導學案 光合作用時

1、能量之源光與光合作用【2】班級 小組 姓名 小組評價 教師評價 一、學習目標1、光合作用的定義2、光合色素主要包括葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素。光 能葉綠體3、光合作用的過程光 能葉綠體總反應式：CO2 + H2O （CH2O）+ O26CO2+12H2O C6H12O6+6H2O+6O24、影響光合作用的因素（1）光照：光強度、光質都可以影響光合速率。光照強度：在一定光強度范圍內，光合速率隨光強度的增大而增大。光質：由于色素吸收可見太陽光中的紅光和藍紫光最多，吸收綠光最少，故不同顏色的光對光合作用的影響不一樣。白光下光合效率最高，紅光和藍紫光下光合效率較高，綠光下光合效率最低。（2）

2、CO2濃度：在一定范圍內，光合速率隨CO2濃度的增大而增大。（3）溫度：溫度是通過影響酶的活性來影響光合作用效率的。（4）礦質營養(yǎng)：綠色植物進行光合作用時，需要多種必需的礦質元素。礦質元素能夠直接或間接影響光合作用。二、教材分析重點難點與疑點1、重點難點是光合作用的定義、光合色素、光合作用的過程等。2、疑點是影響光合作用的因素等。三、學法指導1了解研究光合作用的發(fā)現過程，從而理解研究光合作用過程的一般方法。2理解葉綠體中光合色素的種類及作用。3通過對光合作用過程的分析，掌握光合作用過程的意義。4分析影響光合作用的因素及其在農業(yè)生產中的指導意義。5掌握提取和分離葉綠體中光合色素的原理及方法。四、

3、葉綠體的結構結合講解葉綠體的結構，教師歸納：結構：外膜，內膜，基質，基粒（由類囊體構成）與光合作用有關的酶分布于基粒的類囊體及基質中。光合作用色素分布于類囊體的薄膜上。光合色素的作用是 光能。思考：1為什么植物的葉片一般是綠色的？ 2葉綠素形成的條件是什么？3植物體內含有色素的細胞器有哪些？4生產上，用何種顏色的塑料薄膜做頂棚產量高？5綠色植物在CO2等量時哪種光下光合產物最多？6用綠色、紅色、藍色、紫色玻璃罩分別罩住大小、生長狀況相同的天竺葵，光照相同的時間后，罩內O2最少的是哪種顏色的玻璃罩？為什么？7為什么要用酒精、丙酮和石油醚等有機溶劑來提取色素？答案：綠葉幾乎不吸收綠光，綠光被反射，

4、因此植物的葉片一般是綠色的；有光照和Mg等；葉綠體和液泡；無色；白光；綠色，因為植物幾乎不吸收綠光；因為色素只溶于在機溶劑。五、課文解讀（一）、光合作用發(fā)現的歷史1648年比利時的范海爾蒙特（V.Helmont）第一次試圖用定量的方法研究植物的營養(yǎng)素來源。通過該實驗他認為，植物生長所需要的養(yǎng)料主要來自于水，而不是土壤。1771年英國的普利斯特萊（J.Priestley）通過植物和動物之間進行氣體交換的實驗，第一次成功地應用化學的方法研究植物的生長，得知植物生長需要吸收CO2，同時釋放出O2。1779年荷蘭的揚英根豪斯（J.Ingenhousz）把帶葉的枝條放到水里。這些葉在陽光下產生氧氣，在暗

5、處并不產生氧氣。揚英根豪斯認為植物需要陽光才能制造出氧氣。1864年薩克斯（J.von Sachs）采用碘液檢測淀粉的方法，確定葉片在光下能產生淀粉。1940年魯賓（S.Ruben）和卡門（M.Kamen）運用放射性同位素標記法，通過小球藻的實驗證明了光合作用釋放的氧氣來自水，糖類中的氫也來自水。1948年美國的梅爾文卡爾文（M.Calvin）報告了歷時10年的科研成果，他用14C標記的CO2追蹤了光合作用過程中碳元素的行蹤，從而了解到光合作用中復雜的化學反應。次序年代科學家實驗材料實驗過程實驗現象結論21864薩克斯（德）葉片綠色植物暗處理后，一半 ，一半 ，后經 處理遮光部分顏色 曝光部分

