课题 第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 能量之源——光与光合作用
【学习目标】
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。
预习案
【使用说明及学法指导】
1.阅读课本第97—105页，独立完成基础知识梳理和预习自测，用时20～25分钟； 2.不会的或有疑问的地方用双色笔标出，留到课堂解决； 3.正课结束后及时整理导学案，进行纠错反思。 Ⅰ.教材助读：基础知识梳理 一．捕获光能的色素
1.活细胞所需的能量最终来源：。
2.实验：绿叶中色素的提取和分离（纸层析法）
⑴提取的原理：利用绿叶中的色素能够溶解在中的特性，可以利用提取绿叶中的色素。在研磨时还应加入少许_________和碳酸钙，其中前者有助于________，后者可防止在研磨中______被破坏。
⑵分离的原理：利用色素在层析液中不同，在滤纸上的的不同，可以将色素分离。 3.叶绿体中色素的种类、颜色和功能：
种类 叶绿素a 叶绿素 类胡萝卜素 胡萝卜素 二．叶绿体的结构和功能
1.结构：一般呈扁平的椭球形或球形，外部有_______，内部的基粒是由_______________堆叠而成的。
2.色素和酶的分布:吸收光能的色素分布于________，与光合作用有关的酶分布在_______和
色素颜色 主要功能
________。
3.功能：进行____________的场所。 4.恩格尔曼的实验⑴结论:,。
⑵实验方法的巧妙之处：是合理地设置了,使实验结果富有说服力。
三．光合作用的探究历程
1.1771年,普利斯特利证实植物可以更新空气。
2.1779年,英格豪斯证实:普利斯特利的实验只有绿叶在下才能更新空气。 3.1785年,由于发现了空气的组成,人们才明确绿叶在光下放出的是,吸收的是。
4.1845年,梅耶根据能量转换和守恒定律指出,植物在进行光合作用时,把光能转换成储存起来。
5.1864年,萨克斯通过实验证明绿色叶片在光合作用中产生了。
6.1939年,鲁宾和卡门利用同位素标记法证实:光合作用释放的氧气来自。
7.20世纪40年代,卡尔文等探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成中碳的途径。 四．光合作用的过程
1.概念：是指利用绿色植物通过__________，利用_______，把二氧化碳和水转化成储存能量的________，并且释放出________的过程。
2.过程⑴光反应：①场所：叶绿体的_______________ 上。
②条件：______、色素、酶、水等。
③物质变化：将水分解为________和________，将ADP和Pi合成________。 ④能量变化：光能转变为活跃的_________。
⑵暗反应：①场所：叶绿体的___________中。
②条件：_____________、[H]、ATP、CO2等。 ③物质变化：CO2的固定：CO2+C5——→__________。
ATP [H]
酶
C3的还原：2C3——→________________。
④能量变化：ATP中活跃的化学能转变为________________。
3.总反应式：_________________________________________________。 五．光合作用原理的应用
1.光合作用强度概念：是指植物在单位时间内通过光合作用制造________的数量。 2.影响光合作用强度的因素：包括空气中________的浓度、土壤中________和矿质元素的多少、光的________以及温度的高低等。 六．化能合成作用
1.概念:能够利用体外环境中的某些氧化时所释放的能量来制造有机物,叫作化能合成作用。
2.实例：硝化细菌能利用 时所释放的化学能，将 合成糖类。绿色植物和硝化细菌都能合成有机物，因此属于 生物，而人、动物、真菌及大多数细菌只能利用环境中现成的有机物，属于 生物。
我的疑问 请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。
探究案
Ⅰ.课内探究和知识拓展： 探究点一 了解叶绿体中的色素
【问题1】叶绿体中的色素有哪些理化性质?
提示：四种色素都不溶于水，而溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂中；叶绿素相对不稳定，其合成易受光照、温度和Mg的影响。
【问题2】叶绿体中四种色素的颜色分别是怎样的?为什么植物的叶片细胞通常呈现绿色?
【问题3】叶绿素的合成与什么因素有关?
提示：与Mg和光照等因素有关，Mg是合成叶绿素的必不可少的原料，没有光照不能合成叶绿素。
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【问题4】在我国的温带地区,到了秋天,许多树叶为什么会变黄或变红?
提示：叶片是绿色的原因有两个，一是叶绿素是类胡萝卜素含量的三倍；二是色素不吸收的绿光被反射回来。秋天叶片变黄是低温使叶绿素遭到破坏，呈现出类胡萝卜素的颜色，变红则是液泡中花青素的颜色。
探究点二 绿叶中色素的提取和分离实验
【问题1】叶绿体中色素的提取和分离实验中，成功的关键和注意事项是什么？提示： ⑴叶片要新鲜、颜色要深绿。
⑵研磨要迅速、充分。①因为丙酮容易挥发；②为了使叶绿体完全破裂．从而能提取较多的色素；③叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏。 ⑶滤液收集后 要及时用棉塞将试管口塞紧．以免滤液挥发。
⑷滤液细线不仅细、直，而且含有比较多的色素(可以重复画二三次)。 ⑸滤纸上的滤液细线不能浸入层析液中。
⑹制备滤纸条时，要将滤纸条的一端剪去两角．这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果
【问题2】请将下表内容补充完整：
色素颜色素种类 位置 色 橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 最快 较快 较慢 最慢 色素含量 溶解度 扩散速度 【问题3】如果色素提取液呈淡绿色，可能的原因有哪些? 提示：①研磨不充分，色素未能充分提取出来；
②称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素浓度小； ③未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。 探究点三 光合作用过程
【问题1】如何理解光反应阶段和暗反应阶段的关系？
提示：光合作用的过程，按其是否需要光，将其划分为光反应和暗反应两个阶段。在光下二者同时进行，暗处只能进行暗反应。 二者既有区别又有相互联系，(如下表所示)。
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