第4节能量之源——光和光合作用
一、捕获光能的色素和结构
1.知识方面:
(1)说出绿叶中色素的种类和作用。
(2)说出叶绿体的结构和功能。
(3)理解叶绿体色素的提取和分离实验。
2.能力方面:
绿叶中色素的提取和分离的实验操作,掌握实验方法
3.情感和价值观方面:
通过学习叶绿体的结果和功能,建立结构和功能相适应的观点。
1、活细胞所需的能量最终来自。
2.叶绿体的外表有,内部有许多,基粒与基粒之间充满了。每个基粒都由一个个圆饼状的囊状结构堆叠而成。这些囊状结构称为,吸收光能的,就分布在上。
3.叶绿体是进行的场所。它内部的巨大膜表面上,不仅分布着许多吸收学能的
,还有许多进行光合作用所必需的。
4.叶绿体中色素的种类、颜色、功能
种类色素颜色主要功能
叶绿素叶绿素a
叶绿素b
类胡萝卜素胡萝卜素
叶黄素
5、利用绿叶的色素能够溶解在中,可以利用提取绿叶中的色素;利用几种色素在层析液中不同,经滤纸上的的不同,可以将色素分离。
1.下列关于“叶绿体色素提取和分离”的实验描述中,不属于实验要求的是()
A提取高等植物叶绿体中的色素
B用纸层析法分离色素
C了解各种色素的吸收光谱
D验证叶绿体中所含色素的种类
2.在叶绿体色素的提取实验中,研磨绿叶时要加入乙醇,其目的是()
A.防止叶绿素被破坏
B.使叶片充分磨碎
C.使各种色素充分溶解在乙醇里
D.为了使叶绿素溶解在丙酮里
3.下列各项液体,可做为色素溶剂的是()
A.水B.氯化氢C.乙醇D.草酸
4.在叶绿体色素的提取和分离实验中,用新鲜菠菜叶作材料,经纸层析后,滤纸条上最窄的色素带是 ()
A.叶绿素aB.叶绿素bC.叶黄素D.胡萝卜素
5.叶绿体中色素的提取和分离实验主要证明了()
A.色素分布在叶绿体片层结构薄膜上
B.叶绿素含量是类胡萝卜素的四倍
C.叶绿体中色素的种类和各种色素的颜色
D.四种颜色扩散速度不同
6.叶绿体的色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是()
A.色素提取液中的不同色素已经分层
B.阳光的照射使各种色素能彼此分开
C.滤纸对各种色素的吸附力不同
D.色素在层析液中溶解度而在滤纸上的扩散速度不同
7.在叶绿色素的提取和分离实验中,沿滤纸条扩散速度最快和最慢的色素依次是()
A.胡萝卜素和叶绿素bB.叶黄素和叶绿素a
C.叶黄素和叶绿素bD.胡萝卜素和叶绿素a
8.对能量的转化和释放具有重要意义的细胞器是()
A.叶绿体、线粒体B.内质网、叶绿体
C.线粒体、核糖体D.核糖体、内质网
9.阳光透过三棱镜照在丝状绿藻上,好氧细菌主要聚集的光谱区域是()
A.红光区和蓝紫光区
B.黄光区和蓝紫光区
C.红光区和绿光区
D.蓝紫光区和绿光区
10.叶绿体色素在层析液中溶解度最高的是()
A.叶绿素a B.叶绿素b
C.、叶黄素D.胡萝卜素
11.在做植物实验的暗室中,为了尽可能地降低光合作用的强度,最好安装()
A.红光灯B.绿光灯C.白炽灯D.蓝光灯
12.在进行叶绿素提取和分离的实验时,不能让层析液没及滤液细线的原因是()
A.滤纸上几种色素会扩散不均匀而影响结果
B.滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散
C.色素会溶解在层析液中而使结果不明显
D.滤纸条上的几种色素会混合起来
13.叶绿体是进行光合作用的细胞器,下面有关叶绿体的叙述正确的是()
A.叶绿体中的色素分布在类囊体结构的薄膜上
B.叶绿体中的色素分布在内膜和外膜上
C.光合作用的酶只分布在叶绿体的基质中
D.光合作用的酶分布在外膜、内膜和基粒上
14.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.在层析液中的溶解度最小
D.在层析液中的溶解度最大
15.叶绿体与线粒体在结构和功能上的相同点是()
①具有双层膜②分解有机物,释放能量③产生氧气④水作为生理功能的一种原料⑤含有DNA⑥内部含有酶
A.①②④⑥B.③④⑤⑥
C.②③④⑤D.①④⑤⑥
16.提取和分离叶绿体中色素的正确顺序应该是()
A.进行纸层析→制取滤液→在滤纸条上划线→将实验材料研磨
B.制取滤液→进行纸层析→在滤纸条上划线→制取滤液→再划线
C.将实验材料剪碎、研磨→在滤纸条上划线→制取滤液→进行纸层析
D.将实验材料剪碎、研磨→制取滤液→在液纸条上划线→进行纸层析
