2020-2021學年新教材人教版高中生物必修第一冊教案：第五章第4節(jié) 光合作用與能量轉(zhuǎn)化 三

5.45.4光合作用與能量裝換

一、教材分析

光合作用是生物界乃至整個自然界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝，光合作用也真實地顯

示出生命系統(tǒng)的自主性和高度有序性。初中階段，學生通過一系列探索性實驗，初步形成光

合作用的概念。高中生物學課本將為學生提供光合作用的研究史料，期望學生不僅能從光合

作用的發(fā)現(xiàn)過程中深化對概念的理解，而且能受到科學家崇高的精神境界的熏陶，領(lǐng)悟科學

探究的方法。

本節(jié)中“綠葉中色素的提取和分離”采用探究性實驗教學，教師利用教材中的問題探討

引入，讓學生討論“為什么蔬菜大棚采用紅色或藍色的塑料薄膜而不用綠色的塑料薄膜”，

激發(fā)學生的學習熱情，然后引導學生實驗探究、觀察思考，通過分析實驗結(jié)果，由學生自己

得出色素的種類和顏色，通過色素對光能吸收的小實驗過渡到色素對光能的吸收和葉綠體結(jié)

構(gòu)的學習，這樣的教學不僅符合學生由感性到理性的認知規(guī)律，也有利于學生的主動參與，

利于培養(yǎng)學生科學的思維方法和研究方法，利于提高學生的科學素養(yǎng)。

在整個教學過程中精心設(shè)計問題，啟迪學生的思維，最大程度地發(fā)揮學生的主動性。捕

獲光能的色素和結(jié)構(gòu)”是《分子與細胞》第5章第4節(jié)”能量之源―一光與光合作用”的教

學內(nèi)容之一，主要學習葉綠體的結(jié)構(gòu)和色素的種類，掌握提取、分離色素的實驗技巧，學習

科學家探索光合作用原理的科學思維和方法。

《光合作用的原理和應(yīng)用》是人教版新課標必修一第五章第四節(jié)的第二部分內(nèi)容，由舊教

材的“光合作用”變?yōu)榱恕肮夂献饔玫脑砗蛻?yīng)用”，重點強調(diào)“原理”和“應(yīng)用”，體現(xiàn)了

STS的教育理念。本節(jié)是學生在學習初中生物光合作用及在學習本節(jié)第一部分捕獲光能的色素

和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，分別從光合作用的探究歷程、光合作用的過程、原理及應(yīng)用和化能合成作

用等四個方面進行學習，其中光合作用的原理和應(yīng)用屬于生命系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化供應(yīng)和利用

的問題，把過去植物新陳代謝的問題提升到生命系統(tǒng)的水平來研究。

本節(jié)與現(xiàn)實生活聯(lián)系密切，其中探究影響光合作用的環(huán)境因素，通過設(shè)計實驗方案可以提

高學生的科學素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的合作探究能力；體現(xiàn)了“倡導探究性學習”“自主性學習”的

課程理念。

光合作用的過程是教學的重點也是教學的難點，是以后學習生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流

動的基礎(chǔ)，具有承上啟下的作用，所以本節(jié)是必修一的重點內(nèi)容，也是整個高中階段的重要

內(nèi)容之一。

二、教學目標

1.知識與技能

(1)說出綠葉中色素的種類和作用。

(2)說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。

(3)說明光合作用以及對它的認識過程。

(4)嘗試探究影響光合作用強度的環(huán)境因素。

(5)說出光合作用原理的應(yīng)用。

(6)簡述化能合成作用。

2.過程與方法

(1)自主與合作學習：利用各種媒體調(diào)查和收集資料，學會鑒別、選擇、運用和分享

信息。

(2)訓練表達能力：嘗試將你所獲得的信息表達出來。

(3)活動與探究：通過探究“環(huán)境因素對光合作用的影響”，初步學會科學研究的一般

方法，發(fā)展科學探究能力。

3.情感態(tài)度與價值觀

(1)通過光合作用發(fā)現(xiàn)史的學習，使學生受到科學家們崇高的精神境界的熏陶，并養(yǎng)成

質(zhì)疑、求實、創(chuàng)新及勇于實踐的科學精神和科學態(tài)度。

(2)通過了解光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，使學生認識生物科學的價值，從而樂

于學習生物科學。

三、教學重點、難點及解決方法。

1、教學重點及解決方法

教學重點］

⑴綠葉中色素的種類和作用。⑵光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史。

⑶光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程及相互關(guān)系。⑷影響光合作用強度的環(huán)境因素。

