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浙教版八年级科学下册
第三章生命与空气
3.6光合作用
食物、能源和氧是人类生活的三大要素，它们都可以由植物的光合作用（photosynthesis）提供，因此，人们称光合作用是“地球上最重要的化学反应”。光合作用是怎样进行的呢？
一、光合作用的原理
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着能量的有机物，并释放氧气的过程，如图3-76所示。它可用下列反应式来表示：
一、光合作用的原理
光合作用的过程:
光合作用主要发生在叶肉细胞的叶绿体中，它产生的葡萄糖经转化后形成了淀粉。光合作用所需要的二氧化碳大部分是从空气中吸收的，水则主要是从土壤中吸收，然后运输到叶片。叶绿体内含有的叶绿素等色素，能吸收阳光
一、光合作用的原理
光合作用两方面的转化:
(1)物质转化：把简单的无机物(水、二氧化碳)转化为复杂的有机物(如葡萄糖等),并放出氧气
(2)能量转化：把太阳能(光能)转化为化学能(储存在有机物中)
一、光合作用的原理
光合作用的意义:
绿色植物通过光合作用制造的有机物不仅满足了自身生长、发育、繁殖的需要，还为其他生物提供了基本的食物来源。光合作用是生物界食物的来源、氧气的来源、能量的来源，是地球上几乎所有生物生存、繁荣和发展的根本保障
下列关于绿色植物光合作用的意义的说法,错误的是()
A.为动物和人类提供食物
B.为自身提供有机物
C.为自身提供无机盐
D.为动物和人类提供能量
解析:光合作用不能为绿色植物自身提供无机盐,无机盐是植物通
过根从土壤中吸收的。故选C。
答案:C
二、光合作用的条件和产物
怎样才能知道植物进行了光合作用呢？我们可用怎样的实验来证明光合作用需要阳光和叶绿体呢？
光合作用所产生的淀粉储存在叶中。想知道植物是否进行了光合作用，我们可以取叶片进行淀粉测试。如果检测到淀粉的存在，就说明植物进行了光合作用。
1．把盆栽的银边天竺葵放在黑暗的地方一昼夜。第2天，用2张大小相等的铝箔在叶片绿色部分的相同位置从上下两面盖严，并用大头针固定，然后放到阳光下照射，如图3-77所示。
2．4小时后,去掉铝箔,将叶片摘下。
3．把叶片放到盛有酒精的小烧杯中，水浴加热，仔细观察叶片和酒精的颜色变化。
4．到叶片褪成黄白色时，取出叶片并用清水洗净后，滴上碘液。几分钟后，用清水冲掉叶片上的碘液，观察叶片的颜色是否发生变化。
5．分析：银边天竺葵是天竺葵的变种，叶片边缘呈白色，不含叶绿素。
注意：酒精是易燃物，切勿直接在酒精灯上加热。
碘能使淀粉变成蓝色。碘液可以用来鉴定淀粉的存在。
（1）叶片部分用铝箔盖严，其余部分未盖铝箔，此处的变量是____________________。叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色，而覆盖铝箔处未变蓝色，这说明叶片的见光部分产生了_________________。这也说明光合作用需要________________。
（2）活动中使用了银边天竺葵，此处想要控制的变量是______________。
叶片的绿色部位变蓝，而白色部分没有变蓝，这说明光合作用需要________________________________。
步骤 具体操作 目的
实验前把盆栽的银边天竺葵放在黑暗处一昼夜 暗处理的时间要充足，保证叶片内原有淀粉全部转运或耗尽 让叶中原有的淀粉全部转运或耗尽，以免残余的淀粉干
扰实验结果
用两张大小相等的铝箔把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，然后移到阳光下照射 遮光时，叶片同一部位的上下两面必须同时遮盖 设置对照，实验变量为光叶片被遮盖的部分和没被遮盖的部分构成一组对照实验
几个小时后，摘下叶片，去掉遮光的铝箔 便于后续步骤操作
把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，水浴加热 酒精脱色时只能水浴加热，直接加热容易引燃酒精，发生危险 使叶片含有的叶绿溶解到酒精中，叶片变成黄白色，排除叶绿素的干扰