17..阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间,连续光谱中就会出现一些黑色条带,这些条带应位于()
A.绿光区B.红光区和绿光区
C.蓝紫光区和绿光区D.红光区和蓝紫光区
18.对圆形滤纸中央点上的叶绿体色素滤液进行色素分离,会得到近似同心的四圈色素环,排在最外圈的色素()
A.橙黄色的胡萝卜素B.黄色的叶黄素
C.蓝绿色的叶绿素aD.黄绿色的叶绿素b
19.下列有关叶绿体色素的提取和分离实验的叙述正确的是()
A.加入碳酸钙防止滤液挥发
B.用NaCl溶液提取叶片中的色素
C.用无水酒精或丙酮分离滤液中的色素
D.加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨
20.下列关于绿色植物叶绿体所含色素种类的叙述中,最严密的是()
A.都含有叶绿素和叶黄素
B.都含有叶绿素a和叶绿素b
C.都含有叶绿素和胡萝卜素
D.都含有叶绿素和类胡萝卜素
21.右图为叶绿体结构示意图,下列叙述不正确的是()
A.1具有选择透过性功能
B.吸收光能的色素分布在2上
C.与光合作用有关的酶只分布在3中
D.把ATP中能量转移到糖等有机物中储存起来的过程是在3中完成的
22.下列有关叶绿体色素的提取和分离实验的叙述正确的是()
A.加入碳酸钙防止滤液挥发
B.用NaCl溶液提取叶片中的色素
C.用无水酒精或丙酮分离滤液中的色素
D.加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨
23.下列有关“一定”的说法正确的是()
①光合作用一定在叶绿体中进行②有氧呼吸一定在线粒体中进行③没有细胞结构的生物一定是原核生物④酶催化作用的最适温度一定是37℃
A.全部正确B.①③④
C.①②③D.全都错误
24.绿色植物的叶片呈绿色的原因是()
A.叶绿素不吸收绿光以外的其它光
B.叶绿素大量吸收阳光中的绿光
C.叶绿体中含的叶绿素通常为类胡萝卜素的四倍
D.叶绿体中含的色素通常为类胡萝卜素的四倍
25.下面是叶绿体色素的提取和分离实验的部分材料和用具,请据图回答:
(1)图中步骤①加人研钵内的物质为:A10mL,作用
是;B少许,作用是研磨得充分;C:少许,作用是。
(2)图中步骤②将研磨液倒人漏斗中,漏斗底部放有
。
(3)图中步骤③剪去两角的作用是
,画滤液细线的要求是
。
(4)图中步骤④中应注意的是
;加盖的目的是
;色素带最宽的是
,扩散速度最快的是。
26.某同学做“叶绿体中色素的提取和分离”实验,在下列操作中若有失误,请在失误处划线并更正:
①将5克绿叶片剪碎放研钵中,加入少许二氧化硅和碳酸钙,再加2mL石油醚,并迅速充分研磨。②在预备好的滤纸条上,距剪去两角一厘米处用钢笔画横线。③用毛细管吸取少量滤液,沿横线处均匀地划出一条滤液细线,紧接重复划2~3次。④将层析液倒入烧杯中,然后将滤纸条划有细线的一端朝下,轻轻插入到层析液中,注意层析液最好没及滤纸条上滤液细线。
更正的内容为:
①。②。③。④。
27.分别在A、B、C三个研钵中加2g剪碎的新鲜菠菜绿叶,并按下表所示添加试剂,经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液,即:深绿色、黄绿色(或褐色)、几乎无色。
处理ABC
SiO2(少量)+++
CaCO3(少量)-++
95%乙醇(10mm)+-+
蒸镏水(10mm)-+-
注:“+”表示加;“-”表示不加
试回答:
(1)A处理得到的溶液颜色是,原因是。
(2)B处理得到的溶液颜色是,原因是。
(3)C处理得到的深渊颜色是,原因是。
28.实验测得小麦在不同波长光照下光合速率的变化和小麦植株中叶绿素a对不同波长光线的相对吸收量,根据实验数据制成右边的曲线图。请据图回答:
(1)从图中可看出叶绿素a主要吸收光和光。
(2)在波长450nm光照下的产糖速率比在波长700nm光照下的;在波长425nm光照下的氧释放速率比在波长650nm光照下的。
(3)在波长750nm到800nm光照下的光合速率为零,其最可能的原因是。
(4)色素吸收光能后光能转换成储存在ATP中的。
第4节能量之源——光和光合作用
一、捕获光能的色素和结构
1.太阳的光能2.双层膜基粒基质类囊体四种色素类囊体的薄膜
3.光合作用色素分子酶
4.