解決方法］

⑴通過色素提取和分離實驗，讓學生仔細觀察分離出的不同色帶，色帶的顏色、分布順

序和寬窄，思考其原因及作用。

⑵讓學生從化學反應(yīng)的角度看光合作用的過程，明確每一個物質(zhì)變化和相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化

的過程。

⑶讓學生通過探究活動理解光合作用原理的應(yīng)用。

2、教學難點及解決方法

教學難點］

⑴光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程。⑵探究影響光作用強度的環(huán)境因素。

解決方法］

⑴通過由淺入深的講解，讓學生理解光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程，區(qū)別和聯(lián)系。

⑵通過探究活動一一環(huán)境因素對光合作用強度的影響，讓學生掌握光合作用原理在農(nóng)業(yè)

生產(chǎn)中的應(yīng)用。

四、課時安排

3課時。

五、教學方法

講解、實驗法。

教具準備：課件、實驗儀器、試劑、材料等。

學生活動

1、指導學生閱讀教材，找出需了解的知識點。

2、讓學生討論認識葉綠體的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有哪些適于進行光合作用的特點；光合作用

的過程，影響因素等。

六、教學程序

第一課時一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

［課前準備］

(1)制作多媒體課件；

(2)《綠葉中色素的提取與分離》實驗所需的材料用具；

(3)收集菠菜、韭菜、黃瓜葉、空心菜、生菜、油菜、白玉蘭、番薯葉等新鮮綠葉；

(4)色素在濾紙條上分離的樣品；

(5)投影機、三棱鏡；

(6)新鮮菠菜葉片濾液和新鮮胡蘿卜濾液。

(7)學生2人為一組，在課前采集新鮮幼嫩綠葉20go

［情境創(chuàng)設(shè)］

教師：我們經(jīng)常聽到這樣的一句話：萬物生長靠太陽。為什么這么說呢？請同學們觀察

以下數(shù)據(jù)：據(jù)統(tǒng)計：①地球表面上的綠色植物每年大約制造了4400億噸有機物；②地球表

面上的綠色植物每年儲存的能量約為7.11X1018kJ,這個數(shù)字大約相當于240000個三門峽

水電站每年所發(fā)出的電力，相當于人類在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活和食物營養(yǎng)上所需能量的100

倍。

教師：根據(jù)以上資料，我們可以得出什么結(jié)論？

學生：對絕大多數(shù)生物來說，活細胞所需能量的最終源頭來自太陽的光能。

教師：那么太陽的光能又是通過什么途徑進入植物體內(nèi)的呢？

學生：光合作用。

教師：對。這就是我們今天開始學習的新內(nèi)容：光與光合作用。

（顯示板書：第4節(jié)能量之源一一光與光合作用）

［師生互動］

1.綠葉中色素的提取與分離

教師：本節(jié)內(nèi)容分兩個部分，今天我們先來學習第一部分：捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)。

