《影响光合作用的环境因素》导学案1

［教学目标］

1、 知识目标

① 概述色素提取和分离实验的原理，并说出叶绿体中色素的种类和作用; ② 解释光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系； ③ 说明环境因素对光合作用强度的影响； 2、 能力目标

①尝试探究影响光合作用强度的环境因素，学习科学研究的一般方法。

［教学重点与难点］

1、 光合作用的过程，理解光反应与暗反应的过程比较。 2、 影响光合作用的因素。

［课时］3课时

一、光合作用的发现

年 代 科 学家 普 17 71年 里斯 特 利 把绿色叶片放在暗处12小时，目的是 18 年 萨 —， 克斯 然一半曝光，碘烝气 产生淀 实验设计思路及现象 结论 植物能 更点燃的蜡烛与绿色植物，密闭一一蜡烛不易熄灭 小鼠与绿新空气（但 不色植物，密闭一一小鼠不易窒息 知何种气 体） T深监色 粉，必须有光 另一半遮光，碘蒸气 ---- 无颜色变化 ［水 绵 恩 J好氧细菌 18 80年 吉 尔 曼 兀全曝光T现象 L极细光束照射叶绿体T现象 — __ 黑暗、没有空气 r显微镜观察 场所是 叶绿体，条件 是光照 鲁 1 9 40年 和 实验方法是 氧气全 即向植物提供r ［ 宾 H218O, CO2--------------- 释放 18O2 部来至于水 卡门 ------------------------------------------------------------ T8 --------------------------------------- H2O, C 02 ------------- 释放 02 1 9 48年 卡 尔文 探究 用 C标记C02追踪光合作用过程中碳的行踪， 发现 实1、萨克斯实验中黑暗处理的目的：消耗掉叶片中原有的淀粉。曝光与遮光形成对照, 检验试剂为碘液，检验前用酒精水浴加热处理，目的是溶解色素。

2、恩格尔曼选用水绵做实验材料的好处：

①是选用水绵作为实验材料。水绵不仅具备细而长的带状叶绿体，

而且叶绿体螺旋状地

排

分布在细胞中，便于观察和分析研究。 ②是将临时装片放在黑暗并且没有空气的环境中，

除了环境中光线和氧的影响，从而确保实验能够正常地进行。③是选用极细的光束照射，并 且用好氧细菌进行检测，从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。

④是进行黑暗(局

部光照)和曝光的对比实验，从而明确实验结果完全证明了植物光合作用的放氧结构是叶绿 体并且是由光照引起的。

二、光合色素与光能捕获

1、光合作用的细胞器是叶绿体，是因为其中含有与光合作用有关的 和

。其中酶分布于

色素的分布于： ________________________________________ ； 色素的作用：

2、叶绿体中色素的分类:

「

广叶绿素：

叶绿素b： ' ③色素种类

胡萝卜素： 「 色

类胡萝卜素 v 叶黄素： I色

V I色

叶绿素a:

主要吸收主要吸收

、

、

光能。

_________

。

［思考与讨论］

(1) 为什么夏天绿油油的树叶到秋天会变黄？ (2) 叶绿体中色素的形成需哪些条件？ (3)

