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1、54 光合作用 学案17 5.4 能量之源光与光合作用 第1课时一、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正确使用实验器材，完成“绿叶中色素的提取和分离”的实验操作二、导学过程“导”-自主预习1捕获光能的色素(1)实验：绿叶中色素的提取和分离(纸层析法)可以利用_提取绿叶中的色素，在研磨时还应加入少许_和碳酸钙，其中前者有助于_，后者可防止在研磨中_被破坏。分离的原理是利用色素在层析液中的_不同，_的在滤纸上扩散的快，反之则慢。(2)色素的种类和吸收光谱色素种类颜色吸收光谱滤纸条上位置叶绿素(约占3/4)叶绿素a_主要吸收_中下层叶绿素b_类胡萝卜素(约占1/4)胡萝卜素_

2、主要吸收_叶黄素_中上层2.叶绿体的结构和功能(1)结构：一般呈扁平的椭球形或球形，外部有双层膜，内部的基粒是由_堆叠而成的。(2)色素和酶的分布：吸收光能的色素分布于_，与光合作用有关的酶分布在_和_。(3)功能：进行_的场所。“学”互动探究探究一 叶绿体中色素的提取和分离1原理(1) 提取色素：利用色素溶于 而不溶于水的性质。(2)分离方法： 法。 的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。2实验流程、操作事项及目的绿叶中色素的提取和分离步骤方法原因提取绿叶中的色素(1) 加入二氧化硅：有助于 ；(2) 加入碳酸钙： ；(3)加入乙醇：为了溶解、提取色素将研磨液迅速倒入基部垫有单层尼龙布的玻璃

3、漏斗中进行过滤。将滤液收集到试管中，并用棉塞塞紧试管口(1) 单层尼龙布：过滤叶脉及二氧化硅等；(2) 试管口塞紧：防止乙醇挥发制备滤纸条(1)干燥滤纸：透性好、吸收滤液多；(2)剪去两角： 画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔细线画出一条细而直的滤液细线，吹干后再重复画一两次(1)画得细而直：为防止色素带重叠而影响分离效果；(2)画一两次：是为积累更多的色素，使分离后的色素带明显分离绿叶中的色素(1) 层析液用于分离绿叶中的色素；(2)层析液不能没及滤液细线，以防止 而无法分离；(3)覆盖烧杯是为了防止层析液中的成分挥发观察与分析 名称 含量 溶解度 扩散速度 颜色思考： 如何判断色素的

4、含量多少， 色素的溶解度大小？相邻两条色素带之间距离最远和最近的分别是？3色素提取液呈淡绿色的原因分析(1)研磨不充分，色素未能充分提取出来。(2)称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小。(3)未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。【经典回眸】在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是（）未加石英砂，研磨不充分一次加入大量的无水乙醇提取分次加入少量无水乙醇提取使用放置数天的菠菜叶A B C D【变式训练】1.提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，正确的是A.未见色素带，说明材料可能为黄化叶片 B.色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液C.

5、提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多D.胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高探究二 绿叶中色素的种类和作用小组讨论回答下列问题：叶绿体中的色素种类和作用是什么？ 叶绿体中的色素具有 的作用。列表如下项目色素颜色吸收光谱定性滤纸上显现的色素层析图谱对光的作用叶绿素 蓝绿色 第三带呈蓝绿色吸收传递转化 黄绿色 第四带呈黄绿色吸收传递类胡萝卜素 橙黄色 第一带呈橙黄色吸收传递 黄色 第二带呈黄色吸收传递 思考：从色素吸收的角度考虑为什么叶片呈现绿色？三、达标检测1.如图甲为叶绿体结构模式图，图乙是从图甲中取出的部分结构放大图。下列相关叙述正确的是A.甲中生物膜的面积主要靠

