光合作用同步學(xué)案

1、高一生物必修一第五章第四節(jié)光合作用同步學(xué)案(1)一、知識(shí)與結(jié)構(gòu)二、內(nèi)容與過程（一）捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1.實(shí)驗(yàn):綠葉中色素的提取和分離（1）原理：提取:葉綠體中的色素能溶解在有機(jī)溶劑 （或丙酮）中，所以用其可_葉綠體中的色素。分離:不同的色素在 中溶解度不同，溶解度高的色素分子隨其在濾紙條上擴(kuò)散得 ,溶解度低的色素分子隨其在濾紙條上擴(kuò)散得 ，因而可用其將不同色素 。（2）步驟：（3）結(jié)果分析：從色素帶的寬度可知色素含量的多少依次為： ； 從色素帶的位置可知色素在層析夜中溶解度大小依次是： ；在濾紙上距離最近的相鄰兩條色素帶是 與 ，距離最遠(yuǎn)的相鄰兩條色素帶是 與 。（4）實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新：燈芯法分離色

2、素在圓形濾紙中央點(diǎn)上葉綠體色素的提取液進(jìn)行層析，會(huì)得到近似同心的四個(gè)色素環(huán)，由內(nèi)到外顏色依次是 、 、 、 。（5）注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)過程注意事項(xiàng)操作目的提取色素選取新鮮綠色的葉片使濾液中色素 研磨時(shí)加入10mL無水乙醇研磨時(shí)加入少許SiO2研磨時(shí)加入少許CaCO3迅速、充分研磨防止溶劑 ，并充分溶解色素盛放濾液的小試管管口加綿塞防止溶劑 和色素分子被 分離色素濾紙預(yù)先干燥處理使層析液在濾紙條上 濾紙條的一端剪去兩角濾液細(xì)線要細(xì)、直、齊、勻使分離的色素帶平整、不 濾液細(xì)線干燥后重復(fù)畫23次使分離的色素帶 ，便于觀察濾液細(xì)線不能觸及層析液（6）色素與吸收光譜葉綠素a和葉綠色素b主要吸收 和 ；胡蘿卜

3、素和葉黃素主要吸收 。葉綠素對(duì)綠光吸收 ，綠光被反射出來，所以葉片呈現(xiàn)綠色。注意：一般情況下，光合作用所利用的光都是 。（7）不同顏色溫室大棚的光合效率無色透明大棚日光中各色光均能透過；有色大棚主要透過同色光，其他光被其吸收。所以用 的大棚光合效率最高，用 大棚光合效率最低。（8）影響葉綠素形成的因素：光照、溫度、必需元素（N、Mg、Fe等）（二）捕獲光能的結(jié)構(gòu)1.形態(tài):光鏡下一般呈扁平的 形或 形。2.分布:綠色植物的 和嫩莖的表皮細(xì)胞等。3.寫出各結(jié)構(gòu)的名稱: 4.與光合有關(guān)的酶主要分布在 和 5.與光合有關(guān)的色素分布在 6.葉綠體的功能是 高一生物必修一第五章第四節(jié)光合作用同步學(xué)案(2)

4、二、內(nèi)容與過程（三）光合作用的探究歷程發(fā)現(xiàn)者實(shí)驗(yàn)結(jié)論普利斯特利小鼠(蠟燭)與綠色植物放在玻璃罩內(nèi)沒有窒息而死(熄滅)植物可以 英格豪斯同普利斯特利的實(shí)驗(yàn)過程只有在 和有 時(shí)植物才可以更新空氣梅耶根據(jù) 和 光合作用把光能轉(zhuǎn)換成 儲(chǔ)存起來薩克斯綠色植物 、葉片一半曝光、一半遮光碘處理顏色變化葉片在光合作用中產(chǎn)生了 是光合作用的必要條件恩格恩曼利用 在不同光照條件下對(duì) 分布的影響氧氣是 釋放出來的 是光合作用的場所魯賓和卡門H218O + CO2 植物 18O2H20 + C18O2 植物 O2光合作用釋放的氧氣全部來自于 卡爾文用 標(biāo)記CO2探明了轉(zhuǎn)化成有機(jī)物的途徑，即 拓：光合作用探索歷程中設(shè)計(jì)

