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第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源----光与光合作用一、实验：绿叶中色素的提取和分离1、原理:(1) 利用色素溶于有机溶剂而不溶于水的性质，可以用无水乙醇、丙酮等有机溶剂提取绿叶中的色素。
(2) 利用各种色素在层析液中溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散速度不同的原理可以使各种色素在滤纸上相互分离，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
2、实验流程：(1) 提取色素：称重：称取5g新鲜绿叶剪碎：去掉叶柄和粗的叶脉研磨：加入少许SiO2、CaCO和10mL无水乙醇过滤：漏斗基部放单层尼龙布收集滤液：用棉塞将试管口塞严(2) 制备滤纸条：①将干燥的滤纸剪成略大于试管长度，略小于试管宽度的滤纸条，并在一端剪去两角②在距剪去两角的一端1cm处用铅笔画一条细的直线(3) 画滤液细线：①用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔画线处均匀地画一条直的滤液细线②干燥后，重复画2-3次(4) 色素分离：①烧杯中倒入3 mL层析液② 将滤纸条有滤液细线的一端插入层析液中 ③ 用棉塞塞紧试管口(5) 观察结果：滤纸条上色素带有四条，分别是 素b 。
二、光合作用的发现：1.1771年普利斯特利实验 本实验缺点：缺乏空白对照，实验结果的说服力不强。
2.1864年萨克斯实验(1) 本实验中黑暗处理的目的：消耗掉叶片中原有的淀粉，避免干扰。
(2) 本实验为自身对照，自变量为是否照光(一半曝光与另一半遮光)，因变量为叶片是否制造出淀粉，是否出现颜色变化(出现深蓝色)。
(由上到下)橙a ，黄绿色的叶绿3.1880年恩格尔曼实验⑴本实验的实验组为极细光束照射处的叶绿体，对照组为黑暗处的叶绿体和完全曝光的叶绿体。
（2）本实验中为自身对照，自变量为光照（照光处与不照光处；黑暗与完全曝光），因变量为好氧细菌分布。
4.1941年鲁宾、卡门实验（1）本实验方法为同位素标记法。
⑵本实验为相互对照，自变量为标记物质（H218O与C18C2），因变量为Q的放射性。
第4节能量之源—光与光合作用（二）1．在一定浓度（满足实验所需）的CO2和适宜温度条件下，测定不同光照条件下放有某双子叶植物叶片的密闭装置中CO2的变化量，结果如下表。
分析表中数据，不正确A．光照强度为1 klx时，光合作用吸收的CO2量少于呼吸作用释放的CO2量B．光照强度为2 klx时，该植物光合作用速率定为0C．光照强度由5 klx增强到7 klx时，叶肉细胞中C3合成速率增大D．光照强度为9 klx时，叶绿体中色素的含量是限制植物光合作用速率的内因2．有人把玉米和向日葵的叶片从植株上切下后，分别放在保持高湿度、光照充足的容器内（保持叶片的生活状态），叶片的含水量由于蒸腾而徐徐减少，然后测定叶片在水分亏缺情况下的相对光合作用强度，结果如下图所示。
据图分析，下列说法正确的是( )A．水分亏缺直接影响植物的光合作用B．水分亏缺对不同植物光合作用的影响程度和影响方式不同C．水分亏缺影响光合作用是因为水分是光合作用的原料之一D．水分亏缺影响光合作用主要是通过影响C02进入叶内而起作用的3．下图为新鲜菠菜叶中四种色素的相对含量及在滤纸条上的分离情况。
下列说法正确的是（）A．甲色素能吸收、转化光能B．丁色素在丙酮中溶解度最小C．乙色素含有矿质元素C、H、0、N、MgD．如果研磨时未加CaCO3，滤液中甲和乙的含量会显著减少4．某探究小组利用面积相同的甲、乙两种植物的叶子，将它们置于不同光照强度下，测量甲、乙两种植物叶片吸收和释放CO2的量，结果如下图所示。
下列关于该曲线的叙述，错误的是（）A．该图反映的是甲、乙两种植物在恒温等条件下叶片的净光合速率B．当光照强度为x(b<x<d)时，每天光照12h，两种植物均能正常生长C．相对植物甲来说，植物乙可视为阴生植物，可通过a和c两点来判断D．当光照强度为e时，植物甲和植物乙叶片消耗CO2的比值为8：75．取某高等植物生长状况相同的叶片分成3等份，分别在不同温度下暗处理lh ，再光照处理1h （光照强度相同），测量结果如图。
第4节能量之源——光与光合作用●从容说课光合作用是生物界乃至整个自然界最基本的物质代谢和能量代谢，光合作用也真实地显示出生命系统的自主性和高度有序性。
初中阶段，学生通过一系列探索性实验，初步形成光合作用的概念。
高中生物学课本将为学生提供光合作用的研究史料，期望学生不仅能从光合作用的发现过程中深化对概念的理解，而且能受到科学家崇高的精神境界的熏陶，领悟科学探究的方法。
因此，教学中要组织学生认真学习和讨论这一部分史料。
光合作用内容的学习始于绿叶中色素吸收和转化光能，教学中要指导学生做好《绿叶中色素的提取和分离》的探究性实验，并借助投影机、三棱镜和新鲜菠菜叶片滤液和新鲜胡萝卜滤液等材料做好绿叶中色素吸收光谱的演示实验，通过叶绿体结构的学习让学生进一步体会到生物体结构与功能的相统一。
