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第二节 光合作用（第1课时）
一、教学目标
1．阐明绿色植物通过光合作用制造有机物。
2．运用实验法检验绿叶在光下制造有机物。
二、教学重点及难点
重点：
绿色植物通过光合作用制造有机物
难点：
“绿叶在光下制造有机物”的实验活动。
三、教学过程
【课堂引入】
图片中的蛙跟周围的绿色植物几乎融为一体。想一想，绿色植物除了为蛙提供隐蔽的栖息环境外，对蛙的生活还有什么重要作用？
讲解：绿色植物除了为蛙提供隐蔽的栖息环境外，还间接地为蛙提供了食物来源，因为大多数蛙类的食物是昆虫，而昆虫如蝗虫以绿色植物为食。绿色植物在维持生物圈的碳—氧平衡中发挥重要作用，为蛙提供了良好的生存条件。
生物圈中有一个巨大的生产有机物的天然“工厂”，能够利用简单的无机物合成复杂的有机物，从而养活了地球上几乎所有的生物。创造这一奇迹的奥秘，就隐藏在那漫山遍野、郁郁葱葱的绿叶之中。这节课我们就来探究这一奥秘。
【新知讲解】
（一）绿叶在光下制造有机物
实验：绿叶在光下制造有机物
思考：从题目来看，你能提出哪些探究性的问题？
光合作用是在绿叶中进行的吗？
绿叶必须要在光下制造有机物吗？
绿叶在光下制造的有机物是什么？
……
目的要求：
1．检验绿叶在光下制造的有机物是不是淀粉。
2．探究光是不是绿叶制造有机物不可缺少的条件。
讲解：从实验目的中我们知道本实验需要探究的内容有两个：光合作用的条件和产物。
实验目的1：检验绿叶在光下制造的有机物是不是淀粉。
思考：1．如何检验淀粉？（用碘液）
2．淀粉遇碘会有什么变化？（淀粉遇碘变蓝）
3．叶片的绿色是否会干扰淀粉遇碘变蓝的颜色反应？（会干扰）
4．如何去掉干扰的“绿色”？
（用酒精溶解叶片中的叶绿素）
5．如何加快酒精溶解叶绿素的速度？能直接加热吗？
（加热可加快叶绿素在酒精中的溶解，但酒精易燃，需要隔水加热。）
6．绿叶去除叶绿素后，滴碘液就可以检验绿叶在光下制造的有机物是不是淀粉了。这种想法对吗？为什么？
（不对，因为这些操作还不能证明这些有机物是在光下制造的还是在黑暗中制造的。）
实验目的2：探究光是不是绿叶制造有机物不可缺少的条件。
如何进行探究？
分小组以“光”为变量设计对照方案。
小组讨论设计方案。
常出现的方案：
方案一：遮光植物与见光植物叶片的对照；
方案二：同一株植物遮光叶片与见光叶片的对照；
方案三：同一株植物同一片叶片遮光部分和见光部分的对照。
思考：1．从对照实验的变量单一性来考虑，哪一种方案设计更严谨？
讲解：方案三更严谨，因为在该对照实验中，除了光这个变量外，其他条件都应该相同，有可能存在的变量最少。
2．现在可以将方案三的实验材料放在阳光下照射，让它制造有机物了吗？
提示：这样的叶片中有没有可能储存有以前所制造的有机物？如果有，那叶片的遮光部分、见光部分都有有机物的存在，对实验现象有干扰，该怎样消除这些干扰呢？
（让遮光时间足够长或黑暗处放置一昼夜，让叶片中原有的淀粉转运消耗掉。）
结合上述分析，整理并正确排列实验操作步骤。
方法步骤：
1．把盆栽的天竺葵放到黑暗处一昼夜。
2．用黑纸片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。
3．几小时以后，摘下叶片，去掉遮光的纸片。
4．将叶片放在盛有酒精的小烧杯中，再将小烧杯置于水浴锅中加热。使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色。
5．用清水漂洗叶片，再把叶片放到培养皿里，向叶片滴加碘液。
6．稍停片刻，用清水冲掉碘液，观察叶色发生了什么变化。
按照设计的实验流程完成实验，并进行结构记录和分析。
巡视指导学生进行实验操作。按处理、遮光处理、摘取叶片等可以课前做处理，学生可以从去叶片夹开始。
观看视频，与自己的实验结果做对比。
播放视频《【教学实验】绿叶在光下制造有机物》。
实验总结：通过这个实验，我们验证了光合作用的条件和产物，你可以得出什么结论？
讲解：从实验中可以看出，叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色。遇碘变蓝是淀粉的特性，这说明叶片的见光部分产生了淀粉，进而说明淀粉是光合作用的产物。
在实验中，叶片的见光部分产生了淀粉，被黑纸遮盖的部分没有产生淀粉，说明光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