5、的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)分析1.薩克斯的實(shí)驗(yàn)分析:設(shè)置了自身對(duì)照，自變量是 ，因變量的觀測指標(biāo)是 。實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是 ，該操作的目的是 。用碘鑒定前應(yīng)先脫色、漂洗的目的是 本實(shí)驗(yàn)證明了 還證明了 2.恩格爾曼實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處:實(shí)驗(yàn)材料選擇 和 ：水綿的葉綠體呈 ,便于觀察。用好氧細(xì)菌可確定 。沒有空氣的黑暗環(huán)境：排除了 和 的干擾用 點(diǎn)狀投射：葉綠體上受光情況，相當(dāng)于一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)；能更準(zhǔn)確地判斷出水綿細(xì)胞中釋放氧的部位。進(jìn)行黑暗（局部光照）和曝光對(duì)比實(shí)驗(yàn)：明確實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是 引起的。3.魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)分析：設(shè)置了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，自變量是 ，因變量是_探究方法： （四）光合作用的過程1.光合作用的含義:是指綠色植物

6、通過 ,利用 ,把 和 轉(zhuǎn)變成儲(chǔ)存著 的 ,并且釋放出 的過程。2.光合作用的總反應(yīng)式: 3.光合作用的過程:根據(jù)是否需要 可以概括地分為 和 兩個(gè)階段。比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)條件場所時(shí)間物質(zhì)變化 2H2O O2 + 4H ADP + Pi + 光能 ATP CO2 + C5 2C3 (CH2O) + H2O C5（C5的再生）能量變化實(shí)質(zhì) 能轉(zhuǎn)變?yōu)?能并釋放 同化 形成 ，貯存 聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供 和 ；暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供 和 兩個(gè)反應(yīng)階段相輔相成，密切聯(lián)系。綜合：光合作用的實(shí)質(zhì)合成物質(zhì)，儲(chǔ)存能量，釋放氧氣。拓：條件驟變時(shí)物質(zhì)量的變化當(dāng)外界因素中的光照強(qiáng)度、CO2濃度驟變時(shí)，短時(shí)間內(nèi)將直接

7、影響光合作用過程中C3、C5、H、ATP及(CH2O)的變化，進(jìn)而影響葉肉細(xì)胞中這些物質(zhì)的含量：改變條件C3含量C5含量H和ATP含量(CH2O)含量停止光照CO2供應(yīng)不變突然光照CO2供應(yīng)不變停止CO2供應(yīng)光照不變CO2供應(yīng)增加光照不變光照和CO2供應(yīng)都不變，(CH2O)運(yùn)輸受阻（五）化能合成作用1.概念：利用體外環(huán)境中的某些 氧化時(shí)釋放的 能來 。2.自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物(1)自養(yǎng)生物:能將無機(jī)環(huán)境中 轉(zhuǎn)化為有機(jī)物的生物。拓：分類據(jù)利用的能源不同分為 型（如綠色植物）和 型（如硝化細(xì)菌、鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌等）(2)異養(yǎng)生物:只能利用環(huán)境中 來維持自身的生命活動(dòng)。如人、動(dòng)物、真菌、大多數(shù)細(xì)菌等。不

8、論是能制造有機(jī)物的自養(yǎng)生物還是吃現(xiàn)成有機(jī)物的異養(yǎng)生物，都是想把外界物質(zhì)轉(zhuǎn)變成自身需要的物質(zhì)并儲(chǔ)存能量，可統(tǒng)一稱為同化作用。高一生物必修一第五章第四節(jié)光合作用同步學(xué)案(3)二、內(nèi)容與過程（六）有氧呼吸與光合作用的區(qū)別和聯(lián)系比較項(xiàng)目光合作用有氧呼吸代謝類型場所條件物質(zhì)變化無機(jī)物(CO2+H2O) 儲(chǔ)存能量的有機(jī)物有機(jī)物 無機(jī)物(CO2+H2O)+ATP能量變化 能 能（儲(chǔ)能） 能 + 能（放能）H來源及去路來源： 階段 去路：用于 階段 的還原來源：第 階段和第 階段去路：用于第 階段還原 ATP來源及去路來源： 階段 吸收的 去路：用于 階段 的還原來源：三個(gè)階段均產(chǎn)生（第三階段多）去路：用于各