（顯示板書：一捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)）

教師：同學們已經(jīng)知道生物生命活動所需要的能量歸根到底來自植物通過光合作用所吸

收的光能，不知同學們有沒有思考過這樣的問題：植物是靠細胞中的哪些物質(zhì)去捕獲光能的？

學生：不知道。

教師：那大家又是否想過為什么不同植物葉片的顏色會不同，以及相同植物的葉片在不

同時期也會不同這些問題呢？

學生：那是因為植物含有色素。

教師：對啦。正是因為植物含有色素，才讓我們看到一個五彩繽紛的世界，也正是植物

含有色素，才能捕獲太陽光能。我們先來學習“捕獲光能的色素”這一內(nèi)容。

（顯示板書：1.捕獲光能的色素）

教師：綠葉中的色素究竟有哪些不同種類？它們分別又是什么顏色的？以及各種色素在

綠葉中的含量是否相同呢？帶著這些問題我們一起來做《綠葉中色素的提取與分離》實驗。

教師：研究葉綠體中的色素，我們首先要做的就是把色素從綠葉中提取出來，色素提取

量的多少與實驗的成敗有沒有關(guān)系？

學生：有。

教師：那我們應(yīng)選擇什么樣的葉片作為實驗材料呢？

學生：應(yīng)選擇葉色較深，也就是濃綠色的新鮮葉片作為實驗材料。

教師：很好。現(xiàn)在每兩個同學為一組，以你們課前在校園里所采集到的新鮮幼嫩綠葉或

用我收集到的菠菜、韭菜、黃瓜葉、空心菜、生菜、油菜、白玉蘭、番薯葉等新鮮綠葉為實

驗材料。

學生選擇葉片。

教師：接下來我們要考慮的是如何才能把綠葉中的色素提取出來。不知同學們是否還記

得，我們在學習《生物學》(人教版，七年級上冊)《綠葉在光下制造淀粉》實驗時知道，可

以用酒精溶解葉綠素，從而使葉片變成黃白色。為什么會這樣？

學生：說明酒精可以溶解葉綠素。

教師：非常好。綠葉中的色素不僅能溶解于酒精，還可以溶解于丙酮、石油酸等有機溶

劑。所以我們今天的實驗有酒精、丙酮、石油酸三種有機溶劑供大家選擇，看看哪種實驗效

果最好。

教師：當我們把綠葉中的色素溶解于丙酮等有機溶劑以后，又可以利用什么方法將它們

分離開來呢？其實，綠葉中的色素不只一種，而且它們在層析液中的溶解度不同，溶解度高

的隨層析液在濾紙上擴散得快；反之則慢。這樣，幾分鐘之后，綠葉中的色素就會隨著層析

液在濾紙上的擴散而分離開。

教師：下面我們按以下步驟進行實驗。同學們在實驗過程中思考相關(guān)問題:

步驟操作方法學生思考

①加入SiO2>CaC03的作用是什么?

5g綠葉去粗脈'西碎》放入研缽

②研磨時為什么要迅速而充分？

(1)提取綠葉

少許$02、CaC03

中的色素③將濾液收集到試管后，為什么要用棉

中iDrnL無水乙醇快速研磨

塞將試管口塞嚴？

一磨液—一

學生也可自主選擇等量的丙酮、石油酸

將干燥的定性濾紙剪成長與寬小

制備濾于試管長與寬的濾紙條，將濾紙

(2)若濾紙條的一端不剪去兩角，則實驗結(jié)

