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第二節 光合作用
學習目標：
1.運用實驗法探究“綠葉在光下制造有機物”；
2.理解光合作用吸收二氧化碳釋并放氧氣：
5.歸納光合作用的反應式。
3.闡明光合作用的概念；
4.掌握光合作用的條件、場所及產物；
通過上節內容的學習，植物在生命活動中吸收的水大部分會通過蒸騰作用散失。那么,在海爾蒙特的柳樹生長實驗中，柳樹質量增加了70多千克，增加的主要是什么物質呢
想一想·議一議：海爾蒙特實驗中柳樹質量增加的主要是什么物質呢？
沐浴著陽光，植物能夠利用簡單的無機物合成復雜的有機物，不僅滿足自身生命活動的需要，還養活了地球上幾乎所有的生物。創造這一奇跡的奧秘，就隱藏在那漫山遍野、郁郁蔥蔥的綠葉之中。
光合作用
一.綠葉在光下制造有機物
實驗·探究：探究綠葉在光下制造有機物
①檢驗綠葉在光下制造的有機物是淀粉嗎？
②探究光是綠葉制造有機物不可缺少的條件嗎
實驗目的：
材料用具：盆栽的天竺葵、酒精、碘液、清水、黑紙片、
曲別針、小燒杯、培養皿、水浴鍋、鑷子等。
淀粉遇碘變藍
變量：設置對照；有光、無光
方法步驟：
①暗處理：
目的：
將盆栽的天竺葵在黑暗處放置一晝夜。
用黑紙片把葉片的一部分從上下兩面遮蓋起來
②設置對照：
作對照實驗(有光和無光形成對照)，
將葉片中原有的淀粉運走或耗盡
目的：
有光
無光
測定是否在有光照的部位和無光照的部位都能制造淀粉。
幾小時后，摘下葉片，去掉遮光的黑紙片。
④摘葉：
⑤酒精脫色：
將葉片放在盛有酒精的小燒杯中，再將小燒杯置于水浴鍋中加熱，使葉片含有的葉綠素溶解在酒精中，葉片變成黃白色。
⑤葉片放入酒精中
隔水加熱脫色處理
問題1.為什么用酒精脫色不用水？
問題2.為什么隔水加熱（水浴加熱）不直接加熱？
葉綠素易溶于酒精不易溶于水
酒精直接加熱易燃有危險
將盆栽植物移到陽光下照射。
③照光：
⑥清水漂洗：
⑧清水沖洗：
洗去多余的酒精
酒精脫色前
酒精脫色后
⑦染色：
滴加碘液
沖掉碘液，觀察顏色變化
黃白色
淀粉遇碘液可變成藍色，故用碘液來鑒定葉片中是否能生成淀粉。
目的
見光部分
遮光部分
實驗現象：
見光部分變藍。遮光部分不變藍
實驗結論：
在上面的實驗中，葉片的見光部分遇到碘液變成了藍色。遇碘變藍是淀粉的特性，這說明葉片的見光部分產生了淀粉，進而說明，淀粉是光合作用的產物。
在實驗中，葉片的見光部分產生了淀粉，被黑紙片遮蓋的部分沒有產生淀粉，這說明，光是植物制造淀粉(有機物)不可缺少的條件。
淀粉是光合作用的產物
光是植物制造淀粉(有機物)不可缺少的條件
總結：與光合作用相關實驗
一、步驟
①暗處理：將葉片中原有淀粉轉運和消耗完
②設置對照實驗
③照光：放在光下照射（進行光合作用）
④摘葉：
⑤酒精脫色：酒精隔水加熱
（酒精——葉綠素溶解在酒精中；隔水加熱——酒精直接加熱易燃有危險）
⑥清水漂洗：（防止殘留的酒精影響染色）
⑦滴加碘液（淀粉遇碘變藍）
⑧清水沖洗，觀察結果，（變藍——產生淀粉，不變藍——沒有產生淀粉）
二、變量 ：對照實驗的不同點
進行光合作用
沒有進行光合作用
植物進行光合作用的主要部位是葉片，這是因為葉片的細胞中含有葉綠體，葉綠體中含有的葉綠素等色素能捕獲太陽光。植物利用光能，在葉綠體中合成淀粉等有機物，并把光能轉變為化學能，儲存在有機物中。
葉綠體既是生產有機物的“車間”，也是將光能轉變為化學能的“能量轉換器”。
葉綠體
葉綠素
太陽光
捕獲
化學能
（儲存在有機物中）
葉片
（光合作用的場所）
（光合作用的器官）
光能
轉變