6、顏色 綠色植物在光合作用過程中 31880恩吉爾曼（德）水綿和好氧性細菌把水綿和好氧性細菌的臨時裝片置于 環(huán)境中：用極細光束照射水綿；裝片完全暴露于光下。好氧細菌集中在 好氧細菌集中在 420世紀30年代魯賓和卡門（美）綠色植物、氧的同位素H218O和C18O2向第一組植物提供H218O和CO2；向第二組植物提供H2O和C18O2 第一組釋放的氧全是 第二組釋放的氧全是 思考：1880年，德國科學家恩吉爾曼實驗1之所以選用水綿做實驗材料是因為水綿有 葉綠體，且螺旋分布在細胞中，便于進行觀察。2選用黑暗且沒有空氣的環(huán)境可排除實驗前環(huán)境中 的影響，確保實驗的準確性。3先選用極細的光束且用好氧細菌檢

7、測能準確判斷水綿細胞中 然后用完全曝光的水綿與之 ，從而證明了 。（二）、光合色素與光能的捕獲和轉化 葉綠素a（藍綠色） 葉綠素 葉綠色b（黃綠色） 綠葉中的色素 胡蘿卜素（橙黃色）類胡蘿卜素 葉黃素（黃色） 葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。白光下光合作用最強，其次是紅光和藍紫光，綠光下最弱。顏色 主要吸收光譜 定性濾紙上出現的色素層析圖譜 色素 素葉綠素 葉綠素 a 藍綠色 紅光、藍紫光 位于中下層 葉綠素 b 黃綠色 位于最下層 類胡蘿卜素 胡蘿卜素 橙黃色 藍紫光 位于最上層 葉黃素 黃色 位于中上層 （三）、光合作用的過程（1） 部位：葉綠體的類囊體薄膜上光 反

8、應光解（2） 條件：需光、色素分子和酶酶（3） 物質變化：水的光解：2H2O 4e+4H+O2光 合 作 用 過 程酶NADP+2e+H+ NADPHATP的形成：ADP + Pi + 能量 ATP（4） 能量變化：光能ATP、NADPH中的活潑的化學能（1） 部位：葉綠體基質中 暗 反 應酶（2） 條件：需多種酶、CO2、ATP、NADPHATP、NADPH酶（3） 物質變化：CO2的固定：CO2 + C5 2C32C3 （CH2O）+C5+ H2OC3的還原:（4） 能量變化：ATP中的活潑的化學能有機物中的穩(wěn)定的化學能（四）、光反應和暗反應的比較比較項目光反應暗反應區(qū)別部位條件反應時間反

9、應原料反應產物與溫度的關系與光照的關系反應性質物質變化水的光解：形成ATP：CO2的固定：C3的還原：能量變化光能電能ATP中活躍的化學能ATP中活躍的化學能有機物中穩(wěn)定的化學能聯系光反應的產物H是暗反應中CO2的 光反應形成的ATP為暗反應提供 暗反應產生的ADP和Pi為光反應形成ATP提供 （五）、在光合作用過程中，可以認為先進行光反應，后進行暗反應，因為當一棵植物在暗處放置了很久以后，突然移到光下，必須先進行光反應，在葉綠體中積累了一定的H和ATP后才開始進行暗反應。當植物從光下突然移到暗處時，光反應會立即停止，但暗反應不會立即停止，暗反應的停止要到將H和ATP消耗完后。在葉綠體處于不同

10、的條件下，其中的C5、C3、H和ATP及葡萄糖的合成量的變化情況可用下表來表示。光照、CO2濃度變化對植物細胞內C3、C5、H、ATP、C6H12O6合成量的影響 條件 C3 C5 H、ATP葡萄糖的合成量停止光照，CO2供應不變 突然光照，CO2供應不變 光照不變，停止CO2的供應 光照不變，增加CO2供應 光照不變，CO2供應不變，C6H12O6運輸受阻例1 將植物栽培在適宜的光照、溫度和充足的CO2條件下。如果將環(huán)境中CO2含量突然降至極低水平，此時葉肉細胞內的C3化合物、C5化合物和ATP含量的變化情況依次是（ ）A. 上升；下降；上升 B. 下降；上升；下降 C. 下降；上升；上升