上两者之间相

含量最多的色素为

，含量最少的为 ；在滤纸条

距最远的为 _________________ ；光合作用中最有效的光为 __________ ，最无效的光为 ________

［实验］提取和分离叶绿体中的色素 ［实验原理］

(1) 各种色素都能溶解在有机溶剂 (无水乙醇等)中形成溶液，使色素从生物组织中脱离 出来。 (2) 度不同：

各种色素都能溶解在层析液中， 溶解度大的色素分子

但在层析液中的溶解

随层析液在滤纸上扩散得快， 反之则慢，所以不同色素可以在滤纸上因扩散速度不同而分开， 各种色素分子在滤纸上可形成不同的色素带。

［实验材料］

新鲜、深绿、易研磨，如：菠菜叶 ［实验步骤］

分离色素：将适量的层析液倒 入试管中，装置如右图所示， 插入滤纸条〔有滤液细线的 端朝下)，随后用棉塞塞紧试

管口“注意:不能让滤纸上的滤液细线触到层析液

软木鄴 ⑴匕滤纸条 ——大试骨 乌j滤液细线 g—层析液

r滤纸条上呈

观察结果彳现四条颜色、 宽

度不同的 I色素带

［实验讨论］

1、 实验中几种化学物质的作用

一胡萝卜索；

TTT橙黄色

TT

HUI

—叶就素：黄

二氧化硅： _______________________________________________________________ 碳酸钙： _________________________________________________________________ 丙酮： ___________________________________________________________________ 层析液； __________________________________________________________________ 2、 影响叶绿素合成的因素

(1) 光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而 叶片发黄。

(2) 温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性， 叶绿素分子易被破坏，因而叶子变黄。

(3) 矿质元素：叶绿素中含 N、Mg等矿质元素，若缺乏将导致叶绿素无法合成，老叶先 变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺

Fe也将导致叶绿素合成受阻, 进而影响叶绿素的合成。 低温时,

幼叶先变黄。

3、 试验成功的关键

4、 收集滤液绿色过浅或色素带过浅的原因

三、光合作用的过程

1、 光合作用的概念：

植物通过

，利用

，把

和

转化成储存能量的有机物，并且释放出 _____________ 的过程。 2、 光合作用的总反应式

复习叶绿体有关知识：形状、结构、成分、功能、分布

在光合作用的过程中， 并不是全部过程都需要光。 根据反应过程是否需要光能， 光合作用分为 ___________ 和 ____________ 两个阶段。

3、光反应与暗反应的比较

可以将

光反应 暗反应 场所 条件 物质 变化 能量 变化 光反应为暗反应提供： 两阶 段的关系 暗反应为广泛应提供： 没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，有机物无法合成。 实质

4、过程图解

5、光照与C02浓度变化对植物细胞内 C3、C5、［H］、ATP、（CH20）合成量的影响 :H : （CH20）合 条件 停止光照， C02供应不 变 停止C02供 应， 光照不变 光照、C02 供应不变，（CH2

C3 C5 和 ATP 成量 0）运输受阻 6、光合作用和化能合成作用比较 光合作用 本 质 化能合成作用 都能将C02和H20等无机物合成有机物 氧化无机物产生的 区 别 能量 代表生物 光能 绿色植物 硝化细菌等微生物 【化能合成作用】 绿色植物以光能为能源， 以二氧化碳和水为原料合成糖类，

糖类中贮存着由光能转

换来的能量。因此绿色植物属于自养生物。相反，人、动物、真菌及大多数细菌，细胞中没 有叶绿素，不能进行光合作用，它们只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动， 们属于异养生物。

除了绿色植物，自然界中少数种类的细菌，虽然细胞内没有叶绿素，不能进行光合 作用，但能

够利用体外环境中的某些无机物氧化分解时释放的能量来制造有机物，

这种合成

它

作用叫化能合成作用， 这些细菌也属于自养生物。 例如，生活在土壤中的硝化细菌能利用土 壤中的氨

（NH3）氧化成亚（HNO2），进而将亚氧化成（HNO3）。硝化细菌能 够利用这两

个化学反应中释放的能量，

将二氧化碳合成糖类， 这些糖类可供硝化细菌维持自

身的生命活动。

［校本作业］

1 •普里斯特利把一只小白鼠和一盆植物一同放到一个玻璃罩内，结果小白鼠和植物都

能存活很长时间。但后来有人重复这个实验，却有的能成功，有的不能成功。以下关于这一 现象的说法，不正确的是 ）

A .该实验并不科学，没有可重复性

B. 该实验的成功与否，要看是否将装置置于阳光下

C. 该实验说明光合作用释放的氧气与小白鼠需要的氧气达到了平衡 D •该实验说明光合作用需要的 CO2与小白鼠呼出的CO2达到了平衡

2•下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光

（

A

足试的c“o一

事一小萍藻恳浮臧

H/O

合作用的实验示意图。一段时间后，以下相关比较不正确的是

A . Y2的质量大于Y3的质量 B •④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量

C.②中水的质量大于④中水的质量 3.

