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2019-2020年高二生物《5.4能量之源》學(xué)案 葉綠體中捕獲光能的色素 （藍(lán)綠色） 葉綠素 （黃綠色） 1.綠葉中的色素 （橙黃色） 類(lèi)胡蘿卜素 （黃色） 2.葉綠素主要吸收 和 ，類(lèi)胡蘿卜素主要吸收 。 白光下光合作用最強(qiáng)，其次是紅光和藍(lán)紫光，綠光下最弱。 一、 實(shí)驗(yàn)——綠葉中色素的提取和分離 實(shí)驗(yàn)原理：綠葉中的色素都能溶解在層析液中，且他們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，綠葉中的色素隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分離開(kāi)。 方法步驟中需要注意的問(wèn)題：（步驟要記準(zhǔn)確） （1）、研磨時(shí)加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是什么？ （二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸鈣可防止研磨中的色素被破壞。） （2）、實(shí)驗(yàn)為何要在通風(fēng)的條件下進(jìn)行？為何要用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯？用棉塞塞緊試管口？（因?yàn)閷游鲆褐械谋且环N有揮發(fā)性的有毒物質(zhì)。） （3）、濾紙上的濾液細(xì)線為什么不能觸及層析液？（防止細(xì)線中的色素被層析液溶解） （4）、濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？ （有四條色帶，自上而下依次是橙黃色的胡蘿卜素，黃色的葉黃素，藍(lán)綠色的葉綠素a，黃綠色的葉綠素b。最寬的是葉綠素a，最窄的是胡蘿卜素。） 二、 捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體 3. 葉綠體結(jié)構(gòu)： ， ， ， 。 4.與光合作用有關(guān)的酶分布于 。 5.光合作用色素分布于 。 6.光合色素的作用是 ， ， 光能。 7．為什么植物的葉片一般是綠色的？ 8．葉綠素形成的條件是什么？ 9．植物體內(nèi)含有色素的細(xì)胞器有哪些？ 10．生產(chǎn)上，用何種顏色的塑料薄膜做頂棚產(chǎn)量高？ 11．綠色植物在CO2等量時(shí)哪種光下光合產(chǎn)物最多？ 12．用綠色、紅色、藍(lán)色、紫色玻璃罩分別罩住大小、生長(zhǎng)狀況相同的天竺葵，光照相同的時(shí)間后，罩內(nèi)O2最少的是哪種顏色的玻璃罩？為什么？ 13．為什么要用酒精、丙酮和石油醚等有機(jī)溶劑來(lái)提取色素？ 三、葉綠體的功能： .葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。在類(lèi)囊體的薄膜上分布著具有吸收光能的光合色素，在類(lèi)囊體的薄膜上和葉綠體的基質(zhì)中含有許多光合作用所必需的酶。 四、光合作用的原理和應(yīng)用 14.光合作用的概念： 。 （一）、光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程： 次序 年代 科學(xué)家 實(shí)驗(yàn)材料 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論 2 1864 薩克斯 （德） 葉片 綠色植物暗處理后，一 半 遮光 ，一半 曝光 ， 后經(jīng) 碘蒸汽 處理 ⑴遮光部分顏色 不變藍(lán) ⑵曝光部分顏色 變藍(lán) 綠色植物在 光合作用過(guò)程中產(chǎn)生了淀粉 3 1880 恩吉爾曼（德） 水綿和好 氧性細(xì)菌 把水綿和好氧性細(xì)菌的臨 時(shí)裝片置于黑暗的沒(méi)有空氣的環(huán)境中： ⑴用極細(xì)光束照射水綿；⑵裝片完全暴露于光下。 ⑴好氧細(xì)菌集中在 ⑵好氧細(xì)菌集中在 ⑴ ⑵ 4 20世 紀(jì)30 年代 魯賓和卡門(mén) （美） 綠色植物、 氧的同位 素H218O 和C18O2 ⑴向第一組植物提供 H218O和CO2； ⑵向第二組植物提供H2O和C18O2 第一組釋放的氧[來(lái) 全是 第二組釋放的氧全是 15．恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)之所以選用水綿做實(shí)驗(yàn)材料是因?yàn)樗d有 葉綠體， 且螺旋分布在細(xì)胞中，便于進(jìn)行觀察。 16．選用黑暗且沒(méi)有空氣的環(huán)境可排除實(shí)驗(yàn)前環(huán)境中 等外界因素的影響， 確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。 17．