高中生物必修一第五章《第4节能量之源——光合作用》学案.pdf

高中生物必修一第五章第 4 节 能量之源光合作用学案 第 2 页 第 4 节 能量之源-光与光合作用 第一课时【学习目标】1、能说出叶绿体的形态、结构和功能 2、记住叶绿体中色素的种类、分布位置和作用 3、说出绿叶中色素的提取和分析的原理及基本的操作技能【温故知新】1、在细胞质中，具有双层膜结构的细胞器是 和 ，其中 是呼吸作用的主要场所，另一个的别称是 和 。2、有氧呼吸的场所是 和 ，主要场所是 。无氧呼吸的场所是 。3、线粒体和叶绿体的共同点的叙述中，不正确的是（）A都 是 双 层 膜 结 构 的 细 胞 器 B 都含有核酸和核糖体 C所有酶的功能相同 D 在原核细胞中都不存在 第 3 页【预习提要】（一）、捕获光能的色素 1、对绝大多数生物来说，活细胞所需能量的最终源头是来自 的光能。将光能转换成细胞能够利用的化学能的是 。2、进行光合作用的细胞，首先要能够捕获 ，绿叶中的色素可分为两类四种它们分别是（两类是 、）、四种。其中 为蓝绿色，为橙黄色，为黄色。将绿叶中的 4 中色素放在阳光和三棱镜之间，可以看到叶绿素 a 和叶绿素 b（约占 3/4），主要吸收 和 ，胡萝卜素和叶黄素（约占 1/4）主要吸收 ，这些色素吸收的光能可用于 。3、思考：（1）、叶绿素的颜色是绿色的，类胡萝卜素的颜色是黄色的，可叶片的颜色是绿色的，为什么？(2)、落叶植物的叶子到了秋天会变黄，为什么？4、带着下列问题探究绿叶中色素的提取和分离实验 第 4 页 （1）实验原理：（提取）绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂 ，所以可以用 提取叶绿体中的色素。(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）方法步骤：称量，剪碎绿叶 研磨 过滤 收 集 滤 液（棉 塞 封 口 的 目的：）制备滤纸条（剪去两角的目的：）画滤液细线 要求 层析 要求：滤液细线 （能、不能）触及层析液 理由：观察、记录 加入 SiO2的目的：加入 CaCO3的目的：加入无水乙醇的目的：细线形态：（目 第 5 页 (3)、结果：叶绿体中色素的在滤纸条上的分布、颜色、种类、吸收光谱 【思考】1、加入 SiO2、CaCO3的作用是什么？2、研磨时为什么要迅速而充分？3、将滤液收集到试管中后，为什么要用棉塞将试管口塞严？4、滤纸条一端为什么要剪去两角？5、画滤液细线时应注意什么？6、为什么不能让滤液细线触及层析液？7、滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？【精讲点拨 1】1、提取液：无水乙醇；分离用的试剂是：层析液。2、注意事项：滤液为淡绿色的原因：研磨不充分，色素未能充分提取出来；丙酮加入量太多，稀释了色素提取液；未加入碳酸钙粉末，叶绿素分子已破坏。例题 1、叶绿体中的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是（）A、色素提取液中的不同色素已经分层 B、阳光的照射使各种色素能彼此分开 颜种类 黄绿蓝绿黄色 橙黄 第 6 页 C、色素在层析液中的溶解度不同 D、无水乙醇使色素溶解并彼此分离的扩散速度不同【精讲点拨 2】绿叶中色素的种类分布及吸收光谱 例题 2、在做植物实验的暗室内，为了尽可能地降低植物光合作用的强度，最好安装（）A红光灯 B绿光灯 C白炽灯 D蓝光灯 （二）、叶绿体的结构 P99 1、形态：一般呈扁平的 或 2、结构：外表有 ，内部有很多 ，基粒与基粒之间充满 每个基粒都由一个个圆饼状的 结构堆叠而成，这些囊状结构称为 ，吸收光能的色素分布在 。3、功能：叶绿体是进行 的场所，它内部的巨大膜表面上除了分布许多吸收光能的 外，还有许多进行 所必需的酶。