导学案4：光能的捕获和利用

光能的捕获和利用导学案【教学目标】1．说出人们对光合作用的认识过程，体验生物科学发现历程。学习科学家勇于探索的求实态度和精神。2．描述叶绿体的结构，提取和分离叶绿体色素。3．明确光合作用的概念、场所、阶段、实质及总反应式。4．理解光反应、暗反应的具体过程、物质变化、能量变化；理解光反应与暗反应的区别与联系及意义。5．能画出光合作用的过程图，并对过程中的物质变化情况进行分析。6．理解影响光合作用的因素。7．举例说明影响光合作用强度的因素在农业生产上的应用。【重点难点】光合作用的过程及其影响因素【知识梳理】一、光合作用的早期研究1.根据课本73页关于光合作用的概念尝试写出光合作用的化学反应式。2.阅读课本[资料1]、[资料2]和课件相关内容，讨论思考并回答下列问题：（1）海尔蒙特的实验说明了什么？（2）海尔蒙特认为建造植物体的原料只是水，这一结论是否合理？为什么？（3）为什么普里斯特利的实验有时成功，有时失败？3.阅读课本[资料3]和课件相关内容，讨论思考并回答下列问题:(1)为什么对天竺葵先进行暗处理？(2)为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光？(3)这个实验能说明什么问题？4．阅读课本[资料4]和课件相关内容，讨论思考并回答下列问题:(1)为什么选用水绵做实验材料？(2)为什么选用黑暗并且没有空气的环境？(3)为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下？（4）该实验可得出什么结论？5．阅读课本[资料5]和课件相关内容，讨论思考并回答下列问题:(1)鲁宾—卡门的两组实验是如何设计的？写出两组实验中光合作用的反应式。（2）同位素标记技术的应用与实验成功密不可分。你能否举出其他的科学与技术相互促进共同发展的例子？二、叶绿体的结构及色素提取1．叶绿体的结构和功能（1）叶绿体的结构①光学显微镜下能否看到叶绿体？，呈形，在电镜下可看到叶绿体由、、、（由一个个圆饼状的堆叠而成）组成的。线粒体和叶绿体增大膜面积的方式不同，分别是怎么增大的？②吸收光能的色素分布在③与光合作用有关的酶分布在。（2）叶绿体的功能2．绿叶中色素的提取和分离提取原理：绿叶中的色素能溶解于（溶剂）中，可以用其提取绿叶中的色素。分离原理：不同色素在中不同，的随在滤纸上扩散的快；反之则慢。这样，几分钟之后，绿叶中的色素在滤纸上分离开。这样的分离方法叫。方法步骤：（1）提取绿叶中的色素：往研钵中加入绿叶后，先后又加入三种物质，①少许，作用是；②少许，作用是③ml作用是。研磨时要、；将研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一块层）中进行过滤。将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严（原因）。（2）制备滤纸条：取干燥的定性滤纸，将滤纸剪成长与宽略小于试管的长与宽的滤纸条，并在一端剪去_____（目的），在距离这一端_____处用铅笔画一条细线。（3）画滤液细线：用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画一条细线（画出的滤液细线要），待干燥后再画一两次（原因）。（4）分离绿叶中的色素：将3mL层析液倒入试管中，将滤纸条（滤液细线的一端朝下），轻轻插入层析液中，随后试管口。注意不能让滤液细线。（原因）。【探究深化】三、光合作用的过程①②③④①②③④其中在层析液中溶解度最大，随层析液在滤纸条上扩散速度最快的色素是，最慢的是。最宽，即含量最多；条最窄，即含量最少；相邻色素带之间与距离最近；与距离最远。阅读课文完成同步训练76页的知识梳理，总结以下问题：1．光合作用包括哪几个阶段？分别在什么条件下进行？反应的场所在哪儿？2．光合作用光反应的过程是怎样的？光反应的物质变化有哪些？能量是如何转化的？3．光合作用暗反应的过程是怎样的？暗反应的物质变化有哪些？暗反应中能量如何转化？4．结合光合作用的的过程说明暗反应和光反应的关系是怎样的？5．写出光合作用的总反应式并尝试画出光合作用全过程的过程图。四、影响光合作用的因素阅读课文完成同步训练76页的知识梳理，总结以下问题：从光合作用的原料、条件等方面分析，影响光合作用的条件主要有哪些？2试写出下列曲线表示的含义：含义：___________________________________________________________________________________________________________含义：______________________________________________________________________________________________________________含义：______________________________________________________________________________________________________________含义：______________________________________________________________________________________________________________3．试着想想影响光合作用强度的因素在生产上有哪些应用？五、课堂检测：1．1771年，英国科学家普里斯特利（J．Priestley）发现，将点燃的蜡烛与绿色植物一起，放在一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小白鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠也不容易窒息而死。因此，普里斯特利认为(

)A．植物形成自身物质需要光B．植物的生命活动需要C．植物的生命活动可释放氧气D．植物的生命活动可更新空气2．在光合作用的实验中，如果所用的水中有％的水分子含，二氧化碳中有0.68％的二氧化碳分子含，那么植物进行光合作用释放的氧气中含的比例为(

)A．％

B．%

C．%

D．％3．线粒体和叶绿体都是进行能量转换的细胞器。下列相关叙述错误的是（）A．两者都能产生ATP，但最初的能量来源不同B.需氧型生物的细胞均有线粒体，植物细胞都有叶绿体C.两者都含有磷脂、DNA和多种酶，叶绿体中还含有色素D.两者都有内膜和外膜，叶绿体基质中一般还有基粒4．光合作用的光反应为暗反应提供了（）A．NADPH和ADPB．和ATPC．NADPH和ATPD．和ADP5．在光合作用过程中，以分子态释放氧及ATP的产生都离不开（）A．叶绿素和CO2 B．水和CO2C．水、叶绿素和光能 D．水、光能和CO26.光合作用中，ATP转变成ADP的地方，是在叶绿体的（）A．外膜上B．基质中C．色素中D．类囊体的薄膜上7.用含同位素14C的二氧化碳作标记来研究光合作用，对了解光合作用中的哪项最有意义？（）A．光合作用中色素的作用B．光合作用中水的作用C．光合作用中形成葡萄糖的过程D．光合作用中释放氧气的过程8．下列最能反应光合作用能量转移途径的是（）A.光能→ATP→葡萄糖B.光能→电能→ATP→葡萄糖C.光能→ATP→电能→有机物D.光能→有机物→ATP9.将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的CO2条件下。如果将环境中CO2含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的C3化合物，C5化合物和ATP含量的变化情况依次是（）A、上升、下降、上升B、下降、上升、下降C、上升、下降、下降D、下降、上升、上升10．填写图中光合作用过程的名称并回答问题：（1）写出各标号的名称：①_________②_________③_________④__________⑤_________⑥__________⑦_________⑧_________⑨___________（2）光反应为暗反应提供了［］和［］（只填序号）。（3）光反应和暗反应的场所分别是叶绿体的__________________和__________________。11．在正常条件下进行光合作用的某植物，当突然改变某条件后，即可发现其叶肉细胞内五碳化合物含量突然上升，则改变的条件是()A．降低CO2浓度B．升高CO2浓度C．停止光照D．停止光照并降低CO2浓度