光合作用學(xué)案2

1、光合作用光合作用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1知道光合作用的發(fā)現(xiàn)過程，了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛、方法的重要。2掌握葉綠體中色素的功能。3掌握光合作用的過程及其重要意義。4掌握光合作用的總反應(yīng)式。5掌握光合作用的光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系、基粒和基質(zhì)的關(guān)系?！緦W(xué)習(xí)障礙】1理解障礙：(1)如何理解光合作用的過程(2)如何理解光合作用的光反應(yīng)與暗反應(yīng)及其關(guān)系？(3)如何理解光合作用中的物質(zhì)變化和能量變化？(4)如何理解影響光合作用的因素？(5)如何理解光合作用的總反應(yīng)式

2、？2解題障礙(1)光合作用過程中色素與光合作用的關(guān)系作用問題。(2)光合作用過程中物質(zhì)變化和能量變化及其關(guān)系問題。(3)光合作用在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用問題?！緦W(xué)習(xí)策略】1理解障礙的突破：(1)用“遷移法”和“層析綜合法”理解光合作用的過程。從總體上看，光合作用是一個(gè)氧化還原過程：在光合作用的原料中，CO2是碳的最氧化的狀態(tài)，氧在H2O中卻是一種還原的狀態(tài)。在光合作用的產(chǎn)物中，糖類則是碳的比較還原的狀態(tài)。通過反應(yīng)，CO2被還原到糖類的水平，H

3、2O中的氧則被氧化為分子態(tài)氧。在常溫常壓下，自然界是實(shí)現(xiàn)不了這個(gè)反應(yīng)的。在綠色植物體內(nèi)，僅僅由于葉綠素吸收的光能作為反應(yīng)的推動(dòng)力，就能使一個(gè)很難被氧化的H2O分子去還原一個(gè)很難被還原的CO2分子，并能使一個(gè)基本不含能量的CO2變成一個(gè)富含能量的有機(jī)物。(2)用“綜合比較法”理解光反應(yīng)和暗反應(yīng)、物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量轉(zhuǎn)變的關(guān)系比較一般遵循兩條途徑進(jìn)行：一是尋找出知識之間的相同之處，即異中求同；二是在尋找出了事物之間相同之處的基礎(chǔ)上找出不同之處，即

4、同中求異。光反應(yīng)與暗反應(yīng)的比較如下表：光合作用的過程對比項(xiàng)目光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段相同點(diǎn)與聯(lián)系點(diǎn)都包括物質(zhì)變化和能量變化，因此，二者通過物質(zhì)代謝和能量代謝相聯(lián)系所需條件必須有光能才能進(jìn)行沒有光能也可以進(jìn)行場所葉綠體內(nèi)的囊狀結(jié)構(gòu)上葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中物質(zhì)變化H2O分解成氧和[H]；形成ATPCO2被固定；C3被[H]還原，最終形成糖類等有機(jī)物；ATP轉(zhuǎn)化成ADP和Pi不同點(diǎn)能量變化光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能并且儲(chǔ)存在ATP中ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類等有

5、機(jī)物中儲(chǔ)存的化學(xué)能(3)用“圖解法”理解和掌握光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系以及影響光合作用的因素。用圖解法描述生命活動(dòng)的特征是生物學(xué)中經(jīng)常采用的一個(gè)重要手段。圖解可以增強(qiáng)感性認(rèn)識，能加速對知識的理解和掌握。其中，教材中光合作用圖解就是用以表現(xiàn)光合作用生理過程的圖。在學(xué)習(xí)中，要充分利用好此圖，從中①可以幫助理解光合作用生理過程的全貌；②幫助理解全過程中主要的生理變化以及光反應(yīng)與暗反應(yīng)階段間的關(guān)系；③可以幫助理解物質(zhì)轉(zhuǎn)變與能量轉(zhuǎn)變的關(guān)系；④可以幫助