光合作用的光反应和暗反应过程是本小节的重点和难点，要让学生重点掌握这两个过程中的物质变化和能量变化以及发生的部位和条件，并从物质和能量转变的高度去认识光合作用的意义。
为了更好地让学生认识光合作用原理在农业生产中的应用，可通过自主与合作学习的方式，尝试让学生利用各种媒体去调查和收集农业生产上有哪些提高光合作用强度的措施，并组织好学生完成教材中的探究活动——环境因素对光合作用强度的影响。
●三维目标1.知识与技能（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。
2.过程与方法（1）自主与合作学习：利用各种媒体调查和收集资料，学会鉴别、选择、运用和分享信息。
（2）训练表达能力：尝试将你所获得的信息表达出来。
（3）活动与探究：通过探究“环境因素对光合作用的影响”，初步学会科学研究的一般方法，发展科学探究能力。
3.情感态度与价值观（1）通过光合作用发现史的学习，使学生受到科学家们崇高的精神境界的熏陶，并养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。
第4节能量之源—光与光合作用（三）1．下图中图甲为研究光合作用的实验装置。
用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3，溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间（见图乙），以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。
有关分析正确的是（）A．在ab段，随着NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小B．在bc段，单独增加光照或温度或NaHCO3溶液浓度，都可以缩短叶圆片上浮的时间C．在c点以后，因NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致代谢水平下降D．因配制的NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶片不能进行呼吸作用2．下列关于“叶绿体色素提取和分离”的实验描述中,不属于实验要求的是A．提取高等植物叶绿体中的色素B．用纸层析法分离色素C．了解各种色素的吸收光谱D．验证叶绿体中所含色素的种类3．在相同的CO2浓度和温度条件下，松树光合作用产量（有机物积累量）与光照强度的关系如图所示。
若为阴生植物人参，则a、b两点的位置应为A．a点在ａ2，ｂ点在ｂ2时B．ａ点在ａ1，ｂ点在ｂ1时C．ａ点在ａ2，ｂ点在ｂ1时D．ａ点在ａ1，ｂ点在ｂ2时4．下列与绿色植物新陈代谢有关的叙述中，正确的是（）A．阳生植物的暗反应可以在有光的条件下进行，阴生植物的暗反应只能在黑暗的条件下进行B．大豆根吸收矿质元素所需的ATP直接来源于光合作用C．向水果贮存中充入N2和CO2的主要目的是抑制无氧呼吸，减少有机物的消耗，延长水果的仓储时间D．从植物体内提取的叶绿素溶液，即使给予适宜的温度、光照和CO2，也无法检测到有氧气生成5．如右图所示：水稻的光合作用强度，呼吸强度与叶面积指数（单位面积内叶面积之和）的关系。
下列叙述中，正确的是（ ）A ．呼吸量与叶面积指数成负相关B ．叶面积指数越大，光合作用越强C ．叶面积指数大约为4时对农作物增产量有利；超过6时，农作物将减产D ．两条曲线围成的阴影部分代表有机物的积累值6．伴随着光能转换成活跃的化学能，叶绿体内类囊体上发生的物质变化中正确的一组是 ①2H 2O → 4H ++4e+O 2②NADP ++2e+H + → NADPH③ADP+Pi → ATP④6CO 2+12H 2OC 6H 12O 6+6H 2O+6O 2A ．①④B ．①③C ．①②③D ．①③④7．对海洋岩礁上的藻类植物调查时发现,一般在浅水处生长着绿藻,稍深处是褐藻,再深一些的水域中则以红藻为主,直接影响海洋中藻类植物分布的主要因素是A ．阳光B ．温度C ．海水含盐量D ．海水含氧量8．若下图I 中装置甲与装置乙敞口培养相同数量的小球藻，研究光照强度对小球藻产生氧气量的影响。
18.光合作用（教案）五年级上册青岛版（五四制）一、教材分析本节课程的教学内容为青岛版五四制五年级上册科学第18课《光合作用》。
本课程通过对光合作用的概念、过程、意义和条件的介绍，旨在帮助学生理解光合作用在自然界和人类生活中的重要作用。
教材通过直观的图片和简单的文字描述，使学生对光合作用有初步的认识，并通过动手实验活动，培养学生观察、思考、探究的能力。
在教学中，教师应注重联系学生的生活实际，引导学生关注环境保护，培养学生的环保意识。
二、核心素养目标分析本节课的核心素养目标主要包括：1. 科学素养：通过学习光合作用的概念、过程、意义和条件，使学生能够理解光合作用在自然界和人类生活中的重要作用，培养其科学素养。
2. 环保意识：通过联系生活实际，引导学生关注环境保护，培养学生对环境保护的认识和意识。
3. 观察与思考能力：通过动手实验活动，培养学生观察、思考、探究的能力，使学生能够运用所学知识解决实际问题。
4. 合作与交流能力：在小组合作实验和讨论中，培养学生的合作与交流能力，使其能够与他人共同探讨问题，分享经验和成果。
