第4节：能量之源——光与光合作用导学案
（第一课时）
【学习目标】
1、理解实验“绿叶中色素的提取和分离”的实验原理和方法，掌握基本操作技能
2、了解色素的种类和功能及叶绿体的结构和功能
【学习重难点】
绿叶中色素的种类和作用
【使用说明】
仔细阅读课本P97-100，独立完成自主学习的内容
【自主学习】
一、捕获光能的色素和结构
1、提取和分离叶绿体中的色素
（1）原理：叶绿体中的色素能溶解于。叶绿体中的色素在中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之则慢。
（2）方法步骤：
①提取绿叶中色素：称取菠菜叶2g→剪碎置于研钵→放入少许_______和_______→加入5mL______→迅速研磨→过滤→收集滤液（试管口用______塞严）
②制备滤纸条：
③画滤液细线：
④分离色素：滤纸条轻轻插入盛有层析液的小烧杯中，滤液细线不能触及到
，用培养皿盖住小烧杯。
（3）结果分析：
（4）注意：
无水乙醇的用途是___________________________，
层析液的的用途是__________________；
二氧化硅的作用是______________；
碳酸钙的作用是_____________________________；
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；
分离色素时，层析液不能没及滤液细线的原因是____________________________；
层析装置要加盖的原因是_；
是否可以用滤纸代替尼龙布过滤____________________________________________；
2、光能的捕获
1、色素的种类和吸收光谱
其中叶绿素约占，类胡萝卜素约占。
叶绿素a和叶绿素b主要吸收，胡萝卜素和叶黄素主要吸收。因为叶绿素吸收最少，所以叶呈现色。这些色素集中在中。
叶绿素主要吸收和利用胡萝卜素和叶黄素主要吸收。
二、叶绿体的结构和功能
1、叶绿体的外表具有层膜，内部有许多，基粒与基粒之间充满了。每个基粒都是有一个个圆饼状的堆叠而成，这些结构称为。吸收光能的色素就分布在上。
2、叶绿体是进行的场所，它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多子，
还有许
多进行光合作用的。
【合作探究】
能进行光合作用的生物一定有叶绿体吗
【典例分析】
从叶绿体中提取色素，选取下列哪一种叶片效果最好（）
A、厚硬似革质的绿色叶片
B、衰老、黄绿色的叶片
C、新鲜、幼嫩、叶浓绿的叶片
D、多浆汁或有特殊气味的绿色叶片
【效果测评】
1.提取叶绿体中色素时要加入丙酮或乙醇，其原因是（）
A.防止叶绿素被破坏
B.让色素溶解
C.便于叶片研磨成匀浆
D.促使叶绿素分离
2.恩格尔曼用水绵进行的光合作用实验证明的是（）
A.绿色叶片在光合作用中产生了淀粉
B.氧气是由叶绿体所释放
C.植物可以净化空气
D.光合作用释放的氧全部来自水
3.温室栽培蔬菜，采用什么颜色做顶棚更能提高产量（）
A.红色玻璃
B.蓝紫色玻璃
C.绿色玻璃
D.无色玻璃
4.把叶绿体色素溶液放在自然光源和三棱镜之间，从镜的另一侧观察，连续光谱中变暗的主要区域是（）
A.红光和蓝紫光区
B.黄光和蓝紫光区域
C.绿光和红光区
D.黄光和绿光区
5.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发生在叶绿体的（）
A.内膜上
B.基质中
C.类囊体片层膜上
D.各部位上
6.在提取叶绿素时，加入少量碳酸钙的目的是（）
A.增加叶绿素的溶解度
B.破坏膜系统，使叶绿素被充分提取
