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第2节 光合作用
课时安排：2课时
教学目标：
1.说出色素的种类和作用及光合作用原理的应用。
2.说出叶绿体的结构和功能。
3.说明光合作用以及对它的认识过程。
4.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
5.简述化能合成作用
本讲重点：
（1）绿叶中色素的种类和作用。
（2）光合作用的发现及研究历史。
（3）光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
（4）影响光合作用强度的环境因素。
本讲难点：
（1）光反应和暗反应的过程。
（2）探究影响光合作用强度的环境因素。
考点点拨：
第一课时
一、相关知识
（一）基本概念
色素、叶绿素、叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素、叶黄素、胡萝卜素；有机溶剂、无水乙醇、滤纸条、滤液细线、层析液；叶绿体、类囊体、基粒。
（二）知识网络
（三）疑难解析
1．质体
　　质体是植物细胞特有的结构，质体外围由两层膜包被。由于质体所含色素和功能的不同，可分为白色体、有色体和叶绿体三种类型：
种类 分布 色素 功能
白色体 不见光部位 无 储存淀粉和油滴等
有色体 果实、花瓣 叶黄素、胡萝卜素 使果实花瓣呈现颜色
叶绿体 叶肉细胞等 叶绿素、类胡萝卜素 进行光全作用合成有机物
（1）.叶的颜色及其变化
叶的颜色是由叶绿体中所含色素：叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）、胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）的含量决定的。一般情况下，叶呈绿色的原因主要是叶绿素的含量是类胡萝卜素的四倍。到秋天，由于种种因素导致叶绿素的形成受到抑制，而在叶片中已形成的叶绿素又被分解，叶片中的色素含量发生了变化，类胡萝卜素的含量增多，因此到了秋天叶片变黄。
（2）.花的颜色及其变化
花的颜色主要是由液泡中的花青素决定的。其颜色变化主要是由于花青素在细胞液中的不同PH值范围内，呈现出不同的颜色。
细胞的酸碱性 碱性 中性 酸性
花青素呈现的颜色 黄白色 蓝紫色 红色
（3）.果实和其他部分的颜色及其变化
果实的颜色主要是由有色体中所含色素决定的。其颜色变化主要是质体间的相互转化所致。
例：
光 外界因素影响失去叶绿素
白色体 叶绿体 有色体
无光 光
例：番茄：白色 绿色 红色
质体 叶绿体 有色体
蒜苗：绿色 黄色 白色
叶绿体 白色体
2．绿色中色素的提取和分离
提取叶绿素的原理以及步骤 原理：叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂丙酮中，所以，可以在叶片被磨碎以后用丙酮提取叶绿体中的色素。
步骤：剪——加药品——磨——过滤。
①剪：越细越好，尽量去除叶脉等部分
②加药品：二氧化硅、碳酸钙和丙酮。前两种是粉末状药品，各加少许，后者是有机溶剂，研磨时加约5ml。二氧化硅的作用是使研磨更加充分、迅速；碳酸钙的作用是保护叶绿素不分解；丙酮用来溶解提取叶绿体中的色素。
③磨：研磨要领是不能一下一下的砸，而是要用力的压
④过滤：用纱布、漏斗和试管，最后提取液置于试管中待用。
分离色素的原理和步骤 原理：分离要用的主要试剂是层析液。层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂。叶绿体中的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；溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。根据这个原理就可以将叶绿体中不同的色素分离开来。
步骤：制备滤纸条——画滤液细线——层析分离叶绿体中的色素——观察实验结果
制备滤纸条：将预备在试验桌上的滤纸条一端剪去两个角使之呈梯形。
画滤液细线：细，匀，直，浓。最好之前用铅笔轻轻地画一道线，用提取液反复划好几次，每次划完尽量吹干，不要弄破纸条。
层析分离叶绿体中的色素：将纸条画有滤液细线的一端置于烧杯中的层析液中，注意千万不要将滤液细线浸没在层析液中，否则会使色素溶解而导致试验失败。层析液是挥发性较强的有机溶剂，并且具有一定的毒性，所以在操作中要尽量用培养皿盖住烧杯口。
观察实验结果：最后滤纸条上将分离出四条色素带，颜色从上往下分别是橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色，四种色素分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。
三 考点例析