步骤 具体操作 目的
用清水漂洗叶片 把叶片上的酒精、叶绿素等漂洗掉，以免干扰实验
把叶片放到培养皿中，向叶片(遮光的部分和未遮光的部分)滴加碘液 淀粉遇碘液变蓝色，以此检测叶片中是否有淀粉生成
几分种后，用清水冲掉碘液，观察叶色发生了什么变化 避免碘液颜色的影响 洗掉叶片上的碘液，便于观察
分析:
(1)叶片部分用铝箔盖严,其余部分未盖铝箔,此处的变量是光照。叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色,而覆盖铝箔处未变蓝色，这说明叶片的见光部分产生了淀粉。这也说明光合作用需要光。
(2)活动中使用了银边天竺葵,此处想要控制的变量是叶绿体。叶片的绿色部位变蓝,而白色部分没有变蓝,这说明光合作用需要叶绿体。
结论:
①叶片绿色部分的见光部分产生了淀粉,说明光合作用需要光。
②光合作用的产物中有淀粉存在。
③叶片的绿色部分产生了淀粉,银边部分未产生淀粉,说明光合作用需要叶绿体。
在绿色植物中，只有叶片才能进行光合作用吗？
光合作用的场所是叶绿体。在绿色植物中,叶片的叶肉细胞中含有大量叶绿体,可以进行光合作用,因此叶是光合作用的主要器官。但并不是只有叶片才能进行光合作用,只要含有叶绿体的细胞都可以进行光合作用,如幼嫩的茎等。
关于用天竺葵“探究绿叶在光下制造有机物”的实验,有关说法正确的是
( )
A.遮光处理之前要将天竺葵暗处理一昼夜
B.实验中的变量是光,实验需要在低温下进行
C.实验结果应该是叶片遮光部分变蓝色
D.本实验能证明光合作用的产物是淀粉和氧气
选项 分析 结论
A 遮光处理前要将天竺葵暗处理一昼夜，目的是耗尽叶片中原来储存的淀粉，这样实验中用碘液检验到的淀粉只可能是叶片在实验过程中制造的 √
B 实验中的变量是光，实验需要在常温下进行 ×
C 叶片见光部分能进行光合作用制造淀粉，因此滴加碘液后变蓝色；遮光部分缺乏光，没有进行光合作用，没有制造淀粉，因此滴加碘液后不变蓝色 ×
D 本实验能证明光合作用产生淀粉、光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件，不能证明光合作用的产物中是否有氧气 ×
1．在一只烧杯中放入清水，将金鱼藻（或其他水生绿色植物）放于水中，将漏斗盖在金鱼藻上。
2．在漏斗上面罩上盛满清水的试管，如图3-78所示。
3．将整个装置放在阳光下。注意观察金鱼藻有无气泡产生。这些气泡中的气体会收集在试管中。当试管中充满气体时，用大拇指在水中盖住试管口，将试管取出。
4．将点燃的卫生香放入试管，观察卫生香燃烧的情况。
光合作用制造有机物的同时，还产生了氧气。如何用实验证明光合作用能够产生氧气呢？
人们在饲养金鱼时,常常在鱼缸中放一些新鲜的水草,结合你学习的科学知识,思考水草的主要作用是( )
A.为金鱼提供饵料和栖息场所
B.使鱼缸显得美观而有生机
C.为金鱼提供呼吸所需的氧气
D.清除鱼缸内的病菌和废物
解析:水草中含有叶绿体,在光照下可以进行光合作用,产生氧气,将其放在鱼缸里能增加鱼缸中氧气的含量,为金鱼提供充足的氧气。因此在鱼缸中放一些新鲜的水草,主要目的是增加水中氧气的含量,供金鱼呼吸。
答案:C
三、光合作用的原料
光合作用需要二氧化碳和水作为原料才能制造出有机物和氧气。我们可以采用什么方法来证明光合作用需要二氧化碳呢？
植物光合作用需要二氧化碳吗
本探究活动的任务是:设计并进行实验，证明植物的光合作用需要二氧化碳。
1. 设计实验:
(1)此项探究中，设计改变的因素是___________，最后观察植物有无淀粉生成。
（2）此 项 探 究 需 要 对 照 实 验 吗？ 怎 样 来 设 置对照组？
（3）如 何 防 止 植 物 吸 入 空 气 中 的 二 氧 化 碳？__________________________。
（4）怎 样 的 实 验 现 象 可 证 明 植 物 的 光 合 作 用需要二氧化碳？ _______________________。
植物光合作用需要二氧化碳吗
2．进行实验：
（1）选择一株生长健康的天竺葵，放在黑暗的地方一昼夜。
（2）在植物上选定两片叶子，按确定的方案控制变量，如图 3-79 所示，然后放到阳光下照射 4 小时。