例题 3、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，第 7 页 下面有关叶绿体的叙述正确的是 A叶绿体中色素都分布在类囊体结构的膜上B叶绿体中的色素都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 【当堂检测】1、在日光下，植物叶片中的叶绿素（）A大量吸收绿光 B大量吸收不同波长的光 C 主要吸收蓝紫光和绿光 D 主要吸收蓝紫光和红光 2、下面关于叶绿体的叙述，错误的是（）A是植物细胞中最重要的一种细胞器 B是植物进行光合作用的细胞器 C内含的叶绿素等色素分布在基质中 D光合作用所需的酶分布在类囊体薄膜上和基质中 3、类胡萝卜素在光合作用中主要吸收（）A、红光 B、橙黄色光 C、绿光 D、蓝紫光 4、通过纸层析分离叶绿体色素，结果在滤纸条 第 8 页 上出现四条色素带，从上而下依次为（）A、胡萝卜素、叶黄素、叶绿素 a、叶绿素b B、胡萝卜素、叶绿素 a、叶绿素 b、叶黄素 C、叶绿素 b、叶绿素 a、叶黄素、胡萝卜素 D、叶黄素、叶绿素 a、叶绿素 b、胡萝卜素 5、恩吉尔曼用水绵进行的光合作用实验证明的是 A光合作用释放的氧气全部来自水 B植物可以进化空气 C绿色叶片在光合作用中产生了淀粉 D氧气是由叶绿体所释放的 第二课时【学习目标】1、认识并理解光合作用的探究历程。2、掌握光合作用的具体过程。3、说出光合作用原理的应用（尝试探究影响光合作用的环境因素）。4、简述化能合成作用。第 9 页【预习提要】（一）、光合作用的探究历程 1、概念：光合作用是指 通过 ，利用 ，把 和 转化成 ，并且释放出 的过程。2、探究历程：（1）1771年，普 里 斯 特 提 出 结论。（2）1779年，英格豪斯发现 。（3）1785年科学家发现 。（4）1875年梅耶指出：。（5）1864 年，萨克斯证明叶片在 下合成 。（6）1880 年，恩格尔曼证明 是光合作用的场所，光合作用有 放出。第 10 页（7）20 世 纪 30 年 代，鲁 宾 和 卡 门 用 法，证明光合作用释放的氧气来自 。（二）、光合作用的过程 1、光合作用根据 可分为 和 两个阶段，前者进行的场所是 ，后者进行的场所是 。2、光合作用过程中发生了哪些物质变化和能量变化？试用图解表示（P103）。例题 1、在光合作用过程中能正确反映能量流动途径的是（）A、光能ATP葡萄糖 B、光能叶绿素葡萄糖 C、光能C5葡萄糖 D、光能CO2葡萄糖 【精讲点拨 1】光反应和暗反应的区别和联系 项目 光反应 暗反应 条件 场所 物 质 转化 能 量 转 第 11 页 换 联系 例题 2、光合作用过程中，水的分解及三碳化合物形成葡萄糖所需能量分别来自：（）A呼吸作用产生的 ATP 和光能 B.都是呼吸作用产生的 AIP C 光能和光反应产生的 ATP D 都是光反应产生的 ATP【精讲点拨 2】叶绿体处于不同条件下，C3、C5、H、ATP 以及(CH2O)合成量的动态变化 条件 项目 C3 C5 H、ATP(CH2O)合成量 停止光照 CO2供应不变 突然光照 CO2供应不变 光照不变 停止CO2供应 （三）光合作用原理的应用 1、植物自身因素：2、环境因素对光合作用的影响 第 12 页、光 、温度、二氧化碳浓度、水分、矿质元素（四）化能合成作用 1、细菌利用体外环境中的 氧化时所释放的 来制造 ，这种合成作用叫化能合成作用 2NH3+3O2 2HNO2+2H2O+能量 2HNO2+O2 2HNO3+能量 6CO2+6H2O (CH2O)+6O2 硝化细菌的化能合成作用 2、光能自养：绿色植物 3、异养生物：生物细胞中没有 ，不能进行 ，它们只能利用环境中现成的 来维持自身的生命活动。如：练习：1、光合作用发生的部位是 。2、光合作用分为 和 两个阶段。第 13 页 3、光 合 作 用 释 放 氧 气 来 自 于 物质。、光 合 作 用 中 的 形 成 于 反应阶段。5、光反应为暗反应提供 和 物质。6、光反应场所 暗反应场所是 。7、二 氧 化 碳 中 碳 的 转 移 途 径是 。8、光反应阶段能量变化是 。9、暗反应阶段能量变化是 。10、若白天突中断了二氧化碳的供应，则首先积累起来的物质是 。【当堂检测】1、光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是()A叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应 B叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进 第 14 页 行光反应 C叶绿体基质中可进行光反应和暗反应 D叶绿体基质中进行暗反应，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含量突然上升，则改变的条件是 ()A停止光照 B停止光照并降低 CO2浓度 C升高 CO2浓度 D降低 CO2浓度 3、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 BH2O 在光下分解为H和 O2的过程发生在基质中 CCO2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 4、温室栽培可不受季节、地域限制，为植物的生长发育提供最适宜的条件，有利于提高作物品 第 15 页 质和产量。