二.光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣
十七世紀后葉，由于顯微鏡的發明，人們發現植物葉片上的氣孔，因而認為，正是這些氣孔，植物與外界進行了氣體交換，后來科學研究證實，綠色植物通過光合作用制造有機物時，從外界吸收了二氧化碳并釋放出氧氣。
普里斯特利
實驗
現象
蠟燭熄滅
小鼠死亡
蠟燭燃燒
小鼠存活
植物能夠更新由于蠟燭燃燒或動物呼吸而變得污濁的空氣。
結論
此實驗成功的條件是什么？
必須有植物和光
后來的科學實驗證明，蠟燭燃燒或動物呼吸都會消耗氧氣，釋放出二氧化碳。而植物的光合作用能夠釋放氧氣，消耗二氧化碳。除水以外，二氧化碳也是綠色植物光合作用的原料。
探究：二氧化碳是光合作用必需的原料嗎？
1.提出問題：
2.作出假設：
3.制定計劃：
4.實施計劃：
5.得出結論：
6.表達和交流
二氧化碳是光合作用的必需原料。
二氧化碳是光合作用的必需原料嗎？
討論：
①應選擇什么作為該實驗的變量？
②除這個變量外，其他條件應怎樣？
③如何設計對照實驗？
二氧化碳
相同
一組有二氧化碳，一組無二氧化碳
提示：氫氧化鈉溶液有吸收空氣中二氧化碳的作用。可使用少許25%氫氧化鈉溶液，使空氣中的二化碳被吸收。
注意：氫氧化鈉溶液有腐蝕性，應避免直接接觸。
如何：一組有二氧化碳，一組無二氧化碳
密閉環境
實驗步驟：
2.設計對照實驗（變量）
1.暗處理
探究：二氧化碳是光合作用必需的原料嗎？
實驗步驟：
2.設計對照實驗（變量）
3.照光
4.酒精脫色
5.清水漂洗(黃白色)
6.染色：滴加碘液
1.暗處理
酒精脫色
清水
氫氧化鈉溶液
清水漂洗
清水組
氫氧化鈉溶液組
碘液染色
探究：二氧化碳是光合作用必需的原料嗎？
氫氧化鈉溶液組中的葉片不變藍，在清水組中的葉片變藍。
實驗現象：
得出結論：
二氧化碳是光合作用的必需原料。
清水組
氫氧化鈉溶液組
實驗步驟：
2.設計對照實驗（變量）
3.照光
4.酒精脫色
5.清水漂洗(黃白色)
6.染色：滴加碘液
1.暗處理
探究：二氧化碳是光合作用必需的原料嗎？
探究：葉綠體是光合作用的場所嗎？
1.暗處理
2.設置對照實驗
3.照光
4.摘葉
5.酒精脫色
6.清水漂洗
7.染色：滴加碘液
8.清水沖洗
觀察結果
無葉綠體
有葉綠體
設置對照實驗（有葉綠體，無葉綠體）
現象：
不變藍
變藍
結論：
葉綠體是光合作用的場所
1.暗處理
2.設置對照實驗
3.照光
4.摘葉
5.酒精脫色
6.清水漂洗
7.染色：滴加碘液
8.清水沖洗
觀察結果
光是光合作用的條件
二氧化碳是光合作用的原料
水是光合作用的原料
葉綠體是光合作用的場所
有機物（淀粉）是光合作用的產物
總結
觀察·思考：金魚藻在光下釋放氧氣
氧氣助燃
現象：
快熄滅的衛生香（或竹簽）遇到金魚藻在光下釋放的氣體，立刻燃燒起來。
討論：
①實驗結果說明什么？
②如果將這個實驗裝置放在黑暗處再做一遍，會出現相同的實驗現象嗎？
說明：金魚藻在光下釋放氧氣
結論
不會
金魚藻只有在光下才能才能產生氧氣
試一試
設計實驗證明：氧氣是在葉綠體中產生的。
三.光合作用的實質
二氧化碳
水
＋
有機物
氧氣
＋
光能
葉綠體
（儲存著能量）
光合作用的過程，可用式子表示：
原料
產物
條件
場所
實質：
合成有機物，儲存能量
能量轉化：
物質轉化：
將二氧化碳和水轉化為有機物和氧。
將光能轉化為化學能。
※
四.有機物的運輸及作用
綠色植物葉片通過光合作用制造的有機物如何運輸到植物體的其他部位？
運輸結構—
所在部位—
運輸方向—
篩管
自上向下
篩管由許多長筒形的活細胞上下連接而成，相鄰兩細胞間的細胞壁上有許多小孔。
韌皮部（樹皮）