（3）用第 109 页的活动中所用的方式检验是否有淀粉生成。
（4）记录观察到的实验现象。
3．结果分析：
你观察到的实验现象是：____________________________。
分析产生这种现象的原因：____________________________。
你的结论是：________________________________________。
4．表达与交流：
和同学交流你的实验结论。如果你的实验无法证明植物光合作用需要二氧化碳，请仔细分析原因，并和同学讨论你将采取的措施。
探究光合作用的原料之一是二氧化碳
设计实验:
(1)此项探究中,设计改变的因素是二氧化碳,最后观察植物有无淀粉产生。
(2)为了证明植物进行光合作用需要二氧化碳,就要以二氧化碳为变量设计对照实验。可以选取两个透明的塑料袋,一个装入少量氢氧化钠溶液,另一个装入等量清水,然后按照教材第111页图3-79 所示,分别套在叶片上。
(3)为了防止植物吸入空气中的二氧化碳,应将塑料袋口扎紧,用胶带密封,内有氢氧化钠溶液,可以吸收塑料袋内的二氧化碳,这样植物就不会吸入空气中的二氧化碳了。
(4)为了证明植物进行光合作用需要二氧化碳,可将两组叶片进行淀粉检测实验,若装清水的塑料袋内的叶片能变蓝色,而装氢氧化钠溶液的塑料袋内的叶片不变蓝色,则说明光合作用需要二氧化碳。
实验过程:
步骤 具体操作 目的
实验前把盆栽的天竺葵放在黑暗处一昼夜 暗处理的时间要充足，保证叶片内原有淀粉全部转运或耗尽 让叶中原有的淀粉全部转运或耗尽,以免残余的淀粉干扰实验结果
确定已经暗处理过的天竺葵的叶片两片,分别套上一个耐腐蚀的透明塑料袋,分别装入5克水和5克氢氧化钠溶液,然后密封处理 设置两个塑料袋,装入不同的等量液体，形成对比,氢氧化钠溶液会吸收塑料袋里的二氧化碳气体，水基本不影响
实验过程:
步骤 具体操作 目的
把天竺葵放置到阳光下照射4个小时 光合作用制造有机物
操作与目的同知识点2中“酒精脱色” 实验过程:
步骤 具体操作 目的
滴加碘液,之后放入清水中进行清洗。发现装入清水的塑料袋中的叶片变成蓝色，而放入氢氧化钠溶液中的叶片没有变蓝色 目的同知识点2中“滴碘液”“冲洗、观察”
实验结论:
(1)光合作用需要二氧化碳作为原料。
(2)光合作用需要的二氧化碳是从叶片被吸入到植物体内的。
2.光合作用的原料
实验证明,植物进行光合作用需要二氧化碳,二氧化碳是光合作用的原料,科学研究还证明,水也是植物进行光合作用的原料。
植物生长的养料是哪里来的？
植物是如何长大的？亚里士多德曾经猜想，植物是从土壤中吸收养料长大的。这个猜想符合一般人的经验，因为在肥沃的土壤中植物长得快些。这个猜想正确吗？
17 世纪中期，比利时科学家海尔蒙特（Jan Baptista van Helmont，1579~1644）曾做过一个著名的实验，如图 3-80 所示。他把 2.3 千克的柳枝栽培在装有 90.8 千克土壤的木桶里，并只用雨水浇灌。5 年后，他发现柳树增加了 76.7 千克，而泥土烘干后的质量为 90.7 千克，比原来仅减少了 0.1 千克。于是，他得出结论说，水分是植物生长的主要养料。这个看起来很有说服力的实验有一个重要的遗漏，那就是忽略了植物也可能从空气中得到物质
(实验验证光合作用的原料)将桑树枝条上一健壮的叶片主叶脉切断,经暗处理后在阳光下照射几小时,剪下叶片,经脱色去叶绿素后,用碘液处理检验,切口的上半部分叶片呈棕色(碘液颜色),切口的下半部分叶片呈蓝色,这说明植物光合作用需要( )
A.水
B.二氧化碳
C.光
D.叶绿素
解析:叶脉中的导管能运输水分和无机盐,叶片主叶脉切断后,切口的上半部分叶片没有检验到淀粉,说明没有进行光合作用,而切口的下半部分叶片检验到淀粉,说明进行了光合作用,这两者之所以有差别是因为上半部分没有水,而下半部分有水,说明植物光合作用需要水。
答案:A
四、光合作用和呼吸作用的相互关系
植物既有呼吸作用，又有光合作用，两者之间有什么区别和联系呢？
1．图 3-81 中已经画出了二氧化碳产生和消耗的途径，请画出氧气产生和消耗的途径。
四、光合作用和呼吸作用的相互关系
植物既有呼吸作用，又有光合作用，两者之间有什么区别和联系呢？
2．光合作用和呼吸作用之间有非常多的区别，请填写下表。
