5.4光合作用与能量转化导学案2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

( 编辑: 校对: 日期: 审核: 生物学案 5.4 光合作用 1 ) 【学习目标】 1. 通过提取和分离绿叶中的色素,简述绿叶中色素的种类及其功能。 2. 运用结构与功能相适应的观念,解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点。 【基础梳理】 1、 捕获光能的色素 探究 实践 绿叶中色素的提取和分离 实验原理: 1、提取原理:绿叶中的色素易溶于 ,所以用其提取绿叶中的色素。 2、分离原理:绿叶中的色素不只一种,它们都能溶解在_中。然而,它们在层析液中的_不同:溶解度高的随_在滤纸上扩散得_;反之则_。这样几分钟之后,绿叶中的色素就会随着_ _在 上的扩散而分离开。 目的要求: 1. 2. 材料用具 新鲜绿色叶片(如菠菜的绿叶)。 干燥的定性滤纸,试管,棉塞,试管架,研钵,玻璃漏斗,尼龙布,毛细吸管,剪刀,药匙,量筒(10mL),天平等。 无水乙醇(也可用体检分数为95%的乙醇加入适量无水碳酸钠来代替),层析液(由20份在60~90 下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成),二氧化硅和碳酸钙。 方法步骤(见课本) 实验结果:滤纸条上出现 条色素带。 色素种类 色素颜色 色素含量 层析液中溶解度 扩散速度 实验步骤中的注意事项(重要) 实验过程 注意事项 操作目的 提取色素 ① 选取新鲜色浓绿的叶片 使绿叶中色素含量高 ② 剪碎叶片前要剪去主叶脉 缩短研磨时间 ③ 研磨时加入10mL无水乙醇,不应一次性加入 溶解叶片中的色素,保证提取效果 ④ 研磨时加入少许的SiO2 研磨充分 ⑤ 研磨时加入少许CaCO3 保护叶绿素,防止叶绿素在酸性环境中分解 ⑥ 迅速、充分研磨 防止溶剂挥发,并充分溶解色素 ⑦ 过滤使用单层尼龙布,而不用滤纸 防止滤纸吸附色素,降低滤液中色素的含量 ⑧ 盛放绿叶的小试管管口加棉塞 防止溶剂挥发 分离色素 ① 滤纸预先干燥处理 使层析液在滤纸条上的扩散速度快 ② 滤纸条的一端剪去两角 防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快 ③ 滤液细线要直、细、齐 使分离的色素带整齐,不重叠 ④ 滤液细线干燥后重复画2-3次 使滤液细线含有较多色素,分离的色素带清晰,便于观察 ⑤ 滤液细线不能触及层析液 防止色素直接溶解到烧杯内的层析液中 这些色素对光的吸收有什么差别呢? 科学家做过这样的实验: 实验原理: 阳光是由不同波长的光组合成的复合光,在穿过三棱镜时,不同波长的光会分散开,形成不同颜色的光带,称为光谱。分别让不同颜色的光照射色素溶液,就可以得到色素溶液的 。 实验结果:若图代表两类色素的吸收光谱,则e代表 ;f 。 2、 叶绿体的结构适于进行光合作用 资料1:1881年恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌的临时装片 ( 实验的巧妙之处?(参考自助): 选材 ② 黑暗环境 ③ 极细光束 ④ 暴露在光下 ) 资料2:在类囊体膜上和叶绿体基质中,含有多种进行光合作用所必须的酶。 恩格尔曼的实验直接证明了 。 结合其他的实验证据,科学家们得出叶绿体是 这一结论。 ( 叶绿体一般呈 或 。 层膜,基粒由 堆叠而成,极大的扩展了受光面积。 填写右图结构名称 光合色素分布于 光合作用酶分布于 、 )这是叶绿体 、 的结构基础。 ( 编辑: 张梦薇 校对: 尚佳文 日期: 审核: 生物学案 5.4光合作用2 ) 【学习目标】 1. 通过对光合作用光反应阶段和暗反应阶段相关实验研究的思考和讨论,说明光合 作用过程,并从物质与能量观视角,阐明光合作用原理。 2. 设计并实施实验,探究环境因素对光合作用强度的影响。 3. 光合作用原理的应用。 一、光合作用的探索历程 年代 发现者 实验 结论 1928 甲醛对植物的作用 甲醛_转化成糖。 1937 希尔 在立体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂 ① ② 1939 鲁宾 卡门 同位素标记法 光合作用释放的氧气来自_ 。 1954 1957 阿尔农 在光照下,叶绿体可合成ATP。 这一过程总是与水的光解相伴随。 分析:1939年,美国科学家美国鲁宾(S. Ruben)和卡门(M. Kamen) H2O+C18O2 植物 O2 H218O+CO2 植物 18O2 结论: 光合作用的反应式:_ 二、光合作用的原理 根据是否需要 ,分为两个阶段 和 两个阶段. 光反应 暗反应 时间 短促,以微秒计 较缓慢 场所 条件 不需叶绿素和光.需要多种酶 物质变化 能量变化 光能 活跃化学能并储存在ATP中 联系 1 光反应为暗反应提供还原剂[H]、能量ATP;暗反应为光反应提供ADP和Pi。 ② 没有光反应,暗反应无法进行.没有暗反应,有机物无法合成。 【画龙点睛】 1.光反应是暗反应的物质和能量的准备阶段,暗反应是光反应的继续,是物质和能量转化的完成阶段。二者是光合作用全过程的两个阶段.是相辅相成的,是缺一不可的