合作用的必要条件，具有上述条件而不具有叶绿体的蓝细菌等也可进行光合作用。
[答案] D
叶绿体和线粒体的内部膜面积都很大，但是原因不同：
叶绿体是通过类囊体的堆叠来实现的，而线粒体是通过内膜的某些部位向内腔折叠来实现的。
2．将长势相同的三盆麦苗分别置于钟罩内，如下图所示，若干天后，与丙盆相比，甲、乙两盆麦苗长势（ ）
A．甲、乙、丙三盆麦苗长势相近
B．甲与丙长势相近，乙比丙长势差
C．乙与丙长势相近，甲比丙长势差
D．甲、乙长势都比丙好
选C 甲盆罩的绿色透明膜的特性是不吸收绿光（我们看到的颜色是其反射光），因此罩内的麦苗得到的主要是绿光。
同理，乙盆的麦苗得到的主要是红光和蓝紫光。
丙盆的透明罩能透过各种波长的光，即麦苗能得到各种波长的光，显然丙盆是该实验中的对照。
由于麦苗进行光合作用主要利用的是可见光中的红光和蓝紫光，所以，乙盆与丙盆的麦苗长势相近，而甲盆中的麦苗缺少可利用的光能，长势较差。
以图示为载体，考查光合作用过程
[例3] 下图1表示光合作用部分过程的图解，图2表示改变光照后，与光合作用有关的五碳化合物和三碳化合物在细胞内的变化曲线。
据图回答下面的问题：
（1）图1中c表示的物质是________，它由________阶段产生的，其作用主要是________________________________________________________________________。
（2）图1中ATP形成所需的能量最终来自于______。
若用放射性同位素标记14CO2，则14C最终进入的物质是______________。
（3）图2中曲线a表示的化合物是________，在无光照时，其含量迅速上升的原因是：
________________________________________________________________________。
（4）曲线b表示的化合物是________，在无光照时，其含量下降的原因是：
[精讲精析]
（1）光反应为碳反应提供的物质是NADPH和ATP，由此可确定c是NADPH，NADPH是由水光解后经一系列过程产生的，其作用主要是用于C3（三碳酸）的还原。
（2）光反应中，光能转换为活跃的化学能储存于ATP等化合物中，14CO2的同化途径为：
（3）（4）题干中已说明曲线a、b表示C3（三碳酸）和C5的含量变化，光照停止后，光反应停止，NADPH和ATP下降，C3（三碳酸）的还原减弱直至停止，而CO2的固定仍将进行，因此C3（三碳酸）含量相对升高，C5（RuBP）含量相对下降，即a表示C3（三碳酸），b表示C5（RuBP）。
答案：
（1）NADPH 光反应 用于C3（三碳酸）的还原
（2）太阳光能 葡萄糖等有机物
（3）C3（三碳酸） CO2与C5（RuBP）结合形成C3（三碳酸）继续进行，而C3（三碳酸）的还原减弱直至停止
（4）C5（RuBP） C5（RuBP）与CO2结合形成C3（三碳酸）继续进行，而C3（三碳酸）的还原减弱直至停止
C3（三碳酸）和C5（RuBP）含量变化的分析方法
（1）
―→
―→有机物合成量减少
（2）
3.下图为叶绿体结构与功能示意图，相关说法错误的是（ ）
A．提取M中的色素时不加CaCO3滤液呈褐黄色
B．供给14CO2，放射性出现的顺序为CO2→C3→甲
C．结构M中的能量变化只是光能转变为ATP中的化学能
D．图中水可来自液泡和线粒体
选C 结构M中的能量变化是光能转变为ATP、NADPH中的化学能。
以坐标曲线图为信息依托，考查影响光合作用的因素
[例4] 下图曲线a表示某种植物在温度为20℃、CO2浓度为0.03%的环境中随着光强度的变化光合作用速率的变化；
在N点时改变某种条件，结果发生了如曲线b的变化。
下列分析不正确的是（ ）
A．在N点时改变的某种条件可能是适当提高了温度
B．在N点时改变的某种条件可能是增加了CO2浓度
