河北省邯鄲四中高中生物《54綠葉中色素》導(dǎo)學(xué)案新人教版必修1

河北省邯鄲四中高中生物《54綠葉中色素》導(dǎo)學(xué)案新人教版必修1

2.說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。

3.說明光合作用以及對(duì)它的認(rèn)識(shí)過程。

4.嘗試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。

5.說出光合作用原理的應(yīng)用。

6.簡(jiǎn)述化能合成作用。

學(xué)習(xí)過程：

捕獲光能的色素

/葉綠素a（藍(lán)綠色）

葉綠素葉綠素b（黃綠色）

X胡蘿卜素（橙黃色）

類胡蘿卜素/

、葉黃素（黃色）

葉綠素主要吸收紅光<和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。

白光下光合作用最強(qiáng)，其次是紅光和藍(lán)紫光，綠光下最弱。

一、實(shí)驗(yàn)一一綠葉中色素的提取和分離

1實(shí)驗(yàn)原理：綠葉中的色素都能溶解在層析液中，且他們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?，溶解?/p>

高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，綠葉中的色素隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而

分離開。

2方法步驟中需要注意的問題：（步驟要記準(zhǔn)確）

（1）、研磨時(shí)加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是什么？

二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中的色素被破壞。

（2）、實(shí)驗(yàn)為何要在通風(fēng)的條件下進(jìn)行？為何要用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯？用棉塞塞緊試管口？

（因?yàn)閷游鲆褐械谋且环N有揮發(fā)性的有毒物質(zhì)。）

（3）、濾紙上的濾液細(xì)線為什么不能觸及層析液？（防止細(xì)線中的色素被層析液溶解）

（4）、濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？

有四條色帶，自上而下依次是橙黃色的胡蘿卜素，黃色的葉黃素，藍(lán)綠色的葉綠

素a,黃綠色的葉綠素b。最寬的是葉綠素a,最窄的是胡蘿卜素。

二、捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體

結(jié)構(gòu)：外膜，內(nèi)膜，基質(zhì)，基粒（由類囊體構(gòu)成）

與光合作用有關(guān)的酶分布于基粒的類囊體及基質(zhì)中。

光合作用色素分布于類囊體的薄膜上。

光合色素的作用是吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化光能。

思考：

1.為什么植物的葉片一般是綠色的？

綠葉幾乎不吸收綠光，綠光被反射，因此植物的葉片一般是綠色的

2.葉綠素形成的條件是什么？有光照和Mg等；

3,.植物體內(nèi)含有色素的細(xì)胞器有哪些？（葉綠體和液泡）

4.生產(chǎn)上，用何種顏色的塑料薄膜做頂棚產(chǎn)量高？無色

5.綠色植物在CO?等量時(shí)哪種光下光合產(chǎn)物最多？白光

6.用綠色、紅色、藍(lán)色、紫色玻璃罩分別罩住大小、生長(zhǎng)狀況相同的天竺葵，光照相同的

時(shí)間后，罩內(nèi)0?最少的是哪種顏色的玻璃罩？為什么？綠色，因?yàn)橹参飵缀醪晃站G光。

7.為什么要用酒精、丙酮和石油酸等有機(jī)溶劑來提取色素？因?yàn)樯刂蝗苡谠跈C(jī)溶劑

三、葉綠體的功能：

葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。在類囊體的薄膜上分布著具有吸收光能的光合色素，

在類囊體的薄膜上和葉綠體的基質(zhì)中含有許多光合作用所必需的酶。

光合作用的原理和應(yīng)用

一、光合作用的概念：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的

有機(jī)物，并且釋放氧的過程。

二、光合作用的發(fā)現(xiàn)過程：

次序年代科學(xué)家實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論

21864薩克斯葉片綠色植物暗處理后，一⑴遮光部分顏色綠色植物在

（德）半遮光，一半曝光，不變藍(lán)光合作用過

后經(jīng)碘蒸汽處理⑵曝光部分顏色程中產(chǎn)生了

變藍(lán)淀粉

31880恩吉爾水綿和好把水綿和好氧性細(xì)菌的臨⑴好氧細(xì)菌集中(1)_________

曼（德）氧性細(xì)菌時(shí)裝片置于黑暗的沒有空在____________

氣的環(huán)境中:

