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高中光的折射教案

发表时间:2020-07-08

光能在叶绿体中的转换。

一名优秀的教师在教学时都会提前最好准备,准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收,帮助高中教师更好的完成实现教学目标。你知道怎么写具体的高中教案内容吗?下面是小编为大家整理的“光能在叶绿体中的转换”,欢迎您参考,希望对您有所助益!

第二章第一节光合作用(一、二)
学习目标1、知道光能在叶绿体中如何转换成电能,
2、理解电能如何转换成活跃的化学能,以及化学能如何转换成稳定的化学能。
重难点:1.光能转换成电能,再由电能转换成活跃化学能过程
2.光合作用过程中的能量在叶绿体中的转换过程。
学习过程
知识点观察与思考

归纳与结论

叶绿体的结构与光合作用

复习与巩固1.下图为叶绿体平面结构示意图,请根据图回答:
(1)组成(1)___,(2)___,(3)___的基本骨架是_
(2)光合作用的酶存在于____和____中;光合作用的色素存在
于____上。
(3)叶绿体主要存在于绿(1)
色植物的___细
胞和幼茎皮层细胞中,(2)
是进行____细胞器。(3)
(4)
2.叶绿体的囊状体结构上存在的色素有_____(_____色),_____(____色),
_____(___色),_____(____色)四种。它们的主要功能是________________。
其中_______光对叶绿素是有效光,__________光对类胡萝卜素是有效光。
3.根据______,光合作用的过程可分为_____和__两个阶段。
试比较这两个阶段。
比较项目光反应暗反应
场所
条件
物质变化1、
2、1、
2、
能量变化__能转变成___中活跃的化学能___中活跃的化学能转变成贮存在____中稳定的化学能。
相互联系光反应为暗反应进行提供了___和____:暗反应产生的____和___为光反应形成ATP提供了原料。

二、
光能在叶绿体中的转换

三、小结1、回顾课本回答光能转变成电能的有关问题1、叶绿体中色素功能
、光能:包括、、、
叶绿体中
的色素、光能:指
2.最初的电子供体是:________,其释放出电子的方程式为:
___________________________________________________
最终的电子受体为:_______________.在______下,_________(色素),连续不断地___电子和___电子,形成____。从而使光能转换成电能。
2、电能转变成活跃的化能?写出NADPH和ATP形成的反应方程式是:
NADPH:_________________________________________________
ATP:____________________________________________________

3、活跃的化学能是如何转变成稳定的化学能的?
回顾本节内容并填写右表在此阶段,三碳化合物在有关酶的催化作用下,接受_____释放的能量并被_____还原,经过一系列变化最终形成糖类等富含稳定化学能的有机物。活跃的化学能转换成稳定的化学能。

能量转换物质变化反应
场所



应1.在光照射下,______连续不断地丢失e和获得e,形成_____
2.2H2O

1.NADPH
2.ATP



应1.CO2+C52
2.C3(CH2O)

ATP___NADPH____

反馈训练:
一、选择题
1.光合作用过程中,电能转换成活跃化学能的反应式之一为:NADP++2e+H+→NADPH,
该反应式中电子的根本来源是()
A.叶绿素aB.特殊状态的叶绿素a
C.吸收和传递光能的色素分子D.参与光反应的水分子
答案:D
2.一分子NADP+成为NADPH,接受的电子数和氢的数目分别是()
A.1,1B.1,2C.2,1D.2,2
答案:C
3.光合作用过程中,叶绿素a将光能转变成的电能被下列那种物质贮存?()
A.NADP+和ATPB.NADP+和ADPC.NADPH和ATPD.NADPH和ADP
答案:C
4、叶绿体中色素的直接作用是①吸收光能②传递光能③转化光能④分解水⑤合成ATP
A.①②③④⑤B.①②③④C.②③④⑤D.①②③
答案:D
5.光照条件下,能够吸收并传递光能的色素,将光能传递给少数叶绿素a,这时,叶绿素a分子所处的状态为()
A.被激发,得到电子B.被抑制,得到电子
C.被抑制,失去电子D.被激发,失去电子
答案:D
6.光能转换成电能的标志是()
A.电子被激发B.电子流形成C.NADPH的形成D.水失去电子
答案:B
7.下列与光反应相联系的过程是

