光合作用的过程.docx

1、光合作用的过程【光合作用的过程】导学案 班级 姓名 一、知识准备项 目内 容叶绿体主要结构叶绿体主要成分光合作用反应式二、探究光合作用的过程探究活动之一【实验一】科学家从植物叶片中分离出叶绿体，然后打破叶绿体膜，离心得到基粒（绿色）和基质（淡黄色）两部分。向两部分提供水，并给予光照，结果：基粒部分产生氧气，而基质部分没有氧气产生。向两部分提供二氧化碳，并给予反应所需的各种条件，结果：基粒部分没有糖类等有机物，而基质部分产生了糖类等有机物。【讨论并交流】基粒和基质中各发生了什么变化？从基粒和基质中发生的变化，你认为光合作用是一步完成的还是分阶段进行的？ 探究活动之二【讨论并交流】请你回顾：化学上

2、电解水是如何进行的？反应速度如何？需要消耗什么能量？由上述实验一，请你推测氧气是如何产生的？除了氧气还应该有什么物质产生？水在植物细胞外并不能被光自然分解，而在基粒上却很容易分解，你认为是与基粒中什么物质最有关系？【实验二】1954年美国科学家阿龙，用叶绿体的基粒加上ADP和Pi，光照后得到了ATP。从实验二可以看出，在基粒上除了发生水的光解，还应该有ATP生成。生成该物质消耗的能量来源是什么？在基粒上是怎样固定该能量的呢？总结光反应：场所条件物质变化能量变化请你就基粒上发生的物质变化和能量变化，大胆地想象未来人类如何利用这一原理更好地开发新能源？探究活动之三【实验三】美国科学家卡尔文以小球藻

3、为实验材料，在通入普通CO2使光合作用达到平衡状态，改为通入放射性14CO2，然后将小球藻迅速杀死。光照几分之一秒后杀死，发现了放射性几乎全部出现在一种C3化合物中。光照5秒后杀死，在小球藻中发现了含放射性C3 、C5化合物。光照30秒后杀死，在小球藻中发现了含放射性葡萄糖等C6化合物。【讨论并交流】请根据实验三推断从CO2到合成(CH2O)糖类大致经过的阶段？CO2如何变为C3的呢？请你推测有哪些可能？探究活动之四【实验四】科学家从植物叶片中分离出叶绿体，然后打破叶绿体膜，离心得到基粒（绿色）和基质（淡黄色）两部分。将基质遮光并提供14CO2，一段时间后没有检测到放射性糖类出现。将基粒部分光

4、照一段时间后，与基质部分混合后，通入14CO2，一段时间后检测到了放射性糖类出现。将基质遮光，提供ATP和H等物质代替基粒，一段时间后检测到了放射性糖类出现。【讨论并交流】在基质中C3(CH2O)需要什么条件？说明基粒上发生的光反应和基质中发生的暗反应有什么关系？总结暗反应：场所条件物质变化能量变化【讨论并交流】总结：光合作用的实质物质转变能量转变 光合作用的过程一、知识回顾和整理1.请对照下面的模式图说出光合作用的概念，并写出光合作用的总反应式。总反应式：光能H2OCO2(CH2O)O2叶绿体2.请在上图中标出叶绿体的基质和基粒，并说明主要分布的物质及其作用。二、核心问题：探究叶绿体中发生了

5、怎样的物质变化和能量变化？（一）相关科学技术的介绍：同位素标记法：用同位素（示踪元素）标记的化合物，化学性质不变。利用放射显影技术检测同位素的存在，用于追踪物质运行和变化过程。离心技术：离心技术是根据颗粒在作匀速圆周运动时受到离心力引起沉降的一种分离技术，可用于细胞器等的分离。利用细胞各组分质量大小、形状和密度的不同，选择不同的离心力和离心时间，即可分离得到所需要的细胞器或大分子组分。（二）阅读分析下面的两个试验，通过小组讨论得出相关试验结论。1818试验一：用高速离心法打破叶绿体膜后，基质和基粒便释放出来，离心分离出基粒（C试管），在有光照无CO2的条件下，加入 O标记的水，一段时间后，可测