條的一端剪去兩角，放入試管下

果如何？可設(shè)置對照實驗探究

紙條端，并在距這一端1cm處用鉛筆

畫一條細的橫線

(3)畫濾液用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛重復畫一兩次的目的是什么？

筆線均勻地畫出一條細線。待濾

細線液干后，再重復一兩次可用蓋玻片的垂直邊代替

①為什么不能讓濾液細線觸及層析液？

將3mL層析液倒入試管中，將濾如濾液細線沒入層析液中，實驗結(jié)果如

紙條（有濾液細線的一端朝下）何？可設(shè)置對照實驗探究。

（4）分離綠葉

輕輕插入層析液中，隨后用棉塞

中的色素②為什么要用棉塞塞緊試管口？

塞緊試管口。注意：不能讓濾液

細線觸及層析液可用小燒杯代替試管，用培養(yǎng)皿蓋住小

燒杯

觀察試管內(nèi)濾紙條上出現(xiàn)了幾條

（5）觀察與

色素帶，以及每條色素帶的顏色、根據(jù)實驗結(jié)果，可得出什么結(jié)論？

記錄

排序和寬窄

在課本P98左下角空白處畫出如右圖的

濾紙條，繪出你觀察到的色素帶，并在

每條色素帶旁邊標明顏色。注意每條色

素帶的寬窄比例

（6）實驗結(jié)將實驗結(jié)果（濾紙條）貼在課本

果展示%左下角空白處Q

教師在指導學生實驗的過程中，可適當?shù)靥崾緦W生如何合作學習，如一名同學提取綠葉

中的色素，另一名同學則制備濾紙條；又如一名同學做濾紙條剪去兩個角的實驗，另一名同

學則做濾紙條不剪去兩個角的實驗，然后比較實驗結(jié)果的不同。

教師：實驗結(jié)束啦，現(xiàn)在讓我們一起來看看實驗結(jié)果是怎么樣的。下面請每個小組將你

們認為最好的其中一條濾紙條交到我這里來。

教師將學生交上來的濾紙條與自己所做的樣品一起用實物投影儀顯示出來。

教師：剛才實驗過程中，提取色素所用的有機溶劑有酒精、丙酮、石油酸三種，但結(jié)果

卻相同，這說明什么問題呢？

學生：說明了綠葉中的色素能溶于酒精、丙酮、石油酸等有機溶劑。

教師：對啦。雖然我們每個組所用綠葉的品種是不同的，但現(xiàn)在我們所看到的實驗結(jié)果

卻基本上是相似的，這又說明了綠葉中的色素主要有幾種？

學生：4種。

教師：沒錯。濾紙條上的色素由上至下，分別是什么顏色?