C.防止叶绿素在提取时受到破坏
D.防止叶绿素与其它物质结合
7.在一定光照强度下，绿色植物在哪种光的照射下放出的氧最多（）
A.绿光和蓝紫光
B.红光和蓝紫光
C.蓝紫光和绿光
D.红光和绿光
8.胡萝卜素和叶黄素在光合作用中的作用是（）
A.传递光能、传送电子
B.传递光能、转变光能
C.吸收光能、转变光能
D.吸收光能、传递光能
9.在叶绿体的色素提取和分离实验中，实验结果表明，在滤纸条上相邻色素带之间距离最大的是（）
A.叶绿素a和叶绿素b
B.叶绿素a和叶黄素
C.叶黄素和胡萝卜素
D.无法判断
10.在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是（）
①未加石英砂，研磨不充分②一次加入大量的无水酒精提取
③分次加入少量无水酒精提取④使用放置数天的菠菜叶
A、①②③
B、②③④
C、①③④ D. ①②④11．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
12.吸收光能的色素分布在：（）
A.叶绿体的外膜上
B.类囊体的薄膜上
C.叶绿体的内膜上
D.叶绿体的基质中
13.对绿色植物光合作用最有效的一组是（）
A.红光黄绿光
B.黄光和蓝紫光
C.红光和橙光
D.红光和蓝紫光
14.在圆形滤纸的中央点上粘叶绿体的色素滤液，进行色素分析，会得到近似同心环状的四个色素圈，排在外圈的色素呈（）
A.橙黄色
B.黄色
C.蓝绿色
D.黄绿色
15.回答有关提取和分离叶绿体色素的一组问题。
（1）用丙酮-研磨法提取叶绿体色素时，要以丙酮为提取液的原理是叶绿体中的各种色素能________________有机溶剂。
（2）为了加快研磨速度，在研钵中加入__________；为了防止叶绿素破坏，应加入______________________
（3）置于层析液中的滤纸条，要防止上面的色素细线没入层析液中，这是因为____________________________________
（4）层析后滤纸条上的色素带，自上而下依次为：橙黄色的_____________；黄色的________________；蓝绿色的______________和黄绿色的_______________。
第4节：能量之源——光与光合作用导学案（第二课时）
【学习目标】1、分析人类对光合作用的探究历程
2、阐明光合作用的过程、原理及应用，了解光反应和暗反应及其相互关系
3、尝试探究影响光合作用强度的环境因素，简述化能合成作用
【学习重难点】
1、光合作用的光反应和暗反应的过程及相互关系
2、探究影响光合作用强度的因素
【使用说明】阅读课本P101-105，独立完成自主学习的内容
【自主学习】一、光合作用的探究历程
1、直到18世纪中期，人们一直以为只有土壤中的是植物建造自身的原料。
2、1771年，英国的普利斯特利的实验证实：可以更新因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气。
3、1779年，荷兰的英格豪斯证明了在更新空气中不可缺少。
4、1785年，随着空气组成成分的发现，人们才明确绿叶在光下放出的气体是，吸收的是。
5、1864年，德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物还有。
6、1939年，美国的鲁宾和卡门利用证明了光合作用释放氧气来自水。
7、20世纪40年代，美国的卡尔文，利用技术最终探明了CO2中的碳在光合作用转化成有机物中碳的途径
二、光合作用的过程1、光合作用的过程
光反应：⑴场所：叶绿体的。
⑵条件：、色素、酶等。
⑶物质变化：将水分解为，将ADP和Pi合成ATP.
