一、一周课程概述

　　1 、光合作用的发现过程；

　　2 、叶绿体中色素的种类、颜色及其作用；

　　3 、色素的提取方法及其在滤纸上的分布；

　　4 、光合作用的概念、实质、反应式及其意义；

　　5 、光合作用的过程以及光反应与暗反应的区别和联系；

　　6 、植物栽培与光能的合理利用。

二、学习重难点

（一）学习重点：

　　1 、光合作用的发现过程；

　　2 、叶绿体中色素种类及作用；

　　3 、光合作用的概念和实质；

　　4 、光合作用的过程。

（二）学习难点：

　　1 、光合作用发现过程的实验推理；

　　2 、光合作用过程中光反应与暗反应的区别和联系。

三、重难点精讲

（一）光合作用的概念

　　光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。写成反应式为：

　　

（二）光合作用的发现

1 、 1771 年，英国科学家普里斯特利（ J·Priestley, 1733 － 1804 ）的实验。

　　他是将一个点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内 , 蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内 , 小鼠也不容易死亡。

2 、 1864 年，德国科学家萨克斯（ J · Von Sachs ）的实验：

　　他把绿色植物放在暗处几小时 ，目的是让叶片中的营养物质消耗掉，然后把这个叶片一半曝光，另一半遮光。过一段时间后，用碘蒸汽处理叶片，发现遮光的那一半没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。 这个实验成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。

3 、 1880 年，德国科学家恩吉尔曼（ C · Englemann ）用水绵进行的光合作用实验。

　　他把载有水绵和好氧性细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境里，然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现，好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近；如果让该临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围。

　　恩吉尔曼的实验证明：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。

4 、20 世纪 30 年代，美国科学家鲁宾（ S · Ruben ）和卡门（ M · Kamen ）的实验。

（三）叶绿体中的色素

1 、实验

　　叶绿体中色素的提取和分离

　　（1）实验过程

　　（2）实验现象及解释

　　①叶绿素的丙酮提取液或酒清提取液，在透射光下呈翠绿色，在反射光下呈红色或红棕色。

　　观察方法如下图：

　　②如果有条件，用三棱镜观察叶绿体中色素的吸收光谱。观察方法如下图所示：

　　通过叶绿素的丙酮提取液的光线，经三棱镜分色后，在红光和蓝紫光区域的光线变暗，说明这部分光线被叶绿素吸收掉。

③实验结果：

　　滤纸条上的滤液细线经层析后，形成四条色素带，在滤纸条上的相对位置如下图所示：

（3）实验注意事项

　　①实验材料应选颜色深的植物叶片 , 如菠菜叶、棉花叶等。叶片颜色深，色素含量高，实验效果也好。如选用大白菜的叶片作实验材料，几乎得不到实验结果。

　　②在研磨时要加少许二氧化硅，目的是为了研磨得充分，有利于色素的提取；加少许碳酸钙的目的是为了防止研磨过程中，叶绿体中的色素遭到破坏。

　　③制备滤纸条时，一定要将滤纸条的一端剪去两角，目的是使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。

　　④画滤液细线时，一定要细并且要直，这样可以防止色素带之间的重叠。画线时一般要重复多次，使滤液细线上的色素多一些，分离后的色素带更加清晰。但一次画完后，必须待其干后再画第二次，以确保滤液细线较细。

　　⑤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，这是因为色素易溶解于层析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。

2 、叶绿体中色素的种类及其吸收光谱

　　

[思考Ⅰ]叶绿体中的色素分布在叶绿体中的什么结构上？

[思考Ⅱ]叶绿体的颜色是绿色的，类胡萝卜的颜色是黄色的，可叶片的颜色是绿色的，为什么？为什么同一植物不同部位的叶片和不同植物的叶片看上去颜色不完全一致？

[思考Ⅲ]绿色植物放在暗处，一段时间后，叶片为什么发黄？为什么落叶植物到了秋天也要发黄？

[思考Ⅳ]叶绿体中色素的功能是什么？

（四）光合作用的过程

1 、光合作用的反应方程式：

　　

[思考]根据化学反应的基本原理，在常温常压下能否实现上述光合作用的反应过程？

2 、光合作用的过程

　　光合作用的大致过程可以分为两个阶段：光反应和暗反应

　　（1）光反应

　　在光合作用的光反应阶段完成两个过程：

　　　　（此过程称为水的光解）

　　　　（此过程为光合磷酸化过程）

　　　　光反应阶段实现将光能转变成活跃的化学能。光反应进行的场所是类囊体膜。

　　（2）暗反应

　　光合作用的暗反应阶段大体分为两个过程：

　　　　①CO2的固定：

　　　　

　　暗反应阶段实现将活跃的化学能转变成稳定的化学能贮存在有机物中。暗反应进行的场所是叶绿体基质。

　　（3）对光合作用过程的总结

　　光合作用的光反应和暗反应之间的联系如下图：

（4）光反应与暗反应的区别和联系：

[思考]将一棵在暗处放置了很久的植物，突然从暗处移到光下，其叶绿体中 C5 和 C3 的含量变化如何？如果将在强光下放置了很久的一棵植物，突然从光下移到暗处， C5 和 C3 的含量又将发生怎样的变化？

（五）光合作用的意义

　　1 、光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。

　　2 、环境保护

　　3 、对生物的进化具有重要作用

（六）植物栽培与光能的合理利用

　　在植物的栽培过程中，合理利用光能主要包括延长光合作用时间和增加光合作用的面积两个方面：

　　1 、延长光合作用的时间

　　延长全年内单位面积土地上绿色植物进行光合作用的时间，是合理利用光能的一项重要措施。

　　2 、增加光合作用的面积

　　合理密植

　　是增加光合作用面积的一项重要措施。合理密植是指在单位面积的土地上，根据土壤肥沃程度等情况种植适当密度的植物。

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