導(dǎo)學(xué)案4：光能的捕獲和利用

光能的捕獲和利用導(dǎo)學(xué)案【教學(xué)目標(biāo)】1．說(shuō)出人們對(duì)光合作用的認(rèn)識(shí)過(guò)程，體驗(yàn)生物科學(xué)發(fā)現(xiàn)歷程。學(xué)習(xí)科學(xué)家勇于探索的求實(shí)態(tài)度和精神。2．描述葉綠體的結(jié)構(gòu)，提取和分離葉綠體色素。3．明確光合作用的概念、場(chǎng)所、階段、實(shí)質(zhì)及總反應(yīng)式。4．理解光反應(yīng)、暗反應(yīng)的具體過(guò)程、物質(zhì)變化、能量變化；理解光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系及意義。5．能畫出光合作用的過(guò)程圖，并對(duì)過(guò)程中的物質(zhì)變化情況進(jìn)行分析。6．理解影響光合作用的因素。7．舉例說(shuō)明影響光合作用強(qiáng)度的因素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。【重點(diǎn)難點(diǎn)】光合作用的過(guò)程及其影響因素【知識(shí)梳理】一、光合作用的早期研究1.根據(jù)課本73頁(yè)關(guān)于光合作用的概念嘗試寫出光合作用的化學(xué)反應(yīng)式。2.閱讀課本[資料1]、[資料2]和課件相關(guān)內(nèi)容，討論思考并回答下列問(wèn)題：（1）海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？（2）海爾蒙特認(rèn)為建造植物體的原料只是水，這一結(jié)論是否合理？為什么？（3）為什么普里斯特利的實(shí)驗(yàn)有時(shí)成功，有時(shí)失??？3.閱讀課本[資料3]和課件相關(guān)內(nèi)容，討論思考并回答下列問(wèn)題:(1)為什么對(duì)天竺葵先進(jìn)行暗處理？(2)為什么讓葉片的一半曝光，另一半遮光？(3)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)明什么問(wèn)題？4．閱讀課本[資料4]和課件相關(guān)內(nèi)容，討論思考并回答下列問(wèn)題:(1)為什么選用水綿做實(shí)驗(yàn)材料？(2)為什么選用黑暗并且沒(méi)有空氣的環(huán)境？(3)為什么先用極細(xì)光束照射水綿，而后又讓水綿完全曝露在光下？（4）該實(shí)驗(yàn)可得出什么結(jié)論？5．閱讀課本[資料5]和課件相關(guān)內(nèi)容，討論思考并回答下列問(wèn)題:(1)魯賓—卡門的兩組實(shí)驗(yàn)是如何設(shè)計(jì)的？寫出兩組實(shí)驗(yàn)中光合作用的反應(yīng)式。（2）同位素標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)成功密不可分。你能否舉出其他的科學(xué)與技術(shù)相互促進(jìn)共同發(fā)展的例子？二、葉綠體的結(jié)構(gòu)及色素提取1．葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能（1）葉綠體的結(jié)構(gòu)①光學(xué)顯微鏡下能否看到葉綠體？，呈形，在電鏡下可看到葉綠體由、、、（由一個(gè)個(gè)圓餅狀的堆疊而成）組成的。線粒體和葉綠體增大膜面積的方式不同，分別是怎么增大的？②吸收光能的色素分布在③與光合作用有關(guān)的酶分布在。（2）葉綠體的功能2．綠葉中色素的提取和分離提取原理：綠葉中的色素能溶解于（溶劑）中，可以用其提取綠葉中的色素。分離原理：不同色素在中不同，的隨在濾紙上擴(kuò)散的快；反之則慢。這樣，幾分鐘之后，綠葉中的色素在濾紙上分離開(kāi)。這樣的分離方法叫。方法步驟：（1）提取綠葉中的色素：往研缽中加入綠葉后，先后又加入三種物質(zhì)，①少許，作用是；②少許，作用是③ml作用是。研磨時(shí)要、；將研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一塊層）中進(jìn)行過(guò)濾。將濾液收集到試管中，及時(shí)用棉塞將試管口塞嚴(yán)（原因）。（2）制備濾紙條：取干燥的定性濾紙，將濾紙剪成長(zhǎng)與寬略小于試管的長(zhǎng)與寬的濾紙條，并在一端剪去_____（目的），在距離這一端_____處用鉛筆畫一條細(xì)線。（3）畫濾液細(xì)線：用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻畫一條細(xì)線（畫出的濾液細(xì)線要），待干燥后再畫一兩次（原因）。（4）分離綠葉中的色素：將3mL層析液倒入試管中，將濾紙條（濾液細(xì)線的一端朝下），輕輕插入層析液中，隨后試管口。注意不能讓濾液細(xì)線。（原因）。【探究深化】三、光合作用的過(guò)程①②③④①②③④其中在層析液中溶解度最大，隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散速度最快的色素是，最慢的是。最寬，即含量最多；條最窄，即含量最少；相鄰色素帶之間與距離最近；與距離最遠(yuǎn)。閱讀課文完成同步訓(xùn)練76頁(yè)的知識(shí)梳理，總結(jié)以下問(wèn)題：1．光合作用包括哪幾個(gè)階段？分別在什么條件下進(jìn)行？反應(yīng)的場(chǎng)所在哪兒？2．光合作用光反應(yīng)的過(guò)程是怎樣的？光反應(yīng)的物質(zhì)變化有哪些？能量是如何轉(zhuǎn)化的？3．光合作用暗反應(yīng)的過(guò)程是怎樣的？暗反應(yīng)的物質(zhì)變化有哪些？暗反應(yīng)中能量如何轉(zhuǎn)化？4．結(jié)合光合作用的的過(guò)程說(shuō)明暗反應(yīng)和光反應(yīng)的關(guān)系是怎樣的？5．寫出光合作用的總反應(yīng)式并嘗試畫出光合作用全過(guò)程的過(guò)程圖。四、影響光合作用的因素閱讀課文完成同步訓(xùn)練76頁(yè)的知識(shí)梳理，總結(jié)以下問(wèn)題：從光合作用的原料、條件等方面分析，影響光合作用的條件主要有哪些？2試寫出下列曲線表示的含義：含義：___________________________________________________________________________________________________________含義：______________________________________________________________________________________________________________含義：______________________________________________________________________________________________________________含義：______________________________________________________________________________________________________________3．試著想想影響光合作用強(qiáng)度的因素在生產(chǎn)上有哪些應(yīng)用？五、課堂檢測(cè)：1．1771年，英國(guó)科學(xué)家普里斯特利（J．Priestley）發(fā)現(xiàn)，將點(diǎn)燃的蠟燭與綠色植物一起，放在一個(gè)密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不容易熄滅；將小白鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內(nèi)，小鼠也不容易窒息而死。因此，普里斯特利認(rèn)為(