C．图中M点与N点相比较，M点时叶绿体产生的NADPH和ATP少
D．K点时光合作用的限制因素可能是光强度
[精讲精析] 图中M点与N点相比较，M点时光强度弱，光反应弱，产生的NADPH和ATP少；
适当升温和增加CO2浓度都能提高光合作用速率；
从曲线看出K点时光强度是充足的，限制光合作用的因素可能是CO2浓度和温度。
解答坐标曲线题的基本步骤
（1）明标，即关注横坐标和纵坐标所表示的含义。
（2）找点，即找出曲线中的起点、止点、顶点、交点和转折点等关键点。
（3）理解曲线含义。
即找出曲线形状及上升、下降或波动等变化趋势，并找出其变化的原因。
（4）在受多种因素影响时，找出曲线的限制因素。
方法是对纵坐标或横坐标作垂线、或者只看某一条曲线的变化，从而将多因素转变为单一因素，进而确定限制因素。
4．下列是有关光合作用的图示，请回答：
（1）写出图甲中下列物质的名称：
A________，C________。
（2）从图甲可知：
光合作用包括D和E两个阶段，E是________，在叶绿体的________中进行，该阶段需要D阶段提供的物质是________和________。
（3）叶绿体的色素分布在________（用图中字母回答），可用________法分离。
（4）影响绿色植物光合作用的外界因素有光强度、CO2浓度、温度等。
①若图乙中的x代表光强度，光强度影响光合作用强度主要是影响________阶段（用图甲的字母回答）。
②若图乙中的x代表温度，其主要通过影响________来影响光合作用强度。
③光合作用强度在图丙的a点时达到最大值，请画出CO2浓度继续增加时曲线的变化趋势。
图甲中A是O2，B是ATP，C是C3，D是光反应，E是碳反应，F是基粒。
叶绿体中的色素分布在类囊体膜中，可用纸层析分离绿叶中的色素。
光照主要影响光合作用的光反应阶段，温度主要影响酶的活性。
（1）O2 三碳酸（或C3）
（2）碳反应 基质 NADPH ATP（或B） （3）F 纸层析
（4）①D ②酶的活性 ③如右图
[课堂回扣练习]
一、概念原理识记题
1．光合作用过程中，与光反应相比，碳反应阶段的特点是（ ）
A．需要光、叶绿体色素和酶
B．在酶、ATP和NADPH的作用下完成CO2的固定和C3（三碳酸）的还原，最终形成有机物
C．把水光解为H＋＋e和氧气
D．把光能转化为储存在糖类中的化学能
选B 碳反应阶段是一系列的酶促反应，主要的物质变化是CO2的固定和C3（三碳酸）的还原。
二、基本原理应用题
2．研究人员发现，从蔬菜叶中可提取大量的各种天然色素，这为目前市场上天然色素“供不应求”的状况提供了一条解决的途径。
在进行“植物中光合色素的提取”实验时，如果在研钵中研磨绿叶时没有加入碳酸钙，最可能会出现的结果是（ ）
A．研磨不充分，提取的色素少
B．层析后滤纸条上位于下边的两条色素带变窄
C．层析时各种色素不能相互分离，造成色素带的重叠
D．层析后滤纸条上只剩两条色素带
选B CaCO3是保护色素的，不加CaCO3会导致部分叶绿素被破坏，导致叶绿素含量减少，滤纸条上色素带变窄。
三、易错易混辨析题
3．某实验小组将玉米幼苗置于一密闭容器内，测定温度对光合作用和细胞呼吸的影响（用容器内CO2的变化量表示）。
实验结果如下（“＋”表示增加，“－”表示减少），下列有关说法正确的是（ ）
温度
（℃）
10
15
20
25
30
35
40
45
适宜
光照
－12
－17
－23
－26
－35
－24
－15
黑暗
＋6
＋11
＋18
＋25
＋35
＋40
＋32
＋20
A．由表中数据可知，光合作用酶和细胞呼吸酶的最适温度相同
B．在适宜光照下，35℃时光合速率小于呼吸速率
C．由表可知，在适宜光照下，最有利于植物生长的温度是30℃
D．在黑暗情况下，叶肉细胞内无ATP的形成
选C 光合作用酶在30℃时候作用最强，此时为70，而细胞呼吸在35℃最强，这个
升级会员 