6、得释放出的氧气中含 O。结论一：1414试验二： (1)在黑暗条件下，将上述液体用离心法去掉基粒（B试管），接下来无论有光无光，在叶绿体基质中通入 CO2，基质中不产生含 C的光合有机物。（如左图）光照条件黑暗条件14（2）在给予一段时间光照后，再进行上述试验操作，发现基质中有 C的光合有机物生成。（如右图）结论二：（三）回顾人类研究植物光合作用过程中的两个重要研究成果，分析相关问题：1414141.1954年，阿农利用同位素技术，用菠菜的叶绿体作为实验材料，检查叶绿体光反应的产物，发现光反应需要的原料只是水，水在有关酶的作用下，光解生成O2和H，同时 ATP的含量明显增加。2. 20世纪50

7、年代，卡尔文和本森利用小球藻研究暗反应。他们在一个玻璃器皿中装入小球藻，加入用 C标记的碳酸氢盐，经过一段时间间隔以后，他们把样品转移到酒精中，酒精杀死细胞并且阻止酶的活动，然后鉴定由碳酸氢盐形成的 CO2所合成的物质。他们发现 C非常快地被结合到包括氨基酸和糖类等物质中。但是，当他们把杀死细胞前的时间削减到5s时，主要产物是一种三碳化合物（C3）。后来经研究发现，这种三碳化合物是CO2与一种五碳化合物（C5）反应产生的，人们将这个过程称为CO2的固定。接着这种三碳化合物会被在光反应中生成的H还原，此过程需要消耗ATP,经过一系列复杂的生化反应，一部分C3将会被用于合成有机物,剩下的将生成五碳

8、化合物（参与下一轮的循环），人们将这个过程称为C3的还原。在整个过程中需要大量多种的酶参与催化。思考：a.通过阿农的试验，你知道光反应中发生了怎样的物质变化吗？请你用化学反应式的形式表示光反应的物质变化过程。b.通过卡尔文和本森的试验，你知道暗反应中发生了怎样的物质变化吗？请你用化学反应式的形式表示暗反应的物质变化过程。c. 伴随着物质变化发生了怎样的能量变化呢？d.光反应和暗反应有什么联系？通过小组合作，将以上有关光合作用过程中的物质变化和能量变化的过程画在“知识回顾和整理”中叶绿体结构模式图中。 第三章 第五节 光合作用（第三课时学案）学习目标： 1、说出光合作用的概念、反应式、阶段、场所

9、、产物， 2、概述光反应的过程及光系统的作用。3、概述碳反应的过程。学习过程 1 光合作用发生的场所_。可以分为_两个阶段。 2 右图表示叶绿体的结构和功能，请回答： (1)光反应是在 上进行的，这里分布着；碳反应是在 中进行的，这里分布着。 (2)光反应的意义是：光反应产生的 和 是碳反应必需的条件。 (3)碳反应包括 和 。 (4)写出光合作用的反应式：。 3.光反应和碳反应的比较光反应碳反应进行部位叶绿体_结构叶绿体_条件CO2 ATP NADPH 酶物质变化能量变化联系 巩固练习1光合作用的过程可分为光反应和碳反应两个阶段，下列说法正确的是 ( )(A)在叶绿体的类囊体膜上进行光反应和

10、碳反应(B)在叶绿体的类囊体膜上进行碳反应，不进行光反应(C)在叶绿体基质中进行光反应和碳反应(D)在叶绿体基质中进行碳反应，不进行光反应2在正常条件下进行光合作用的某植物，当突然改变某条件后，即可发现其叶肉细胞内五碳化合物的含量突然上升，则改变的条件是 ( )(A)停止了光照 (B)升高CO2的浓度(C)停止光照并降低CO2浓度 (D)降低CO2的浓度3光合作用过程中,光能转变为化学能最早发生在 ( ) (A)ATP的形成过程 (B)CO2 的固定过程 (C)水的分解过程 (D)碳反应过程 4光合作用的碳反应过程中,被氢直接还原的物质是 ( ) (A)二氧化碳 (B)六碳化合物 (C)五碳化