學生：依次是橙黃色、黃色、藍綠色和黃綠色。

教師：很好。橙黃色的是胡蘿卜素，黃色的是葉黃素，藍綠色的是葉綠素a,而黃綠色的

是葉綠素b?其中胡蘿卜素和葉黃素合稱為類胡蘿卜素，葉綠素a與葉綠素b則合稱為葉綠素。

（顯示板書：見下）

葉綠素a《藍綠色）

葉綠素

葉綠素b《黃綠色）

?類胡蘿卜《橙黃色）

.葉黃素《黃色）

（如果學生得不到正確的結(jié)果，則可組織學生分析討論實驗失敗的可能原因）

教師：實驗過程中我們做了兩種濾紙條，一種是剪去兩個角的，一種則不剪去兩個角。

色素在濾紙條上的擴散有什么不同？

學生：剪去兩個角的濾紙條上的色素帶擴散速度一致，色素在濾紙條上平行排列；而沒

有剪去兩個角的濾紙條上的色素帶，邊緣擴散得比較快，中間擴散得慢，所以看起來色素帶

是兩邊高中間低。

教師：因此我們在制備濾紙條時要將一端剪去兩個角的目的是什么啊？

學生：使色素在濾紙條上的擴散速度一致。

教師：說得好。

教師：剛才有沒有哪位同學把濾液細線浸入層析液中的？

學生：有。

教師：實驗結(jié)果如何？

學生：得不到4種色素帶。

教師：為什么會這樣？

學生：是不是濾液細線上的色素溶解到層析液當中啦？

教師：正是如此。所以本實驗成功的關(guān)鍵之一就是不能讓層析液沒及濾液細線。

2.色素對光的吸收

教師:既然綠葉中含有4種不同顏色的色素,那為什么我們所看到的葉子往往是綠色的

呢？

學生：可能是因為葉綠素的含量較多的原因吧。

教師：葉綠素含量較多是其中一方面的原因。據(jù)分析，綠葉中葉綠素的含量約占3/4,而

類胡蘿卜素約占1/4。

（補充顯示板書：葉綠素含量約占3/4,類胡蘿卜素含量約占1/4）

教師：另一個主要原因則是因為色素對不同波長的光的吸收是有差別的，由于葉綠素對

綠光吸收最少，綠光被反射出來，所以葉片呈現(xiàn)綠色。那么，這4種色素主要吸收哪些波長

的光呢？我們來看看以下的實驗：

演示實驗A

①利用投影儀的光源和三棱鏡，可見到清晰的七色光譜可見光；

②將已制備好的新鮮的菠菜色素濾液（濾液中的色素主要是葉綠素）倒入培養(yǎng)皿中（薄

薄的一層），將培養(yǎng)皿放在投影儀的光源和三棱鏡之間，讓學生觀察光譜區(qū)的變化。

教師：通過以上實驗，我們可以發(fā)現(xiàn)當葉綠素提取液放在光源與三棱鏡之間，光譜區(qū)出

現(xiàn)什么樣變化？

學生：兩頭光譜（紅光光譜區(qū)和藍紫光光譜區(qū)）變暗，其他變化不大。

教師：為什么會這樣？

學生：被色素吸收了，所以變暗。

教師：從這里我們可以得出什么結(jié)論？

學生：葉綠素主要吸收紅光與藍紫光。

教師：總結(jié)得很好。接下來我們繼續(xù)觀察另一個實驗。

演示實驗B

①利用投影儀的光源和三棱鏡，可見到清晰的七色光譜可見光；

②將已制備好的新鮮的胡蘿卜素提取液（取胡蘿卜，制取濾液，濾液中色素多數(shù)是類胡

蘿卜素），將提取液倒入培養(yǎng)皿中（薄薄的一層），將培養(yǎng)皿放在投影儀的光源和三棱鏡之間，

讓學生觀察光譜區(qū)的變化。

教師：通過這個實驗，我們可以發(fā)現(xiàn)光譜區(qū)出現(xiàn)了什么變化？

學生：藍紫光光譜區(qū)變暗，其他變化不大。

教師：說明什么結(jié)論？

學生：類胡蘿卜素主要吸藍紫光。

教師：正確。

教師顯示葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜圖。

教師：人們用更加精密的儀器測定得知，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，葉綠素主要吸收

紅光和藍紫光。

（補充顯示板書：類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光）

3.葉綠體的結(jié)構(gòu)

教師：現(xiàn)在我們已經(jīng)知道綠葉中含有4種色素，那么，這些色素分布在細胞中的哪些部

位呢？直到1865年，德國植物學家薩克斯研究葉綠素在光合作用的功能時，發(fā)現(xiàn)葉綠素并非

普遍分布在植物的整個細胞中，而是集中在一個個更小的結(jié)構(gòu)里，后來人們稱之為葉綠體。

1880年德國科學家恩格爾曼用水綿作實驗材料進行光合作用的實驗，發(fā)現(xiàn)了葉綠體是光合作

用的場所。那么，葉綠體的結(jié)構(gòu)如何，它又有哪些結(jié)構(gòu)特點是與作為光合作用場所相適應(yīng)

的呢？

（顯示板書：2.捕獲光能的結(jié)構(gòu)一一葉綠體）

教師顯示葉綠體立體結(jié)構(gòu)示意圖。

教師：首先讓我們回憶一下，哪些細胞才含有葉綠體？

學生：綠色植物的葉肉細胞。

教師：除了綠色植物的葉肉細胞，還存在于哪些細胞之中？

學生：植物幼嫩的莖也有葉綠體。

教師：對啦。

（顯示板書：①分布：主要在綠色植物的葉肉細胞）

教師：葉綠體的形狀又是怎樣的？

學生：一般呈扁平的橢球形或球形。

教師：對。而且葉綠體可以根據(jù)光照的強弱來改變自己的形狀，如外界光照較強，葉綠

體則以側(cè)面接受光照，如果外界光照較弱時則以正面接受光照。這樣的特點有什么好處？

學生：保證接受到充分的光照，又可避免被較強的光照灼傷。

教師：回答得很好。

（顯示板書：②形態(tài)：一般呈扁平的橢球形或球形）

教師：現(xiàn)在同學們仔細觀察葉綠體的立體結(jié)構(gòu)示意圖，說說它由哪些結(jié)構(gòu)組成？

學生：包括外膜、內(nèi)膜、基粒和基質(zhì)4部分。

教師：很好。葉綠體的外表有雙層膜，雙層膜是一種透明膜，膜是透明的，有什么好處？

學生：有利于光線的透過且被色素吸收。

教師：葉綠體內(nèi)部有許多基粒，基粒與基粒之間充滿了基質(zhì)。每個基粒都是由一個個圓

餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)堆疊而成，這些囊狀結(jié)構(gòu)稱為類囊體。吸收光能的四種色素，就分布在類囊