11、D. 上升；下降；下降解析：從光合作用的反應過程進行分析：在光合作用過程中，CO2參與暗反應，CO2與C5化合物結合，生成兩個C3化合物，當CO2突然減少時，這個過程必然受阻，因而導致C5化合物的含量上升和C3化合物含量下降。而C3化合物的減少，又使暗反應中C3化合物還原成葡萄糖的過程受阻，消耗光反應提供的ATP量也減少，使細胞中ATP含量上升。 同類變式：下圖為光照和CO2濃度改變后，與光合作用有關的C5化合物和C3化合物在細胞內的變化曲線。（1）曲線a表示 ，在無光照時其含量下降的原因是 ； 曲線b表示 ，在CO2濃度降低時含量下降的原因是 （2）由（1）得出光照強度和CO2濃度與光合作用

12、的關系是：前者主要影響 ；后者主要影響 。例2 下圖中的甲、乙兩圖為晝夜中某作物植株對CO2的吸收和釋放狀況的示意圖。甲圖是在春季的某一晴天，乙圖是在盛夏的某一晴天，請據圖回答問題：甲圖 乙圖（1）甲圖曲線中C點和正點（外界環(huán)境中CO2濃度變化為零）處，植株處于何種生理活動狀態(tài)？（2）根據甲圖推測該植物接受光照的時間是曲線中的 段，其中光合作用強度最高的是 點，植株積累有機物最多的是 點。（3）乙圖中FG段CO2吸收量逐漸減少是因為 ，以致光反應產生的 和 逐漸減少，從而影響了暗反應強度，使化合物數量減少，影響了CO2固定。乙圖（4）乙圖曲線中間E處光合作用強度暫時降低，可能是因為 解析：本例

13、主要考查影響光合作用因素：CO2濃度、光強，以及光合速率、呼吸速率和表觀速率的關系（表觀速率=光合速率呼吸速率）。首先，要認真看清坐標的含義，然后進行曲線分析；其次，要把光合作用和呼吸作用聯系起來考慮，并用兩個生理過程進行的條件和時間進行分析。注意光合作用強度決定的制造有機物量與有機物總積累量之間的聯系和區(qū)別；第三，乙圖的E點CO2吸收率降低的機理，不僅要從外界因子的整天變化情況及此時的限制因素考慮，還要聯系植株的其他生理活動進行思考。 例3：圖甲、乙、丙分別表示某植物光合作用速率與光照強度之間的關系、溫度與光合速率之間的關系及葉綠體色素對不同波長光線的相對吸收量：（1）若甲圖所示曲線為陰性植

14、物，則陽性植物曲線與此相比較C點_（填“上/下/左/右/不變”）移，A點_（填“上/下/左/右/不變”）移（2）由乙圖知，40時，植物體_（能/不能）顯示生長現象；而5時狀態(tài)可用甲圖中_（填“A/B/C”）點表示（3）用玻璃大棚種植蔬菜時，應選擇光強為_（填“A/B/C”）、溫度為_（填一個具體數值），及_顏色_（填透明或不透明）的玻璃。解析：甲圖為表觀光合速率，乙圖為實際光合速率和呼吸速率，丙圖反應了葉綠素吸收光譜。第（3）題要求從甲、乙、丙圖獲取知識進行應用創(chuàng)新。例1答案：C例1 同類變式答案：（1）五碳化合物；CO2在還原過程中因缺NADPH和ATP不能產生C5化合物，而CO仍然固定形成

15、C3化合物。碳化合物；CO2的減少導致C3化合物產生減少，而C3化合物仍然被還原為C5化合物 例2答案：（1）呼吸作用釋放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量時（2）BF；D；E （3）光照強度逐步減弱；ATP；NADPH （4）溫度高，蒸騰作用過強，氣孔關閉，影響了CO2原料的供應例3答案：（1）右；下 （2）不能；B （3）C；25；無；透明比較項目光反應暗反應區(qū)別部位葉綠體基粒上 葉綠體基質中條件光能、色素、酶 酶反應時間短促，以微秒計較緩慢反應原料水二氧化碳反應產物H、ATP、O2ADP、（CH2O）與溫度的關系與溫度關系不大溫度影響 酶 的活性，關系密切與光照的關系有光時方可進行有光