⑷能量变化：光能转变为。
暗反应：⑴场所：叶绿体的中。
⑵条件：。
⑶物质变化①CO 2的固定：C5+CO2 。
②C3的还原：2C3+[H] 。
⑷能量变化：ATP中活跃的化学能变为。
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
3、光合作用的实质是利用能，把和转化成储存着能量的，并且释放出。反应式为：。
三、光合作用原理的应用
1、光合作用强度
⑴概念：植物在内通过光合作用制造的数量。
⑵表示方法：测定一定时间内消耗或生成的数量来定量表示。
⑶影响因素：光照强度、、H2O含量、温度等。
2、应用：控制和的高低，适当增加作物环境中来提高光合作用强度。
四、化能合成作用
1、概念：某些细菌能够利用体外环境中的某些氧化时所释放的能量来制造的合成作用。
2、实例：硝化细菌能利用时所释放的化学能，将合成糖类。
3、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。
【合作探究】
1、萨克斯为什么选择叶片的一半曝光，一半遮光
2、如果CO2浓度突然下降（其它条件不变），C3和C5会怎样变化
3、如果突然停止光照（其它条件不变），C3和C5会怎样变化
4、光合作用与化能合成作用的区别是什么
【典例分析】
将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下。如果将环境中CO2含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量的变化情况依次是
A．上升；下降；上升B．下降；上升；下降
C．下降；上升；上升D．上升；下降；下降
【效果测评】
1．光合作用和呼吸作用过程中[H]产生在（）
①光合作用的光反应阶段②光合作用的暗反应阶段
③呼吸作用的第一、第二阶段④呼吸作用的第三阶段
A．①②B．②③C．①③ D．③④
2.在光合作用的发现过程中，几位科学家做了几个着名的实验，关于这些实验设计在逻辑上的严密性和意义，不正确的是（）
A、普里斯特利把小鼠和绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，小鼠不会死亡——证明了绿色植物在光照条件下吸收CO2，放出O2，从而更新了空气。
B、萨克斯把绿色叶片曝光，遮光部分是作为对照处理——证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。
C、恩吉尔曼用水绵和好氧细菌以极细光速照射，曝光是作为对照处理——证明了氧气由叶绿体释放出来，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
D、鲁宾和卡门用同位素分别标记CO2和H2O，供绿色植物利用，分析各自放出的氧——证明光合作用释放的氧气全部来自H2O。
3.在叶绿体中，[H]和ADP的运动方向是（）
A、[H]和ADP同时由类囊体膜向叶绿体基质运动
B、[H]和ADP同时由叶绿体基质向类囊体膜运动
C、[H]由类囊体膜向叶绿体基质运动，ADP的运动方向正好相反
D、ADP由类囊体膜向叶绿体基质运动，[H]的运动方向正好相反
4.下列措施中与提高温室蔬菜产量无关的是（）
A、增大O2浓度
B、增大CO2浓度
C、增强光照浓度
D、调整室温
5.光合作用和化能合成作用的相同之处是（）
A、都以太阳能作为能源
B、都需要环境中的物质氧化释放的能量
C、都可以将无机物转化为有机物
D、都是高等生物的代谢类型
6.光照下的正常生长的某绿色植物，其他条件不变，突然停止光照。短时间内叶绿体中C3合成速率（横坐标为时间，纵坐标为速率）为（）
7．图为夏季晴朗白天某植物叶片光合作用强度的变化曲线图，请观察后回答：
(1)曲线AB段表明光合作用强度随光照增强。
(2)对于C光合作用强度减弱的解释是：由于中午
过高，作用过大，叶片的气孔关闭，使
光合作用原料之一的供应大量减少，以致
反应阶段植物体内的五碳化合物不能与之结合，使得
形成大为减少。
(3)DE段光合作用强度下降的原因是以致光合作
用反应减弱，和减少，因而影响反应的进行。
(4)如用14CO2示踪，在光合作用过程中，14C在下列分子中的转移途径是( )
A．14CO2一叶绿素一ADP B．14CO2一NADP+一糖类
C．14CO2一三碳化合物一糖类D．14CO2一叶绿素一ATP
8．图为水绵结构模式图。恩吉尔曼进行光合作用实验时，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