6、理解影響光合作用的因素；⑤可以幫助理解光合作用的實(shí)質(zhì)等。結(jié)合表格對自己所學(xué)知識進(jìn)行分析、歸納、綜合整理，使知識系統(tǒng)化、條理化。另外，還可以在理解了圖的內(nèi)涵和外延的基礎(chǔ)上，將圖進(jìn)行再加工、再塑造，培養(yǎng)自己的創(chuàng)造能力。如可以把以上圖解納入到葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)基粒和基質(zhì)中，這樣有助于開拓自己的思維空間，有利于對所學(xué)知識進(jìn)行形象直觀記憶，提高靈活運(yùn)用知識的能力。光合作用的圖解如下圖：的題。[例2]實(shí)驗(yàn)測得小麥在不同波長光照下光合速率的變化和小麥

7、植株中葉綠素a對不同波長光線的相對吸收量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)制成曲線圖。請根據(jù)圖回答問題：(1)從圖中可看出葉綠素a主要吸收_________光和_________光。(2)在波長450nm光照下產(chǎn)糖速率比在波長700nm光照下的_________；在波長425nm光照下O2釋放速率比在波長650nm光照下的_________。(3)在波長750nm到800nm光照下的光合速率為零，其最可能的是__________________。解析：用“

8、圖文轉(zhuǎn)換法”和“層析綜合法”解。在葉綠體基粒片層結(jié)構(gòu)的薄膜上分布著與光合作用有關(guān)的色素，主要有葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素和葉黃素等四種。這些色素具有選擇吸收光能的作用。觀察上圖可見，葉綠素a對光的吸收量的高峰分別是在約430nm和約680nm，因此葉綠素a主要吸收的是藍(lán)紫光和紅橙光。光合作用是綠色植物利用光能，將CO2和H2O合成貯存能量的有機(jī)物，同時(shí)釋放O2的過程，光合作用合成的有機(jī)物主要是糖類。所以光合速率與產(chǎn)糖速率、O2釋放速率

9、成正比，即光合速率越快，則產(chǎn)糖速率越快，O2釋放速率越快。通過分析曲線圖可以發(fā)現(xiàn)：產(chǎn)糖速率在波長450nm光照時(shí)比在波長700nm光照時(shí)快；而O2釋放速率在波長425nm光照時(shí)比在波長650nm光照下時(shí)要慢。這里要注意的是不能把葉綠素a對光的吸收量變化曲線與光合速率的變化曲線混在一起。在波長750nm到800nm光照下的光合速率為零，是因?yàn)槿~綠體中沒有吸收該段波長光線的色素，光合作用無法進(jìn)行。答案：(1)藍(lán)紫紅橙(2)快慢(3)葉綠體中

10、沒有吸收該段波長光線的色素，光合作用無法進(jìn)行點(diǎn)評：在解題過程中所采用的方法有時(shí)是多種方法并用，如本題目，首先必須用圖文轉(zhuǎn)換法進(jìn)行讀圖，弄清變量之間的關(guān)系，再做分析。(2)用“系統(tǒng)化和具體化(對號入座)法”解光合作用過程中物質(zhì)變化和能量變化及其關(guān)系問題。[例2]有一種藍(lán)色染色劑DCPIP(二氯酚靛酚)，被還原后成為白色，下面條件下能使DCPIP產(chǎn)生最大程度顏色變化的是A分離的葉綠體，置于黑暗中B分離的葉綠體，置于光下C葉綠體提取液，置于黑

11、暗中D葉綠體基質(zhì)提取液，置于光下解析：用“系統(tǒng)化和具體化(對號入座)法”解。光合作用中光反應(yīng)是葉綠體色素分子吸收光能將H2O分解成[H]和氧，并將光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能貯存在ATP中，產(chǎn)生了ATP。在光合作用中產(chǎn)生的具有還原性的物質(zhì)只有[H]，而[H]是在光反應(yīng)中產(chǎn)生的，光反應(yīng)的場所是葉綠體的基粒囊狀結(jié)構(gòu)，在葉綠體的基質(zhì)內(nèi)只能進(jìn)行暗反應(yīng)。通過上述分析可知，將葉綠體置于光下能夠進(jìn)行光反應(yīng)，產(chǎn)生的[H]具有還原性，能將DCPIP還原成白色。答案：