事实上，凡是植物的绿色部分，只要细胞中含有叶绿体，就都能制造有机物，但是，叶片是绿色植物制造有机物的主要部位。
叶绿体因含有叶绿素而呈现出绿色。植物利用光能，在叶绿体中合成淀粉等有机物，并把光能转变为化学能，储存在有机物中。叶绿体既是生产有机物的“车间”，也是将光能转变为化学能的“能量转换器”
典型例题
例1．下列有关“绿叶在光下制造有机物”实验的叙述，不正确的是（ ）
A．把天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是耗尽叶片中的淀粉
B．同一叶片的遮光部分和未遮光部分可以形成对照
C．叶片脱色后，滴加碘液，遮光部分变蓝
D．将叶片放入盛有酒精的小烧杯中水浴加热使叶片变为黄白色
答案：C
解析：把盆栽的天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是耗尽叶片总原有的淀粉，这样实验中用碘液检验的淀粉只可能是叶片在实验过程中制造的，而不是叶片在实验前储存的，A正确；用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，是为了形成对照实验，实验变量是光照，B正确；遮光部分缺乏光没有进行光合作用制造淀粉，因此滴加碘液后不变蓝色，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，所以滴加碘液后，叶片遮光和不遮光部分的颜色分别是不变蓝和变蓝，C错误；酒精脱色：光照几个小时后把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中至叶片变成黄白色，叶绿素为绿色，脱色后便于观察，如不脱色，不易观察到淀粉遇碘变蓝的现象，D正确。
例2．下列关于“绿叶在光下制造有机物”实验的说法，正确的是（ ）
A．在实验过程中，两次用到清水，其作用均不同
B．该实验的第一步是遮光
C．在实验过程中，遮光非常重要，要将叶片的一面全部遮住
D．该实验目的是为了探究光是否为绿叶制造淀粉不可缺少的条件
答案：A
解析：第一次用清水漂洗掉叶片上的酒精，第二次用清水漂洗掉叶片上的碘液，A正确；该实验的第一步是暗处理，把盆栽的天竺葵放在黑暗处一夜，目的：让天竺葵在黑暗中把叶片中的淀粉全部转运和消耗，B错误；在实验过程中，遮光步骤是为了设计对照实验，要将一片叶片的上下两面用黑纸片一部分遮光，这样在同一叶片上见光部分和遮光部分形成对照实验，变量是光，C错误；该实验目的是为了探究光是光合作用的必要条件，淀粉是光合作用的产物，D错误。
例3．某同学将天竺葵放在暗处一段时间后，用铝箔把一片叶子的一部分遮光，经光照、褪色、漂洗，再滴上碘液，发现整片叶片变蓝，出现这种现象的可能原因是（ ）
①褪色时间过短 ②光照时间过短 ③植株在暗处时间过短 ④铝箔遮光不严
A．①③
B．②④
C．③④
D．①②
答案：C
解析：本实验正常操作的结果是：遮光部分缺乏光没有进行光合作用制造淀粉，滴加碘液后不变蓝；叶片见光部分能进行光合作用制造淀粉，滴加碘液后变蓝。而该同学将天竺葵在暗处一段时间后，用铝箔把一片叶片的一部分遮光，经光照、褪色、漂洗，再滴上碘液，发现整片叶片变蓝，说明有淀粉产生，表明③植株在暗处时间过短，淀粉没有被消耗尽，④铝箔遮光不严，整片叶片都进行了光合作用。
例4．某同学完成“绿叶在光下制造有机物”的实验后，发现叶片的见光部分遇碘变蓝，遮光部分滴加碘液后无变化，该实验结果证实（ ）
A．光合作用制造了淀粉和氧气
B．光合作用必须在光下进行
C．叶片是天竺葵进行光合作用的主要器官
D．天竺葵不进行暗处理，会对实验现象造成影响
答案：B
解析：实验现象：叶片的见光部分遇碘变蓝，实际是淀粉遇碘变蓝，说明叶片的见光部分产生了淀粉，进而说明淀粉是光合作用的产物，叶片的遮光部分遇碘不变蓝，说明遮光部分没有淀粉产生，叶片见光部分产生了淀粉，遮光部分没有产生淀粉，说明光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
四、课堂小结
这节课我们主要探究了绿叶在光下制造有机物，下面我们来整体回顾一下。
实验操作步骤：暗处理→遮光对照处理→摘取叶片→酒精隔水加热脱色→清水冲洗→滴碘液→漂洗→观察。
实验分析：
对照部位 遮光部位 见光部位
