《光合作用》学案4浙教版必修1.docx

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《光合作用》学案4浙教版必修1

光合作用

【学习目标】

（一）知识目标

1．说出对光合作用的认识过程；

2．举例说出叶绿体中主要光合色素；

3．概述光合作用的过程；

4．举例说明影响光合作用的环境因素。

（二）能力目标

1．联系光合作用过程发现史，培养学生思考及分析能力；

2．通过实践“叶绿体中色素提取和分离”操作，提高学生动手能力，培养其严密的逻辑思维；

3．引导学生分析相关图形，提高学生识图能力及语言表达能力；

4．联系生产生活实践，培养学生理论联系实践，提高分析解决问题能力。

（三）情感目标

1．回顾经典实验，使学生体验科学家的探究过程，培养学生科学探究精神；

2．实践“色素提取和分离”，培养学生实事求是科学态度；

3．联系生产实践，培养学生热爱生活的态度。

【学习重、难点】

1．说明光合作用的发现过程及具体过程，认识光合色素的种类及作用；

2．从生产生活中分析说明影响光合作用速率的环境因素。

【学习方法】

课前导学、课堂导问、问题引导、反馈矫正、迁移创新和“三三主体性综合课堂模式”

【学习过程】3课时

第一课时

【课前导学】

一、光合作用发现史

1．17世纪中叶（1648年），范·海尔蒙特用定量的方法研究认为：

植物生长所需养料主要来自于，而不是。

2．1771年，普利斯特莱得知植物生长需要吸收，同时释放出。

3．1779年，扬·英根豪斯认为植物需要才能制造出O2。

4．1864年，萨克斯采用检测淀粉的方法，确定叶片在下能产生淀粉。

5．1940年，鲁宾和卡门运用，证明了光合作用释放的O2和糖类中的氢均来自。

6．1948年，卡尔文用标记的CO2进行示踪，发现CO2用于合成等有机物。

二、提取和分离叶绿体中的色素

1．研磨菠菜叶片时，要加入少许和以及5mL。

2．丙酮易，并有一定的毒性。

因此盛有研磨液的试管口要用塞紧。

3．滤液细线不能触及到。

三、光合色素与光能的捕获

1．光合色素

（1）呈蓝绿色，元素组成为。

（2）叶绿素b呈，元素组成为C、H、O、N、Mg。

（3）胡萝卜素呈，元素组成为C、H。

（4）叶黄素呈，元素组成为C、H、O。

2．光合色素对光的吸收

（1）光合作用主要色素是。

（2）叶绿素主要吸收和利用。

（3）胡萝卜素和叶黄素主要吸收，还有保护免受的作用。

【问题引导】

1．为什么滤液细线不能触及层折液？

2．叶片呈现绿色是因为吸收了绿光吗？

为什么？

【反馈矫正】

1．一棵重8kg的植物栽在水分、空气、温度、光照均适宜的环境中，一个月后重达20kg，增加的重量来自（）

A．光照B．空气C．水分D．水分和空气

2．科学家扬·英根豪斯把带叶的枝条插到水中。

这些叶在阳光下产生氧气，但在暗处并不产生氧气。

扬·英根豪斯的实验说明了植物的光合作用（）

A．需要光B．吸收CO2C．释放O2D．需要水

3．下图表示德国科学家萨克斯的实验，在叶片照光24h后，经脱色、漂洗并用碘液处理，结果有锡箔覆盖的部分呈棕色，而不被锡箔覆盖的部分呈蓝色，本实验说明（）

①光合作用需要CO2②光合作用需要光③光合作用需要叶绿素

④光合作用放出氧⑤光合作用制造淀粉

A．①②B．③⑤C．②⑤D．①③

4．右下图为鲁宾和卡门进行的实验的示意图，图中A物质和B物质的相对分子质量之比是（）

A．1：

2

B．2：

1

C．8：

9

D．9：

8

5．在“提取和分离叶绿体的色素”的实验中，要使色素带清晰又整齐，下列哪项措施与之无关（）

A．定性滤纸要干燥B．剪去滤纸条一端的两个角

C．滤液细线划得细、直、浓D．盖上培养皿盖

6．在“提取和分离叶绿体的色素”的实验中，在滤纸条上的四条色素带从上到下依次是

A．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b（）

B．叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b

C．叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素

D．胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素

7．把高等植物叶绿体色素滤液放在自然光源和三棱镜之间，从棱镜的另一侧观察光谱中明显变暗的区域是（）

A．黄光区和蓝紫光区B．红光区和蓝紫光区

C．绿光区和红光区D．黄光区和绿光区

【迁移创新】

1．将长势相同的3盆麦苗分别置于钟罩内，如下图所示，若干天后，与丙盆相比，甲、乙盆麦苗长势（）

A．甲、乙、丙盆麦苗长势相近

B．甲与丙长势相近，乙比丙长势差

C．乙与丙长势相近，甲比丙长势差

D．甲、乙长势都比丙好

2．右图为水绵结构模式图。

把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用白光束对水绵细胞的不同部位（如a处）做点状投射，发现水中的好氧细菌明显聚集在叶绿体被光投射处；若将装片完全暴露在光下，好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围。