NADP+NADPHATPADP

CO2(CH2O)激发态的叶绿素a叶绿素a

A.①③⑤⑥B.①④⑦⑧C.②③⑥⑧D.②④⑥⑧
答案:C
8.从能量转换的角度看,碳同化是()
A.将ATP和NADPH中活跃的化学能,转换成储存在有机物中稳定的化学能B.光能转换成电能
C.电能转换成活跃的化学能D.光能转换成活跃的化学能
答案:A
9.光合作用过程中,叶绿体中能量转换的正确顺序时()
答案:C
10.光合作用过程中,不在叶绿体的囊状结构的薄膜上进行的是()A.NADP+变为NADPHB.氧气的生成
C.ADP转变为ATPD.CO2的固定和还原
答案:D
11.绿色植物细胞内最早将光能转变为电能的生理过程与下列哪种物质紧密相关( )
A、辅酶Ⅱ B、水 C、叶绿素aD、ATP吸收和辅酶
答案:C
12. 光合作用光反应产生的物质有( )
A、C6H12O6NADPHATP B、NADPHCO2ATP
C、NADPHO2ATPD、C6H12O6CO2H2O
答案:C
二、非选择题
13.下图是光能转换成电能的示意图,依图回答:
(1)光能转换成电能,电能转换成活跃的化学能,是在叶绿体的_________中进行的。
(2)图中B代表的色素是_________。A代表的色素是_________。
(3)图中C和D是_________。
(4)E是_________,当它得到_________和_________就形成F_________。这样一部分电能转化成_________储存在F_________中。
(5)光能在叶绿体中的转换过程中,_________变成强氧化剂,_________是很强的还原剂。
(6)在光的照射下,叶绿体内能形成电子流的原因是由于少数处于特殊状态的_________连续不断地_________和_________的缘故。
(1)囊状结构的薄膜(2)吸收和传递光能的色素特殊状态的叶绿素a(3)传递电子的物质(4)NADP+两个电子一个氢离子NADPH活跃的化学能NADPH、ATP(5)失去电子的叶绿素a,NADPH(6)叶绿素a失去电子获得电子
14、学习科学家的实验思路,利用下列仪器和设备:一盆生长良好的天竺葵、电池、电线、碘液和黑布等,设计一组实验证明光能、电能与有机物的生成之间的关系。

本实验设计的基本思路是:将天竺葵分别放在光下和暗处,测量其电流的变化,从而验证只有在光下,植物才出现电流,说明光能与电能的转化;一段时间后,用碘液分别检验放在光下和暗处的植物有机物的生成量,只有放在光下的植物才有电流形成并有有机物生成,从而验证光能转变为电能进而转变为有机物中的化学能。
小资料:1、特殊状态的叶绿素a。特殊状态的叶绿素a能接收光能被激发而失去电子,失去电子的特殊状态的叶绿素a在结构上发生了变化,失去了一个电子;在功能上也发生了变化,成为强氧化剂,可以最终从水中夺得电子而恢复原结构。
2、辅酶II的特性。辅酶II是一种带正电荷的有机物,它的全名叫烟酰胺嘌呤二核苷酸磷酸,简称NADP+。这种辅酶II具有一个十分重要的特性,就是它的烟酰胺部分很容易与氢(两个电子和一个氢离子)结合而被还原,成为还原型辅酶II(NADPH)。这种还原型辅酶II具有很强的还原力。在需要氢的反应中烟栈胺部分又很容易与氢分离,用它分离出来的氢去还原别的物质。一个被子还原的物质再氧化时会放出能量,因此,当辅酶II接受氢(2个电子,1个氢记子)而变成还原型辅酶II时,就意味着电能在这里是以化学能的形式积蓄起来的。所以还原型辅酶II可以看成是携带一定能量的还原剂。
3、光能是如何在色素分子之间传递的?
物质处于激发态时,内部的能量高于基态时的能量,它很不稳定,将通过放出扫吸收的能量回复致电稳定状态。叶绿素分子吸收光能使其分子中的电子跃迁而变为激发态后,也将通过放出所吸收的光能(释放出高能电子)迅速回复其原来的能量水平,所释放出的能量绝大部分是向着能量较低的方向进行,最后汇集到作用中心色素分子。

延伸阅读

叶绿体与叶绿体遗传


(一)

茉莉(Mirabilis)的工作;另一篇是Baur关于天竺葵(Pelargonium)的工作。这两种植物的花色与叶色遗传,均明显地不属于核遗传。以后,其他学者又在月见草属(Oenothera)及柳叶菜属(Epilobium)中观察到类似情况。人们把这一类用孟德尔用豌豆所发现的遗传定律不能解释的遗传现象称为细胞质遗传、母体遗传、单一亲本遗传、非孟德尔遗传、核外或染色体外遗传,或者根据最近的发展,更确切地分为叶绿体遗传及线粒体遗传等等。但是,对这一现象的实质却一直不清楚。直到60年代初,当第一次肯定叶绿体及线粒体中存在DNA之后,关于细胞质遗传的研究才揭开了新的一页。

