2014-2015学年湖南省衡阳县第三中学人教版高中生物必修一学案：5.4 能量之源——光与光合作用（无答案）

能量之源——光与光合作用
一 捕获光能的色素和结构
教学目标：
（1）说出绿叶中色素的种类和作用
（2）说出叶绿体的结构
教学重点与难点：
1.教学重点
（1）绿叶中色素的种类和作用
（2）如何提取色素
2.教学难点
（1）如何提取色素
（2）叶绿体的结构与功能的对应
教具：PPT
课时：1课时
教学过程：
初中时我们都学习过绿色植物的光合作用，什么是光合作用？在光合作用中发生了哪些变化？在绿色植物的什么地方进行的？
光合作用中物质和能量都发生了转化。追根溯 ( http: / / www.21cnjy.com )源，能量的最终源头是来自太阳的光能，进行光合作用的细胞首先要能够捕获光能，用什么捕获光能？在哪里捕获？
阅读课本P97思考“本节聚焦”
1.捕获光能的色素有哪些？
2.叶绿体的结构是怎样的？
3.叶绿体的结构有哪些适于进行光和作用的特点？
捕获光能的色素
绿叶中有哪些色素呢？
实验：绿叶中色素的提取和分离
实验原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中 ( http: / / www.21cnjy.com )，所以可以用有机溶剂提取绿叶中的色素。本实验选的有机溶剂是：___________________。绿叶中色素不只一种，利用它们在层析液中的___________不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散的_____，反之则___。
实验选材：见课本P98
方法步骤：见课本P98
提取绿叶中的色素（取绿叶、研磨、过滤）——制备滤纸条——画滤液细线——分离色素——实验结果
注意事项：1.滤纸条的一端剪去两角。
2.毛细吸管沿铅笔线均匀画出一条细线，多画一两次。
思考：1.二氧化硅和碳酸钙的作用
2.为什么滤纸条的一端剪去两角？
观察与记录：
滤纸条上颜色从上至下依次是：_____________________________________
对应的色素是：________________________________________________
小结：
这些色素对光的吸收有差别。____________和_______________主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收_____________，因此，植物对_____________光吸收最好。因为叶绿素对_______吸收最少，被反射出来，所以叶片呈现____________。
思考：温室或大棚种植蔬菜时，应选用什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？
色素存在于植物的什么结构中呢？
二、叶绿体的结构
在第三章学习细胞器时，学习 ( http: / / www.21cnjy.com )了叶绿体的结构。由______膜构成，内部有许多__________,基粒和基粒之间充满了_________。每个基粒都由一个个圆饼状的_____________堆叠而成。
这些囊状结构称为___________,吸收光能的四种色素就分布在___________
本节课小结：
____________是进行光合作用 ( http: / / www.21cnjy.com )的场所。它的内部的巨大膜表面上，不仅分布着_________________________________，还有许多进行光合作用所必须的_____
记忆节节清
巩固练习
1.提取叶绿体中色素时要加入丙酮或乙醇，其原因是（ ）
A.防止叶绿素被破坏 B.让色素溶解
C.便于叶片研磨成匀浆 D.促使叶绿素分离
2.恩格尔曼用水绵进行的光合作用实验证明的是（ ）
A.绿色叶片在光合作用中产生了淀粉
B.氧气是由叶绿体所释放
C.植物可以净化空气
D.光合作用释放的氧全部来自水
3.温室栽培蔬菜，采用什么颜色做顶棚更能提高产量（ ）
A.红色玻璃 B.蓝紫色玻璃
C.绿色玻璃 D.无色玻璃
4.把叶绿体色素溶液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的另一侧观察，连续光谱中变暗的主要区域是（ ）
A.红光和蓝紫光区 B.黄光和蓝紫光区域
C.绿光和红光区 D.黄光和绿光区
5.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发生在叶绿体的（ ）
A.内膜上 B.基质中
C.类囊体片层膜上 D.各部位上
6.在提取叶绿素时，加入少量碳酸钙的目的是（ ）
A.增加叶绿素的溶解度
B.破坏膜系统，使叶绿素被充分提取
C.防止叶绿素在提取时受到破坏
D.防止叶绿素与其它物质结合
7.在一定光照强度下，绿色植物在哪种光的照射下放出的氧最多（ ）
A.绿光和蓝紫光 B.红光和蓝紫光
C.蓝紫光和绿光 D.红光和绿光
8.胡萝卜素和叶黄素在光合作用中的作用是（ ）
A.传递光能、传送电子 B.传递光能、转变光能
C.吸收光能、转变光能 D.吸收光能、传递光能
9.在叶绿体的色素提取和分离实验中，实验结果表明，在滤纸条上相邻色素带之间距离最大的是（ ）