6、内膜向内折叠成嵴而增大 B.乙图所示的结构来自甲图中的C.中的所有色素分子都可以吸收、传递和转化光能 D.ATP的合成场所是，分解场所是 2叶绿体是进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述中正确的是 ( )A叶绿体中的色素都分布在囊状结构的薄膜上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3.(2014菏泽统考)将竖直放置的水绵和某种好氧细菌的混合溶液放在暗处，白光透过三棱镜照在混合液处，一段时间后，好氧细菌的分布情况最可能是() A.随机、均匀分布在混合液中 B.集中分布在上下两侧C.集中分布在中央位置 D.集中分布在溶液的

7、下层4.从高等植物叶片中分离出4种光合色素，其中呈橙黄色的是A.叶绿素a B.叶绿素b C.胡萝卜素 D.叶黄素5.提取和分离绿叶中色素的正确顺序是 A.进行纸层析制取滤液在滤纸上划线将实验材料剪碎后研磨B.制取滤液进行纸层析在滤纸上划线将实验材料剪碎后研磨C.将实验材料剪碎后研磨在滤纸上划线制取滤液进行纸层析D.将实验材料剪碎后研磨制取滤液在滤纸上划线进行纸层析6.在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，会看到近似同心的四圈色素环，排在最外圈的色素是A.橙黄色的胡萝卜素 B.黄色的叶黄素 C.蓝绿素的叶绿素a D.黄绿色的叶绿素b7.刚光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果

8、将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱就会出现一些黑色带，这些条带应位于 （ ）A.绿光区 B.红光区和绿光区 C.蓝紫光和绿光区 D.红光区和蓝紫光区8.某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是()A.光吸收差异显著，色素带缺第2条 B.光吸收差异不显著，色素带缺第2条C.光吸收差异显著，色素带缺第3条 D.光吸收差异不显著，色素带缺第3条9.下列对有关实验的描述中，错误的是A.分离叶绿体中的色素时，不同色素随层析液在滤纸上的扩散速度不同B.用低倍镜观察不到紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞的质壁分离和复

9、原过程C.观察叶片细胞的叶绿体时，先在低倍镜下找到叶片细胞再换高倍镜观察D.甲基绿染色可使人口腔上皮细胞的细胞核呈绿色二、非选择题10.下列是某实验小组在完成叶绿体中色素提取和分离实验时所遇到的有关问题，分析回答下列问题。(1)剪碎5 g新鲜浓绿的菠菜叶片放在研钵中，加入SiO2后，经迅速研磨成糊状，发现糊状的研磨液呈现浅绿色，其原因是没有加入_，使得_。(2)甲同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条(已重复几次画线)插入层析液，几分钟后取出观察，发现滤纸条上无色素分带现象，而用同一滤液做实验的乙同学的滤纸条上却色素分带明显。甲同学实验失败的原因可能是_。(3)若选用在缺Mg的营养液中长期培养

10、的玉米叶片作实验材料，层析后滤纸条上只出现了两条色素带，其原因是_。四、自主构建知识网络学案17 5.4 能量之源光与光合作用 第2课时一、学习目标知道光合作用被发现的基本过程 简述出光合作用的原料、产物、条件和反应场所二、导学过程 “导”自主预习光合作用的过程和应用 2光合作用的过程(1)光反应：场所：叶绿体的_上。条件：_、色素、酶、水等。物质变化：将水分解为_和_，将ADP和Pi合成_。能量变化：光能转变为活跃的_。(2)暗反应：场所：叶绿体的_中。条件：_、H、ATP、CO2等。物质变化CO2的固定：C5CO2sup7(酶(酶) _。C3的还原：2C3H酶ATP _。能量变化：ATP中

