高中生物第五章光合作用教案新人教版必修1Word格式.docx
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小鼠与绿色植物,密闭→小鼠不易窒息而死(略去只放小鼠的对照)
结论:
植物可以更新空气。
(但本实验未能重复,他忽略了“光”,即植物并非总能“净化空气”)
(2)1864年,德国科学家萨克斯实验:
【《收获季节》P79第13题】
①绿叶黑暗处理--让叶片中的营养物质消耗掉,避免叶片中原有的淀粉对实验结果带来影响;
②叶片一半曝光,另一半遮光(对照);
③一段时间后,将叶片置于酒精中煮沸,再用清水漂洗(使叶片脱色,避免叶片绿色对实验结果的干扰,便于结果分析,得出结论);
④碘蒸气处理,观察颜色变化。
(检测指标是“叶片中是否有淀粉”)
结果:
曝光的一半变深蓝,遮光的一半无颜色变化
结论:
绿叶在光合作用中产生了淀粉。
(3)1880年,美国科学家恩格尔曼:
巧妙之处:
①选用水绵作实验材料,水绵不仅具有细而长的带状叶绿体,而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中,便于观察和分析;
②将临时装片放在黑暗并且无空气的环境中,排除了环境中光线和氧气的影响,从而确保实验能够正常进行(水滴中溶有CO2,水绵的光合作用可以进行);
③用极细的光束照射,并且用好氧细菌进行检测,(观测指标――好氧细菌的分布)从而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位;
④进行了黑暗(局部光照)和曝光的对比实验,从而明确实验结果完全是由光照引起。
结果:
用极细的光束照射,好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中;
完全曝光下,好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。
氧气是由叶绿体释放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
(4)20世纪30年代,美国科学家鲁宾和卡门实验(同位素标记法),
①用18O分别标记H2O、CO2;
②给两组植物分别提供H218O、CO2和H2O、C18O2,在相同适宜条件下培养;
③分析光合作用释放出的氧(观测指标)。
第一组释放的O2全部是18O2,第二组释放的O2全部是O2。
光合作用释放的氧全部来自于水。
【完成《收获》P67~68练习】
3.完成下列反应式:
(1)生成糖类的光合作用总反应式:
(2)生成葡萄糖的光合作用总反应式:
(3)光合作用中水的裂解:
(4)光反应中生成ATP:
(5)光反应中生成NADPH:
(6)C3植物CO2的固定:
(7)有氧呼吸总反应式:
4.关于叶绿体的形态、分布,物质基础和亚显微结构
(1)哪些细胞中存在叶绿体?
引起细胞中叶绿体的形态和分布发生改变的主要非生物因素是什么?
这种改变有何意义?
形态:
扁平的椭球形或球形
分布:
叶肉细胞、C4植物的维管束鞘细胞、幼茎的形成层细胞、气孔的保卫细胞
主要非生物因素:
水(少,会皱缩)、光照强度和方向
改变的意义:
既能接受较多的光照,又不至于被强光灼伤。
(2)试绘出叶绿体的亚显微结构平面模式图,并分析回答:
①注明结构名称,说出各自含有的物质(化合物和元素)。
②叶绿体中一定有类囊体和基粒吗?
类囊体堆叠成基粒有何意义?
不同细胞中基粒数量和组成基粒的类囊体数量都相同吗?
(不同)
基粒的分布:
C4植物维管束鞘细胞的叶绿体无基粒,所以,C4植物有两种叶绿体。
意义:
类囊体堆叠成基粒使叶绿体内的膜面积大大增加,有利于充分吸收光照。
③紫茉莉叶肉细胞按其中质体的类型可分为哪几种?
如何研究紫茉莉枝条颜色的遗传?
请预期结果。
类型:
只有白色体的、只有叶绿体的、既有白色体,又有叶绿体的三种
研究方法:
选用不同颜色的枝条作亲本,进行杂交,比较正交和反交的结果和性状分离比
叶绿体DNA的遗传有哪些主要特点?
为什么?
特点:
——细胞质遗传
①母系遗传;
(受精卵中的细胞质几乎全部来自卵细胞)
②后代的性状不会出现一定的分离比。
(生殖细胞在进行减数分裂时,细胞质内的遗传物质是随机地、不均等地分配到子细胞中去)
④归纳叶绿体色素的种类,注明各自的颜色、含量比例、功能,叶绿体色素中对能量转换最为重要的是少数特殊状态的叶绿素a。
叶绿体囊状结构的薄膜上
作用:
绝大多数叶绿素a、全部叶绿素b和类胡萝卜素具有吸收和传递光能的作用,少数特殊状态的叶绿素a具有吸收和转换光能的作用。
色素提取和分离实验的原理、材料和试剂选择、主要方法步骤以及注意事项、实验结果的描述。
(《收获季节》P68-69)
影响叶绿素含量的外界因素有哪些?
影响的外界因素:
温度(低温抑制叶绿素的合成)
矿质元素的供应(N、Mg是叶绿素的组成成分)
光照(合成叶绿素的必要条件)
完成《收获》P69~70
5.关于“C3植物、C4植物”
(1)C3植物、C4植物划分的依据是什么?
常见的C4植物有哪些?
依据:
固定CO2的途径
C3植物:
光合作用中CO2固定的最初产物是C3(3-磷酸甘油酸,PGA),这种固定CO2的途径为C3途径,仅有C3途径的植物叫C3植物。
C4植物:
光合作用中CO2固定的最初产物是C4(草酰乙酸),这种固定CO2的途径为C4途径,具有C4途径的植物叫做C4植物。
常见的C4植物:
玉米、高粱、甘蔗、苋菜等
(2)请说出研究C4植物同化CO2过程的方法、结果及结论。
(C3—P29)
方法:
同位素示踪法(《学案》第13题)
C4:
14CO2→14C4→14C3→(14CH2O)
C3:
14CO2→14C3→(14CH2O)
此类植物的光合作用中,CO2中的C首先转移到C4中,然后才转移到C3中。
(3)C4植物的原产地在哪里?