先選用極細(xì)的光束且用好氧細(xì)菌檢測(cè)能準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中 部位； 然后用完全曝光的水綿與之作對(duì)比實(shí)驗(yàn)，從而證明了 在光合作用發(fā)生中的作用。 五、光合作用的過(guò)程 （一）過(guò)程：見(jiàn)課本P103圖解 光合作用過(guò)程中進(jìn)入葉綠體的是水、二氧化碳和光能，在葉綠體中形成的物質(zhì)有 有機(jī)物和氧氣 ，（CH2O）中的“O”來(lái)自從外界吸收的 二氧化碳 。 （二）18.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的比較 比較項(xiàng)目 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 區(qū) 別 部位 條件 反應(yīng)時(shí)間 反應(yīng)原料 反應(yīng)產(chǎn)物 與溫度的關(guān)系 與光照的關(guān)系 反應(yīng)性質(zhì) 物質(zhì)變化 ⑴ ⑵： ⑴ ⑵ 能量變化 聯(lián)系 ⑴光反應(yīng)的產(chǎn)物[H]是暗反應(yīng)中CO2的 光反應(yīng)形成的ATP為暗反應(yīng)提供 ⑵暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)形成ATP提供 六、光合作用的實(shí)質(zhì) 19.物質(zhì)變化： ；能量變化： 。 七、化能合成作用 20.概念：自然界中少數(shù)種類(lèi)的細(xì)菌，雖然細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有葉綠素，不能進(jìn)行光合作用，但是能夠利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來(lái)制造有機(jī)物，這種合成作用，叫做 作用，這些細(xì)菌也屬于自養(yǎng)生物。如：硝化細(xì)菌，不能利用光能，但能將土壤中的NH3氧化成HNO2，進(jìn)而將HNO2氧化成HNO3。硝化細(xì)菌能利用這兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)中釋放出來(lái)的化學(xué)能，將CO2和水合成為糖類(lèi)，這些糖類(lèi)可供硝化細(xì)菌維持自身的生命活動(dòng)。 答案： 1.略 2.紅光，藍(lán)紫光，藍(lán)紫光 3.結(jié)構(gòu)：外膜，內(nèi)膜，基質(zhì)，基粒（由類(lèi)囊體構(gòu)成） 4.酶分布于基粒的類(lèi)囊體及基質(zhì)中。 5.類(lèi)囊體的薄膜上。6 吸收、傳遞、轉(zhuǎn)化。 7． 含呈綠色的葉綠素等色素，且綠葉幾乎不吸收綠光，綠光被反射， 因此植物的葉片一般是綠色的 8．有光照和Mg等 9．葉綠體和液泡 10．無(wú)色 11．白光 12．綠色，因?yàn)橹参飵缀醪晃站G光。 13．因?yàn)樯刂蝗苡谠跈C(jī)溶劑 14.綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物， 并且釋放氧的過(guò)程。 15.大型帶狀 16. O2和光等 17. O2釋放的，光照 18.見(jiàn)下表 20. 化能合成作用 19.物質(zhì)變化： 將無(wú)機(jī)物合成為有機(jī)物 ；能量變化：將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能。 比較項(xiàng)目 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 區(qū) 別 部位 葉綠體基粒上 葉綠體基質(zhì)中 條件 光能、酶、色素等 多種酶 反應(yīng)時(shí)間 短促，以微秒計(jì) 較緩慢 反應(yīng)原料 水 二氧化碳 反應(yīng)產(chǎn)物 [H]、ATP、O2 ADP、（CH2O） 與溫度的關(guān)系 與溫度關(guān)系不大 溫度影響 酶 的活性，關(guān)系密切 與光照的關(guān)系 有光時(shí)方可進(jìn)行 有光無(wú)光時(shí)均可進(jìn)行 反應(yīng)性質(zhì) 光化學(xué)反應(yīng) 與光無(wú)直接關(guān)系，光下與暗處都行 物質(zhì)變化 ⑴水的光解： ⑵形成ATP： ⑴CO2的固定： ⑵C3的還原： 能量變化 光能→電能→ATP中活躍的化學(xué)能 ATP中活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能 聯(lián)系 1 反應(yīng)的產(chǎn)物[H]是暗反應(yīng)中CO2的還原劑 光反應(yīng)形成的ATP為暗反應(yīng)提供 能量 ⑵暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)形成ATP提供反應(yīng)物