的试管中，按下表进行实验, 着色最浅叶片所在的试管是

D •试管①的质量大于试管②的质量

将在黑暗中放置一段时间的叶片均分 4块，置于不同

（C

（

① ② D）

HQ 试吕编号 CO2溶 液 实 验 光照 处 理 碘液

③ ③ ④ + + + + 白光 蓝光 红光 绿光 + + + + 注：“+”表示具有该条件。 A.

①

B.②

C.③ D.④

下列关于叶绿

4.

体结构与功能的叙述， 叶绿体是植物进行光合作用的场所。 正确的是

A •叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内

B. H20在光下分解为［H］和02的过程发生在基质中 C. C02的固定过程发生在类囊体薄膜上 D .光合作用的产物一一淀粉是在基质中合成的

5. 提取光合色素，进行纸层析分离，对该实验中各种现象的解释，

（

A. 未见色素带，说明材料可能为黄化叶片 B. 色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液 C. 提取液呈绿色是由于含有叶绿素 a和叶绿素b

D. 胡萝卜素处于滤纸最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高

6. 下图所示，某植物上的绿叶经阳光照射 24小时后，经脱色并用碘液处理， 结果有锡箔

正确的是 C ）

光合作用强度④光合

覆视部位不呈蓝色，而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。本实验证明 （

①光合作用需要二氧化碳 ②光合作用需要光 ③光合作用需要叶绿素 作用放出氧气

A.

⑤光合作用制造淀粉 ①② B.③⑤ C.②⑤ D.①③

7.

分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图，请判定 分别为何种色素 A ）

A.

C.叶黄素、叶绿素a

叶绿素、类胡萝卜素 B.类胡萝卜素、叶绿素 D.叶绿素a、叶绿素b

下图为用A和B

（

&下列关于光合作用的叙述中，正确的是 A ）

（

A. 光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行，暗反应在叶绿体的基质中进行 B. 光反应需要光，不需要酶，暗反应不需要光，需要多种酶 C. 当对植物突然停止光照以后，暗反应也马上停止 D. 光反应分解水生成02，暗反应消耗。2生成水 9.

图）是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图，

如图（6题右C点与B点

相比较，叶肉细胞内的 C3、C5、ATP和［H］的含量发生的变化依次是

（

C ）

A.应向培养皿中倒入层析液升、升、升、升

B. 降、降、降、

降

C•降、升、升、升 a处，而不能滴在b处 B. 应将滤液滴在

D. 升、升、降、

10. 下图表示植物光合作用的一个阶段，C. 实验结果应是得到四个不同颜色的同心圆

下列各项叙述正确的是

（

A.该反应的场所是叶绿体的类囊体

B. C3生成C6H12O6需要］H］、ATP和多种酶 C. 提高温度一定能促进 C6H12O6的生成 D.

无光条件有利于暗反应进行

11 •如图表示某同学做“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进装置，下列与之有关的 叙述中，错误的是

.定性滤纸

形）

D.

（近似圆

实验得到的若干个同心圆中，最小的一个圆呈橙黄色

（棉线）

12.

件下，叶肉细胞的叶绿体中磷酸含量最高的部位是 ）

A.外膜

B.内膜

C.基粒

在适宜光照条

（

D

D.基质

13. 下图为光反应、暗反应联系示意图，据图回答下列问题

（1）填出图中字母所表示的物质： a

O2 , b ATP , c [ H]

d CO2 （2） （3） 是：光能T

光反应为暗反应提供了 ［H］和 ATP 。

光合作用中的能量转变糖类等有机物中化学能

ATP中化学能

（4） 若对某植物作如下处理：

（甲）持续光照 10分钟， （乙）光照5秒后再黑暗处理 5秒，

续交替进行 20分钟， 若其他条件不变， 则在甲、 乙两种情况下植物所制造的有机物总量是

B)

A. 甲多于乙

B.甲少于乙

C.甲和乙相等

D .无法确定