(热带)
(4)C3植物在干旱、炎热环境条件下,气孔运动的结果是什么?
其利弊何在?
CO2吸收减少
利弊:
蒸腾作用减弱,减少体内水分的丧失,但光合作用减弱。
(5)C3植物和C4植物结构和生理上的主要不同点是什么?
结构:
(《收获季节》P68第1题)
维管束鞘细胞小,没有叶绿体;
维管束鞘以外的叶肉细胞排列疏松,但有正常叶绿体。
C4:
维管束鞘细胞大,含许多大的无基粒的叶绿体;
维管束鞘细胞和外面的部分叶肉细胞共同构成“花环型”结构。
生理:
C4途径中固定CO2的PEP羧化酶活性强,能利用细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用。
所以,C4植物的光合作用效率高。
附:
C3植物和C4植物的比较
植物
项目
C3植物
C4植物
起源
温带
热带或亚热带
固定CO2的物质
C5
先是PEP(一种C3),后是C5
CO2固定后的最初产物
C3
先是C4,后是C3
酶与CO2的亲和力
小
大
叶片结构特点
维管束鞘细胞
小,不含叶绿体
大,含有许多大的无基粒的叶绿体
叶肉细胞
含有叶绿体,鞘外部分叶肉细胞排列疏松
含有叶绿体,部分叶肉细胞与鞘细胞共同围绕维管束,呈花环型
叶绿体的种类
1种
2种
叶脉的颜色
浅
深
光合作用特点
固定
CO2的途径
C3途径:
CO2+C52C3
先C4途径:
CO2+PEPC4
后C3途径:
CO2固定场所
叶肉细胞的叶绿体中
C4途径在叶肉细胞的叶绿体中
C3途径在维管束鞘细胞的叶绿体中
暗反应场所
光合效率
低
高
代表植物
水稻、小麦、大麦、大豆、菠菜、马铃薯和菜豆等
(6)C3植物和C4植物在叶片结构上有哪些特点?
见上表
6.关于C3植物光合作用过程:
(1)光合作用的过程可分为哪两个阶段?
划分的依据是什么?
大体上说,根据是否需要光能,光合作用可分为光反应和暗反应。
其中光反应必需要光,暗反应与有光无光无关。
(2)默写C3植物光合作用过程图解:
(3)说出下图中A~J的过程或物质名称,并完成表格:
总过程
A-光反应,B-暗反应;
C-H2O,D-O2;
E-ATP,
F-ADP+Pi;
G-NADPH,H-NADP+;
I-CO2,J-(CH2O)等
阶段名称
光反应
暗反应
场所
叶绿体的基质中
物质变化
能量变化
光能→电能→活跃的化学能
活跃的化学能→稳定的化学能
重要条件
光、色素、酶等
CO2、酶等
联系
光反应为暗反应供能、供氢,是暗反应的基础;
暗反应为光反应提供ADP和NADP+,限制光反应。
(强调要从整体上把握的思想)
(4)光反应和暗反应分别生成了哪些产物?
能量来源有何不同?
光合作用过程中存在的“循环”有哪些?
这些周转循环有何意义?
阶段
产物
O2、
ATP、NADPH/
(CH2O)、水等
ADP+Pi、NADP+
能量来源
ATP、NADPH
循环:
ADP与ATP的相互转化
NADP+与NADPH的相互转化
卡尔文循环(C5+CO2→C3→C5)
使光合作用中有关化学反应循环往复地进行,高效经济。
没有大量ATP,生命活动并不缺少ATP;
没有C5,暗反应照常进行。
例题1.(学案30)下列是光合作用的几个步骤,它们发生反应的先后顺序是()
①CO2的固定②释放O2③叶绿素吸收光能
④H2O的分解⑤C3被还原
A.③②④①⑤B.③④②①⑤C.④②③⑤①D.④③②⑤①
例题2.(学案32)关于光合作用的叙述,正确的是()
A.光反应阶段需要光不需要酶B.暗反应阶段有氧气的释放
C.葡萄糖中的碳来自二氧化碳D.暗反应阶段只能在黑暗条件下进行
例题3.光照下正常生长的某绿色植物,若光照突然停止,其它条件不变,则短时间内叶绿体中C3合成量的变化为(横坐标为时间,纵坐标为合成量)(A)
(5)总体上看,光能能否直接用于合成有机物?
必须以什么物质作为“能量货币”?
不能,光能→电能→活跃的化学能→稳定的化学能
①光反应是把光能直接用于合成ATP和NADPH吗?
形成ATP和NADPH的部位是类囊体膜的外侧还是内侧?
(外侧)
看图,说光反应的能量转换过程及色素的作用。
②光能转换为电能的过程中,最终的电子供体和受体分别是什么?
最终电子供体:
H2O
最终电子受体:
NADP+(ADP不是最终电子受体)
③光反应过程发生了哪些氧化还原反应?
水的光解、NADPH的生成
④随着光反应地进行,ADP、ATP、NADP+、NADPH的含量发生了怎样的变化?
ADP减少、ATP增加;
NADP+减少、NADPH增多
⑤为什么说光反应是暗反应的基础?
暗反应又通过哪些物质来制约光反应的?
光反应的产物都是暗反应必需的吗?
(O2不是)
光反应为暗反应提供了ATP、NADPH,是
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