叶绿体是植物进行光合作用和能量转化的重要细胞器。电子显微镜研究表明,高等植物叶肉细胞与藻类(如小球藻)的叶绿体是一个具有双层膜的片层系统。除去整个叶绿体被双

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光能的捕获


第3节光能的捕获
学习目标:
1.说出人们对光合作用的认识过程,体验生物科学发现的历程。
2.阐明光合作用中光反应和暗反应物质和能量转化的大致过程,认识光合作用的实质和在自然界的重要性。
3.描述叶绿体的结构,提取和分离叶绿体色素。
4.分析环境因素对光合作用速率的影响,能绘出各种因素与光合作用速率的坐标图像,培养综合分析问题的能力。
自学探究:
光合作用:植物通过捕获和利用了太阳能,把_____和______合成有机物,将转化为贮存在葡萄糖等有机物中,并释放O2,这个过程就是。
一.光合作用的早期研究
1.光合作用的发现
年代科学家科学实验实验结论
1642海尔蒙特第一次试图用定量的方法研究柳树的营养来源,发现柳树的增重大于土壤的减少量建造植物体的原料,只是 ,却没有考虑空气的作用
1771普里斯特利
英格豪斯将薄荷枝条和燃烧着的蜡烛放在密封的钟罩中,蜡烛不易熄灭,而将小鼠与绿色植物放入罩内,也不易窒息死亡绿色植物在光下吸收了,产生了。
1864萨克斯采用碘液测定淀粉的方法,发现遮光一半叶无颜色变化,曝光的一面则成深蓝色绿色植物在光下能产

生 。
1880恩吉尓曼用水绵做材料,用好氧菌作为O2的标志物,发现好氧菌集中在叶绿体所有受光部位周围
光合作用场所是

1941鲁宾和卡门运用放射性同位素标记法,通过小球藻的实验确定O2的来源光合作用产生O2全来自 。
2.分析讨论:
(1)海尔蒙特认为建造植物体的原料只是水,这一结论是否合理?

(2)为什么普里斯特利的实验有时成功,有时失败?

(3)恩吉尓曼选用水绵做实验材料有什么好处?通过该实验可得出什么结论?

(4)萨克斯为何要将植物进行一昼夜的暗处理?叶片一半遮光、一半照光的目的是什么?

(5)鲁宾和卡门的两组实验是如何设计的?

太阳是整个生命世界的能量源泉,为几乎所有的生物提供了物质和能量,它是自然界最基本的和。
二.叶绿体的结构
1.叶绿体的形态
高等植物细胞中叶绿体通常呈,数目较多。
2.叶绿体与白色体或有色体的相互转变
将叶绿体长时间置于暗处,叶绿体则转变成 或
,但光照后又可恢复为具有 的叶绿体
3.叶绿体的亚显微结构
(1)两层膜 
(2)基粒:内部有许多绿色柱状的 ,每个基粒有数十个囊状的 
组成,基粒间还有基质类囊体与基粒的类囊体相连,从而使各类囊体的腔彼此相通。
与光合作用有关的色素和酶都分布在 。
(3)基质:在基粒之间充满着基质。
与暗反应有关的酶则分布在。在基质中还含有少量的 。
三.叶绿体色素的提取与分离
1.实验原理:
 叶绿体中色素提取的原理:叶绿体中的色素溶解于__________如酒精或丙酮(相似相溶),形成色素液。
 分离的原理:四种色素在层析液中__________不同,因而随层析液在滤纸上______________________不同,其中胡萝卜素在丙酮中的溶解度最高,扩散速度最快,叶黄素和叶绿素a次之,叶绿素b溶解度最低,扩散得最慢。根据此原理使各色素分离开来。
2.注意事项
(1)取材时要选取新鲜的颜色较深的叶片,以便使滤液中含较多的色素。
(2)研磨时加入二氧化硅的目的是: 。
(3)加入少量碳酸钙的目的是: 。
(4)研磨要迅速、充分。一是因为丙酮容易挥发发二是为了使叶绿体完全破裂,从而能提取较多的色素。三是叶绿素极不稳定,能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏。
(5).滤液收集后,要及时用将试管口塞紧。
6.制备滤纸条时,要将滤纸条的一端剪去两角,这样可以使色素在滤纸条上扩散
,便于观察实验结果。
7.画线时,一定要细并且直,这样可以防止,使色素分子均匀分布在一条直线上,做到扩散起点一致。重复划2―3次,是为了
,使实验更加明显。
8.分离色素时,一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液,这是因为 