)A．植物形成自身物質(zhì)需要光B．植物的生命活動(dòng)需要C．植物的生命活動(dòng)可釋放氧氣D．植物的生命活動(dòng)可更新空氣2．在光合作用的實(shí)驗(yàn)中，如果所用的水中有％的水分子含，二氧化碳中有0.68％的二氧化碳分子含，那么植物進(jìn)行光合作用釋放的氧氣中含的比例為(

)A．％

B．%

C．%

D．％3．線粒體和葉綠體都是進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的細(xì)胞器。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）A．兩者都能產(chǎn)生ATP，但最初的能量來(lái)源不同B.需氧型生物的細(xì)胞均有線粒體，植物細(xì)胞都有葉綠體C.兩者都含有磷脂、DNA和多種酶，葉綠體中還含有色素D.兩者都有內(nèi)膜和外膜，葉綠體基質(zhì)中一般還有基粒4．光合作用的光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了（）A．NADPH和ADPB．和ATPC．NADPH和ATPD．和ADP5．在光合作用過(guò)程中，以分子態(tài)釋放氧及ATP的產(chǎn)生都離不開(kāi)（）A．葉綠素和CO2 B．水和CO2C．水、葉綠素和光能 D．水、光能和CO26.光合作用中，ATP轉(zhuǎn)變成ADP的地方，是在葉綠體的（）A．外膜上B．基質(zhì)中C．色素中D．類囊體的薄膜上7.用含同位素14C的二氧化碳作標(biāo)記來(lái)研究光合作用，對(duì)了解光合作用中的哪項(xiàng)最有意義？（）A．光合作用中色素的作用B．光合作用中水的作用C．光合作用中形成葡萄糖的過(guò)程D．光合作用中釋放氧氣的過(guò)程8．下列最能反應(yīng)光合作用能量轉(zhuǎn)移途徑的是（）A.光能→ATP→葡萄糖B.光能→電能→ATP→葡萄糖C.光能→ATP→電能→有機(jī)物D.光能→有機(jī)物→ATP9.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(shí)葉肉細(xì)胞內(nèi)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、上升、下降、下降D、下降、上升、上升10．填寫圖中光合作用過(guò)程的名稱并回答問(wèn)題：（1）寫出各標(biāo)號(hào)的名稱：①_________②_________③_________④__________⑤_________⑥__________⑦_(dá)________⑧_________⑨___________（2）光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了［］和［］（只填序號(hào)）。（3）光反應(yīng)和暗反應(yīng)的場(chǎng)所分別是葉綠體的__________________和__________________。11．在正常條件下進(jìn)行光合作用的某植物，當(dāng)突然改變某條件后，即可發(fā)現(xiàn)其葉肉細(xì)胞內(nèi)五碳化合物含量突然上升，則改變的條件是()A．降低CO2濃度B．升高CO2濃度C．停止光照D．停止光照并降低CO2濃度