此实验证明了（）

A．氧气是由水分解来的B．叶绿体是进行光合作用的场所

C．光合作用能产生淀粉D．光合作用需以二氧化碳作原料

3．叶绿体色素的纸层析结果显示，叶绿素b位于层析滤纸的最下端，原因是（）

A．在层析液中的溶解度最小B．在层析液中的溶解度最大

C．相对分子质量最小D．相对分子质量最大

4．提取和分离叶绿体中的色素时：

（1）在研磨过程中，加入少量二氧化硅的作用是。

（2）研磨使细胞结构破坏，细胞液（具微酸性）将可能使叶绿素分子变成去镁叶绿素而呈现黄褐色，为防止出现这一现象，应在研磨时加入少量。

（3）加入5毫升丙酮的作用是，能否用无水乙醇代替丙酮?

。

（4）滤纸条上的细线，要求画得细而直，目的是保证层析后分离的色素带，便于观察分析。

（5）层析装置要加盖的原因是。

（6）层析后分离的色素带宽窄说明了什么问题？

。

5．选一盆银边天竺葵（叶边缘呈白色），预先放在黑暗中生长48h，再将整个叶片左侧用黑纸夹住，然后把天竺葵放在阳光下照4h，再剪下此叶片，并用打孔器分别在该叶片的不同部位取下A、B、C三个圆片（如图所示），放在酒精中加热脱色，再放入清水中漂洗，取出后加碘液。