9、項(xiàng) 實(shí)質(zhì)意義實(shí)現(xiàn)了生物界基本的物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化維持大氣中O2和CO2的相對(duì)平衡促進(jìn)了生物的進(jìn)化為生命活動(dòng)供能為體內(nèi)物質(zhì)合成提供原料維持體溫（恒溫動(dòng)物）聯(lián)系拓展：圖示判斷光合速率與呼吸速率的關(guān)系V光合 V呼吸 V光合 V呼吸 V光合 V呼吸 只進(jìn)行 （七）影響光合作用的因素、光合曲線、光合原理的應(yīng)用1.影響因素:(1)內(nèi)部因素:色素的量、C5的量、酶的量、葉齡、葉面積等。(2)環(huán)境因素:光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度、礦質(zhì)元素、水等。2.光合曲線及應(yīng)用:(1)光照強(qiáng)度： 圖象（如右圖）曲線文字解釋A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度為 ，此時(shí)只進(jìn)行 ，釋放的CO2量，表明此時(shí)的 。Am段表明隨 加強(qiáng)， 逐漸加強(qiáng)，C

10、O2釋放量逐漸 ，有一部分用于 。到m點(diǎn)時(shí)， 的CO2和 的CO2的量處于 ，即光合作用強(qiáng)度=呼吸作用強(qiáng)度，稱m點(diǎn)為 。mB段表示隨著光照強(qiáng)度的不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，到B點(diǎn)以后不在加強(qiáng)了（B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度n點(diǎn)稱為 ）。光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度影響的綜合描述：植物的光合作用強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)， 但當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到一定時(shí)，光合作用的強(qiáng)度不再隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng)。影響原理：光照強(qiáng)度通過影響 進(jìn)而影響光合速率。應(yīng)用：陰生植物的m點(diǎn) 移，B點(diǎn)較低。在栽培農(nóng)作物時(shí)，陽生植物必須種植在陽光充足的條件下才能提高光合作用效率，增加產(chǎn)量；而陰生植物應(yīng)當(dāng)種植在陰濕的條件下，才有利

11、于生長發(fā)育，如人參、三七、胡椒等的栽培。植物白天光照強(qiáng)度應(yīng)在光補(bǔ)償點(diǎn)以上，植物才能正常生長。晚上應(yīng)適當(dāng)降低呼吸作用，從而增加農(nóng)作物的有機(jī)物積累量，提高生產(chǎn)效率。(2)溫度： 圖像(如右圖) 影響原理:溫度直接影響 。 曲線分析：一般植物在 下正常進(jìn)行光合作用，其中AB段表示 ；溫度達(dá)到B點(diǎn)以上時(shí)，與光合作用有關(guān)的 下降，光合作用開始下降； 左右光合作用完全停止。 應(yīng)用：適時(shí)播種；冬天，溫室栽培植物時(shí)，可以適當(dāng)提高溫度；夏天，溫室栽培可適當(dāng)降低溫度；白天調(diào)到光合作用最適溫度，以提高光合作用，夜晚適當(dāng)降低溫度，以降低細(xì)胞呼吸，保證有機(jī)物的積累，促進(jìn)作物生長。(3) CO2濃度： 影響原理：CO2是

12、植物進(jìn)行光合作用的原料，只有當(dāng)環(huán)境中的CO2達(dá)到一定濃度時(shí)，植物才能進(jìn)行光合作用。（通過影響 來影響光合速率） 圖像(如右圖) 曲線分析：一般來說，在一定的范圍內(nèi)，植物光合作用的強(qiáng)度隨CO2濃度的增加而增加，但達(dá)到一定濃度后，光合作用強(qiáng)度就不再隨CO2濃度的增加而增加。如CO2濃度繼續(xù)升高，光合作用不但不會(huì)增加，反而要下降，甚至引起植物CO2中毒而影響植物正常的生長發(fā)育。CO2的補(bǔ)償點(diǎn)：植物能夠進(jìn)行光合作用的最低CO2濃度稱為，即在此CO2濃度條件下，植物通過光合作用吸收的CO2與植物呼吸作用釋放的CO2 （圖中 點(diǎn)）。CO2的飽和點(diǎn)：光合作用強(qiáng)度就不再隨CO2濃度的增加而增加時(shí)的CO2濃度（圖中 點(diǎn)）。 在生產(chǎn)上的應(yīng)用：溫室栽培植物時(shí)，