2019-2020年高中生物浙科版必修1教学案：第三章 第五节 光合作用(含答案)

2019-2020年高中生物浙科版必修1教学案：第三章 第五节 光合作用(含答案)1．叶绿体是进行光合作用的场所，叶绿体中所含的光合色素有叶绿素(叶绿素a 和叶绿素b)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素 等)；叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝 紫光。

2．不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在 滤纸上扩散得快，反之则慢。

3．光合作用的光反应和碳反应两个阶段同时进行，相辅相成。

光反应为碳反应提供NADPH 和A TP ；碳反应利用A TP 和 NADPH ，促进光反应的进行。

光反应的场所是类囊体薄膜， 产物是O 2、NADPH 和A TP ；碳反应在叶绿体基质中进行，产 物是糖类等有机物，但蔗糖在叶绿体外合成。

4．当光照突然减弱时，短时间内C 3(三碳酸)含量上升，C 5(RuBP) 含量下降。

当CO 2含量减少时，短时间内C 5(RuBP)含量上 升，C 3(三碳酸)含量下降。

5．光合速率受光强度、温度和二氧化碳浓度等因素的影响。

在 其他条件都适宜的情况下，在一定范围内，光合速率随光强度提高而加快。

对应学生用书 P60光合色素的提取和分离 1．原理绿叶中的光合色素能溶解在有机溶剂95%乙醇中。

不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。

2．实验用品及作用[连线]3．实验流程提取色素⎩⎪⎨⎪⎧新鲜叶片烘干粉碎后，取2 g 放入研钵中加入少量SiO 2、CaCO 3和2～3 mL95%乙醇→研钵→研磨→过滤→收集到试管内并塞紧管口↓制备滤纸条⎩⎪⎨⎪⎧剪滤纸条：将滤纸剪成长10 cm 、宽1 cm的滤纸条，并在一端剪去两角↓铅笔画线：在距去角一端1 cm 处用铅笔画 一条细的横线↓画滤液细线⎩⎪⎨⎪⎧用毛细吸管吸取少量滤液↓画线：沿铅笔线均匀地画出一条细线 ↓待滤液干后，重复画细线2～3次↓色素分离⎩⎪⎨⎪⎧①倒入试管3 mL 层析液②将滤纸条有滤液细线的一端插入层析液中③棉塞塞紧试管口↓观察结果：滤纸条上色素带有四条，如下图乙所示：[巧学妙记]四种光合色素在滤纸上自上而下的分布依次是“胡叶ab ”。

1．实验过程中，甲同学忘记加入二氧化硅和碳酸钙，乙同学忘记加入95%乙醇，请分析他们可能出现的实验结果提示：甲同学研磨不充分，部分色素被破坏，过滤收集的滤液颜色浅。

乙同学不能提取到色素。

2．为什么提取液用95%乙醇而不用水？相同绿叶条件下，如果一次加的95%乙醇过多，可能会是什么结果？提示：色素能溶于有机溶剂(如95%乙醇)而不溶于水。

乙醇过多，滤液颜色变浅。

3．实验操作时，为什么要将滤纸条的一端剪去两角？画滤液细线的要求是细、直、齐，且要在干燥后重复画一两次，请分析这样做的原因是什么？提示：①剪去两角的目的是防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快。

②滤液细线要细、直、齐是使分离的色素不重叠，重复画线的目的是增加色素含量使分离的色素带清晰，便于观察。

4．实验结束后，某同学的滤纸条上没有出现色素带，请探讨其实验失败的可能原因？提示：①忘记画滤液细线。

②层析时滤液细线触及层析液。

5．滤纸条上色素带的宽窄代表什么含义？提示：色素的含量。

色素含量多、色素带宽，反之则窄。

6．滤纸条上色素带的排序代表什么含义？提示：色素在层析液中的溶解度不同。

溶解度大，位于上部，反之，位于下部。

1．实验注意事项(1)选材时应注意选取鲜嫩、色浓绿、少浆汁的叶片，如菠菜叶、棉花叶等。

(2) 研磨要迅速、充分。

一是因为95%乙醇容易挥发；二是为了使叶绿体完全破裂，从而能提取较多的色素；三是叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏。