體的薄膜上。

（顯示板書：見下）

‘外膜

內(nèi)膜

③結(jié)構(gòu).葉綠體w

口仃?T中"基粒：由兩個以上的類囊體組成，含色素和酶

、基質(zhì)：含多種光合作用所必需的醒

教師：每個基粒都含有2個以上的類囊體，多者可達100個以上。據(jù)計算，1g菠菜葉片

中的類囊體的總面積竟達60nl2左右。同學們思考一下，葉綠體內(nèi)有如此多的基粒和類囊體，

有什么作用？

學生：極大地擴展了受光面積。

教師：沒錯。葉綠體中除含有吸收光能的4種色素外，還應(yīng)該含有哪種物質(zhì)？

學生：酶。

教師：為什么？

學生：因為光合作用是一系列復雜化學反應(yīng)的過程，光合作用的順利進行需要酶的參與。

教師：既然光合作用需要酶的參與，那么哪個外界因素肯定會影響到光合作用的效率？

學生：溫度。

教師：如何影響？

學生：適當提高溫度有利于提高光合作用效率，降溫則會使光合作用效率降低。

教師：綜上所述，我們可以得出葉綠體的功能是什么？

學生：光合作用的場所。

教師：非常好。

（顯示板書：④功能：光合作用的場所）

教師：最后同學們能不能總結(jié)一下葉綠體作為光合作用場所，在結(jié)構(gòu)與功能上有什么相

適應(yīng)的特點？

學生：葉綠體的雙層膜是透明的，有利于光照的透過；葉綠體內(nèi)部巨大膜表面上，不僅

分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進行光合作用所必需的酶。

教師：同學們歸納得很好。在初一的《生物學》（人教版，七年級上冊）中我們己經(jīng)知道,

光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物,

并且釋放出氧氣的過程。那么，對于光合作用的過程是如何被人們一步步所揭示的呢？綠色

植物又是如何通過光合作用把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的

呢？我們下一節(jié)課繼續(xù)學習。

［教師精講］

1.關(guān)于《綠葉中色素的提取與分離》實驗

濾紙條上有4條不同顏色的色帶，從上往下依次是：胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、

葉綠素a（藍綠色）、葉綠素b（黃綠色），這說明綠葉中的色素有4種。葉綠體中色素是光合

作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，色素吸收光能則是光合作用的動力。原核生物（自養(yǎng)型，如藍藻等）沒有

葉綠體的結(jié)構(gòu)，但這些生物細胞中同樣含有能進行光合作用的色素。

2.關(guān)于色素吸收光譜特點

太陽輻射中含有紫外光（150~400nm）、可見光（400?760nm）和紅外光（760?3

000nm）。植物光合作用中所能利用的光主要是可見光中的紅光、橙光和藍紫光，其中對紅橙

光吸收最多，這些光稱為生理有效光。射到葉片上的可見光中的綠光大部分被反射或透射掉,

很少被吸收利用，所以綠光被稱為生理無效光。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，有些蔬菜大棚用紅色