四.光合作用的过程
根据是否需要光能,可以概括为两个阶段:
(一)光反应阶段
1.光反应条件及场所:必须在 下才能进行,场所在 。
2.光反应过程:在此阶段转换成,转换成 。
(1)光能转换成电能
类囊体膜上的绝大多数色素排列紧密,快速高效地把吸收来的大量光能传递给
_________,它既能捕捉光能又能将光能转化为 。就象透镜把光束集中到焦点一样,其他色素把大量光能 、、传递给 ,使其被激发而失去 。脱离叶绿素a的电子,在类囊体膜上经过一系列的传递,最后传递给一种带正电荷的有机物(简称 )。
失去电子的叶绿素a变成一种 ,能够从 中夺取 ,使水分子分解成和,叶绿素a由于获得电子而恢复稳态。
这样在光的照射下,特殊状态的叶绿a连续不断地 和 ,从而形成 ,使 转换成 。
(2)电能转换成活跃的化学能
随着光能转换成电能, 得到和 ,就形成了 ( ),这样一部分电能就转化成储存在中。同时,叶绿体利用光能转换成的另一部分能量,将和转化成,这部分电能则转化成活跃的化学能储存在 中。
(二)暗反应阶段
1.暗反应条件及场所:不需 ,场所在。
2.暗反应过程:将 还原成 ,将 和中的活跃化学能转换成中贮存的稳定的化学能。
(1)CO2的固定
叶片从外界吸收的二氧化碳,在的作用下与植物体内的一种(用C5表示)结合,这个过程叫做二氧化碳的固定。一个二氧化碳分子被一个五碳化合物分子固定后很快形成两个含有的化合物(用C3表示)。
(2)C3的还原
一部分三碳化合物在和的作用下,被 还原,再经过一系列复杂的变化形成糖类。这样和 中的能量就转移到 ___________中形成 贮存起来,同时,另一部分三碳化合物又经过复杂的变化重新生成,再次参与二氧化碳的固定。
(三)光合作用的反应式

五.影响光合作用的因素
因素关系图表对光合作用的影响在生产上的应用

叶龄

随叶龄的增大,叶的面积逐渐增大,光合作用的面积逐渐增大,光合作用速率提高,随着叶龄进一步增加,叶片衰老,叶绿素分解,光合作用速率下降保证矿质元素的充足供应,尤其是Mg的供应,使叶片保持鲜绿

光照强度

光合作用随光照强度的变化而变化,光照弱时光合作用减慢,光照逐步增强时光合作用随之加快,但是光照增强到一定程度,光合作用速率不再增加1.适当提高光照强度
2.延长光合作用时间
3.增加光合作用面积―合理密植
4.温室使用无色玻璃

二氧化碳

CO2是光合作用的原料,环境中的CO2浓度的高低明显影响光合作用速率。在一定范围内,植物的光合速率随CO2浓度的增加而增加,但是达到一定程度时再增加CO2浓度,光合速率不再增加温室栽培植物时适当提高室内的CO2浓度,如释放一定量的干冰或多施有机肥,使茎、叶吸收CO2增多

温度

光合作用的暗反应是酶促反应,温度直接影响酶的活性,从而影响光合速率。温度过高,影响植物叶片气孔开度,影响CO2供应,进而影响暗反应,从而影响光合速率1.适时播种
2.温室栽培植物时,白天适当提高温度,晚上适当降温
3.植物“午休”现象的原因之一

光合作用高效光能转化机理及其在农业中的应用


一、光合作用反应中心光能转化的微观机理的研究

1、该项目组利用飞秒及皮秒超快光谱技术,对光系统II颗粒、核心复合物及反应中心三个层次的光合系统进行研究,首次测到2.9ps和20.1ps两个组分,并证明它们与PSII的光化学反应活性有关,从而提出光系统II反应中心原初电荷分离两步反应的动力学新模型。并发现在Rps.Virid细菌反应中心中,原初电子转移过程是从原初电子给体经辅助叶绿素分子到原初电子受体的二步电子转移过程。

