高中生物 5.4 能量之源 光与光合作用学案 新人教版必修1

5.4 能量之源 光与光合作用

【学习目标】

1.掌握绿叶中色素的种类和作用、叶绿体的结构和功能、光合作用的原料、产物、条件和场所，以及光合作用的实质和意义。

2.自主学习，小组合作，学会提取和分离色素的方法。

3.感悟绿色植物光合作用的重要性，养成热爱大自然、热爱生物的情感态度。

【重点难点】

重点：绿叶中色素的种类和作用；叶绿体的结构和功能；光合作用的探究历程；影响光合作用的环境因素。

难点：绿叶中色素的提取和分离实验；光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系；影响光合作用的环境因素。

【学法指导】

1．预习案由每位同学在课前自学独立完成；探究案在课堂合作交流进行（小组长及具备能力的同学要先预习）；训练案是课后作业，同学们在充分复习的基础上独立限时完成。

2．依据预习案通读教材，进行知识梳理，勾画课本并写上提示语、标注序号。学会抓住关键词进而掌握关键句。

3．将预习中遇到的疑难点标识出来并填写到预习案“我的疑问”处，待课堂小组讨论或老师点拨予以解决。

预习案（限时20分钟，课前独立完成）

◆教材梳理(通读教材,夯实基础)

一、捕获光能的色素和结构

（一）捕获光能的色素

1.色素的种类、颜色及作用：

叶绿体中的色素包括 、 、 和 四种，其颜色分别为 、 、 和 。

叶绿素主要吸收 和 ，类胡萝卜素主要吸收 。

2.绿叶中色素的提取和分离

（1） 提取原理：相似相溶――有机溶剂（如 、 等）

（2） 分离原理： 法――四种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散快，反之则慢。

（3） 分离结果：四条色素带从上往下依次为 、 、 、 。

（二）叶绿体的结构

1．活细胞所需的能量最终来自 。

2．叶绿体的外表有 ，内部有许多 ，基粒与基粒之间充满了 。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为 ，吸收光能的 ，就分布在 上。

3．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

带领全班学生解读学习目标，让学生明确本节课任务，提高学习效率。

多媒体展示小组任务。

分配小组到黑板展示。

其余学生对桌互查，安排人员进行点评，多吸收学能的 ，还有许多进行光合作用所必需的 。

二、光合作用的原理

1．光合作用的探究历程

（1）普利斯特利将蜡烛（小鼠）与绿色植物一起放在密闭玻璃罩内不熄灭（死亡），证明植物可以 空气。

（2）英格豪斯做了植物更新空气的实验，证明绿叶只有在 下才可以更新空气。

（3）萨克斯把饥饿处理过的绿色叶片一半曝光，另一半遮光，一段时间后碘蒸气处理，曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半无颜色变化。证明光合作用产生了 。

