5.4《能量之源—光与光合作用》学案
【学习目标】
1、 说明光合作用以及对它的认识过程 2、 尝试探究影响光合作用强度的环境因素 3、 说出光合作用原理的应用 4、 简述化能合成作用
学习重点、难点 绿体 。
(6) 1939年,美国的鲁宾和卡门利用同位素标记 法证明了 光合作用释放的氧气来自
水 。
(7) 20世纪40年代,美国的卡尔文利用同位素示踪技术最终探明了二氧化碳中的碳 在
光合作用中转化成 有机物中的碳 的途径。
【知识点导读】
一、光合作用的概念
光合作用是绿色植物通过 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) 光合作用的生物:绿色植物,此外还有蓝藻(原核生物) (二) 光合作用的场所:叶绿体
1、 结构:双层膜
基粒:由类囊体堆叠而成,含有与光合作用有关的酶和色素 基质:含有与光合作用有关的酶 2、 光合作用的色素和酶
① 色素分布在叶绿体的类囊体薄膜上,光合作用的酶分布在类囊体薄膜和叶绿
体基质中。
② 色素的作用是吸收,传递和转化光能,叶绿素主要吸收红光和蓝紫光,对绿
光吸收最少,类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
③ 影响植物合成叶绿素的因素包括:光照,温度,必需元素Mg,N,Fe.
普利斯特利的实验:
实 验 在阳光下,密封的玻璃罩里 燃烧的蜡烛 实验一 小老鼠 植物+燃烧的蜡烛 实验二 植物+小老鼠 不死亡 小鼠死亡 不熄灭 一段时间后 蜡烛熄灭 实验结论: 植物可以更新空气
英格豪斯的实验:
二、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水分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:植物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 光 和 绿叶 在更新空气中不可缺少。 (4) 1864年,德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物有 淀粉 。
(5) 1880年,恩杰尔曼的实验证明了光合作用释放的气体是O2且光合作用的场所是叶
实验现象:实验一没有光照时, 小鼠死亡 ,有光照时, 小鼠不死亡 实验二没有光照时, 蜡烛不熄灭 ,有光照时, 蜡烛熄灭 。
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实验结论: 植物只有在有光的条件下,才能更新空气 实验结论: 氧气是叶绿体释放出来的,叶绿体是光合作用的场所
萨克斯实验:
鲁宾、卡门实验:
实验现象:遮光部分未变为 蓝 色,未遮光部分被加入碘液变 蓝 色。 实验结论: 光合作用的产物除了氧气还有淀粉
实验现象:当水用O标记是,产生的氧气是: O ;当二氧化碳用18O标记时,产生的氧气是 16O 。
实验结论: 光合作用产生的氧气来自水,而不是来自二氧化碳中的氧
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? 延伸拓展:酒精是一种有机溶剂,它可以溶解叶绿体当中的叶绿素,为什么在萨克斯的
实验中需要用酒精对植物叶片进行脱色处理呢?溶解色素
三、光合作用的过程
恩格尔曼实验:
? 小知识:水绵具有细而长的叶绿体,在水绵中呈螺旋状分布;好氧菌喜欢聚集在氧气多
的地方。
实验现象:在黑暗无空气环境下,好氧细菌聚集在叶绿体被光束照射到的附近 部位;在完全暴露在光下时,好氧菌分布在在叶绿体所有受光部位。
(一)光合作用的场所:叶绿体(与光合作用有关的酶分布于基粒的 及基质中;光合作用色素分布于 类囊体薄膜上 ) (二)光合作用的过程:
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样可减少其细胞呼吸对有机物的消耗。 (二)影响光合作用的外部因素
②条件:光、色素、酶、H2O 、ADP、Pi
(1)光的主要影响(光的波长,光照强度,光照时间均有影响);
①光质:叶绿体中的色素对复合光(白光)的吸收效率最高;②单色光中主要吸
收红光和蓝光,绿光吸收的最少。
③过程: 水的光解: (为暗反应供H和供能)
应用:对温室大棚要用无色透明玻璃。
ATP的形成 (为暗反应供能) 物质变化 ②光照强度:植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度 的增加而增加,
但当 光照强度 增加到一定程度时,植物的光合作用强度不再增强。 ④能量变化:光能→ ATP中活跃的化学能 ⑴光反应阶段:①部位: 类囊体薄膜
⑵暗反应阶段:①部位: 叶绿体基质 ②条件:多种酶,[H],ATP,CO2,C5 ③过程:
CO2的固定: C3的还原:
([H]做还原剂,消耗ATP,CH2O指糖类)
④能量变化:ATP中活跃的化学能→ 有机物中稳定的化学能 (3)光反应和暗反应的联系
①光反应为暗反应的进行提供 [H] 和 ATP 。
②暗反应为光反应的进行提供 ATP 和 Pi 。
总之,光反应和暗反应是两个既相互制约又紧密联系,是缺一不可的整体。
物质变化 四、影响光合作用的因素及在生产实践中的应用
(一)影响光合作用的内部因素 (1)同一植物的不同生长发育阶段
根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同,适时 适量地提供水肥及其他环境条件,以使植物茁壮成长。 (2)同一叶片的不同生长发育时期
①曲线分析:OA段为幼叶,随幼叶的生长,叶面积不断增
大,叶内叶绿体、叶绿素含量不断增加,光合作用速率不断增加。AB段为壮叶,叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光合速率也基本稳定。BC段为老叶,随着叶龄的增加,叶片内叶绿素被破坏,光合速率也随之下降。
②应用:农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶,茎叶蔬菜及时换新叶,这
A点:光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,释放的CO2量表明此时的呼吸强度。(对应图1)
AB段:随着光照强度加强,光合作用逐渐加强,CO2释放量逐渐减少,一部分用于光合作用;为弱光条件下呼吸作用强度>光合作用强度(注意不括A、B两点)。
对应图2
B点:呼吸作用释放的CO2全部用于光合作用,即光作用强度=呼吸作用强度,称B点对应的光照强度为补偿点。(植物白天的光照强度在光补偿点以上,植才能正常生长)。此时限制光合作用的因素主要是光照强度。净光合作用速率等于零。对应图3
BC段:光照强度不断增加,光合作用强度也增大。光合作用强度大于呼吸作用强度。净光合作用速率=实际光合作用速率—呼吸作用速率。对应图4
合光物
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能量之源---光与光合作用导学案-完整版本(含答案)汇编
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