11、合物 (D)三碳化合物 5光合作用碳反应中与CO2 固定有关的物质是 ( ) (A)水 (B)H (B)ATP (D)五碳化合物 6科学家用含14 C的 CO2 来追踪光合作用中的碳原子,发现其转移途径是 ( ) (A)CO2 叶绿素ATP (B)CO2三碳化合物ATP (C)CO2 ATP(CH2O) (D)CO2三碳化合物葡萄糖7光合作用的碳反应是在光反应的基础上进行的,光反应为碳反应提供了必需的 ( ) (A)CO2 和H (B)H和ATP (C)H和酶 (D)H和O2 8关于光合作用的陈述,不正确的是 ( ) (A)光反应需光不需酶,碳反应需酶不需光(B)光反应在叶绿体类囊体薄膜上进行

12、 (C)碳反应生成(CH2O)，并有水生成 (D)碳反应中ATP水解释放能量,形成ADP和Pi 9光合作用过程中，能量传递过程是 ( ) (A)光能水葡萄糖 (B)光能CO2葡萄糖 (C)光能葡萄糖淀粉 (D)光能ATP葡萄糖10下列有关光合作用的叙述中，错误的是 ( )(A)叶绿体离开叶肉细胞便不能进行光合作用(B)温度降到0时依然有植物进行光合作用(C)叶绿素吸收的光能要转移给ADP，形成ATP(D)光反应和碳反应都需要酶催化11当温度、水分等条件都很适宜时,光照过弱会直接影响植物下列哪项生理过程 ( ) (A)CO2 的吸收 (B)CO2的固定 (C)水的光解过程 (D)酶的催化效率12

13、塑料大棚中栽培蔬菜,在阳光充足及水、肥等条件均适宜的情况下, 为了提高产量,可采用的措施是适当增加 ( ) (A)空气中的H2O量 (B)空气中的含氮量 (C)空气中的含氧量 (D)空气中的CO2量13用18O标记的水来培养小麦，则18O将出现在 ( ) (A)周围空气中的氧气 (B)光合作用产物的(CH2O) (C)光合作用产物的水 (D)空气中的CO214下列有关光合作用的叙述，正确的是 ( ) (A)光合作用的全过程都需要光 (B)光合作用的全过程都需要酶的催化 (C)光合作用全过程完成后才有O的释放 (D)光合作用全过程完成后才有化学能产生15光照增强,光合作用增强。但在夏天光照最强的

14、中午,由于气孔关闭光合作用速率反而下 降。主要原因是 ( ) (A)蒸腾作用太强,体内水分不足 (B)气温高,酶的活性降低 (C)碳反应所需要的ATP数量过少 (D)碳反应中形成的三碳化合物过少16利用小球藻培养液进行光合作用实验时，在其中加入抑制碳反应的药物后，发现在同样的光照条件下释放氧气的速率下降。主要原因是 ( ) (A)叶绿素吸收光能的效率下降 (B)H和ATP的积累，使光反应速率减慢 (C)合成ATP所需酶的活性受到抑制 (D)碳反应中生成的水减少,使光反应原料不足17光合作用包括光反应和碳反应两个阶段，下列是参与碳反应必需的物质是 ( ) (A)H2O、CO2、ADP (B)CO

15、2、NADPH、ATP (C)H2O、CO2、ATP (D)NADPH、H2O、ADP18给离体叶绿体提供足够的光合作用原料和反应条件，一段时间后突然撤去光照，瞬间含量将会上升的物质是 ( ) (A)C3化合物 (B)ADP (C)C5化合物 (D)ADP和C3化合物课 题第5节 光合作用日 期教学目标1、了解绿色植物的光合作用及其重要意义。2、了解光合作用的条件是光和叶绿体，了解光合作用的原料是二氧化碳和水，了解光合作用的产物是有机物和氧气。3、了解二氧化碳的重要性质和用途。4、了解光合作用与呼吸作用的区别和联系。重点难点分析重点：光合作用难点：光合作用课程资源的准备与开发实验、课件教 学

16、预 设调 控 对 策【引入】谈谈对光合作用的认识光合作用把无机物转化为有机物，并释放氧气，对生命活动极其重要。一、光合作用的过程1、什么是光合作用？绿色植物在阳光的作用下，利用二氧化碳和水等物质制造有机物，并释放氧气的过程叫光合作用。 物质方面的转化：简单的无机物制成复杂的有机物，并释放出氧气； 能量方面的转化：光能转化为化学能。【实验】证明植物光合作用制造淀粉的实验问题1：为什么天竺葵要在暗处放置一昼夜？利用呼吸作用来分解原来储存的淀粉，消除淀粉对实验的影响。2、为什么要用铝箔纸在叶片的相同位置从上下盖严？为了设置对比，证明绿叶光合作用需要光。3、为什么要水浴加热?酒精易燃，不能直接加热。4