A.叶绿素a和叶绿素b B.叶绿素a和叶黄素
C.叶黄素和胡萝卜素 D.无法判断
10.回答有关提取和分离叶绿体色素的一组问题。
（1）用丙酮-研磨法提取叶绿体色素时，要以丙酮为提取液的原理是叶绿体中的各种色素能________________有机溶剂。
（2）为了加快研磨速度，在研钵中加入__________；为了防止叶绿素破坏，应加入______________________
（3）置于层析液中的滤纸条，要防止 ( http: / / www.21cnjy.com )上面的色素细线没入层析液中，这是因为____________________________________
（4）层析后滤纸条上的色素带，自上 ( http: / / www.21cnjy.com )而下依次为：橙黄色的_____________；黄色的________________；蓝绿色的______________和黄绿色的_______________。
课后辅导 课本P100拓展题答案
1.植物吸收光能的色素，除存在于叶片的一些细胞中外，还存在于哪些部位的细胞之中？
还存在于植物幼嫩的茎和果实等器官的一些含光合色素的细胞中。
2.海洋中藻类植物，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布依次是浅、中、深，这与光能的捕获有关吗？
有关。不同颜色的藻类吸收不同波长的光。藻类本 ( http: / / www.21cnjy.com )身的颜色是反射出来的光，即红藻反射了红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝绿部分的吸收，即到达深水层的光线是相对富含短波长的光，所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。
相关链接
叶绿素溶液的透射光与反射光
叶绿素溶液在透射光下呈现绿 ( http: / / www.21cnjy.com )色，但在反射光下呈现红色（叶绿素a为血红色，叶绿素b为棕红色），这叫做荧光现象。产生荧光现象的原因是，当叶绿素分子吸收光量子后，就由最稳定的、最低能量的基态（常态）提高到一个不稳定的、高能状态的激发态。由于激发态极不稳定，发射光波，消耗能量，迅速由激发态降回基态。这时发射的光波就称为荧光。荧光的寿命很短，为10-9~10-8秒。因为叶绿素分子吸收的光能有一部分消耗于分子内部振动上，辐射出的能量就小，根据波长与光子能量的成反比的规律，反射光的波长比入射光的波长要长一些。所以叶绿素溶液的透射光呈绿色，而反射光呈红色。
5.4 能量之源——光与光合作用
二 光合作用的原理和应用
教学目标
知识目标
1.了解光合作用的探究历程
2.理解光合作用的过程和原理
3.了解光合作用原理的应用
能力目标：
通过回顾光合作用发现过程中的几个经典实验，提高学生的科学素质，培养学生设计实验、分析实验的能力。
情感态度价值观目标：
通过对光合作用实验的分析 ( http: / / www.21cnjy.com )、讨论，使学生感受到科学发现的艰难，体验科学工作的方法和过程，培养学生严谨的科学态度，激发学生的创新意识，增强学生进行科学研究的兴趣和信心。
教学重点
1.光合作用的过程和原理
2.影响光合作用的外界因素
教学难点
光合作用的过程和原理
课时：2
教学过程 ：
【导入】今天天气很好，阳光明媚，同学们想一想这样的天气对植物有什么益处？
（利于植物进行光合作用）
问：根据上节课的学习，同学们回顾一下进行光合作用的场所是哪里？吸收光能的物质是什么？
（场所是叶绿体，吸收光能的物质是色素。）
问：光合作用的反应式怎样写？
其实人们对光合作用的认识经历了漫长的探 ( http: / / www.21cnjy.com )索历程，许多科学家进行了大量的实验才逐步认识了光合作用的原理，这节课我们继续学习光合作用的第二部分：光合作用的原理和应用。
首先我们先来重温科学家对光合作用的探究历程。
光合作用的探究历程：
根据课本给出资料，完成下列空白
时间 人物 结论
1771年 普利斯特利
1779年 普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功，植物体只有绿叶才能更新污浊的空气
1785年
梅耶 植物在光合作用时把光能转化为化学能储存起来了。
1864年 萨克斯
1880年 恩格尔曼 氧由叶绿体释放出来，叶绿体是光合作用场所。
1939年 光合作用中释放出来的氧全部来自于参加反应得水。
20世纪40年代
光合作用的过程：
光反应
暗反应
注：
1、糖类(CH2O)中各元素和原料的对应关系：
C CO2 H H2O O2 H2O
2、能量的转移途径：
光能 ATP中活跃的化学能 (CH2O)中稳定的化学能
3、碳的转移途径：
CO2 C3 (CH2O)
过程 光反应 暗反应
反应场所
条件
物质变化
能量变化
联系
三、光合作用原理的应用：
影响光合作用的外界因素：
1）空气中的二氧化碳浓度
2）土壤中水分
3）光照的长短与强弱、光的成分
4) 温度的高低
四、化能合成作用：
能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。
[习题巩固]
第一课时