（4）恩格尔曼利用水棉和好氧性细菌做实验，证明氧由 释放出来，叶绿体是光合作用的场所。

（5）鲁宾和卡门用同位素标18Ｏ分别标记H2O和CO2，追踪18O的去向，证明光合作用释放的氧全部来自 。

（6）卡尔文用14CO2供小球藻进行光合作用，追踪检测放射性。探明碳在光合作用中转化成有机物中碳的循环途径－卡尔文循环： 。

2．概念：绿色植物通过 ，利用光能，把CO2和H2O转化成储存着能量的 ，并且释放出 的过程。

3．反应式： 。

4．影响光合作用速率的环境因素有： 、 、 等。

◆我的疑问：请将预习中不能解决的问题写下来，待课堂解决。

探究案（课堂交流合作完成）

◆合作探究（讨论、展示、点评、点拨时记好笔记，完善答案）（限时：分钟）

【探究点一】绿叶中色素的提取和分离（难点）

问题1：研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？

问题2：滤纸上的滤液细线，为什么不能触及层析液？

问题3：滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？

【探究点二】光合作用的过程（重点） 教师对整个过程进行监督，确保全班学生认真参与。

多媒体展示探究要求及各小组任务

教师巡视，并参与小问题1：仔细研究光合作用过程的示意图，光反应的和暗反应的场所分别在哪里？

问题2：光合作用过程中ATP在哪个阶段中产生，又用于做什么？

问题3：光反应为暗反应提供什么原料？

问题4: 光合作用过程中产生的02中O来自于H2O还是CO2？

问题5：光反应和暗反应的比较

项目 光反应 暗反应

场所

条件

物质变化

能量变化 光能→ATP中活跃的化学能→葡萄糖中化学能

联系

【探究点三】光合作用原理的应用及影响因素

问题1：仔细研究光合作用的过程，说出影响光合作用各阶段的外界因素分别有哪些？

问题2:如图为光照强度影响光合作用的示意图，说出A、B、C三点的含义分别是什么？光照强度怎样影响光合作用？

问题3：温度是怎样影响光合作用的？在生产中应怎样利用温度来增加农作物产量？ 组讨论，善于倾听，及时找出存在的问题。

展示方式学生可灵活处理，结合材料、图、原理等对题目进行解答。

TP

问题4：二氧化碳是怎样影响光合作用的？在生产中应怎样利用二氧化碳来增加农作物产量？

◆展示提升 取长补短

（各组派学生代表上台展示上述“探究成果”，其他组学生可以就发言者的观点提问、质疑，发言者应回答质疑；确实完成不了的教师协助启发、点拨、回答）（限时：

分钟）

【构建知识体系】（学生自主完成）（限时）

训练案（限时20分钟，课后独立完成）

选择题

1．经纸层析后，滤纸条上最窄的色素带（用新鲜菠菜叶作材料）是（ ）

A．叶绿素a B．叶绿素b C．叶黄素 D．胡萝卜素

2．叶绿体中色素的提取和分离实验主要证明了（ ）

A．色素分布在叶绿体片层结构薄膜上 B．叶绿素含量是类胡萝卜素的四倍

C．叶绿体中色素的种类和各种色素的颜色 D．四种颜色扩散速度不同

3．在进行叶绿素提取和分离的实验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是（ ）

A．滤纸上几种色素会扩散不均匀而影响结果 B．滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散

C．色素会溶解在层析液中而使结果不明显 D．滤纸条上的几种色素会混合起来

4．阳光透过三棱镜照在丝状绿藻上，好氧细菌主要聚集的光谱区域是 ( )

A．红光区和蓝紫光区 B．黄光区和蓝紫光区

C．红光区和绿光区 D．蓝紫光区和绿光区

5. 叶绿体是进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是( )

A．叶绿体中的色素分布在类囊体结构的薄膜上

B．叶绿体中的色素分布在内膜和外膜上

C．光合作用的酶只分布在叶绿体的基质中

D．光合作用的酶分布在外膜、内膜和基粒上

6．在做植物实验的暗室中，为了尽可能地降低光合作用的强度，最好安装( )

A．红光灯 B．绿光灯 C．白炽灯 D．蓝光灯

7．在光合作用实验中，如果所用的水中有0.20%的水分子含18O，二氧化碳中有0.68%的二氧化碳分子含18O，那么，植物进行光合作用释放的氧气中，含18O的比例为（ ）

A．0.20% B．0.44% C．0.64% D．0.88%

8．光合作用实质是 ( )

学生先独立完成：当堂检测

接着以抢答方 A．把二氧化碳转变成ATP

B．产生化学能，贮藏在ATP中

C．把光能转变成化学能，贮藏在ATP中

D．无机物转变成有机物，光能转变成化学能

9．在光反应阶段的物质变化是( )

①水在光下分解 ②ADP与Pi发生反应形成ATP③ATP水解 ④二氧化碳的固定

⑤三碳化合物的还原

A．①② B．③④ C．①③ D．④⑤

10．植物固定二氧化碳的场所是( )

A．细胞质基质 B．叶绿体囊状结构 C．叶绿体基质 D．质网膜上

11．光合作用过程中，C元素的转移途径依次是( )

①二氧化碳 ②三碳化合物 ③五碳化合物 ④有机物

A．①②④ B．④③② C．①③② D．③①②

■ 心得感悟：

式进行答题。