17、、酒精中漂洗的作用是什么？使叶绿素褪去【实验现象】被光照射到的叶片部位产生了 蓝色 ，被铝箔纸遮光的叶片部分没有 变蓝。【实验结论】说明光合作用产生 淀粉 。也说明光合作用发生的条件之一是光。【思考】怎样证明植物光合作用使会产生氧气？如图245所示，收集水生绿色植物产生的气体，再用带火星的木条来试验。需要设置对比实验，这样才能说明气体是绿色植物产生的，而不是由水直接产生的。【探究】光合作用需要二氧化碳吗？1、这个实验有几个变量？3个：阳光、二氧化碳（主要的变量）、植物的叶片。2、如何防止植物吸入空气中的二氧化碳？用生石灰吸收空气中的二氧化碳。3、需要对照实验吗?需要。为了控制变量。4、改进建议

18、：水不是由外界空气直接提供的。水应该是由根部吸收后运输到叶片的。（展示老教材中的实验装置，更加清晰）【探究结论】光合作用需要二氧化碳。【补充】教师出示并简单介绍光合作用吸收二氧化碳的实验装置。指出实验中氢氧化钠溶液的作用，以及实验的简单过程。 问：甲、乙两套实验装置有什么主要区别？（要求回答：甲装置的槽里放的是氢氧化钠溶液，乙装置的槽里放的是清水。）问：随着时间的延长，甲、乙两套实验装置的空间内，空气成分会发生什么变化？（要求回答：甲装置内空气中的二氧化碳量比乙装置内二氧化碳量大大减少。）教师展示该实验的结果，指出：摘自甲装置内的叶片，经酒精脱色和碘液处理，未被染成蓝色。而摘自乙装置的叶片被染

19、成蓝色。问：对实验结果进行分析可以得出什么结论呢？（在学生回答的基础上，教师最后概括。）结论：必须有二氧化碳参加，绿叶在光下才能制造淀粉。光合作用的原料：二氧化碳。（板书）教师指出：经科学家实验证明，没有水参加，绿叶在光下也不能制造淀粉。结论：光合作用的原料还有水。（板书）【补充】问：银边天竺葵的叶片边缘为什么是白色的？（要求回答：叶片边缘的细胞里不含叶绿素。）启发思考：将经过光照的银边天竺葵的叶片用酒精脱色和碘液处理后，叶片的颜色会发生什么变化？教师出示该实验的结果，指出叶片中部原是绿色的部分被碘液染成了蓝色，而白色的边缘部分未被染成蓝色。问：对实验结果进行分析可以得出什么结论呢？（在学生回

20、答的基础上，教师最后概括。）结论：绿叶有叶绿素的部分经光照才能产生淀粉。光合作用的条件：光、叶绿素。（板书）启发思考：光合作用为什么需要光？教师对有关能量的问题作出形象的解释之后，指出：植物进行各种生命活动都需要能量。绿叶进行光合作用时，就是依靠阳光提供的能量，把二氧化碳和水等原料转变成淀粉等有机物。同时释放出氧气。光合作用的意义： 【问】人和动物也能像绿色植物那样，把从外界摄入到体内的各种无机物在体内转化成有机物吗？（学生回答：不能）【问】那么，我们人和动物体内的各种有机物是哪来的呢？（学生回答：从食物中获得的）【问】人和动物吃的植物性、动物性食物中的有机物又是从哪来的呢？（在学生回答的基础

21、上教师最后概括。）食物中的各种有机物，都是直接或间接由绿色植物通过光合作用制成的。不仅如此，自然界中的各种有机物，包括我们比较熟悉的棉、麻、糖、橡胶等，也都是绿色植物通过光合作用给我们提供的。据科学家估计，整个地球上的绿色植物光合作用一年所制造的有机物，若折算成葡萄糖可达4500亿吨左右。概括出意义之一：（一）为人类和整个生物界提供大量的有机物（板书）绿色植物可以直接利用光能来进行重要的生命活动光合作用。【问】人和动物体是否也能直接利用光能来进行各种生命活动呢？（学生回答：不能）【问】那么，我们人体或动物进行生命活动所需要的能量是由谁提供的呢？（学生回答：是食物中贮藏的能量）【问】食物中贮藏的