11、活跃的化学能转变为_。 “学”互动探究探究一、光合作用的探究历程发现者实验结论普里斯特利小鼠与绿色植物放在同一个玻璃罩内，小鼠没有窒息而死植物可以_英格豪斯500多次植物更新空气实验植物体只有绿叶在_，下才能更新空气梅耶根据能量转化和守恒定律光合作用把光能转换成_储存起来萨克斯绿色叶片_叶片一半曝光一半遮光碘蒸气处理颜色变化（深蓝色出现）植物叶片在光合作用中产生了_恩格尔曼利用水绵在不同的光照条件下对_分布的影响氧气是_释放出来的，_是光合作用的场所鲁宾、卡门H2OC18O2O2H218OCO218O2光合作用释放的氧气全部来自于_卡尔文用14C标记CO2探明了CO2转化成有机物的途径即_探究

12、二 光合作用的过程小组讨论回答下列问题：如何理解光反应阶段和暗反应阶段的关系？提示：光合作用的过程，按其是否需要光，将其划分为光反应和暗反应两个阶段。在光下二者同时进行，暗处只能进行暗反应。 二者既有区别又有相互联系，(如下表所示)。实质光能转换为化学能，并放出O2同化CO2形成有机物时间短促，以微秒计较缓慢条件需 、 、 不需叶绿素和光需要 场所光能 物质转化光能酶2H2O4H+O2ADP+PiATPCO2固定：CO2+C52C3ATP H酶CO2还原：2C3(CH2O)+C5能量转换 关系光反应为暗反应提供 ；暗反应为光反应提供 ；没有光反应，暗反应无法进行没有暗反应，有机物无法合成。（光

13、反应是暗反应的物质和能量的准备阶段，暗反应是光反应的继续，是物质和能量转化的完成阶段。二者是光合作用过程中相辅相成的两个阶段。）思考：光合作用的总反应式 （两种形式）：思考：光照和CO2浓度变化对光合作用物质含量变化的影响（具体分析见同步导学P77）【经典回眸】 下图甲表示A植物光合速率受光照强度影响的变化曲线。图乙表示A植物在不同光照强度环境条件下，光合速率受CO2浓度影响的变化曲线。a点与c点相比较，c点时叶肉细胞中C3的含量；b点与c点相比较，b点时叶肉细胞中C5的含量依次是（ ）A高、高 B低、基本一致 C低、高 D高、基本一致三、达标检测 1、叶绿体是植物进行光合作用的场所。下列关于

14、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2、在下列有关光合作用的叙述中，正确的是 （ ）A光反应不需要酶，暗反应需要多种酶 B光反应储存能量，暗反应释放能量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ATP3、在下列关于光和作用过程的叙述中，正确的是 （ ）A光反应离不开色素的作用 B暗反应必须在黑暗的条件下进行C光反应为暗反应提供H、ATP和CO2 D暗反应的产物是氧气和有机物4、关于光合作用的叙述，下列正

15、确的一项是 （ ）A光合作用的两个阶段均有H和ATP产生 B光合作用中产生的O2来自于CO2中的氧C光合作用固定CO2的是一种C5化合物 D光合作用的暗反应必须在暗处进行5、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AH2O、CO2、ADP BCO2、H、ATP CH2O、CO2、ATP DH、H2O、ADP 6、用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子，18O的转移途径是()A.葡萄糖丙酮酸水 B.葡萄糖丙酮酸氧 C.葡萄糖氧水 D.葡萄糖丙酮酸CO2 7、如图为光合作用过程示意图，在适宜条件下栽培的小麦，如果突然将c降低至极低水平(其他条件不变)，则a、b在叶绿体中

16、的含量变化将会是() A.a上升、b下降 B.a、b都上升 C.a、b都下降 D.a下降、b上升8、下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是()A.无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜B.CO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中C.光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATPD.夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量9.下图表示德国科学家萨克斯的实验，叶片光照24 h后，经脱色并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。本实验证明 ()光合作用需要二氧化碳光合作用需要