或藍色的塑料薄膜代替普通塑料薄膜，或在溫室中懸掛發(fā)紅色或藍色光的燈，可以有效地提

高蔬菜產(chǎn)量，道理就在這里。

3.葉綠體結(jié)構(gòu)分析

在分析綠葉中色素的種類和吸收光譜的特性后，再進一步分析葉綠體的成分和結(jié)構(gòu)特點

與光合作用的關(guān)系。如葉綠體的雙層膜是透明的，有利于光照的透過；葉綠體中的每個基粒

由2?100個類囊體組成，可增大葉綠體內(nèi)的膜表面，擴大色素的附著面，有利于提高光能的

利用效率；葉綠體內(nèi)的類囊體上和基質(zhì)中含有多種與光合作用有關(guān)的酶，有利于光合反應(yīng)高

效地進行等。使學生理解生物的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的特點。

［課堂小結(jié)］

,［提取

分離

色素＜種類

顏色

捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1I功能

［分布

葉綠體黑

〔功能

［布置作業(yè)］

（1）完成課后P100練習；（2）回答課本P97、P§8和P100的討論題。

［課后拓展］

1.實驗設(shè)計：探究不同顏色新鮮葉片中色素的種類與含量

提示：根據(jù)當?shù)貙嶋H情況，搜集不同顏色的常見新鮮幼嫩葉片，如大白菜、洋紫蘇、灑

金榕、一品紅等蔬菜或植物的葉片，參照課本P97《綠葉中色素的提取和分離》的實驗原理、

材料用具和方法步驟進行實驗，觀察不同顏色新鮮葉片中色素的種類與含量的相對多少。

2.比較同一植物不同葉齡的葉片中色素的含量與種類

提示：以不同葉齡（如幼葉、成葉和老葉）的新鮮菠菜葉（或其他葉片）為實驗材料，

實驗原理、材料用具和方法步驟參照課本P97《綠葉中色素的提取和分離》的實驗，觀察同一

植物不同葉齡的葉片中色素的種類與含量的相對多少。

?板書設(shè)計

第一課時捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

1.捕獲光能的色素

’葉綠素［葉綠素a（藍綠色主要吸收藍

gu-的人+〈含量約占3/4）（葉綠素b（黃綠色）,

綠葉中的色黑類胡哀卜素（胡蘿卜素《橙黃色）紫光和紅光

］主要吸收

、（含量約占1/4）1葉黃素（黃色）根紫光

2.捕獲光能的結(jié)構(gòu)一一葉綠體

（1）分布：主要在綠色植物的葉肉細胞

（2）形態(tài)：一般呈扁平的橢球形或球形

‘外膜

（3）結(jié)構(gòu)：葉綠體1內(nèi)膜

基粒：由兩個以上的類囊體組成，含色素和酶

基質(zhì)：含今種光今作用所必需的酶

④功能：光合作用的場所

第二課時二、光合作用的原理和應(yīng)用

導言：我們知道，光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化

成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。人們得出這一認識經(jīng)歷了漫長的探索歷程。

讓我們重溫一下這段歷程吧！

（一）光合作用的定義

場所：綠色植物的葉綠體中

能量轉(zhuǎn)化：光能轉(zhuǎn)化為儲存在有機物中的化學能

物質(zhì)轉(zhuǎn)化：把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機物和氧氣

我們知道了光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存

著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。

（二）光合作用的探究歷程

時間人物結(jié)論深入思考

1771年英植物可以更新空氣①在暗處所做的實驗為何不

成功？

普利斯特利

1779年荷蘭植物的綠葉在光下才能更新②在光下實驗成功說明什

空氣么？

英格豪斯

1845年法植物光合作用能把光能轉(zhuǎn)化

成化學能儲存起來

梅耶

1864法植物光合作用的產(chǎn)物除氧氣③實驗前為何“饑餓”處

外還有淀粉理？

薩克斯

1880年氧是葉綠體釋放出來的，葉綠④實驗的選材、設(shè)計的巧妙在

體是光合作用的場所何處？

恩格爾曼

1939年美光合作用釋放的氧全部來自⑤CO2中的氧到哪里去了？

水

魯賓和卡門

20世紀美二氧化碳在光合作用中轉(zhuǎn)變

成有機物的途徑

40年代卡爾文

探究1.關(guān)于薩克斯實驗

（1）實驗中暗處理葉片（饑餓處理）的目的是什么？（消耗掉葉片中原有的營養(yǎng)物質(zhì)）

（2）該實驗設(shè)計遵循對照原則，其中的自變量是什么？具體是如何控制的？

（3）碘蒸汽處理前應(yīng)對葉片進行怎樣的處理？（用95%的酒精隔水加熱進行脫色處理）

碘蒸汽處理的目的是什么？（淀粉遇碘變藍）

（4）此實驗除了能證明光合作用的產(chǎn)物是淀粉外，還能說明什么問題？

探究2.魯賓、卡門實驗和卡爾文實驗所用的實驗方法是什么？還有哪些實驗也用該方法進

行實驗的？

（三）光合作用的過程

1.圖解:

探究3.關(guān)于光合作用過程

（1）有人認為：光反應(yīng)必須在有光的條件下進行，暗反應(yīng)必須在無光條件下進行，這種說法

是否正確？

（2）分析光合作用過程，思考哪些過程不需要酶的催化，哪些過程需要酶的催化？

（3）利用同位素標記法分析光合作用過程中各元素的轉(zhuǎn)移途徑

18

①用放射性同位素0標記H20中的氧，則能在光合作用的哪些物質(zhì)中檢測到放射性?