在封闭的温室内栽种农作物，以下哪种措施不能提高作物产量()2浓度 B.增大室内昼夜温差 5、下列关于“叶绿体色素提取和分离”的实验描述中，不属于实验要求的是 ()A 提 取 高 等 植 物 叶 绿 体 中 的 色 素 B用纸层析法分离色素 C 验 证 叶 绿 体 中 所 含 色 素 的 种 类 D了解各种色素的吸收光谱 参考答案 第 1 课时【温故知新】1、线粒体，叶绿体，线粒体，“养料制造车间”，“能量转换站”2、细胞质基质，线粒体，线粒体，细胞质基质 3、C【预习提要】1、太阳，光合作用 2、光能，叶绿素，类胡萝卜素，叶绿素 a，叶绿素 b，叶黄素，胡萝卜素，叶绿素 a，胡萝卜素，叶黄素，蓝紫光，红光，蓝紫光，光合 第 16 页 作用 3、（1）因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色（2）到了秋天，天气变冷，叶片中旧的叶绿素已被分解，新的叶绿素由于天气寒冷无法形成，于是就呈现出叶黄素和胡萝卜素所具有的黄色。4、（1）无水乙醇，无水乙醇，溶解度，高，低（2）有助研磨，防止研磨中色素被破坏，提取色素，防止乙醇挥发，使层析液同步到达滤液细线，直、细且均匀，使色素带平整、平齐，23次，使色素含量增多，不能，防止色素溶解而无法分离（3）胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，叶黄素，主要吸收蓝紫光，叶绿素 a，主要吸收蓝紫光和红光，叶绿素 b，主要吸收蓝紫光和红光【思考】略 例 1、C【精讲点拨 2】第 17 页 例 2、C（二）叶绿体的结构 1、椭球状，球状 2、双层膜，基粒，基质，囊状，类囊体，类囊体薄膜上 3、光合作用，光合作用 例 3、A【当堂检测】1、D 2、C 3、D 4、A 5、D 第二课时【预习提要】（一）1、绿色植物，叶绿体，光能，二氧化碳，水，储存能量的有机物，氧气 2、（1）植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气（2）植物体的绿叶在更新空气中不可缺少 3/4 1/4 叶绿素叶绿素胡萝卜叶黄素 黄色 橙黄色 黄绿色 蓝绿色 蓝紫光 红光 蓝紫光 叶 绿叶 绿基粒 叶 绿 第 18 页（3）绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳 （4）植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来（5）光，淀粉（6）叶绿体，氧气（7）同位素标记法，水（二）1、是否需要光能，光反应，暗反应，类囊体薄膜上，叶绿体基质中 2、例 1、A【精讲点拨 1】项目 光反应 暗反应 条件 必须有光，色素，酶 有无光均可，酶 场所 基粒类囊体薄膜上 叶绿体基质中 物质转化 H2O 分解成 O2和H；形成ATP 二氧化碳被固定；C3被H还原，最终形成糖类；ATP 转化成ADP 和 Pi 光叶 绿 2CC5(CH2多种酶 水 O2 H ATP ADPCO2 光暗 第 19 页 能量转换 光能ATP 中活跃的化学能 ATP 中活跃的化学能有机物中稳定的化学能 联系 1、光反应阶段产生的H，在暗反应阶段用于还原 C3；2、光反应阶段生成的 ATP，在暗反应阶段中将其储存的化学能释放出来，帮助 C3形成糖类，ATP 中的化学能则转化为储存在糖类中的化学能。例 2、C【精讲点拨 2】条件 项目 C3 C5 H、ATP(CH2O)合成量 停止光照 CO2供应不变 增加 下降 减少或没有 下降 突然光照 CO2供应不变 下降 增加 增加 增加 光照不变 停止CO2供应 下降 增加 增加 下降（三）1、叶龄，叶片大小，叶绿素含量多少等（四）1、某些无机物，能量，有机物 第 20 页 3、叶绿素，光合作用，有机物，人、动物、真菌等 练习 1、叶绿体 2、光反应，暗反应 3、水 4、光 5、H、ATP 6、类囊体薄膜，叶绿体基质 7、CO2 C3 (CH2O)8、光能ATP 中活跃的化学能 9、ATP 中活跃的化学能有机物中稳定的化学能 10、C5【当堂检测】1、D 2、D 3、D 4、D 5、D