⑴用極細(xì)光束照射水綿；⑵好氧細(xì)菌集中⑵________

⑵裝片完全暴露于光下。在____________

420世魯賓和綠色植物、⑴向第一組植物提供第一組釋放的氧

紀(jì)30卡門氧的同位酎80和co"全是__________

年代（美）素H「o⑵向第二組植物提供H2第二組釋放的氧

和c/和匹全是

思考：1880年，德國科學(xué)家恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)

1.之所以選用水綿做實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)樗d有大型帶狀葉綠體,且螺旋分布在細(xì)胞中，便于

進(jìn)行觀察。

2.選用黑幅且沒有空氣的環(huán)境可排除實(shí)驗(yàn)前環(huán)境中02和光等外界因素的影響,確保實(shí)驗(yàn)的

準(zhǔn)確性。

3.先選用極細(xì)的光束且用好氧細(xì)菌檢測(cè)能準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中02釋放的部位；然后用完全

曝光的水綿與之作對(duì)比實(shí)驗(yàn),從而證明了光照在光合作用發(fā)生中的作用。

三、光合作用的過程

（一）過程：見課.本巴。3圖解

思考：光合作用過程中進(jìn)入葉綠體的是水、二氧化碳和光能,在葉綠體中形成的物質(zhì)有—,

（CH20）中的“0"來自從外界吸收的二氧化碳

（二）光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較

比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)

部位葉綠體基粒上葉綠體基質(zhì)中

條件光能、酶等酶

反應(yīng)時(shí)間短促，以微秒計(jì)較緩慢

反應(yīng)原料水二氧化碳

反應(yīng)產(chǎn)物[H]、ATP、02ADP、(CH2O)

區(qū)與溫度的關(guān)系與溫度關(guān)系不大溫度影響顯的活性，關(guān)系密切

別

與光照的關(guān)系有光時(shí)方可進(jìn)行有光無光時(shí)均可進(jìn)行

反應(yīng)性質(zhì)光化學(xué)反應(yīng)與光無直接關(guān)系，光下與暗處都行

物質(zhì)變化⑴水的光解：⑴C02的固定：

⑵形成ATP：（2兌3的還原：

能量變化光能一電能一ATP中活躍的化學(xué)ATP中活躍的化學(xué)能一有機(jī)物中穩(wěn)

能定的化學(xué)能

⑴光反應(yīng)的產(chǎn)物［H］是暗反應(yīng)中CO?的______

聯(lián)系光反應(yīng)形成的ATP為暗反應(yīng)提供____________

⑵暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)形成ATP提供反應(yīng)物

四、光合作用的實(shí)質(zhì)

物質(zhì)變化：將無機(jī)物合成為有機(jī)物；能量變化：將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能。