请回答下列问题：

（1）将植株在黑暗中放48h的目的是。

（2）A、B、C三个圆片变蓝的是。

（3）比较A和B，说明。

（4）比较B与C，说明。

（5）此实验说明光合作用的产物是，理由是，它由缩合而成。

第二课时

【课前导学】

四、光合作用的过程

1．阶段划分：

根据反应过程是否需要，将光合作用划分为和两个阶段。

2．光反应

（1）场所：

叶绿体的上。

（2）对光的需求：

必须。

（3）色素的作用具有：

、和光能。

（4）物质变化

①水分子分解成（以气体形式释放出去）和。

②在有关酶的作用下，光能转变为和高能态的中用于暗反应。

（5）能量变化

①变化实质：

转化为。

②储存方式：

和高能态的中，均用于。

3．暗反应

（1）场所：

中。

（2）对光的需求：

均可。

（3）物质变化

①1分子CO2+1分子2分子。

②五碳化合物+等。

（4）能量变化：

将转变成等有机物中的。

4．光合作用的概念

（1）场所：

绿色植物的。

（2）物质变化：

将合成为并释放出。

（3）能量变化：

将转变成储存在和其他中。

5．总反应式：

。

【问题引导】

1．在光合作用过程中，CO2中的碳元素最终去向是什么？

O2中的氧元素是否来自CO2？

2．光合作用光反应阶段和暗反应阶段比较：

比较项目

光反应

暗反应

场所

条件

反应产物

物质变化

能量变化

联系

【反馈矫正】

1．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（）

A．H2O、CO2、ADPB．H2O、CO2、ATP

C．CO2、[H]、ATPD．[H]、H2O、ADP

2．光合作用过程中，被光反应产生的[H]还原的物质是（）

A．CO2B．三碳化合物C．五碳化合物D．六碳化合物

3．光合作用过程中，不在叶绿体类囊体上进行的是（）

A．ATP的产生B．氧气的产生C．糖类的产生D．[H]的产生

4．光合作用过程中，能量流动的大致过程是（）

A．叶绿素→ADP→CO2→有机物B．光→ADP→叶绿素→有机物

C．光→叶绿素→CO2→有机物D．光→叶绿素→ATP→有机物

5．用14C标记参加光合作用的CO2，可以了解光合作用的哪一过程（）

A．光反应必须在有光的条件下进行B．暗反应不需要光

C．CO2被还原成糖类的过程D．光合作用中能量的转移过程

6．用2H标记H2O，来追踪光合作用中氢的转移，最可能的途径是（）

A．H2O→[H]→C6H12O6

B．H2O→[H]→五碳化合物→C6H12O6

C．H2O→[H]→三碳化合物→C6H12O6

D．H2O→[H]→五碳化合物→C6H12O6

7．叶绿体是植物进行光合作用的细胞器。

下列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

8．光合作用的实质是（）

A．把CO2转变成ATPB．产生化学能，贮藏在ATP中

C．把光能转变成化学能，贮藏在ATPD．无机物转变成有机物，光能转变成化学能

【迁移创新】

1．在叶绿体中ADP和ATP的运动方向是（）

A．ADP和ATP同时由基粒囊状结构的薄膜向基质运动

B．ADP和ATP同时由基质向基粒囊状结构的薄膜运动

C．ATP由基粒囊状结构的薄膜向基质运动，ADP的运动方向正好相反

D．ADP的基粒囊状结构的薄膜向基质运动，ATP的运动方向正好相反

2．光合作用的产物中，氧气、葡萄糖中的碳、葡萄糖中的氢、葡萄糖中的氧依次来自于（）

①二氧化碳②气孔直接吸收③水的分解④叶绿素的分解

A．①②④③B．③①②④C．③①③①D．①③①③

3．如图所示，首先将一株盆栽植物放置在暗室中，并将一片仍然生长在枝条上的叶片放置在烧瓶内。

瓶内装有适量的NaOH溶液，瓶口塞紧，并用浸过NaOH溶液的棉花缠绕叶柄。

（1）24h后，再将植物放在阳光下照射数小时后，摘下瓶内叶片，按常规处理后，滴加碘酒，看到叶片颜色，证明该叶片产生淀粉。

（2）盆栽植物先在暗室中放置24h的目的是。

（3）烧瓶内放置NaOH溶液作用是。

（4）叶柄缠绕浸过NaOH溶液的棉花，其作用。

（5）这个实验证明了。

第三课时

【课前导学】

五、影响光合作用的因素及应用

1．影响因素：

主要包括、、和光合作用必需的营养元素。

2．光合作用的应用

提高光能利用率的途径：

延长，增加和增强光合作用效率等途径。

采取的措施一般为：

（1）大田中：

、等。

（2）大棚中：

适当提高、延长等。

（3）适当补充适宜浓度的营养元素，如施用含氮、磷、钾元素的肥料。

【问题引导】

1．适当增加光照强度能否有利于提高暗反应的速度？

为什么？

2．植物细胞一定能进行光合作用吗？

3．进行光合作用的细胞一定含有叶绿体吗？

【反馈矫正】

1．下列措施中，与提高温室蔬菜产量无关的是（）

A．适当增大O2浓度B．适当增大CO2浓度

C．适当增强光照强度D．适当调整室温

2．生长于较弱光照条件下的植物，当提高CO2浓度时，其光合作用速率并未随之增加，主要限制因素是（）

A．呼吸作用和暗反应B．光反应C．暗反应D．呼吸作用

3．在天气晴朗的早晨，摘取一植物叶片甲，于100℃下烘干，称其重量；到黄昏时，再取同一株上着生位置与叶片形状大小都与甲基本相同的叶片乙，同样处理，称其重量，其结果是（）

A．甲叶片比乙叶片重B．乙叶片比甲叶片重

C．两叶片重量相等D．不一定

4．下图甲是绿色植物在有光照条件下进行光合作用，释放出O2的实验装置图；乙和丙是另外两个实验装置图。

则验证绿色植物是否在有光照条件下释放出O2的对照实验装置图和验证在有光照条件下是否由绿色植物释放出O2的对照实验装置图依次是（）

A．乙、乙B．乙、丙C．丙、丙D．丙、乙

5．将单细胞绿藻置于25℃、适宜光照和有充足CO2的条件下培养。

请回答下列问题：

（1）经过一定时间后，突然停止光照，发现绿藻体内三碳化合物含量突然上升，这是因为

反应停止，不能形成还原三碳化合物所必需的，而反应仍旧进行，

CO2与结合形成大量三碳化合物。

（2）如果在上述实验中，停止光照的同时，使培养温度降至2℃，绿藻体内三碳化合物含量会增加吗?

，原因是。

【迁移创新】

1．在一般情况下，随着光照的增强，光合作用的速率增强，但在光照最强的夏季中午，一些旱生植物光合作用不但没有增强，反而下降，其主要原因是（）

A．暗反应产生的三碳化合物数量不足B．光反应所需的水供应不足

C．光反应所需的水供应不足D．光反应生成还原剂的数量不足

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的含量突然上升，则改变的条件是（）

A．停止光照B．停止光照并降低CO2的浓度

C．增强光照强度D．调节室温

3．给正在阳光下生长的一株植物，突然进行遮光处理，则叶绿体中O2的生成量，C3化合物含量分别将（）

A．降、升B．降、降C．升、升D．升、降

4．现在很多地区的农民利用塑料大棚培植花卉、蔬菜，不但丰富了市场，而且能收到较好的经济效益。

试结合大棚种植中的一些技术环节，分析回答下列问题：

（1）制大棚所用的塑料薄膜有多种颜色，如无色、红色、绿色、蓝色等，从促进光合作用的角度分析，何种颜色最好?

