人教版生物必修一光合作用的实验

第四节能量之源-光与光合作用一、捕获光能的色素1.实验：绿叶中色素的提取和分离①绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。

②色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。

③实验过程中加入少许的二氧化硅和碳酸钙，二氧化硅有助于充分研磨，碳酸钙可以防止研磨中色素被破坏。

2.分类叶绿素a（蓝绿色）叶绿素（含量约占3/4）绿叶中的色素叶绿素b（黄绿色）胡萝卜素（橙黄色）类胡萝卜素（含量约占1/4）叶黄素（黄色）①最上层的是：胡萝卜素；②最下层是：叶绿素b；③最宽的色素带是：叶绿素a；3.叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，叶绿素主要存在于叶绿体中。

【习题一】下列关于光合色素的叙述，错误的是（）A．叶绿素a和叶绿素b都含镁元素B．胡萝卜素在层析液中的溶解度最大C．叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光【分析】1、叶绿体含有叶绿素和类胡萝卜素，是光合作用的场所．主要由叶绿体外被、类囊体和基质三部分构成，其中类囊体包括基粒类囊体和基质类囊体．光合色素都存在于叶绿体的类囊体膜上．2、叶绿素的组成元素为C、H、O、N、Mg．类胡萝卜素不含Mg．3、分离色素原理：各色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，从而分离色素．溶解度大，扩散速度快；溶解度小，扩散速度慢．滤纸条从上到下依次是：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b．【解答】解：A、叶绿素a和叶绿素b都含镁元素，类胡萝卜素不含Mg．A正确；B、胡萝卜素在层析液中的溶解度最大，在滤纸条上扩散的最快，B正确；C、叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，C正确；D、植物呈现绿色是由于，叶绿素几乎不吸收绿光，绿光被反射回来的缘故，D 错误。

故选：D。

【习题二】为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果（I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带）．下列叙述正确的是（）A．强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深B．强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成C．四种色素在层析液中溶解度大小是I＜Ⅱ＜Ⅲ＜ⅣD．色素分离过程中如果滤液线触及石油醚，会缩短得到四条色素带的时间【分析】析题图：滤纸条从上到下依次是：Ⅰ胡萝卜素、Ⅱ叶黄素、Ⅲ叶绿素a（最宽）、Ⅳ叶绿素b（第2宽），色素带的宽窄与色素含量相关．强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照．【解答】解：A、根据题图来看：强光照导致了该植物叶绿素含量降低，绿色变浅，A错误；B、强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见强光照可抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，B正确；C、四种色素在层析液中溶解度大小是I＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ，C错误；D、素分离过程中如果滤液线触及石油醚，色素会溶解在层析液，D错误。