(05年广东卷)叶绿体色素的纸层析结果显示．叶绿素b位于层析滤纸的最下端，原因是
A．分子量最小 B．分子量最大
C．在层祈液中的溶解度最小 D．在层析液中的溶解度最大
［答案］　C
［分析］本题直接考查书本的内容。层析液中溶解度高的色素在滤纸上扩散得快，溶解度低的扩散得慢。
［易错点］易选错B，主要原因是对课本不熟悉。
第二课时
一、相关知识
（一）基本概念
同位素标记法；卡尔文循环；光反应阶段、暗反映阶段、五碳化合物、三碳化合物；光合作用强度；自养生物、异养生物；硝化细菌；化能合成作用；
（二）知识网络
（三）疑难解析
影响光合作用的因素
　　（1）．光照强度：直接影响光反应的速度，光反应产物[H]和ATP的数量多少会影响暗反应的速度，这是最主要的因素。
　　（2）．温度：影响光合作用过程，特别是暗反应酶的催化效率，从而影响光合速度。
　　（3）．CO2浓度：CO2是暗反应的原料，CO2浓度高低直接影响反应的速度。
　　（4）．矿质元素：例如镁是叶绿素的组成成分，氮是光合酶的组成成分，磷是ATP分子的组成成分。
　　（5）．水分：水分是光合作用原料之一，缺少时可使光合速率下降。
　　（6）．日变化：光合速率在一天中有变化，一般与太阳辐射进程相符合，但也有例外，如炎热夏天，中午前后光合速率下降（气孔关闭，CO2供给不足）。
　　为了提高单位土地面积上对光能的利用，在栽培作物时，要合理密植，以减少光能漏到地面。CO2是光合作用的原料，所以，在温室栽培蔬菜时，可以适当增加空气中的CO2浓度以提高产量。施用有机肥料可以提高光合作用速率，是由于土壤中的有机质经微生物分解后，会释放CO2，因而在小的空间中增加了CO2浓度，有利于光合作用。
三 考点例析
（高考江苏卷）光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是 （）
A 叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应
B 叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应
C 叶绿体基质中可进行光反应和暗反应
D 叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应
【答案】D
【解析】本题考查了光合作用的过程。光反应在类囊体膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行。
（江苏高考题）光合作用受光照强度、CO2浓度、温度等影响，图中4条曲线（a、b、c、d）为不同光照强度和不同CO2浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲线。a光照非常弱，CO2很少（远小于0.03%）；b适当遮荫（相当于全光照的1/25）CO2浓度为0.03%，c全光照（晴天不遮荫），CO2浓度为0.03%；d全光照，CO2浓度为1.22%。请据图回答：
（1）随着光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用（以净光合速率为指标）最适温度的变化趋势是 。
（2）当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是否为零？为什么？
（3）在大田作物管理中，采取下列哪些措施可以提高净光合速率？（ ）
A 通风 B 增施有机肥 C 延长生育期 D 施碳酸氢铵
解析：由题中坐标图可知，随光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用最适温度的变化逐渐提高。因为b为适当遮荫（有光），CO2浓度为0．03％（有原料），呼吸作用仍在进行，所以，当曲线b净光合速率为零时，代表光合速率等于呼吸速率，真光合速率并不为零。在生产实践中，采取通风、施肥等措施均可提高作物净光合速率。
答案：（1）逐渐提高（2）不为零，因为在b实验条件下，呼吸速率不为零（3）ABD
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
色素的种类
和颜色
捕捉光能的色素和结构
叶绿体
结构
功能
叶绿素
类胡萝卜素
胡萝卜素——橙黄色
叶黄素——黄色
叶绿素a——蓝绿色
叶绿素b——黄绿色
光学显微镜下结构
电子显微镜下结构
绿叶中色素的提取和分离
过程
光反应
水的光解
ATP的生成
暗反应
CO2的固定
CO2的还原
探究实验
环境因素对光合作用的影响
CO2浓度
光照强度
光的成分
水分
温度
光合作用
探索历程
1771年，英国科学家普利斯特利
1779年，荷兰科学家英格豪斯
1864年，德国科学家萨克斯
1939年，美国科学家鲁宾和卡门
化能合成作用
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