5. 创新能力：鼓励学生提出问题、解决问题，培养学生的创新思维和创新能力，使其能够在已有知识的基础上进行创新和发展。
6. 综合运用能力：通过联系生活实际和环境保护，培养学生综合运用所学知识分析和解决问题的能力，使其能够将科学知识与实际应用相结合。
7. 科学态度：培养学生对科学的热爱和追求，使其能够积极探究科学问题，具备科学的态度和方法。
三、教学难点与重点1. 教学重点（1）光合作用的概念和意义光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。
它不仅是植物生长和发展的基础，也是地球上所有生物生存和繁衍的关键。
通过学习光合作用的概念和意义，学生可以理解光合作用在自然界和人类生活中的重要性。
举例：光合作用是植物进行生长和代谢的重要过程，通过光合作用，植物可以制造出自己所需的有机物质，同时也释放出氧气，为其他生物提供生存所需的氧气。
第五章细胞的能量供应和利用第4节光合作用与能量转化一、教学目标知识方面：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、说出光合作用以及对它的认识过程。
4、说出光合作用原理的应用。
5、简述化能合成作用。
能力方面：尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
情感态度价值观：通过研究科学家对光合作用原理的探究过程，认同科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的；认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
二、教学重点、难点及解决方法1、教学重点：⑴绿叶中色素的种类和作用。
⑵光合作用的发现及研究历史。
⑶光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
⑷影响光合作用强度的环境因素。
解决方法：⑴通过色素提取和分离实验，让学生仔细观察分离出的不同色带，色带的颜色、分布顺序和宽窄，思考其原因及作用。
⑵让学生从化学反应的角度看光合作用的过程，明确每一个物质变化的来龙去脉和相应的能量转化的过程。
⑶让学生通过探究活动理解光合作用原理的应用。
2、教学难点：⑴光反应和暗反应的过程。
⑵探究影响光作用强度的环境因素。
解决方法：⑴通过由浅入深的讲解，让学生理解光反应和暗反应的过程，区别和联系。
⑵通过探究活动——环境因素对光合作用强度的影响，让学生掌握光合作用原理在农业生产中的应用。
三、课时安排：3课时四、教学方法：讲解、实验法。
五、教具准备：课件六、学生活动1、指导学生阅读教材，找出需了解的知识点。
2、让学生讨论认识叶绿体的结构，这种结构有哪些适于进行光合作用的特点；光合作用的过程，影响因素等。
七、教学程序第1课时[问题探讨]结合教材讨论：1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？导言：追根溯源，对绝大多数生物来说，能量的最终来源是光能。
将光能转换成化学能要靠光合作用，进行光合作用的细胞，首先要能够捕获光能，那么捕获光能的色素有哪些呢？一、捕获光能的色素。
能量之源--光与光合作用一、教材分析本节是人教版高中生物必修1：《分子与细胞》第5章第4节的内容。
在此前章节中，我们已经学习了细胞中的有机物、细胞的结构和细胞器等知识。
这为本节知识的学习打下基础。
绿色植物通过光合作用合成有机物，为地球上多姿多彩的生命提供了氧气和养料。
因此，光合作用是细胞能量代谢中的重要学习内容，在高中生物知识体系中占有重要地位。
二、教学目标1、知识与能力阐述光合作用的基本过程分析影响光合作用的因素2、过程与方法通过探究活动不断提升获取信息、理解信息、分析、推理、评价及实验探究的能力3、情感态度价值观通过对光合作用影响因素的分析，形成把理论付诸实践，用知识服务社会的意识三、重难点1、重点植物光合作用的基本过程2、难点对影响光合作用因素的分析四、教法学法教师提供问题情境，引导学生自主思考后，小组成员讨论完善。
小组代表展学，其他成员补充完善。
注意利用典型例题即时强化巩固。
五、教学过程（一）导入1、据估计，地球上的自养植物一年中通过光合作用合成约4--5千亿吨有机物。
2、这些有机物中所含能量相当于10，000，000亿千瓦时的电能。
3、三峡电站2012年的发电量为1000亿千瓦时。
（通过数据，吸引学生兴趣，突出光合作用的重要性，引起学生对本节知识的重视）（二）光合作用的定义绿色植物通过_____，利用_____，把_________________转化成储存能量的_______，并释放出_______的过程。
播放flash动画，展示“光合作用的过程”（学生通过动画在头脑中形成整体印象，为分析过程打下基础）（三）光合作用的过程学生完成导学案“探究一光合作用的过程”相应内容1．完善光合作用的图解2．辨析光反应和暗反应过程光反应暗反应图解条件场所物质转化能量转化联系小组代表展示学习成果，其他成员进行补充、完善课后作业：结合光合作用的基本过程分析C3、C5、ATP、[H]在不同条件下的含量变化。