【知識(shí)拓展】

1、影響光合作用的內(nèi)在因素：

⑴植物種類不同：色素、酶⑵同一植物在不同的生長(zhǎng)發(fā)育階段：開花前后，新陳代謝旺盛

⑶同一植物不同部位的葉片：老葉、嫩葉⑷同一葉片的不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期：

開始階段，隨著葉齡增加，葉面積增加，光合作用增加；當(dāng)葉齡達(dá)到一定階段（葉成

熟時(shí)），葉面積達(dá)到最大，光合速率達(dá)到最大；隨后光合速率開始下降。

2.影響光合作用的外界因素：如下表：

因素對(duì)光合作用的影響在生產(chǎn)上的應(yīng)用

1.光照強(qiáng)度：光合作用隨光照強(qiáng)度的變化1.適當(dāng)提高光照強(qiáng)度

而變化，光照弱時(shí)減慢，光照逐步增強(qiáng)時(shí)2.延長(zhǎng)光合作用時(shí)間

光合作用隨之加快，但光照增強(qiáng)到一定程3.增加光合作用面積一一合理密植

度，光合作用速度不再增加（光飽和現(xiàn)象）4.對(duì)溫室大棚用無色透明玻璃

光2.光質(zhì)不同影響光合速率，白光為復(fù)色光，5.若要降低光合作用則用有色玻璃，

光合作用能力最強(qiáng)，單色光中紅光作用最如用紅色玻璃，則透紅光吸收其它波

快，藍(lán)紫光次之，綠光最差長(zhǎng)的光，光合能力較白光弱，但較其

3.日變化，光合速率在一天中有變化，一它單色光強(qiáng)

般與太陽輻射進(jìn)程相符合（炎熱夏天的中

午例外，原因是_____________________）

光合作用的暗反應(yīng)是酶促反應(yīng)，溫度直接1.適時(shí)播種

溫度影響酶的活性，從而影響光合速率。溫度2.溫室栽培植物時(shí)，白天適當(dāng)提高溫

過高，影響葉片氣孔開放，影響CO2供應(yīng)，度，晚上適當(dāng)降底溫度

進(jìn)而影響暗反應(yīng)，從而影響光合速率3.植物“午休”現(xiàn)象的原因之一

二氧化碳是光合作用的原料之一。環(huán)境中溫室栽培植物時(shí)，適當(dāng)提高室內(nèi)CO?的

二氧二氧化碳濃度的高低明顯影響光合速率。濃度，如釋放一定量的干冰或多施有

化碳在一定范圍內(nèi)，植物的光合速率是隨CO,濃機(jī)肥，使植物吸收CO2增多

濃度度增加，但到達(dá)一定程度時(shí)再增加CO2濃度，大田中，要注意通風(fēng)透氣

光合速率不再增加

水水分是光合作用原料之一，又是各種化學(xué)合理灌溉

反應(yīng)的介質(zhì)，缺少時(shí)光合速率下降

3、多因子（光照強(qiáng)度、C0?濃度）與光合作用強(qiáng)度之間的關(guān)系

光

強(qiáng)

光

光

光A

光

強(qiáng)

中

合ACO,%%

合

合30

強(qiáng)

光

低中濃度

速

速

20速CO,

低濃度

率

率

10率C0

P<

光黑強(qiáng)度溫度光照強(qiáng)度

曲線分析：P點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的因素應(yīng)為橫坐標(biāo)所表示的因子，隨其因子的不斷加

強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí)，橫坐標(biāo)所表示的因素，不再是影響光合速率的因子,

要想提高光合速率，可采取適當(dāng)提高圖示中的其他因子的方法。

應(yīng)用：溫室栽培時(shí)，在一定光照強(qiáng)度下，白天適當(dāng)提高溫度，增加光合酶的活性，提高

光合速率，也可同時(shí).適當(dāng)充加CO?,進(jìn)一步提高光合速率。當(dāng)溫度適宜時(shí)，可適當(dāng)增加光照

強(qiáng)度和CO?濃度以提高光合速率。總之，可.根據(jù)具體情況，通過增加光照強(qiáng)度，調(diào)節(jié)溫度或

增加CO,濃度來充分提高光合速率，以達(dá)到增產(chǎn)的目的。

（四）光照、CO?濃度變化對(duì)植物細(xì)胞內(nèi)C3、C5、［田、ATP、C6Hl2。6合成量的影響

條件停止光照，突然光照，光照不變，光照不變，

CO2供應(yīng)不變CO2供應(yīng)不變停止C02的供應(yīng)CO?過量供應(yīng)