光合作用 呼吸作用
反应式
场所 叶绿体 活细胞
条件限制 光照 有光、无光均可以
气体交换 吸收二氧化碳，放出氧气 吸收氧气，放出二氧化碳
物质转化 制造有机物 分解有机物
能量转化 太阳能转化成化学能储存在有机 物中 将储存在有机物内的能量释放、转化和利用
联系 呼吸作用放出的能量是光合作用储存在有机物中的，而光合作用吸收原料、运输产物所需要的能量是呼吸作用释放出来的；呼吸作用消耗的有机物是光合作用的产物，而光合作用需 要的二氧化碳又是呼吸作用释放的。因此，光合作用和呼吸作用是相互依存的 下列关于光合作用和呼吸作用的说法,正确的是( )
A.水和氧气都是光合作用的原料
B.绿叶在光下只进行光合作用,不进行呼吸作用
C.光合作用制造有机物,呼吸作用分解有机物
D.环境温度的高低对种子的呼吸作用无影响
选项 分析 结论
A 水和二氧化碳是光合作用的原料 ×
B 绿叶在光下进行光合作用的同时也进行呼吸作用 ×
C 绿色植物通过光合作用把二氧化碳和水转变成储存着能量的 有机物并释放氧气；同时也通过呼吸作用把有机物氧化分解 为二氧化碳和水，并释放能量供生命活动利用 √
D 环境温度的高低对种子的呼吸作用有影响 ×
课堂小结
某同学设计并完成了如图所示的四个实验。下列叙述正确的是（　　）
A．甲实验前暗处理的目的是将叶片内的淀粉运走耗尽
B．乙实验收集的气体是二氧化碳
C．丙实验的现象是澄清的石灰水不变浑浊
D．丁实验说明萌发种子的呼吸作用产生氧气
课堂小练习
【解答】解：A、选作实验的植物实验前已经进行了光合作用，里面储存了丰富的有机物（淀粉）。如不除去会对实验结果造成影响。所以，”实验前，甲装置都要放在黑暗处一昼夜，目的是阻止植物进行光合作用，同时利用呼吸作用将叶片内原有的淀粉运走耗尽，A正确。B、取一些金鱼藻，放在盛有清水的大烧杯中。在金鱼藻上面倒罩一短颈玻璃漏斗，漏斗颈上套上灌满清水的玻璃管。将上述装置移至阳光下照射，并观察现象。待气体充满试管的1/2时，取出玻璃管，迅速将快要熄灭的细木条插进管内，观察现象。管内的气体能使快要熄灭的细木条猛烈的燃烧起来。原因是氧气能助燃，能使快要熄灭的细木条重新燃烧，表明产生的气体是氧气，B错误。C、萌发的种子呼吸作用十分旺盛，通过呼吸作用产生大量二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，所以丙装置观察到的现象是澄清的石灰水变浑浊，C错误。D、萌发的种子进行呼吸作用，消耗瓶中的氧气，所以燃烧的蜡烛熄灭，D错误。故选：A。
在检验“绿色植物光合作用产物”的实验中，小科利用如图装置进行脱色处理。该装置中大烧杯和小烧杯中盛放的液体a、b分别是（　　）
A．水 酒精 B．酒精 酒精 C．水 水 D．酒精 水
课堂小练习
【解答】解：把叶片放入盛有酒精的小烧杯中隔水加热进行脱色，因此该装置中大烧杯和小烧杯中盛放的液体a、b分别是清水和酒精。故A正确，BCD错误。
故选：A。
在验证“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，要对图甲的叶片进行脱色处理，处理方法如图乙所示，图乙中大烧杯内盛放液体A，小烧杯内盛放液体B，下列说法正确的是（　　）
A．液体A、B都是清水
B．液体A、B都是酒精
C．液体A是清水、液体B是酒精
D．液体A是酒精、液体B是清水
课堂小练习
解：脱色时把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热。目的是用酒精溶解叶片中的叶绿素，叶片变成黄白色。便于观察到淀粉遇碘变蓝的颜色反应。由此可见：大烧杯内盛放的是清水，小烧杯内盛放的是酒精。
故选：C。
一些国家正在试用碳酸水浇灌某些植物，其作用是（　　）
A．促进植物的光合作用 B．促进植物的呼吸作用
C．促进植物的蒸腾作用 D．在植物上方形成温室
课堂小练习
【解答】解：碳酸分解成二氧化碳和水，光合作用的原料是二氧化碳和水，所以用碳酸浇某些植物的目的是促进植物的光合作用，A符合题意，BCD不符合题意。故选：A。

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