种类色素颜色主要功能
叶绿素叶绿素a蓝绿色吸收蓝紫光和红光
叶绿素b黄绿色
类胡萝卜素胡萝卜素橙黄色吸收蓝紫光
叶黄素黄色
5.有机溶剂无水乙醇无水乙醇溶解度
1.C2.D3.C4.D5.C6.D7.A8.A9.A10.D11.B12.C13.A14.C15.D16.D17.C18.A19.D20.D21.C22.D
23.D24.C
25.(1)无水乙醇溶解色素二氧化硅碳酸钙
防止色素被破坏(2)单层尼龙布(3)防止色素带扩散不整齐细、齐、直(4)层析液不要没及滤液细线
防止层析夜挥发叶绿素a胡萝卜素
26.①加10mL乙醇②用铅笔画线③干燥后再画下一次④色素线不能没入层析液色素含量太少缺乏叶绿素
27.(1)黄绿色部分叶绿体受到破坏
(2)几乎天色叶绿素不溶于水
(3)深绿色大量叶绿素溶于乙醇中
28.(1)红橙,蓝紫;(2)快,慢;(3)叶绿体中没有吸收该段波长光线的色素;(4)活跃化学能
第4节能量之源——光和光合作用
光照对光合作用的影响十分复杂可从三方面进行分析。
1.光的间接作用:作物进行光合作用必须以形成叶绿素为前提,而叶绿素的形成除需一定营养元素和适宜的温度外,光照条件是主要的。黑暗中生长的幼苗呈黄白色,是由于缺光阻碍了叶绿素的形成。在叶绿素形成的生化反应中,包含有需光的还原反应,此种反应,缺光则不能进行。同时光合作用所需的CO2,主要从叶上的气孔扩散进入叶内被光合听用,而气孔的开闭状况,直接影响CO2向叶内扩散当叶片照光时,光促使气孔张开,C02向叶内扩散的阻力小,利于光合,反之在光照微弱时,气孔张开度小,妨碍CO2供应,对光合不利。例如;禾本科作物处于57000勒克斯条件下,气孔张开度为6微米左右,800勒克斯下为2~3微米,前者获得的CO2相当后者的2.5倍。此外,光照能提高某些与光合过程密切有关的酶(如二磷酸核酮糖羧化酶)的活性。这也间接地影响光合作用的进行。
2.光强度的直接影响:光合强度的实质是光能变成机物中的化学能,这种转变过程随光强度增高而加快。但当光照强度增至一定程度时,许多作物的光合强度保持稳定,不再随光强增强而提高。这种现象称光饱和现氛出现这种现象时的光照强度称光饱和点。关于光饱和现象产生的原因,一方面可能是光合作用的色素和光化学反应来不及吸收和利用那么多的光能,另一方面则是光合作用的暗反应不能配合,来不及利用那么多光化反应的产物。反之,当光照强度逐渐降低时,光合强度也逐渐降低。在一定低光照强度条件下,作物既不吸收CO2也不释放CO2,即作物进行光合作用消耗的C02量与呼吸作用释放的CO2量相等,此时的光照强度称为该作物的光补偿点、各种作物的光补偿点和光饱和点不同,作物处于光补偿点以上的光照条件下,才有光合产物累积。