17、光光合作用需要叶绿素光合作用放出氧气光合作用产生淀粉A. B. C. D.10.下图是某植物叶肉细胞中光合作用和细胞呼吸的物质变化示意简图，其中a、b表示物质，表示生理过程。据图回答：(1)图中物质a是_，过程中与a物质产生有关的色素分布在_上。(2)过程中发生的能量变化是_，图中生理过程的能量最终来源于_。(3)当b供应量突然减少时，C3、C5的含量变化分别是_，过程中a利用的具体部位是_，若无a供应，则此植物细胞呼吸的产物一般是_。(4)图中有氧呼吸相关酶的分布场所是_，请写出和所示生理活动的总反应式_。四、自主构建知识网络学案17 5.4 能量之源光与光合作用 第3课时一、学习目标尝试探

18、究影响光合作用强度的环境因素 说出光合作用原理的应用二、导学过程 “导”自主预习1光合作用的应用：(1)光合作用强度是指植物在单位时间内通过光合作用制造_的数量。(2)影响光合作用强度的因素包括空气中_的浓度、土壤中_和矿质元素的多少、光的_以及温度的高低等。2化能合成作用：(1)概念：某些细菌能够利用体外环境中的某些_氧化时所释放的能量来制造_的合成作用。(2)实例：硝化细菌能利用_氧化成_和_时所释放的化学能，将_和_合成_。“学”互动探究探究一 影响光合作用的因素小组讨论回答下列问题：影响光合作用的因素有哪些？1、光照强度：一般情况下，光合作用于光照强度呈正相关，光照强度达到一定程度（光

19、饱和点），光合作用速率不再增加，称光饱和现象。（1)曲线分析A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放的CO2量可表示此时细胞呼吸的强度。AB段:随光照强度增强,光合作用强度也逐渐增强,CO2释放量逐渐减少,这是因为细胞呼吸释放的CO2有一部分用于光合作用,此时细胞呼吸强度大于光合作用强度。B点:细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合作用强度等于细胞呼吸强度(光照强度只有在B点以上时,植物才能正常生长),B点所示光照强度称为光补偿点。BC段:表明随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,到C点以上不再加强了,C点所示光照强度称为光饱和点。C点以后光合作用强度不再增加的内部因素是色素含

20、量、酶的数量和最大活性,外部因素是除光照强度之外的其他环境因素。(2)应用:阴生植物的光补偿点和光饱和点都较阳生植物低,如上图中虚线所示。间作套种农作物、合理密植,可有效地利用光能。2、温度：温度通过影响光合作用相关酶的活性进而影响光合作用速率(1)曲线分析温度主要通过影响与光合作用有关酶的活性而影响光合作用速率。(2)应用:冬季,温室栽培可适当提高温度;晚上可适当降低温度,以降低细胞呼吸消耗有机物。3、二氧化碳浓度：二氧化碳是光合作用的原理，在一定范围内，二氧化碳浓度越高，光合速率越快，当二氧化碳浓度达到一定值，光合速率不再增加，此时达到二氧化碳饱和点。(1)曲线分析在一定范围内,光合作用速

21、率随CO2浓度的增加而增大,但当CO2浓度增加到一定范围后,光合作用速率不再增加。图中的A点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度时的CO2浓度,即CO2补偿点。B点表示CO2饱和点,限制此点后光合速率的内部因素是酶的数量和最大活性,外部因素是温度及光照强度等其他环境因素。(2)应用:在农业生产中大田作物可通过“正其行,通其风”、增施农家肥等措施增大CO2浓度,大棚作物可通过通风换气、增施农家肥、与鸡舍鸭舍猪舍相通、使用CO2发生器等措施增大CO2浓度,提高光合作用强度。4、光质：通常情况下，在红光下光合速率最快，蓝紫光次之，绿光最差，白光最理想5、水分：水分既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应