1、光合作用可分为 和 两个阶段，其依据是 。
2、光反应的场所是 ________，暗反应的场所是_______________________，叶绿体中色素功能是 。
3、光合作用中，糖类是在___________________________ 阶段形成的，O2是在____________ 阶段形成的，ATP是在_______________________阶段形成的。
4、光合作用的实质：是最基本的___________________________________________________；
物质上___________________________________________；能量上_____________________
__________________________________________。
5、某科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的C原子，这种C原子的转移途径是（ ）
A、CO2 叶绿体 ATP
B、CO2 叶绿素 ATP
C、CO2 乙醇 糖类
D、CO2 三碳化合物 糖类
6、在光合作用中，需消耗ATP的是（ ）
A、三碳化合物的还原 B、CO2的固定
C、水在光下分解 D、叶绿素吸收光能
7、光合作用过程中，光反应为暗反应提供的物质是（ ）
A、[H]和ATP B、[H]和O2
C、O2和ATP D、[H]和H2O
8、绿色植物在暗处不能放出氧气是因为 ( http: / / www.21cnjy.com )（ ）
A．CO2的固定受阻
B．三碳化合物的还原需要光
C．水的分解不能进行
D．五碳化合物的再生困难
9、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ATP
C．光能和光反应产生的ATP
D．都是光反应产生的ATP
10、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过一段时间后，分析18O放射性标记，最先（ ）
A、在植物体内的葡萄糖中发现 B、在植物体内的淀粉中发现
C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现
D、在植物体周围的空气中发现
第二课时
1、光合作用强度是指____________________________________________________________
___________________________________________________。
2、影响光合作用的外界因素有：1）__________________________2)______________________
3)________________________________4)_________________________________________ 。
3、化能合成是指________________________________________________________________
______________________________________________________。
4、绿色植物以____为能源，以_________和__________为原料合成_________,糖类中储存着由__________转换来的能量，绿色植物属于____________________；相反，人、动物、真菌以及大多数细菌，细胞中没有_________________，不能进行光合作用，它们只能利用__________________________________来维持自身的生命活动,属于___________________。
5、属于化能自养型_____________________、________________、___________________。
6、水稻在适宜的情况下生长，如改变下列哪一项会使产量增加 （ ）
A．氧的含量
B．CO2的含量
C．氮的含量
D．水蒸气的含量
7、有些植物在春天开花时，叶子尚没有上长出来，开花时期植物需要能量主要来自（ ）
A.春天植物从土壤中吸收的矿质元素
B.春天植物从土壤中吸收的有机肥料
C.花瓣的光合作用
D.上一年贮存在植物体中的营养物质
8、《齐民要术》中，要求栽种 ( http: / / www.21cnjy.com )农作物要“正其行，通其风”，原理是（ ）
　 A．确保通风透光，从而有利于提高光合作用的效率
　 B．通风透光，可以增强农作物的呼吸作用
　 C．可以增强农作物的抗性
　 D. 增强农作物的蒸腾作用
9、光合作用过程中，能量流动的大致途径是（ ）
A.光 色素 （CH2O）
B.光 色素 ADP (CH2O)
C.光 ATP (CH2O)
D.光 ADP ATP (CH2O)
光能
CO2+H2O* （CH2O）+O*2
叶绿体
水的光解：
H2O →2 [H] + 1/2O2
酶
ADP+Pi+光能 ATP
光合磷酸化：
CO2 + C5 → 2C3
CO2的固定：
2C3 + [H] 酶 (CH2O) + C5
CO2的还原：
ATP
小结：
1概念
2探究历程
光反应
一、光合作用
3过程
暗反应
4原理的应用
二、化能合成