3.光质的影响:光质不同也影响作物的光合作用,田间作物,常被阳光照射,阳光包括红、橙、黄、绿、青、篮紫七种可见光光谱。叶片对光的吸收主要通过叶绿素进行,叶绿素的吸收高峰是在红光和蓝紫光两种波长。试验证明,以能量相等的不同颜色光照射作物时,红光及蓝紫光效率高,这两种光谱配合起来对光合作用最有利,可提高光合强度,表明光合强度对光谱有选择性。此外,光质还影响光合产物中不同种类物质的相对含量。虽然光合作用的主要产物是碳水化合物(糖,淀粉等),但也有少量蛋白质和脂肪。从实验得知,在红光下形成碳水化合物多,合成蛋白质和脂肪极少,在蓝紫光下,则合成蛋白质和脂肪的相对量增加,这给人们提供了改变外界条件,控制光合产物种类的可能性。早春水稻育秧时许多地区常采用薄膜保温防寒,由于不同薄膜透过光的波长不同,使幼苗处于不同光质条件下,测定的资料表明,盖浅蓝色薄膜培育6天的稻苗,假茎宽比无色薄膜和稍带红红色薄膜增加2.5%和11.8%,干重增加6.7%和5.5,叶绿素含量增加19%和15%。这与蓝紫光促进幼苗进行光合作用合成蛋白质有关。因而采用浅蓝色薄膜覆盖育秧利于幼苗生长。
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高中生物学“光合作用”--
光合作用与当今世界面临的粮食问题、环境问题等关系十分密切;光合作用总的反应方程式的确立历经了科学家们293年的艰辛探索,渗透着科学思维和科学方法;光合作用整个生理过程复杂而抽象,它包含发生在叶绿体中的一系列的化学反应,蕴含着物质转变、能量转化,涉及到较复杂的概念、原理、规律。因此,一般的教学媒体、方法,难以使绝大部分学生准确、全面、高效地掌握知识、发展能力和培养情感,我们借助CAI、优化教学过程(含教学目的、教学内容、教学方法及教学模式等要素的优化组合),充分激活学生较高层次的思维,引导学生主动地学、合作地学,以提高学生的生物科学素质。
一、确定教学目标
1、教学目标
知识目标:
1.了解光合作用的结构和物质基础;
2.理解光合作用的反应方程式、概念、过程、意义;
3.掌握光合作用的过程、图解和实质及在实际中的应用。
智能目标:
1.自学研究史,了解科学家的科学思维和科学方法;
2.通过试验(含设计)及相关科学方法的学习,培养初步的研究能力和运用相关学科知识解决生物学问题的能力;
3.运用原理分析影响光合作用的因素,加强理论联系实际的能力
思想教育目标:
1.通过研究史的学习及实验设计与实施,培养科学态度及创新、合作等科学精神;
2.借助光合作用的物质和结构及动态变化全过程的分析,认识普遍联系、运动变化、内因与外因等辨证唯物主义观点和结构与功能相统一的观点;
3.借助光合作用意义分析,渗透生物学进化观点、生态学观点、生命科学价值观等的教育。
2、教学重点
(1)理解光合作用的反应式和概念
(2)掌握光合作用连续的全过程图解和实质、构建植物代谢知识结构体系
(3)掌握生命科学研究的一些基本方法,着力培养初步的研究和创造能力
(4)分析光合作用的意义和影响因素,深刻理解生命科学的价值
3、教学难点
(1)科学实验方法的教育
(2)完整知识结构的构造
(2)光合作用在生产实际中的应用
4、教学方法
学生自主型与师生共同探究型相结合(含自学、实验、谈话、讨论、讲授等)
5、教学手段:
(1)CAI:①臭氧层是怎样形成的?怎样减缓温室效应?