c3

c5

[H]、ATP

葡萄糖的合成量

（五）驗(yàn)證陸生植物是否進(jìn)行光合作用的方法：一般是驗(yàn)證淀粉的存在

驗(yàn)證水生植物是否進(jìn)行光合作用的方法：一般是驗(yàn)證氧氣的產(chǎn)生

六、化能合成作用

概念：自然界中少數(shù)種類的細(xì)菌，雖然細(xì)胞內(nèi)沒有葉綠素，不能進(jìn)行光合作用，但是能夠利

用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物，這種合成作用，叫做化能合

成作用，這些細(xì)菌也屬于自養(yǎng)生物。如：硝化細(xì)菌，不能利用光能，但能將土壤中的NH3

氧化成HN02,進(jìn)而將HNO2氧化成HNO3。硝化細(xì)菌能利用這兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)中釋放出來的化學(xué)

能，將C02和水合成為糖類，這些糖類可供硝化細(xì)菌維持自身的生命活動(dòng)。

【練習(xí)】1、（2005廣東高考）溫室栽培可不受季節(jié)、地域限制，為植物的生長(zhǎng)發(fā)育提

供最適宜的條件，有利于提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量。在封閉的溫室內(nèi)栽培農(nóng)作物，以下哪種措施

不能提高作物產(chǎn)量（D）

A、增加室內(nèi)C0?濃森B、增大室內(nèi)晝夜溫差

C、增加光照強(qiáng)度D、采用綠色玻璃蓋頂

2、（2008廣東文基70）黑暗條件下生長(zhǎng)的水稻幼苗缺少的光合色素有（A）

A、葉綠素a與葉綠素bB、葉綠素a與葉黃素

C、葉綠素b與胡蘿卜素D、葉綠素a與胡蘿卜素

3.（09廣東理基）在晴天中午，密閉的玻璃溫室中栽培的玉米，即使溫度及水分條件適宜,

光合速率仍然較低，其主要原因是

A.。2濃度過低B.。2濃度過高C.CC）2濃度過低D.CC）2濃度過高

解析：晴天中午，密閉的玻璃溫室中栽培的玉米，即使溫度及水分條件適宜，隨著光合作用

的進(jìn)行，消耗了大量的CO?,引起暗反應(yīng)的原料不足，致使光合速率仍然較低。答案：C

4.（09廣東理.基）將在黑暗中放置一段時(shí)間的葉片均分4塊，置于不同的試管中，按下表

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，著色最淺葉片所在的試管是

試管編號(hào)①②③④

…CO?溶液++++

實(shí)驗(yàn)光昭

-t-m八、、白光藍(lán)光紅光綠光

處理

碘液++++

注：“+”表示具有該條件

A.①B.②

C.③D.@

解析：一將葉片在黑暗中放置一段時(shí)間的是進(jìn)行饑餓處理，消耗掉有機(jī)物，然后用不同的光

照射，進(jìn)行光合作用，用碘液處理看有機(jī)物產(chǎn)生的多少，因?yàn)槿~綠體中的色素幾乎不吸收綠

光，所以著色最淺葉片所在的試管是④號(hào)管。答案：D

5.（2008寧夏理綜2）為證實(shí)葉綠體有放氧功能，可利用含有水綿與好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝

片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，裝片需要給予一定的條件，這些條件是（B）

A、光照、有空氣、臨時(shí)裝片中無NaHCOs稀溶液

B、光照、無空氣、臨時(shí)裝片中有NaHCOs稀溶液

C、黑暗、有空氣、臨時(shí)裝片中無NaHCOs稀溶液

D、黑暗、無空氣、臨時(shí)裝片中有NaHCOs稀溶液

4.（2008江蘇生物5）下列關(guān)于葉綠體和光合作用的描述中，正確的是（B）

A、葉片反射綠光故呈綠色，因此日光中綠光透過葉綠體的比例最小

B、葉綠體的類囊體膜上含有自身光合作用所需的各種色素

C、光照下葉綠體中的ATP主要是由光合作用合成的糖經(jīng)有氧呼吸產(chǎn)生的

D、光合作用強(qiáng)烈時(shí)，暗反應(yīng)過程直接將3個(gè)CO?分子合成一個(gè)三碳化合物

6.（09海南卷）取某種植物生長(zhǎng)狀態(tài)一致的新鮮葉片，用打孔器打出若干圓片，圓片平均

分成甲、乙、丙三組，每組各置于一個(gè)密閉裝置內(nèi)，并分別給予a、b、c三種不同強(qiáng)度的光

照，其他條件一致。照光相同時(shí)間后，測(cè)得各裝置內(nèi)氧氣的增加量如圖所示，下列

敘述第送的是

A.裝置內(nèi)增加的氧氣來自于水

B..光照強(qiáng)度為a時(shí)，光合作用停止

C.丙組裝置內(nèi)的CO2含量照光后比照光前低

D.該圖反映了光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系

答案：B

7.（09海南卷）在其他條件適宜的情況下，在供試植物正常進(jìn)行

光合作用時(shí)突然停止光照，并在黑暗中立即開始連續(xù)取樣分析，

在短時(shí)間內(nèi)葉綠中C3和C5化合物含量的變化是

A.C3和C5都迅速減少B.C3和C5都迅速增加

C.C3迅速增加，C5迅速減少D.C3迅速減少，C5迅速增加

答案：C

8.（09海南卷）取某種植物生長(zhǎng)狀態(tài)一致的新鮮葉片，用打孔器打出若干圓片，圓片平均

分成甲、乙、丙三組，每組各置于一個(gè)密閉裝置內(nèi)，并分別給予a、b、c三種不同強(qiáng)度的光

照，其他條件一致。照光相同時(shí)間后，測(cè)得各裝置內(nèi)氧氣的增加量如圖所示，下列

敘述埼掌的是

A.裝置內(nèi)增加的氧氣來自于水

B.光照強(qiáng)度為a時(shí)，光合作用停止

C.丙組裝置內(nèi)的CO,含量照光后比照光前低

D.該圖反映了光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系

答案：B

9.（09遼寧、寧夏卷）請(qǐng)回答與光合作用有關(guān)的問題：

（1）甲、乙、丙三種植物光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系如右圖

所示。

據(jù)圖回答：.

①強(qiáng)光下上述三種植物固定CO?能力最強(qiáng)的植物是o

②乙植物達(dá)到最大光合作用強(qiáng)度所需的最低光照強(qiáng)度是

（a、b、c、d）o

③當(dāng)光照強(qiáng)度從a到b時(shí)，植物光合作用強(qiáng)度增加的最快。

（2）植物光合作用產(chǎn)生的Oz來自出0,還是來自COz?

請(qǐng)寫出簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)思路證明你的結(jié)論。

解析：

（1）①依題意，在強(qiáng)光下甲植物光合作用強(qiáng)度較乙丙植物高，因此,

甲固定CO2能力最強(qiáng)。②隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)乙植物在C光照強(qiáng)度時(shí)先達(dá)到最大光合作用強(qiáng)

