高中生物《光合作用》学案1 苏教版必修1.doc

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1、第2节光合作用学习目标1.说出对光合作用的认识过程。2.举例说出主要的光合色素。3.概述光合作用的过程。4.举例说出影响光合作用的环境因素。学习提示光合作用的过程是这节课的重点和难点。学习过程一、回眸历史——解开光合作用之谜早在两千多年前，人们受古希腊著名哲学家亚里士多德的影响，认为植物体是由“土壤汁”构成的，即植物生长发育所需的物质完全来自土壤。早在1648年，比利时科学家范·海尔蒙特（VanHelmont）就进行了陶盆栽柳树的实验，以寻找营养植物的物质。他在一个大花盆中放入90千克干燥的土壤，栽上一株重2.

2、5千克的柳树幼苗。用雨水或蒸馏水浇灌，并用一个穿孔的铁板盖在花盆上，只允许气体和水进入而尽量减少别的物质进入。5年后将树移出称重，增加了75千克，而将土壤干燥发现仅损失了60克。因此他认为柳树重量增加只是由水引起的，他没有考虑到空气中气体的影响。1771年，英国化学家约瑟夫·普里斯特莱（JosephPriestley）发现，把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到密闭的玻璃罩里，蜡烛不容易熄灭；把一盆植物和一只小鼠同时放到密闭玻璃罩里，小鼠也不易窒息死亡。因此他提出植物能更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。

3、1779年，荷兰科学家扬·英根豪斯（J.Ingenhousz）把带叶的枝条放到水里，进一步证实，绿色植物只有在日光下才能放出氧气，黑暗中植物也会使空气污浊。1864年，德国科学家朱利叶斯·萨克斯还采用碘液鉴定淀粉的方法，又证明光合作用的产物除氧气外，叶片在光下还能产生有机物——淀粉。1940年，加利福尼亚大学的寒缪尔·鲁宾（SanRuben）和他的同事制备了有特殊“标记”的水，其中0.85%的分子含18O原子，而空气、水和其他含氧天然物质中99.76%的氧是16O，只有0.20%是18O。用这种水提供给藻类进行

4、光合作用时，产生的氧气中18O的比例和供给的水一样是0.85%，而不是天然氧气（及它的化合物如二氧化碳）的0.20%。他们还制备了含18O的二氧化碳，当藻类用这种二氧化碳和天然水进行光合作用时，放出的氧气中18O并不增多，而只含有和天然一样的0.20%的18O，这就有力地证明了光合作用释放的氧气来自水。20世纪世纪40年代到50年代中期，美国科学家卡尔文（M.Calvin）和他的同事运用放射性同位素示踪及纸谱色层等方法，经过十多年的系统研究，于1948年提出了二氧化碳同化的循环途径，这就是我们常说的卡尔文循环，

5、从而了解到光合作用中复杂的化学反应。二、光合色素与光能的捕捉和转化光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素。一般来说，叶片中叶绿素与类胡萝卜素的比值约为3∶1，所以正常的叶子总呈现绿色。秋天或在不良的环境中，叶片中的叶绿素较易降解，数量减少，而类胡萝卜素比较稳定，所以叶片呈现黄色。类胡萝卜素总是和叶绿素一起存在于高等植物的叶绿体中，此外也存在于果实、花冠、花粉、柱头等器官的有色体中。1.叶绿素植物的叶绿素包括a、b、c、d四种。高等植物中含有a、b两种。叶绿素a呈蓝绿色，叶绿素b呈黄绿色，它们的分子式可以写成C55H72

6、O5N4Mg和C55H70O6H4Mg，叶绿素a和b的分子式很相似，不同之处是叶绿素a比b多两个氢少一个氧。叶绿素最强的吸收区有两处：波长640～660nm的红光部分和430～450nm的蓝紫光部分。叶绿素对橙光、黄光吸收较少，尤其对绿光的吸收最少，所以叶绿素的溶液呈绿色。叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱很相似，但也稍有不同（见课本图4-11）；叶绿素a在红光区的吸收峰比叶绿素b的高，而蓝光区的吸收峰则比叶绿素b的低，就是说，叶绿素b吸收蓝紫光的能力比叶绿素a强。一般阳生植物叶片的叶绿素a/b比值约为3∶1，而阴生

7、植物的叶绿素a/b比值约为2.3∶1。叶绿素b含量的相对提高就有可能更有效地利用漫射光中较多的蓝紫色，所以叶绿素b有阴生叶绿素之称。2.类胡萝卜素：类胡萝卜素包括胡萝卜素（C40H56）和叶黄素（C40H56O2）。前者呈橙黄色，后者呈黄色。胡萝卜素有α、β、γ三种，其中以β胡萝卜素在植物体内含量最多。通常叶片中叶黄素与胡萝卜素的含量之比约为2∶1。类胡萝卜素除了有吸收传递光能的作用外，还可在强光下逸散能量，具有使叶绿素免遭伤害的光保护作用。类胡萝卜素的吸收带在400～500nm的蓝紫光区，它们基本不吸收红、橙

8、、黄光，从而呈现橙黄色或黄色。植物体内不同光合色素对光波的选择吸收是植物在长期进化中形成的对生态环境的适应，这使植物可利用各种不同波长的光进行光合作用。三、边做边学——提取和分离叶绿体中的色素1.原理叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂丙酮中，所以可以用丙酮提取叶绿体中的色素；叶绿体中的不同色素在层析液中的溶解度不同，所以扩散速度也不同，溶解度高的扩散速度也高，溶解度低的扩散速度也低，从而