。

为什么?

。

（2）大棚内每天要适当通风，否则棚内植物将不能生长，这主要是因为，

因此称CO2为塑料温室大棚的肥。

5．如图表示绿色植物在水分充足的条件下，光合作用的速度与环境因素的关系。

请仔细分析图中曲线，回答下列问题：

（1）从图中曲线可知影响光合作用的主要非生物因素是。

（2）根据你对图中曲线的分析，你认为光合作用的强度与温度之间的关系是。

（3）在光照强度为b的条件下，温度为30℃时，限制光合作用的内在因素是，如果大棚栽培蔬菜，在这种情况下应采取什么措施有利于蔬菜的生长?

，

原因是。

（4）在光照强度为b、温度为20℃时，限制光合作用的内在因素是，如果大棚栽培蔬菜，此时应采取什么措施有利于蔬菜的生长?

。

原因是。

参考答案

光合作用

第一课时

【课前导学】

一、1、水土壤2、CO2O23、阳光

4、碘液光5、同位素标记法水6、14C糖类

二、1、石英砂碳酸钙（CaCO3）丙酮2、挥发棉塞3、层析液

三、1、

（1）叶绿素aC、H、O、N、Mg

（2）黄绿色（3）橙黄色（4）黄色

2、

（1）叶绿素

（2）红光和蓝紫光（3）蓝紫光叶绿素强光伤害

【问题引导】

1、防止滤液细线中色素溶解在层析液中。

2、不是，叶片不吸收绿光，绿色是反射出来的颜色。

【反馈矫正】

1D2A3C4C5D6A7B

【迁移创新】

1C2B3A

4、

（1）研磨充分

（2）碳酸钙（CaCO3）

（3）溶解色素能（4）整齐

（5）层析液有毒且具有挥发性（6）说明色素含量的多少

5、

（1）消耗掉叶片中原有淀粉

（2）B（3）光合作用需要光

（4）光合作用需要叶绿体（5）淀粉淀粉遇碘变蓝色葡萄糖

第二课时

【课前导学】

四、

1、光能光反应暗反应

2、

（1）类囊体膜

（2）有光（3）吸收传递转换

（4）①O2[H]②化学能储存在ATP

（5）①光能化学能②ATP[H]暗反应

3、

（1）叶绿体基质

（2）有光和无光（3）①五碳化合物三碳化合物

②三碳化合物糖类（4）化学能糖类化学能

4、

（1）叶绿体

（2）CO2和H2O有机物O2

（3）光能化学能糖类有机物

5、CO2+H2O（CH2O）+O2

【问题引导】

1、CO2中碳元素最终被固定并还原成糖类等物质

O2中的氧元素来自于H2O，而不是CO2

2、类囊体膜上叶绿体内的基质中

色素、光、酶、水多种酶、CO2、ATP、[H]

[H]O2ATP有机物ADPPi水

2H2O4[H]+O2CO2固定：

CO2+C52C3

ADP+Pi+能量ATPC3还原：

2C3（CH2O）+C5+H2O

光→ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的

化学能

水光解产生O2、[H]

①光反应为暗反应提供[H]和ATP②暗反应产生的ADP和Pi为光反应合成ATP提供原料

【反馈矫正】

1C2B3C4D5C6C7A8D

【迁移创新】

1C2C

3、

（1）不变蓝没有

（2）耗尽叶片中的原有淀粉

（3）吸收周围的CO2（4）使CO2不能进入瓶内（5）光合作用需要CO2

第三课时

【课前导学】

五、

1、光照强度CO2浓度温度

2、光照时间光照面积

（1）套种合理密植

（2）CO2浓度、温度光照时间

【问题引导】

1．能，暗反应需利用光反应所产生的ATP和高能态的[H]

2．不一定，如绿色植物不见光的细胞均不能光合作用；

3．不一定，如蓝藻，光合细菌等原核细胞，而真核细胞一定含有叶绿体才能进行光合作用。

【反馈矫正】

1A2B3B4B

5、

（1）光[H]和ATP暗C5

（2）不会温度过低，酶的活性下降

【迁移创新】

1A2B3A

4、

（1）无色各种单色光均能通过

（2）植物生长需CO2作为原料进行光合作用气

5、

（1）光照强度温度

（2）在一定范围内，随温度升高，光合作用增强。

（3）[H]和ATP适当增加光照或降低温度增加光反应产物或降低呼吸消耗

（4）酶的活性适当提高温度提高酶的活性