22、能量又是哪来的呢？（学生回答：直接或间接来源于绿色植物的光合作用，来源于太阳光能。）教师指出：不仅植物性、动物性食物中贮藏的能量来源于绿色植物的光合作用，来源于光能。我们用的柴草、煤、石油、天然气等能源物质，也都是现在或过去的绿色植物通光合作用所贮藏的太阳能。据估计，地球上绿色植物一年进行光合作用所提供的能量，若折算成电能，可达1700万亿度。现在整个地球上人类一年所消耗的能量仅占绿色植物光合作用所提供能量的10左右。概括出意义之二：（二）为人类和整个生物界提供丰富的能源（板书）【问】人和动物以及其他生物在呼吸时，吸进的气体和呼出的气体成分有什么不同？在学生回答的基础上，教师指出：生物呼吸时消

23、耗了很多氧气，产生了很多二氧化碳。自然界中的燃烧同样要消耗很多氧气而产生很多二氧化碳。据科学家估计，全世界生物的呼吸和燃烧所消耗的氧气，每秒钟可达l万吨左右。照这样的速度，大气中的氧气在3000年左右就会被用完。但是我们生活中并没有明显感到环境中氧气不足和二氧化碳过多，这是什么原因呢？这还要归功于绿色植物的光合作用。据估计，l公顷阔叶林，在生长季节其光合作用每天能吸收二氧化碳 1吨，释放出氧气073吨。地球上绿色植物进行光合作用一年所释放出的氧气，可以达到4800亿吨左右！概括出意义之三：（三）维持自然界中氧气和二氧化碳含量的相对稳定（板书）综上所述，光合作用是生物界食物的来源、能量的来源、氧

24、气的来源。绿色植物的光合作用是地球上一切生物的生存、繁荣和发展的根本保障。二、二氧化碳1、二氧化碳的物理性质和用途 1）常温下是无色无味的气体；2）密度比空气大，约是空气的1、5倍所以可以象倾倒液体一样从一个容器倒入另一个容器；灭火3）能溶于水制成汽水4）在一定条件下有三态变化，经压缩的二氧化碳叫干冰，干冰可升华、吸热，可作致冷剂，进行人工降雨。2、化学性质：通常情况下，不能燃烧也不支持燃烧。二氧化碳不能供给呼吸；二氧化碳可以跟水反应生成碳酸；碳酸可以使紫色石蕊试液变成红色；碳酸不稳定，见光、加热都会分解，使二氧化碳逸出。二氧化碳能跟澄清石灰水反应，生成白色沉淀。利用此反应检验二氧化碳。【补充

25、】二氧化碳的制取方法:石灰石活大理石与稀盐酸反应【讨论】二氧化碳的用途：1、化工原料；2、人工降雨； 3、人造云雾；4、致冷剂；5、光合作用气态肥；6、灭火剂。三、光合作用和呼吸作用的关系：区别： 光合作用呼吸作用二氧化碳氧气有机物能量是否需要叶绿素是否需要光联系：光合作用和呼吸作用是相互依存的，呼吸作用消耗的有机物是光合作用的产物，所放出的能量是光合作用储存在有机物中的能量。因此，没有光合作用，呼吸作用就没有基础。光合作用对原料的吸收利用和对产物的输导，所需要的能量又是呼吸作用所释放出来的。所以，没有呼吸作用，光合作用也无法进行。轶事记录植物光合作用制造淀粉的实验不是很成功。原因是正好碰上阴雨天气。决定在学生实验中得到进一步的了解。不过学生对于这样的实验操作很感兴趣。对于光合作用需要二氧化碳的探究实验，我觉得教材有误，或者说根本不需要这样的设计。通过讨论，学生对于控制变量法还是有较深的印象。课后反思本节内容用3课时完成。第1课时至73页探究之前，重点完成植物光合作用制造淀粉地的实验。并对思考题进行了较为详尽的分析。第2课时完成探究，并把呼吸作用和光合作用的联系与区别提上来完成。第3课时以讲解二氧化碳的有关知识为主。这样的课时安排比较合理。在上完本节内容后，安排1课时的复习。