16、無光時均可進行反應性質光化學反應與光無直接關系，光下與暗處都行物質變化水的光解：形成ATP：CO2的固定：C3的還原：能量變化光能電能ATP中活躍的化學能ATP中活躍的化學能有機物中穩(wěn)定的化學能聯系光反應的產物H是暗反應中CO2的 光反應形成的ATP為暗反應提供 暗反應產生的ADP和Pi為光反應形成ATP提供反應物 （六）、驗證陸生植物是否進行光合作用的方法：一般是驗證淀粉的存在驗證水生植物是否進行光合作用的方法：一般是驗證氧氣的產生【復習題】1：下列關于光合作用強度的敘述，正確的是（ ）A葉片從幼到老光合作用強度不變B森林或農田中植株上部葉片和下部葉片光合作用強度有差異C光合作用強度是由基因

17、決定的，因此是固定不變的D在相同光照條件下，各種植物的光合作用強度相同2：光合作用的過程可分為光反應和暗反應兩個階段，下列說法正確的是（ ）A葉綠體的類囊體膜上進行光反應和暗反應B葉綠體的類囊體膜上進行暗反應，不進行光反應C葉綠體基質中可進行光反應和暗反應D葉綠體基質中進行暗反應，不進行光反應3：在光合作用過程中不屬于暗反應的是（ ）ACO2與五碳化合物結合 B三碳化合物接受ATP釋放的能量CH2O的氫傳遞給NADP+ DNADPH的氫傳遞給三碳化合物4：在一個透明的容器中加入適量NaHCO3稀溶液，將楊樹葉片迅速封入其中，裝置如圖所示，搖動容器，使容器內空氣中的CO2和溶液的CO2達到動態(tài)平

18、衡，在保持溫度不變的條件下，進行如下實驗，試根據實驗回答下列問題：（1）光照幾分鐘后，容器內溶液的pH （增大、減?。?，其原因是 。（2）隨著光照時間的延長，溶液的pH的變化速度趨于變 （快、慢），其原因是 。 （3）如果將裝置置于暗室中，一段時間后，溶液的pH （增大、減?。?，其原因是 。 （4）該裝置可以用來研究植物的 和 。5：下圖表示某種植物光照強度與光合作用強度的關系。P點的生物學含義是（ ）A無光合作用，有呼吸作用B光合作用與呼吸作用達到動態(tài)平衡C無呼吸作用，有光合作用D光合作用與呼吸作用都不進行【答案及解析】1、此題考查影響光合作用因素的有關知識。對于植物來說，影響其光合作用強度

19、的因素很多：首先，由于遺傳特性的不同，各種植物即使在相同的條件下，光合作用強度有差異。其次，植物在不同的生長階段，其代謝功能存在很大的差異，就光合作用來說，光合作用能力最高的是植物成熟葉片。除了這些內在因素的影響外，外界環(huán)境也時刻影響著植物的光合作用強度，如不同的光照、溫度條件、CO2的濃度以及礦質元素和水分的供應狀況，都直接或間接地影響著植物的光合作用強度，且影響非常大。答案：B。2、本題考查了光合作用的過程。光反應在類囊體薄膜上進行，暗反應在葉綠體基質中進行。答案：D。3、本題考查光合作用的兩個階段中的變化。暗反應中包括CO2的固定，即CO2與五碳化合物結合生成C3化合物，三碳化合物的還原，即三碳化合物接受ATP釋放的能量和水光解所釋放出的H，生成糖類等有機物，H2O的氫傳遞NADP+不屬于暗反應。A、B、D是屬于暗反應，故選C。答案：C。4、本題為分析型實驗題。此類試題要求學生根據實驗中的圖、文、表等多種形式表達的實驗情境，對實驗原理、實驗材料的