生物必修一实验报告生物必修一实验报告引言：生物实验是生物学学习中不可或缺的一部分，通过实验可以帮助我们更好地理解生物学原理和现象。

本次实验旨在探究植物的光合作用过程，并通过实验数据分析和结果讨论，深入了解光合作用的机制和影响因素。

实验目的：本次实验的目的是研究光合作用对植物生长的影响，并探究光照强度、二氧化碳浓度和温度对光合作用的影响。

实验材料与方法：材料：小麦种子、盆栽土壤、盆、光照设备、二氧化碳气体源、温度计、计时器等。

方法：1. 准备小麦种子，选择健康的种子进行实验。

2. 将盆栽土壤填充到盆中，确保土壤湿润。

3. 在盆中均匀撒播小麦种子，保持一定的种子密度。

4. 将盆放置于光照设备下，设置不同的光照强度，如强光、弱光和无光等。

5. 在实验过程中，通过二氧化碳气体源调节二氧化碳浓度，如高浓度和低浓度。

6. 测量和记录不同条件下的温度变化。

7. 每天按时浇水并记录小麦种子的生长情况，如株高、叶片数量等。

8. 实验结束后，收集数据并进行结果分析和讨论。

实验结果与分析：在实验过程中，我们观察到不同条件下小麦种子的生长情况，并记录了相应的数据。

通过对数据的分析，我们得出以下结论：1. 光照强度对光合作用有重要影响。

在强光条件下，小麦种子的生长速度明显加快，株高增长更快。

而在无光条件下，小麦种子无法进行光合作用，生长受到抑制。

2. 二氧化碳浓度对光合作用也有显著影响。

在高浓度二氧化碳条件下，小麦种子的生长速度明显加快，叶片数量增多。

而在低浓度二氧化碳条件下，光合作用受限，生长受到抑制。

3. 温度对光合作用同样具有重要影响。

在适宜的温度范围内，光合作用进行得更加顺利，小麦种子生长迅速。

而在过高或过低的温度条件下，光合作用受到抑制，生长受到影响。

结论与讨论：通过本次实验，我们深入了解了光合作用的机制和影响因素。

光照强度、二氧化碳浓度和温度对光合作用的影响是相互关联的，它们共同决定了植物的生长情况。

在实际生活中，我们可以通过合理调节这些因素来促进植物的生长和发育。

新人教生物必修一（学案+练习）(探究·实践)探究光照强度对光合作用强度的影响1．实验原理叶片含有空气，上浮―――→抽气叶片下沉―――――→光合作用产生O 2充满细胞间隙，叶片上浮。

2．实验步骤(1)取材：取生长旺盛的绿叶，用直径为0.6 cm 的打孔器打出圆形小叶片30片(避开大的叶脉)。

(2)排气：将圆形小叶片置于注射器内。

注射器内吸入清水，待排出注射器内残留的空气后，用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉动活塞，使圆形小叶片内的气体逸出。

这一步骤可能需要重复2～3次。

处理过的小叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底。

(3)沉水：将处理过的圆形小叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。

(4)分组：取3只小烧杯，分别倒入富含CO 2的清水(可以事先通过吹气的方法补充CO 2，也可以用质量分数为1%～2%的NaHCO 3溶液来提供CO 2)。

(5)光照：向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片，然后分别置于强、中、弱三种光照下。

实验中，可用5 W 的LED 灯作为光源，利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度。

(6)观察并记录：同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量。

1．制备圆形小叶片，用打孔器打孔时，不必避开大的叶脉。

( × )2．在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，光照越强，相同时间内叶片浮起的数量越多。

( × )3．在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，使用的圆形小叶片应先排出里面的气体。

( √ )4．在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，能直接测定出其真光合作用速率。

( × )5．在探究光照强度对光合作用强度的影响实验中，往水中吹气是为了增加水中的溶解氧。

(×) 6．将排气后的小叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。

(√)1．实验装置分析(1)自变量的设置：光照强度是自变量，通过调整台灯与烧杯之间的距离来调节光照强度的大小。

第4节能量之源—光与光合作用二光合作用的原理和应用光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。

一、光合作用的探究历程1.很可能是在无光条件下做的这个实验。

无光时，植物不进行光合作用，只进行细胞呼吸，所以没有释放氧气，而是释放二氧化碳，也就是使空气变污浊了。

（对应教材“旁栏思考题”）同位素标记法同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。

用同位素标记的化合物，化学性质不会改变。

科学家通过追踪同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。

这种方法叫做同位素标记法。

2.教材“思考与讨论”(1)光合作用的原料是二氧化碳和水，产物是糖类和氧气，场所是叶绿体，条件是要有光，还需要多种酶等。

光合作用的反应式是：.（对应教材“思考与讨论”第1题）(2)从人类对光合作用的探究历程来看，生物学的发展与物理学和化学的研究进展关系很密切。

例如，直到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气体是氧气，吸收的是二氧化碳，这个事例说明生物学的发展与化学领域的研究进展密切相关。

又如，鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自水，而不是来自二氧化碳；卡尔文用同位素示踪技术探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，都说明在科学发展的进程中，相关学科的互相促进，以及技术手段的进步对科学发展的推动作用。

（对应教材“思考与讨论”第2题）二、光合作用的过程光合作用的过程，可以用化学反应式：来概括，其中的（CH2O）表示糖类。

光合作用的过程包括一系列化学反应。

根据是否需要光能，这些化学反应可以概括地分为光反应和暗反应两个阶段。

光反应阶段光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。

光反应阶段的化学反应是在类囊体的薄膜上进行的。

叶绿体中光合色素吸收的光能，有两方面用途：一是将水分解成氧和[H]，氧直接以分子的形式释放出去，[H]则被传递到叶绿体内的基质中，作为活泼的还原剂，参与到暗反应阶段的化学反应中去；二是在有关酶的催化作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ATP。

探究环境因素对光合作用强度的影响一、教学分析1.教材分析：“探究环境因素对光合作用强度的影响”是人教版高中生物必修1中的一个重要实验，该实验与生产实际联系紧密，是高中生物实验教学的好素材。