2、首次发现紫细菌反应中心色素置换和激发能在色素高激发态能级上的传递。

3、测定了三种生长速度不同的植物-菠菜、三七和水葫芦叶绿体光系统II反应中心的转能效率,证明了生长慢的植物-三七-对于被它吸收的光子能量利用效率较低,而生长快的植物-水葫芦-光能利用效率较高。

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实验观察叶绿体


高中生物第一册(必修)学案
第7课时实验:高倍显微镜的使用和观察叶绿体
实验原理
高等植物的叶绿体存在于细胞质中,叶绿体呈色、形,高倍显微镜下清晰可见。
实验目的
1、初步掌握高倍显微镜的使用方法。2、观察叶绿体形态和分布。
实验程序

观察细胞质的流动
实验原理
活细胞中的细胞质处于不断流动的状态,用的运动作为标记可观察细胞质的流动。
实验目的
1、掌握高倍显微镜的使用方法。
2、通过显微镜的实际观察的实际观察,理解细胞质流动是一种生命现象。
实验程序
光照、室温条件下水中培养黑藻
取一片幼嫩的小叶
临时装片:清水+小叶+盖玻片
低倍观察叶片细胞
高倍观察叶绿体的流动及流动方向
注意事项:
1、细胞质的流动受细胞的代谢状况和外界环境因素的影响,增进细胞代谢作用的因素,如适宜的光照、温度、PH值、生长素等,都可以促进细胞质的流动。反之,不利的环境变化和某些化学药品,如麻醉剂等,则可抑制细胞质的流动。
2、在做此实验时,如果发现细胞质不流动,或者流动很慢,应立即采取措施,加速其细胞质的流动。其方法有三种:一是进行光照,即在阳光或灯光下放置15~20分钟;二是提高盛放黑藻的水温,可加入热水将水温调至25℃左右;三是切伤一小部分叶片。

自我评价
1、普通光学显微镜是生物学实验中最常用的仪器之一,试回答下列关于显微镜使用中的有关问题:
(1)一细胞或物体被显微镜放大50倍,这时“被放大50倍”是指该细胞或生物体的()
A、体积B、表面积C、像的面积D、长度或宽度
(2)当显微镜的目镜为10×,物镜为10×时,视野范围内看到一行相连的8个细胞,若目镜不变,物镜换成40×时,则在视野中可看到这行细胞中的--------------------()
A、2个B、4个C、16个D、32个
(3)用4台显微镜观察黑藻细胞。在相同环境中,若视野的明暗程度相仿,反光镜的选用一致,则:显微镜的光圈最大的一台是();目镜和物镜均最短的一台是();观察到的细胞数目最多的一台是-------------------------------------------------------------()
A、目镜15×和物镜45×B、目镜15×和物镜10×
C、目镜5×和物镜10×D、目镜5×和物镜45×
2、选择藓类作为观察叶绿体材料的原因与下列哪项无关---------------------------------()
A、制片简单B、叶绿体清楚C、叶子薄而小D、细胞质流动速度快
3、用高倍镜观察比用低倍镜观察到的细胞数目、大小和视野的明暗情况依次为---()
A、多、大、亮B、少、小、暗C、多、小、暗D、少、大、暗
4、观察细胞质流动时,观察的最佳部位是---------------------------------------------------()
A、叶的边缘细胞B、靠近叶脉部位的细胞C、叶片表皮细胞D、保卫细胞
5、把叶绿体作为细胞质流动的标志是因为--------------------------------------------------()
A、叶绿体在不同强度光照射下会以不同面向着光源
B、如果没有标志物,细胞质的流动难以观察
C、只有叶绿体等颗粒可以移动,细胞质基质不流动
D、细胞基质是流动的,细胞器是不运动的
6、张小攀同学在观察变形虫临时装片时,发现视野中有一较大的变形虫,但在图象上有一小片污物,影响对变形虫的观察。
(1)在不调换目镜和物镜的情况下,她应如何判断污物在何处?写出操操作步骤。

(2)如果确认污物在装片内部,在既不允许重新制作装片又不能揭开盖玻片的情况下,如何清除污物或使污物与变形虫分开?

自我评价答案:
1、(1)D(2)A(3)A、B、C2、D3、D4、B5、B
6、(1)先轻轻移动装片,观察污物是否随着移动,如果随着移动,则污物在装片表面或内部;如果移动装片,污物不动,一般在镜头上,可先转动目镜,看污物是否转动,如果污物随着转动,说明污物在目镜上,否则可能在物镜上。
(2)用吸水纸在一侧吸引内部液体,使污物与变形虫分开。