22、的介质；另外，水分还能影响气孔的开闭，间接影响CO2进入植物体内6、矿质元素：矿质元素直接或间接影响光合作用。N是构成叶绿素、酶、ATP等的元素；P是构成ATP等的元素，参与叶绿体膜的构成；Mg是构成叶绿素的元素；探究二：总光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系(1)绿色植物在黑暗条件下或非绿色组织测得的数值为 速率。(2)绿色植物组织在光下，光合作用与细胞呼吸同时进行，测得的数据为 速率。(3)真正光合速率 表现(净)光合速率通常用O2释放量、CO2吸收量或有机物积累量来表示。真正(实际)光合速率通常用O2产生量、CO2固定量或有机物制造量来表示。呼吸速率通常用黑暗中CO2释放量、O2

23、吸收量或有机物消耗量来表示。三、达标检测 1下列物质中，可以在叶绿体类囊体薄膜上被消耗的有（ ） A水、二氧化碳、ATP B氧气、水、ATP C水、ADP、Pi DADP、C3、水2、生长于弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合作用速度并未随之增加，主要原因在于（ ）A蒸腾作用过慢 B光反应速率不高 C暗反应速率过快 D呼吸作用过快3如图中所示的玻璃容器中，注入一定浓度的NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片，然后，设法减小液面上方的气体压强，会看到叶片沉入水中。然后再用光照射容器，又会发现叶片重新浮出液面。以下分析正确的是（ ）A改变温度，不影响叶片开始上浮所需的时间B改变光照强度

24、，不影响叶片开始上浮所需的时间C改变NaHCO3溶液的浓度，不影响叶片开始上浮所需的时间D若将装置置于黑暗中，上浮的叶片又会下沉4.下列关于植物光合作用和细胞呼吸的叙述，正确的是 A无氧和零下低温环境有利于水果的保鲜BCO2的固定过程发生在叶绿体中，C6H12O6分解成CO2的过程发生在线粒体中C光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转变为热能和ATPD夏季连续阴天，大棚中白天适当增加光照，夜晚适当降低温度，可提高作物产量5.下图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图，下列叙述中不正确的是()。A.A点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体 B.B点植物光合作用强度与细胞呼吸强度

25、相等C.已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25 和30 ，如图表示该植物处于25 环境中，则将温度提高到30 时，A点上移，B点左移，D点下移 D.当植物缺镁时，B点将向右移6、将状况相同的某种绿叶分成四等组，在不同温度下分别暗处理1 h，再光照1 h(光强相同)，测其重量变化。得到如下表的数据。可以得出的结论是 ()组别一二三四温度/27282930暗处理后重量变化/mg1231光照后与暗处理前重量变化/mg3331A .该植物光合作用的最适温度约是27 B.该植物呼吸作用的最适温度约是29C.2729下的净光合速率相等 D.30下的真正光合速率为2 mg/h7、请回答下列有关光合作

26、用的问题： （1）光合作用受到温度、二氧化碳浓度和光照强度的影响。其中，光照强度直接影响光合作用的_过程；二氧化碳浓度直接影响光合作用的_过程。 （2）甲图表示在二氧化碳充足的条件下，某植物光合速度与光照强度和温度的关系。 在温度为10、光照强度大于_千勒克司时，光合速度不再增加。当温度为30、光照强度小于L3千勒克司时，光合速度的限制因素是_。 根据甲图，在乙图的坐标上标出光照强度为L2千勒克司，温度分别为10、20和30时的光合速度。8右图示绿色植物光合作用的强度与环境因素的关系。从图示可知(1)影响光合作用强度的环境因素，主要是、和。(2)在一定范围内，随着温度的提高，光合作用强度。温度是通过来影响光合作用强度的。9、在高等植物细胞中，线粒体和叶绿体是能量转换的重要细胞器，请回答：(1)在图二乙点所处的状态时，叶绿体内ATP移动的方向是_。(2)在图二甲状态时，可以发生图一中的哪些过程?(用图中字母表示)_。图二中乙丙段时，限制光合作用的主要因素是_。(3)图一中的物质A是_，物质A进入线粒体的条件是_。(4)如果在图二的乙点突然停止光照，叶绿体内C3化合物的含量_。