②设计实验,证明进行光合作用的场所是叶绿体
③设计实验,探索叶绿体中色素接受何种波长的光
④动画演示光反应过程、暗反应过程
设计实验,证明光合作用过程中产生了氧
设计实验,证明光合作用过程中产生的氧来自于水
设计实验,光合作用过程中需要原料二氧化碳
设计实验,探索光合作用过程中碳的循环途径
⑤光合作用在世纪之交的研究动向
(2)分组实验:色素的提取和分离
6、课型:新授课
7、课时:2课时
二、教学方案与教学策略设计
明确教学目标
教学总体方案的设计
1.教学内容设计
2.教学媒体设计
3.教学方法设计
4.认知模式设计
5.智能培训设计
教学最优化
教学组织、实施与管理
学习评价
1、教学内容设计
在注重学科知识完备性、整体性、动态性、多维性、开放性的前提下,将其分成:(1)进行光合作用的结构和物质基础(叶绿体和叶绿体色素);(2)光合作用具体过程及其连续性;(3)光合作用的实质和意义;(4)与生产实际的联系,引入研究史,探索性实验设计。重构教学内容,进一步体现系统性、层次性、生命性、逻辑性。
2、教学媒体的设计
光合作用一课教学媒体选择计算机,设计一套人机交互型的CAI课件,力求直观、动态地描述微观世界中的生化反应,辅助学生完成“模拟实验”,且每个知识点和能力目标落实的途径(形成性测试等)均在桌面有一个按钮,学生可以实时与计算机互换信息,使学生主动参与性增强、兴趣提高。
3、教学方法的设计
①“探索性实验”采用发现式教学法
提出问题—à引导探究、提出假设—à分析、论证、检验—à总结并迁移
②“光合作用具体过程”采用自学与讨论相结合的教学法
自学—à观看CAI动画演示—à伴CAI讨论—à学生总结
③“光反应和暗反应的区别和联系”采用CAI个别化教学法
4、认知模式设计
实验/观察(叶绿体、叶绿体色素)—àCAI演示光合作用过程—à理论(概念)—à实践(在生产实际中的应用)
宏观(叶)—à微观(叶绿体、光合作用)—à宏观(应用)
5、智能培训设计
分析温室效应,臭氧层的形成,引导学生关注社会;动手实验,叶绿体色素的提取和分离;提出问题;设计实验、预测结果、分析归纳……,综合培养了观察、实验、思维等能力。
在此基础上,设计课堂教学结构,完成教学流程图的设计。
讨论:①臭氧层是如何形成的②如何减缓温室效应
①地球的保护伞②温室效应
小结:光合作用全过程
设计实验①光合作用过程中产生了氧
②产物氧来自于反应物水
设计实验证明进行光合作用的场所是叶绿体
设计实验:探索叶绿体中的色素吸收光谱
设计实验①光合作用需要二氧化碳
②碳原子的转移途径
光反应过程(伴CAI演示、学生分步讨论)
暗反应过程(伴CAI演示、学生分步讨论)
结论:光合作用与人类生活关系密切
教师引导学生回忆初中阶段所学的光合作用的概念
实验:叶绿体中色素的提取和分离
判断
结果分析
判断
小结:叶绿体、叶绿体色素
教学内容或教师活动
媒体辅助师生活动
说明:
讨论光反应和暗反应的联系和区别
讨论:光合作用连续过程简图,总结光合作用总反应式及实质
讨论:光合作用对生物界、自然界等的意义
讨论:影响因素、在生产实际中的措施
教师引导:光合作用在世纪之交的研究动向
师生共同进行逻辑判断
学生活动
1、“光合作用”--体现了生物是一门以实验为基础的自然科学,强化“提出目标—à提供可供选择的实验材料—à学生设计实验—à实验结果分析—à结论”的训练:培养学生善于发现问题,并选择合适的方法解决问题的技巧;注重相关学科间的知识联系;亲自体验科学思维方式、态度;提高了学生的研究能力、创新能力。
2、--中“学生自学—à学生观察CAI演示的光合作用过程—à伴CAI学生分步讨论具体过程—à伴CAI、学生对比光、暗反应的区别与联系—à总结”,学生在认知过程中辅之以CAI宏观地再现叶绿体的亚显微结构,动静结合地描述全过程,学生对知识掌握准确、记忆清晰、理解深刻、分析透彻。
3、整个教学过程实现了五个转变:
·教师角色的转变:讲授者—à指导者
·学生地位的转变:被动的接受者—à主动参与的学习主体
·媒体作用的转变:演示工具—à学生的认知工具
·教学过程的转变:设疑、分析、讲授—à学生发现、探索、构建知识、培养能力
·教学模式的转变:教师讲授式—à自主型与探究型的结合
这五大转变努力让学生参与概念和原理的建立过程、生物知识结构的构建过程及生物问题的解决过程,充分体现了过程性、主体性、发展性的教学思想。
文章来源:http://m.jab88.com/j/7847.html
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