江苏省泰州实验中学教案：5.4《能量之源──光与光合作用》教案（新人教必修1）

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第4节 能量之源──光与光合作用
【教学目标】
1.说出绿叶中色素的种类和作用。
2.说出叶绿体的结构和功能。
3.说明光合作用以及对它的认识过程。
4.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
5.说出光合作用原理的应用。
6.简述化能合成作用。
【教学重点】
1、绿叶中色素的种类和作用。
2、光合作用的发现及研究历史。
3、光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
4、影响光合作用强度的环境因素。
【教学难点】
1、光反应和暗反应的过程。
2、探究影响光合作用强度的环境因素。
【教学过程】
问题探讨”引入，学生思考讨论回答，师提示。
【自主学习】
一、捕获光能的色素
1.通过“绿叶中色素的提取和分离”实验得出色素的种类和颜色。
2、色素的作用：______________
3、叶绿体
（1）结构组成：
①
②
③ （含有色素）
4、
（2）功能：
二、光合作用的原理和应用
概念：是指绿色植物通过_________，利用______，把________和_______转化成储存着_______的有机物，并且释放出____的过程
1、 探究历程
1 直到18世纪中期，人们一直以为只有土壤中的________是植物构建自身的原料
2 1771年，____________的实验验证：植物可以更新动物呼吸污浊了的空气
3 1779年，英格豪斯证明了_______和________在更新空气中不可缺少
4 1864年，萨克斯的实验证实了光合作用的产物有________
5 1939年，美国的鲁宾和卡门利用_____________证明了_______________
6 20实际40年代，美国的卡尔文，利用同位素示踪技术最终证明了___________在光合作用中转化成________的途径
2、 过程
总反应式：
具体过程：（填空）
光反应和暗反应的比较：
光反应阶段 暗反应阶段
所需条件
进行场所
物质变化
能量转换
联系 物质联系：能量联系：
3、 影响因素：______浓度、光（光的______和光照时间的_______）、 等。
曲线分析
n
3、 化能合成作用
（1） 概念：某些细菌能够利用体外环境中某些_________时所释放的______来制造有机物
（2） 举例：如硝化细菌能利用______氧化成亚硝酸和硝酸时释放的_______将______和_______合成为糖，硝化细菌属______生物
【课堂讨论】
见课本思考与讨论
【课堂检测】
1、某科学家用含14C的二氧化碳来追踪光合作用中碳原子的转移途径。下列各项中，能正确表示碳原子转移途径的是： ( )
A．C02→叶绿素→ADP B．C02→叶绿素→ATP
C C02→酒精→(CH20) D．C02→C3化合物→(CH20)
2、右图是叶绿体的亚显微结构示意图，供选答案中不正确的是： （ ）
A.1与2均有选择透过性
B.暗反应是在4中进行的
C.光反应是在3处进行的
D.与光合作用有关的酶均分布在3上
3、光反应为暗反应提供： ( )
A ADP和Pi B．ATP和[H] C ATP和水 D．ADP和[H]
4、将植物栽培在有适宜的光照、温度和充足的C02的条件下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量变化情况依次是： ( )
A．下降、上升、上升 B上升、下降、下降
C 上升、下降、上升 D 下降、上升、下降
5、光合作用过程中产生的[H]和有氧呼吸过程中产生的[H]，分别用于： ( )
A．氧化02和C02 B．氧化CO2和O2 C．还原02和C02 D．还原CO2和O2
6、右图表示光照下叶肉细胞中A、B两种细胞器间的气体交换。据图回答问题：
（1）A、B细胞器分别是_____________和_____________。
（2）O2从B到A内必须通过_____________层膜，通过膜的方式是
_____________。
（3）在黑暗中，其生理作用停止的细胞器是（填写字母）_____________。
（4）如果此叶肉细胞处于2℃的环境中，气体转移基本停止的原因是_______________ 。
（5）A、B都能产生ATP，A产生ATP需要通过_____________作用，B产生ATP需要通过_____________作用。