(3)滤纸条要用干燥滤纸，且剪去两角。

可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。

(4)画滤液细线时要画得细、齐而直，且重复画两三次。

(5)分离色素时层析液不能触及滤液细线。

且层析液有一定毒性，层析时要加塞(加盖)，尽量减少有机溶剂的挥发。

2．实验结果分析(1)色素带的条数与色素种类有关，四条色素带说明有四种色素。

(2)色素带的宽窄与色素含量有关，色素带越宽说明此种色素含量越多。

(3)相邻两条色素带之间距离最远的是胡萝卜素和叶黄素，最近的是叶绿素a和叶绿素b。

(4)色素带最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素，叶绿素b比叶黄素稍宽。

1．光合作用的含义光合作用是一个吸能反应，它是指绿色植物以二氧化碳和水为原料，通过叶绿体，利用光能合成糖类等有机物的过程。

2．光合色素的种类、颜色及吸收光谱[填表]叶绿素叶绿素b(黄绿色)吸收红光和蓝紫光叶绿素a(蓝绿色)吸收红光和蓝紫光类胡萝卜素叶黄素(黄色)吸收蓝紫光胡萝卜素(橙黄色)吸收蓝紫光3．光合作用所释放O2的来源下图是1939年美国科学家鲁宾和卡门用18O(同位素示踪法)分别标记CO2、H2O：(1)实验分析：设置了对照实验，自变量是标记物质(H218O和C18O2)，因变量是O2的放射性。

(2)结论：该实验证明光合作用释放的氧气全部来源于水。

4．光合作用的总反应式6CO2＋12H2O――→光能叶绿体C6H12O6＋6H2O＋6O2。

1．一般植物的叶片在春、夏季为绿色，而在秋季呈黄色。

请分析出现这一现象的原因是什么？提示：在春夏季节，叶子中叶绿素含量多于类胡萝卜素，叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以呈绿色。

在秋季，叶绿素被破坏，类胡萝卜素完好，叶子呈现出了类胡萝卜素的颜色，所以呈现黄色。

2．温室或大棚种植蔬菜，应选用什么颜色的玻璃或塑料薄膜？提示：无色玻璃或塑料薄膜。

3．显微镜下看到的叶绿体是绿色的，那么，叶绿体的内外两层膜应是什么颜色的？提示：是无色的。

4．从所含化学成分上分析，叶绿体能进行光合作用的原因是什么？提示：叶绿体中含有光合色素和与光合作用有关的酶。

(1)叶绿体和液泡中都有色素，但只有叶绿体中的色素参与光能的吸收、传递和转化。

(2)叶绿体中的色素只存在于类囊体膜中，与光合作用有关的酶存在于两个部位——叶绿体类囊体膜中和基质中。

光合作用的过程1．完善光合作用的过程图解2．填表比较光反应和碳反应项目光反应碳反应场所在叶绿体内基粒类囊体膜中进行在叶绿体基质中进行条件需色素和光、酶需要多种酶物质变化①水的光解：2H2O――→光色素、酶4H＋＋4e－＋O2②合成ATP：ADP＋Pi＋能量――→酶ATP③NADPH的形成：NADP＋＋2e－＋H＋――→酶NADPH①CO2的固定：3CO2＋3C5――→酶6C3(三碳酸)②C3的还原：6C3(三碳酸)――→酶ATP、NADPH6个三碳糖(其中有1个三碳糖积累离开卡尔文循环)③C5(RuBP)的再生：5个三碳糖――→酶3C5能量转化叶绿素把光能→活跃的化学能，并贮存在ATP、NADPH中NADPH、A TP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能XXX①光反应为碳反应提供NADPH和A TP②碳反应产生的ADP和Pi、NADP＋为光反应合成A TP和NADPH提供原料，二者是光合作用全过程的两个阶段，是相辅相成的3．当条件发生变化时，某些成分含量变化(1)当光照减弱时，短时间内C3(三碳酸)含量上升，C5(RuBP)含量下降。