本实验为探究性实验，通过对不同环境因素对光合作用强度影响的探究，帮助学生进一步理解光合作用的原理和过程，同时通过实验的操作、实验数据的分析、实验结论的得出等培养学生的科学探究、科学思维能力。

2.学情分析：通过对探究光合作用科学史的学习，学生已经初步了解了光合作用的过程及其原理；基本熟悉探究的一般过程，探究欲望比较强，但是缺乏独立探究能力。

本实验包括全过程的探究活动，是个开放度较高的实验，除教材提出的参考案例外，还可以联系光合作用原理和过程从各种环境因素进行思考分析，设计实浓度、光质等因素对光合作用强度的影响。

因此对学生实验设验探究温度、CO2计和分析能力提出了较高的要求。

3.教学目标：依据课程标准中的内容要求、学业要求及学业质量标准，并围绕培养学生核心素养的要求，制订了如下的教学目标:(1)学会在真实情境下提出问题、设计实验、分组实施及结果分析等步骤，掌握科学探究的思路和方法，发展科学思维。

(2)能够科学控制变量，观察检测因变量，通过设计实验和操作实验，培养实验探究能力。

(3)通过探究环境因素对光合作用强度的影响，探讨在生产生活中如何使作物增产，形成社会责任感。

二、教材实验的局限性教材给出了“探究光照强度对光合作用强度的影响”的参考案例，但教材提供的装置和操作方法，在课程实施过程中受到实验条件的限制，影响实验课效果。

学生在操作过程中发现以下问题：1.真空渗水法抽气次数不好把握2.吹气获得富含CO2的溶液不利于变量的控制3.检测指标只能定性分析为此，需要优化实验装置，并在此基础上通过科学探究的一般过程，引导学生探究光照强度对光合作用强度的影响，以此增强学生对自然现象的好奇心，掌握科学探究的基本思路和方法，发展科学思维，逐步培养学生的生物学学科核心素养。

［教材优化全析］一、光合作用的探究过程公元前3世纪，古希腊学者亚里士多德曾经提出，植物生长在土壤中，土壤是构成植物体的原材料。

这一观点长期被奉为经典，直到17世纪初比利时布鲁塞尔的医生van Helmont（海尔蒙特）做了一个简单而有意义的试验，才把这个观点推翻了。

van Helmont将一株2.3 kg重的小柳树种在重90.8 kg的干土中，用雨水浇灌，小柳树长成重76.7 kg的植株，而土壤重量只比试验开始时减少57 g。

他由此得出结论，即植物是从水中取得生长所需的物质的。

现在看来，他只说对了一半。

1727年黑尔斯（Hales）提出，植物的部分营养元素来自于大气，光也以某种方式参与了营养元素的获得过程。

当时还不知道空气含有不同的气体成分。

1771年，英国Joseph Priestley（普里斯特利，英国牧师和化学家）报道，在密闭器中蜡烛燃烧污染了空气，使放于其中的小鼠窒息；但若在密闭器中，放入一枝薄荷，小鼠生命就可得到挽救（如下图）。

他的结论是，植物能净化空气。

但是他未注意到，植物净化空气需要照光，所以他的试验有时成功（照光），有时则失败（不照光）。

后来，即1779年，荷兰医生Jan Ingenhousz才确定植物净化空气是依赖于光的。

1782年，森尼别（SenebierJ）证明了动物和植物在黑暗中产生的有害气体促进植物在光下产生“净化空气”。

到这个时候就已证明了有两种气体参与光合作用。

拉瓦锡（Lavoisier）和其他人的工作证明这两种气体实际上是CO ２和O２。

如图为普利斯特利的实验模式图1804年，N．T．de Saussure发现，植物光合作用后增加的重量大于CO２吸收和O2释放所引起的重量变化，他认为这是由于水参与了光合作用。

他还注意到，在光合作用过程中CO２和O2大约以相等的体积被交换。

这一结论可说是在新的水平上证实了van Helmont的观点。

（而在此前8年，即1796年，Jan Ingenhousz 就曾提出，植物在光合作用中所吸收的CO2中的碳构成有机物的组成成分）至此，柳树生长之谜才算完全解决，即柳树的有机物是由H2O和CO2在光合作用中合成的，光合作用的产物保证了柳树的生长。