度。③在a點(diǎn)三種植物的光合作用強(qiáng)度相同，而b點(diǎn)時(shí)甲的光合作用最大，所以甲植物光合

作用強(qiáng)度增加的最快。

（2）首先分別標(biāo)記C0,和HzO中的氧提供給兩組植物作為光合作用的原料，分析兩組植物

光合作用釋放的。僅在出Z組的植物中產(chǎn)生。答案：（1）①甲

②C③甲

（2）來自于壓0分別將仁也和上力提供給兩組植物，分析兩

組植物光合作用釋放的值,僅在Hj80組植物中產(chǎn)生，即可證明上

CO；嵌度（MLLF

述結(jié)論。

10、（09全國卷H）（1）右圖表示A、B兩種植物的光照等其他條件適宜的情況下，光合作

用強(qiáng)度對(duì)環(huán)境中CO?濃度變化的響應(yīng)特性。據(jù)圖判斷在CO?濃度為300〃乙廠1（接近大氣C02

濃度）時(shí)，光合作用強(qiáng)度較高的植物是。

（2）若將上述兩種植物幼苗置于同一密閉的玻璃罩中，在光照等其他條件適宜的情況下,

一段時(shí)間內(nèi)，生長(zhǎng)首先受影響的植物是,原因是，o

（3）當(dāng)植物凈固定CO?量為。時(shí)，表面植物。

解析：（1）依題意，在CO?濃度為300uL?L時(shí)，A植物CO,凈固定量較B植物多，因此,

此時(shí)A植物光合作用強(qiáng)度較B植物高。

（2）從圖中可以看出兩種植物對(duì)C0?濃度的反應(yīng)不同，在低濃度.下B植物利用C0,進(jìn)行光合

作用的能力較弱，產(chǎn)生的光合產(chǎn)物少，所以隨著玻璃罩內(nèi)CO2濃度的降低，B植物的生長(zhǎng)首

先受影響。

（3）當(dāng)植物凈固定CO?量為0時(shí)，此時(shí)光合作用固定的CO?量與呼吸產(chǎn)生.的CO?量相等，說

明此時(shí)光合作用速率與細(xì)胞呼吸速率相等。答案：（1）A（2）B兩種植物光合作用強(qiáng)度對(duì)

COZ濃度變化的響應(yīng)特性不同，在低濃度CO2條件下,CB植物利用COz進(jìn)行光合作用的能力弱，

積累光合產(chǎn)物少，故隨著玻璃罩中C0?濃度的降低，B植物生長(zhǎng)首先受到影響。

（3）光合作用固定的.C0,量與呼吸釋放的CO?量相等

11、用一水生植物作如圖所示的處理，不影響單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣泡數(shù)的是（A）

A、玻璃容器的容積B、臺(tái)燈與玻璃容器的距離

C、溶于水中的CO?的量D、水生植物的葉片數(shù)

12、將重量相同的小麥幼苗置于裝滿含有植物必需全部礦質(zhì)元素的培養(yǎng)液甲、乙兩支試

管中，都用較強(qiáng)的光照射，只是把甲試管置于15℃,乙試管置于20℃的條件下，培養(yǎng)若干

天，結(jié)果乙試管中小麥幼苗重量比甲試管的增加較多，原因是（C）

A、甲的幼苗光反應(yīng)產(chǎn)物少，限制了CO2的固定，形成有機(jī)物少

B、乙的幼苗光反.應(yīng)產(chǎn)物多，有利于C0?的固定，形成有機(jī)物多

C、乙的溫度較高，能提高酶的催化效率，促進(jìn)光合作用，形成有機(jī)物多

D、甲的溫度較低，限制了光反應(yīng)，合成有機(jī)物多

13、如圖表示3株脫淀粉（經(jīng)充分“饑餓”處理）的長(zhǎng)勢(shì)相同的同種植物放在透光的不

同鐘罩內(nèi)，以下關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的目的最準(zhǔn)確的敘述是（

A、證明光合作用的必需條件是C0?

B、證明光合作用的速率隨COa濃度增高而增大

C、證明過多的CO?阻礙光合作用

D、證明NaOH能促進(jìn)光合作用

14、科學(xué)家研究CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度對(duì)同一植物光合作用強(qiáng)度的影響，得到實(shí)驗(yàn)

結(jié)果如下圖。請(qǐng)據(jù)圖判斷下列敘述不?，正.確?的是（一D）

A、光照強(qiáng)度為a時(shí)，造成曲線II和HI光合作用強(qiáng)度差異的原因是C堂度（0.04%）30P[

CO2濃度不同速度（0.04%）20%

B、光照強(qiáng)度為b時(shí)，造成曲線I和II光合作用強(qiáng)度差異的原因是溫C0濃度（0.01%）20%

度的不同