原因是：由于光照减弱，ATP、NADPH合成减少，C3(三碳酸)的还原受阻，而短时间内CO2的固定继续进行。

(2)当CO2减少时，短时间内C5含量上升，C3(三碳酸)含量下降。

原因是：由于CO2减少，CO2的固定受阻，而短时间内C3的还原继续进行。

1．碳反应必须在无光条件下才能进行吗？提示：光反应必须在光下进行，而碳反应有光无光都可进行。

2．为什么碳反应不能“较长时间”地在黑暗条件下进行？提示：因为光反应为碳反应提供的NADPH、ATP是有限的。

3．试利用同位素示踪法，分析光合作用过程中各元素的转移途径。

(1)用放射性同位素分别标记H2O中的H和O，则能在光合作用的哪些物质中检测到放射性？提示：O可在释放的氧气中检测到；H可在产生的糖类中检测到。

(2)试在光合作用总反应式中标出各元素的来源和去路。

提示：光合作用总反应式及各元素去向：4.结合光合作用过程，你认为早晨锻炼好还是傍晚锻炼好？提示：傍晚锻炼好。

因为植物在白天进行光合作用，吸收CO2产生O2；晚上只进行细胞呼吸，吸收O2释放CO2，所以傍晚时空气中O2含量比早晨多。

光照和CO2浓度变化对光合作用主要物质含量变化的影响[特别提醒](1)以上各物质的变化是相对含量的变化，不是合成速率，且是在条件改变后的短时间内发生的。

(2)在以上各物质的含量变化中：C 3(三碳酸)和C 5(RuBP)含量的变化是相反的，即C 3(三碳酸)增加，则C 5(RuBP)减少；NADPH 和A TP 的含量变化是一致的，都增加，或都减少。

影响光合作用的因素1.光合速率也称光合强度，它是指一定量的植物在单位时间内通过光合作用释放氧气的量或消耗二氧化碳的量或干物质的合成量。

2．探究环境因素(光强度)对光合作用强度的影响 (1)实验原理：叶片含有空气，上浮――→抽气叶片下沉――→光合作用产生O2充满细胞间隙，叶片上浮 (2)实验流程：项目 烧杯小圆形叶片 加富含CO 2的清水光强度 相同时间内叶片浮起数量 甲 10片 20 mL 强 多 乙 10片 20 mL 中 中 丙10片20 mL弱少(3)实验结论：在一定范围内，随着光强度不断增强，小圆形叶片中产生的O 2多，浮起的多，表明光合作用强度也不断增强。

3.影响光合速率的外界因素(参见P 112小专题大智慧)下图所示的1～4四种实验条件下，测定不同光强度对光合作用速率的影响。

从实验可知，限制实验2、实验3和P 点光合作用速率的因素分别是温度、CO 2浓度、光强度。

4．光合作用与细胞呼吸的关系(参见P 116小专题大智慧)1．在探究环境因素对光合作用强度的影响实验中，叶片下降的原因是什么？光照后叶片为什么上升？提示：抽出气体后，细胞间隙充满水，叶片下降；光照后，叶片进行光合作用，细胞间隙又充满气体，叶片上升。

2．根据在不同光强度下，单位时间内叶片上浮的数量，描述光强度与光合作用强度的关系，并尝试用曲线表示。

(横坐标为光强度，纵坐标为光合作用强度)提示：3．下图为夏季晴朗的白天，植物光合作用强度曲线图，据图思考问题：(1)在12时左右光合作用强度明显减弱的原因是什么？提示：光照过强→气孔关闭→CO2供应不足→光合作用下降。

(2)C点与B点相比，C3(三碳酸)和C5(RuBP)化合物含量发生怎样的变化？提示：与B点相比，C点C3(三碳酸)含量相对下降，C5(RuBP)含量相对上升。

4．光强度是如何影响植物的光合速率？提示：在其他条件都适宜的情况下，在一定范围内(光饱和点前)，光合速率随光强度提高而加快。