9．下图表示德国科学家萨克斯的实验，在叶片照光24 h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
能力提升：
1. 小麦的叶肉细胞通过光合作用合成葡萄糖，组成葡萄糖的碳、氢、氧三种元素分别来自（）、CO2和H2O 、H2O和2C、H2O和H2O 、H2O和CO2
2.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发生在叶绿体的（）
A.内膜上
B.基质中
C.片层膜上
D.各部位上
3. 将以过饥饿处理的一片叶子（在黑暗中放置一天）中部的叶脉切断，移至光下照2小时，经镜检发现，叶片下部产生了淀粉，而叶片上部无淀粉产生，其原因是（）
A.切断叶脉阻断了CO2的运输
B.切断叶脉阻断了H2O的运输
C.切断叶脉阻断了有机物的运输
D.切断叶脉影响上部细胞的呼吸作用
4．光合作用释放出的O2来自参加反应的（）
A．CO2 B．H2O C．CO2和H2O D．C6H12O6
5．一棵重8g的植物栽在水分、空气、温度、光照均适宜的环境中，一月后重达20g，增
加的质量来自（）
A．光照B．空气和水分C．水分D．空气
6．在光合作用过程中，能量转变的过程是（）
A．光能→ATP→C6H12O6 B．光能→叶绿体→C6H12O6
C．光能→叶绿素→C6H12O6 D．光能→C6H12O6→ATP
7. 某科学家用含碳同位素14C的二氧化碳来追踪光合作用中碳原子在下列分子中的转
移，最可能的途径是( )
A.二氧化碳→叶绿素→ADP
B.二氧化碳→叶绿素→ATP
C.二氧化碳→三碳化合物→葡萄糖
D.二氧化碳→酒精→葡萄糖
8. 在天气晴朗的早晨，摘取一植物叶片甲，于105℃下烘干，称其重量；到黄昏时，再取同一植株着生位置与叶片形状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
9．一般来说，光照增强光合作用增强，但是，在光照最强的夏季中午，由于气孔关闭，光合作用反而下降。主要原因是（）
A．蒸腾作用减弱B．进入叶肉细胞的CO2减少
C．温度太高，酶已失去活性D．光照太强，使叶绿素分解
10．温室栽培可不受季节、地域限制，为植物的生长发育提供最适宜的条件，有利于提高作物品质和产量。在封闭的温室内栽种农作物，以下哪种措施不能提高作物产量（A．增加室内CO2浓度B．增大室内昼夜温差
C．增加光照强度D．采用绿色玻璃盖顶
11．下列关于光合作用强度的叙述，正确的是（）
A．叶片从幼到老光合作用强度不变
B．森林或农田中植株上部叶片和下部叶片光合作用强度有差异
C．光合作用强度是由基因决定的，因此是固定不变的
D．在相同光照条件下，各种植物的光合作用强度相同
12．将单细胞绿藻置于25℃适宜的光照和充足的CO2条件下培养，经过一段时间后，突然停止光照，发现绿藻体内三碳化合物的含量突然上升，下列解释不符合的是（）A．光反应仍进行，形成[H]和ATP
B．光反应停止，不能形成[H]和ATP
C．CO2与五碳化合物结合，继续形成少部分三碳化合物
D．由于没有[H]和ATP供应，三碳化合物不能形成C6H12O6，积累了许多的三碳化合物
13、下列关于叶绿素合成和功能的叙述，错误的是（）
A、光是叶绿素合成的必要条件
B、低温抑制叶绿素的合成
C、矿物元素影响叶绿素的合成
D、提取的叶绿素溶液，给予适宜的温度、光照和CO2，可进行光合作用
14.某同学在做提取叶绿体中色素的实验时，收集到的色素提取液为淡绿色。分析产生该结果的可能原因是①研磨不充分，色素未能充分提取出来②丙酮加入量太多，稀释了色
粉末，叶绿素分子已被破坏
素提取液③加丙酮太少，色素未提取出来④未加CaCO
3
A.①②④
B.①③④
C.③④
D.①②
15.下图是光合作用过程的图解，请回答：
（1）光合作用的
过程可以分为两
个阶段，A表示
______ __阶段，进行的部位是___________。B表示________阶段，进行的部位是____________中。（2）写出图中①－⑤所示物质的名称。
①_______；②_______；③_______；④_______；⑤_______。
（3）光反应为暗反应提供了［］和［］（只填序号）。
（4）C和D的化学过程是___________________________________。
（5）光合作用的实质是____________________________________________。