葉脈篩管
葉柄、莖中的篩管
葉片
光合作用制造有機物
植物體各處
運輸
運輸
作用
細胞的生命活動提供能量（呼吸作用）
參與構建植物細胞，進而構成各種組織、器官和整個植物體。
五.光合作用的原理在農業生產上的應用
在農業生產上，為提高作物產量，需要采取多種措施保證作物有效地進行光合作用。
促進光合作用
二氧化碳
水
＋
有機物
氧氣
＋
光能
葉綠體
（儲存著能量）
增加原料
增加光照或更多地利用光照
提高有機物的量
立體種植：
增大光合作用的總面積
過稀
過密
合理密植
原理：充分利用光照，提高產量
因葉片互相遮擋，影響自身的光合作用
沒有充分利用單位面積上的光照而造成浪費
所以，過密或過稀都會影響作物的產量
合理密植：
間作套種：
南方水稻一年種2-3輪
利用作物生長“時間差”和“空間差”
復種
間作套種
適當提高二氧化碳濃度：
噴施二氧化碳、點蜂窩煤、施農家肥等
細菌、真菌
有機物 水＋無機鹽＋二氧化碳
分解作用
適當延長光照時間
適當增加光照強度
總結
提高作物產量
促進光合作用
措施
二氧化碳：
光：
適當增加光照強度
適當延長光照時間
適當提高二氧化碳濃度
間種套作
合理密植
一、概念檢測
1.請用恰當的形式總結光合作用的場所、原料、產物和條件。
原料——
條件——
場所——
產物——
練習與應用
二氧化碳、水
光能
葉綠體
有機物（儲存著能量）、氧氣
2.將一株質量約0.2千克的柳樹苗栽種在肥沃的土壤中，兩年后連根挖出，脫水后稱重達11千克。這株柳樹增加的質量主要來源于 （ ）
A.空氣中的氧氣
B.土壤中的無機鹽
C.土壤中的無機鹽和水
D.空氣中的二氧化碳和土壤中的水
D
1.右圖是某溫室大棚中提高二氧化碳濃度的一種儀器，大棚中安裝這種儀器的目的是什么？原理又是什么？
二、拓展應用
目的：
原理：
提高農作物的產量。
二氧化碳是光合作用的原料，所以，向溫室大棚中添加二氧化碳，就可以提高光合作用的效率，從而提高農作物產量
2.將金魚藻放在盛有質量分數為0.2%的碳酸氫鈉溶液（可提供二氧化碳）的試管中，控制水溫為25℃。將試管放在離白熾燈不同距離處，觀察試管中每分鐘產生的氣泡個數。每個條件做三次重復實驗，取平均值，數據如下表所示。
試管與燈的距離/厘米 每分鐘產生的氣泡個數
10 161
20 122
30 113
40 101
請回答以下問題：
（1）金魚藻和光源的距離遠近與產生的氣泡數之間有什么關系？從中可以得出什么結論？
（2）如果將這支試管放在黑暗處，實驗結果會是怎樣的？
（2）光是光合作用的條件，如果將這支試管放在黑暗處，金魚藻不能進行光合作用，將不會產生氣泡（氧氣）。
（1）金魚藻和光源的距離遠近與產生的氣泡數之間的關系是金魚藻離光源越近，產生的氣泡數越多。
由此可以得出的結論是：在一定范圍內，光照越強，光合作用越強。
3.光是植物進行光合作用必不可少的條件。光對植物的生活還有什么影響？你可以就“葉綠素的形成是否與光有關”這個問題進行探究。請寫出你的實驗方法、實驗步驟及預期結果。
提出問題：
葉綠素的形成是否與光有關？
葉綠素的形成與光有關。
作出假設：
制定計劃：實施計劃：
1.隨機選取生理狀況相同的100株黃豆芽。
2.將豆芽隨機分成數量相同的兩組，分別為A組、B組。
3.將A組放在有光條件下培養，B組放在無光條件下培養，其余條件完全相同且適宜。
4.一段時時間后觀察兩組豆芽的變化。
得出結論:
分析現象：
有光條件下的豆芽呈現綠色，無光條件下的豆芽為乳黃色，
葉綠素的形成與光有關。
有光 無光

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