光能的捕獲教學設計

時間：2024-10-28 06:21:05

光能的捕獲教學設計

光能的捕獲教學設計

光能的捕獲教學設計

　　學習目標：

　　1．說出人們對光合作用的認識過程，體驗生物科學發(fā)現(xiàn)的歷程。

　　2．闡明光合作用中光反應和暗反應物質和能量轉化的大致過程，認識光合作用的實質和在自然界的重要性。

　　3．描述葉綠體的結構，提取和分離葉綠體色素。

　　4．分析環(huán)境因素對光合作用速率的影響，能繪出各種因素與光合作用速率的坐標圖像，培養(yǎng)綜合分析問題的能力。

　　自學探究：

　　光合作用：植物通過捕獲和利用了太陽能，把_____和______合成有機物，將轉化為貯存在葡萄糖等有機物中，并釋放O2，這個過程就是。

　　一．光合作用的早期研究

　　1．光合作用的發(fā)現(xiàn)

　　年代科學家科學實驗實驗結論

　　1642海爾蒙特第一次試圖用定量的方法研究柳樹的營養(yǎng)來源，發(fā)現(xiàn)柳樹的增重大于土壤的減少量建造植物體的原料，只是，卻沒有考慮空氣的作用。

　　1771普里斯特利

　　英格豪斯將薄荷枝條和燃燒著的蠟燭放在密封的鐘罩中，蠟燭不易熄滅，而將小鼠與綠色植物放入罩內，也不易窒息死亡綠色植物在光下吸收了，產生了。

　　1864薩克斯采用碘液測定淀粉的方法，發(fā)現(xiàn)遮光一半葉無顏色變化，曝光的一面則成深藍色綠色植物在光下能產生。

　　1880恩吉?曼用水綿做材料，用好氧菌作為O2的標志物，發(fā)現(xiàn)好氧菌集中在葉綠體所有受光部位周圍。

　　1941魯賓和卡門運用放射性同位素標記法，通過小球藻的實驗確定O2的來源光合作用產生O2全來自。

　　2．分析討論：

　�。�1）海爾蒙特認為建造植物體的原料只是水，這一結論是否合理？

　�。�2）為什么普里斯特利的實驗有時成功，有時失�。�

　�。�3）恩吉?曼選用水綿做實驗材料有什么好處？通過該實驗可得出什么結論？

　�。�4）薩克斯為何要將植物進行一晝夜的暗處理？葉片一半遮光、一半照光的目的是什么？

　�。�5）魯賓和卡門的兩組實驗是如何設計的？

　　太陽是整個生命世界的能量源泉，為幾乎所有的生物提供了物質和能量，它是自然界最基本的和。

　　二．葉綠體的結構

　　1．葉綠體的形態(tài)

　　高等植物細胞中葉綠體通常呈，數(shù)目較多。

　　2．葉綠體與白色體或有色體的相互轉變將葉綠體長時間置于暗處，葉綠體則轉變成或但光照后又可恢復為具有的葉綠體。

　　3．葉綠體的亞顯微結構

　�。�1）兩層膜

　　（2）基粒：內部有許多綠色柱狀的，每個基粒有數(shù)十個囊狀的組成，基粒間還有基質類囊體與基粒的類囊體相連，從而使各類囊體的腔彼此相通。與光合作用有關的色素和酶都分布在。

　�。�3）基質：在基粒之間充滿著基質與暗反應有關的酶則分布在。在基質中還含有少量的。

　　三．葉綠體色素的提取與分離

　　1．實驗原理：

　　葉綠體中色素提取的原理：葉綠體中的色素溶解于__________如酒精或丙酮（相似相溶），形成色素液。

　　分離的原理：四種色素在層析液中__________不同，因而隨層析液在濾紙上______________________不同，其中胡蘿卜素在丙酮中的溶解度最高，擴散速度最快，葉黃素和葉綠素ａ次之，葉綠素ｂ溶解度最低，擴散得最慢。根據(jù)此原理使各色素分離開來。

　　2．注意事項

　�。�1）取材時要選取新鮮的顏色較深的葉片，以便使濾液中含較多的色素。

　�。�2）研磨時加入二氧化硅的目的是：。

　�。�3）加入少量碳酸鈣的目的是：。

　�。�4）研磨要迅速、充分。一是因為丙酮容易揮發(fā)發(fā)二是為了使葉綠體完全破裂，從而能提取較多的色素。三是葉綠素極不穩(wěn)定，能被活細胞中的葉綠素酶水解而破壞。

　　（5）．濾液收集后，要及時用將試管口塞緊。

　　6．制備濾紙條時，要將濾紙條的一端剪去兩角，這樣可以使色素在濾紙條上擴散，便于觀察實驗結果。

　　7．畫線時，一定要細并且直，這樣可以防止，使色素分子均勻分布在一條直線上，做到擴散起點一致。重復劃2、3次，是為了使實驗更加明顯。

　　8．分離色素時，一定不要讓濾紙條上的濾液細線接觸到層析液，這是因為。

　　四．光合作用的過程

　　根據(jù)是否需要光能，可以概括為兩個階段：

　�。ㄒ唬┕夥磻A段

　　1．光反應條件及場所：必須在下才能進行，場所在。

　　2．光反應過程：在此階段轉換成，轉換成。

　　（1）光能轉換成電能

　　類囊體膜上的絕大多數(shù)色素排列緊密，快速高效地把吸收來的大量光能傳遞給_________，它既能捕捉光能又能將光能轉化為。就象透鏡把光束集中到焦點一樣，其他色素把大量光能、、傳遞給，使其被激發(fā)而失去。脫離葉綠素ａ的電子，在類囊體膜上經(jīng)過一系列的傳遞，最后傳遞給一種帶正電荷的有機物（簡稱）。

　　失去電子的葉綠素ａ變成一種，能夠從中奪取，使水分子分解成和，葉綠素ａ由于獲得電子而恢復穩(wěn)態(tài)。

　　這樣在光的照射下，特殊狀態(tài)的葉綠ａ連續(xù)不斷地和，從而形成，使轉換成。

　�。�2）電能轉換成活躍的化學能

　　隨著光能轉換成電能，得到和，就形成了（），這樣一部分電能就轉化成儲存在中。同時，葉綠體利用光能轉換成的另一部分能量，將和轉化成，這部分電能則轉化成活躍的化學能儲存在中。

　�。ǘ┌捣磻A段

　　1．暗反應條件及場所：不需，場所在。

　　2．暗反應過程：將還原成，將和中的活躍化學能轉換成中貯存的穩(wěn)定的化學能。

　�。�1）CO2的固定

　　葉片從外界吸收的二氧化碳，在的作用下與植物體內的一種（用C5表示）結合，這個過程叫做二氧化碳的固定。一個二氧化碳分子被一個五碳化合物分子固定后很快形成兩個含有的化合物（用C3表示）。

　�。�2）C3的還原

　　一部分三碳化合物在和的作用下，被還原，再經(jīng)過一系列復雜的變化形成糖類。這樣和中的能量就轉移到 ___________中形成貯存起來，同時，另一部分三碳化合物又經(jīng)過復雜的變化重新生成，再次參與二氧化碳的固定。

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