7．下图中的甲、乙两图为一昼夜中某作物植株对C02的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天，乙图是在盛夏的某一晴天，请据图回答问题：
（1）甲图曲线中C点和E点(外界环境中C02浓度变化为零)处，植株处于何种生理活动状态？
（2）根据甲图推测该植物接受光照的时间是曲线中的 段，其中光合作用强度最高的是 点，植株积累有机物最多的是 点
（3）乙图中FG段C02吸收量逐渐减少是因为 ，以致光反应产生的
和 逐渐减少，从而影响了暗反应强度，使_______化合物数量减少，影响了C02固定。
（4）乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低，可能是因为
答案：（1）呼吸作用释放C02的量等于光合作用吸收C02的量时；（2）BF； D； E （3）光照强度逐步减弱； ATP； [H]；C5 （4）温度高，蒸腾作用过强，气孔关闭，影响了C02原料的供应
【课后反思】
实验 叶绿体中色素的提取与分离
一、 实验原理
1. 叶绿体的色素易溶解在有机溶剂中，可用 提取叶绿素中的色素。
2. 叶绿体中的色素在 中的溶解度不同，溶解度高的在滤纸上扩散得快。溶解度低的在滤纸上扩散得慢。可据此将色素分离。
二、 实验目的与要求
1. 初步掌握提取和分离叶绿素中色素的方法。
2. 探索叶绿素中有几种色素，观察和区别叶绿素中的色素的种类及颜色。
三、 实验材料用具
新鲜绿色叶片、滤纸、研钵、漏斗、毛细管、剪刀、试管、量筒、层析液、无水乙醇、石英砂（SiO2）、碳酸钙
四、 实验方法与步骤
1．提取色素
取5 g绿叶，剪碎，放入研钵中，加入少许石英砂（ ）、碳酸钙，再加入10ml ，迅速研磨，然后按要求过滤。
2．制备滤纸条
将滤纸条的一端剪去两角，在距滤纸条底端1.5cm处用铅笔轻轻画一根横线。
3．画滤液细线
用毛细管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画一条细而直的滤液细线。待滤液干后，在反复多次。
4．分离色素
把划好细线的滤纸条插入 。
5．观察实验结果
五、 实验注意事项
1．叶片要新鲜、颜色要深绿。
2．研磨要充分、迅速。
3．滤液收集后要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。
4．滤液细线要细、直、含较多色素。
5．滤纸上的滤液细线不能触及层析液。
六、实验结果记录及分析
贴滤纸条处： 色素种类及颜色
七、讨论
1、 研磨时加少许SiO2、碳酸钙有什么作用？
2、 叶片含水量对实验有无影响，若有可如何改进实验？
3、 滤纸上的滤液细线不能触及层析液，为什么？
八、进一步探究
1、布置分组探究任务
第一组：检验无水乙醇的提取作用。（W1&R）
第二组：验证碳酸钙的作用。（W2&R）
第三组：验证SiO2的作用。（W3&R）
2、从表格中选择试剂进行实验，记录现象。
10ml无水乙醇 10ml蒸馏水 少许碳酸钙 少许SiO2 色素提取液的颜色
R + + + 深绿色
W1
W2
W3
九、变式训练
1、将色素提取液滴在圆形滤纸中央，进行层析。会得到四种色素的同心圆环从外向内依次是： 、 、 、 。
2、秋天叶片变黄。两同学争论，甲认为是叶绿素类色素分解所致，乙认为是类胡萝卜素含量增加。设计实验进行探究。写出实验思路。
十、实验中的问题及思考
www.
① （ 色）
② （ 色）
③ （ 色）
④ （ 色）
光照强度
光合速度
图1
CO2浓度
光合速度
图2
光照强度
CO2的吸收量
CO2的释放量
图3
A
B
C
光合作用受光照强度、CO2浓度等的影响。
图1表示一定范围内光合速度随光照强度的增加而加快，达到光饱和以后不再加快。
图2表示一定范围内光合速度随CO2浓度的增加而加快，CO2浓度饱和以后，速度不再加快。
图3以CO2的释放量表示光合速度。曲线走势表示一定范围内CO2的释放量随光照强度的增加而加快，达到光饱和以后不再加快。A点表示：光照强度为0时，没有光合作用，有呼吸作用，纵坐标为呼吸释放的CO2量。B为光补偿点，意思是此光强下的光合速度与呼吸速度相等，光合吸收的CO2量与呼吸释放的CO2量相抵消，表现为既不向外释放也不从外界吸收。AB段位于下方，因为光强较弱，光合吸收的CO2量小于呼吸释放的CO2量，整体表现为向外界释放CO2。B点以后光合吸收的CO2量大于呼吸释放的CO2量，整体表现为从外界吸收CO2。C是光饱和点。此点以后光合速度不再加快。
乙图
甲图
试
剂
组
别
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