②若用14c標記CO2中的C呢?

③總結(jié)光合作用中各元素的去向(用箭頭表示)

碳的轉(zhuǎn)移:C02-C3-(CH2)

氧的轉(zhuǎn)移：壓0-02；C02-C3-(CH2O)

氫的轉(zhuǎn)移：H=0一一(CH2O)

小結(jié)：

2.光合作用總反應(yīng)式：82+?2°0^^,(CH20)+。2

3.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較

比較項目光反應(yīng)暗反應(yīng)

場所類囊體的薄膜上(基粒)基質(zhì)

原料H20>(ADP+Pi)C02,C5>(+ATP)

產(chǎn)物O2、ATP、C6Hl2。6、C5>H2O、(ADP+Pi)

條件光、色素、酶、(水)多種酶、不需光、(+ATP)、C02

物質(zhì)變化

決

82的固定，co2+2c3

水的光跖2HR岳**4出1+。2

色素.C3的畫：2c3(CHO)+C

ATP的合成：ADP+Pi+能量一典fATP25

能量變化光能fATP中活躍的化學能ATP中活躍的化學能一(CH2)穩(wěn)定的

化學能量

聯(lián)系①光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供和ATP,且只用于暗反應(yīng)的C3的還原階段

②暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi。

實質(zhì)物質(zhì)變化：C0?和建0一有機物

能量變化：光能一化學能

光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝

探究3.分析在無光條件下，暗反應(yīng)能否長期進行？若暗反應(yīng)停止，光反應(yīng)能否持續(xù)進行？

4.光合作用中改變某一條件后，產(chǎn)物及中間產(chǎn)物的變化規(guī)律：(短時間內(nèi)的相對含量變化)

條件光照減弱，光照增強光照不變光照不變

co,供應(yīng)不變co,供應(yīng)不變co?供應(yīng)減少C02供應(yīng)增加

增加減少減少增加

c3

減少增加增加減少

c5

、ATP減少增加增加減少

減少增加減少增加

(CHzO)含量減少增加減少增加

典例：植物甲：持續(xù)光照10分鐘，植物乙：光照5分鐘后再暗處理5分鐘，如此交替進行

20分鐘，植物丙：光照5秒鐘后再暗處理5秒鐘，如此交替進行20分鐘。若其他條件不變，

則甲、乙、丙三種植物①所制造的有機物總量：丙＞乙＞甲？②積累的有機物總量？

小結(jié)：相同時間內(nèi)，若光照和黑暗間隔處理比一直光照的有機物積累多

,/ATP基本不積累，利用充分；但一直光照會造成和ATP的積累，利用不充分

本節(jié)總結(jié)

人類認識光合作用的歷程和光合作用的過程。

布置作業(yè)

P106練習

板書設(shè)計

二、光合作用的原理和應(yīng)用

一、光合作用的探究過程

1、普利斯特利的實驗

2、英格豪斯的實驗

3、梅耶的實驗

4、薩克斯的實驗

5、魯賓和卡門的實驗

6、卡爾文的實驗

二、光合作用的過程

1、總反應(yīng)式

2、過程

3、實質(zhì)

第三課時二、光合作用的原理和應(yīng)用

導言：上節(jié)課我們學習了光合作用的具體過程。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上為了增加農(nóng)作物的產(chǎn)量,

可采用提高光合作用的強度的措施。那么哪些環(huán)境因素能影響光合作用的強度呢？

（四）光合作用原理的應(yīng)用

1.光合作用的強度

（1）概念：指植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類（有機物）的數(shù)量。

（2）表示方法：用一定時間內(nèi)原料的消耗量或產(chǎn)物的生成量來表示

（3）影響因素

①光照強度

②溫度：溫度主要通過影響酶的活性來影響光合速率

應(yīng)用:溫室栽培時，白天適當提高溫度（提

高光合作用