脱色后叶片颜色 黄白色 黄白色
滴碘液后是否变蓝 不变蓝 变蓝
结果分析 遮光部分没有产生淀粉 见光部分产生淀粉
实验结论 绿叶（叶绿体）在光下进行光合作用，能制造淀粉等有机物。 （场所） （条件） （产物）第二节 光合作用（第2课时）
一、教学目标
1．运用实验法独立设计并完成探究活动“二氧化碳是光合作用必需的原料吗？”
2．阐明光合作用的概念，归纳总结出光合作用的反应式。
3．概述有机物的运输及其作用。
4．举例说明光合作用原理在农业生产上的应用。
二、教学重难点
1．运用实验法独立设计并完成探究活动“二氧化碳是光合作用必需的原料吗？”
2．光合作用的概念和反应式。
三、教学过程
【课堂引入】
空气总氧气所占的比例仅为21%左右，而生物的呼吸和燃料的燃烧都会消耗大气中的氧气，排出大量的二氧化碳。为什么我们没有感觉到缺氧呢？要想找到这个问题的答案，我们还要进一步了解绿色植物的光合作用。
【新知讲解】
（一）光合作用吸收二氧化碳释放氧气
比利时科学家海尔蒙特（V.Helmont，1579-1644）曾经做过一个著名的实验，他把一棵2.5千克的柳树苗种在木桶里，每天用雨水浇灌。5年后，柳树质量增加了80多千克，而土壤只减少了不到100克。
海尔蒙特认为这是因为柳树除吸收了土壤中少量无机盐外，还吸收了大量的水，水是合成柳树体内有机物的原料。
想一想，水是对实验产生作用的唯一因素吗？海尔蒙特是否忽略了什么呢？
1773年，英国科学家普里斯特利（J.Priestley，1733-1804）做了一个经典的实验。
1．他把一支点燃的蜡烛放到密闭的玻璃罩里，蜡烛不久就熄灭了。
2．他把一只小白鼠放到密闭的玻璃罩里，小白鼠很快也死去了。
3．他把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个密闭玻璃罩里。结果蜡烛没有熄灭。
4．他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里。他发现小白鼠也能够正常地活着。
思考：
1．在实验中，密闭装置中蜡烛熄灭和小鼠死亡的原因是什么？为什么放入植物后，蜡烛可以继续燃烧，小鼠可以存活呢？
2．如果你是普里斯特利的话，观察实验现象后，可以得出什么结论？
普里斯特利根据实验得出了结论：植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。
由于受到科学技术水平的限制，当时人们并不清楚气体的成分。直到多年后，经过科学家们的不断努力，才证实了使空气污浊的气体是二氧化碳。蜡烛燃烧或动物呼吸都会排出二氧化碳，消耗氧气，而植物的光合作用能够释放氧气，消耗二氧化碳。除水以外，二氧化碳也是绿色植物光合作用的原料。
【过渡】既然生物的呼吸和物质的燃烧都会消耗大量氧气，为什么我们没有感觉到缺氧呢？
下面的实验能够让你更真切地看到光合作用产生了氧气。
演示实验：
观看视频，注意观察实验装置里的金鱼藻，看它在阳光下是否放出了气泡。
播放视频《【教学实验】光合作用能产生氧气》。
《光合作用能产生氧气》
讨论：光合作用产生了什么气体？
讲解：光合作用产生了氧气。快要熄灭的卫生香（或竹签），遇到金鱼藻在光下释放的气体，立刻燃烧起来。这是氧气助燃的特性。由此可以推断，绿色植物通过光合作用产生了氧气。
这个实验如果在黑暗中进行，则看不到这一现象。说明金鱼藻只有在光下才能够产生氧气。可见，光合作用的产物除了有机物外，还有氧气。
【过渡】你已经知道光合作用的产物是有机物和氧气。那么，光合作用的原料是什么呢？前面已经提到，光合作用会消耗二氧化碳。二氧化碳是不是光合作用必需的原料呢？我们一起探究一下吧。
认真阅读提示，针对探究内容提出问题，并作出假设。
提示：
1．氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳。注意，氢氧化钠溶液具有腐蚀性，不要让皮肤接触它。
2．本实验的其他材料用具，可以参考前面做过或教材中介绍过的实验来确定。例如，可以借鉴普里斯特利实验中如何控制空气流动的方法，等等。
3．为了保证实验中只有二氧化碳一个变量，该怎样设计对照实验呢？
制定计划：
1．指导学生对实验装置进行设计。
实验材料：氢氧化钠溶液、两盆盆栽的天竺葵、酒精、碘酒、两个小烧杯、两个大烧杯、两个培养皿、一个水浴锅、镊子、清水、两个玻璃罩。
对提供的实验材料、用具进行简单介绍，展示设计实验装置的提示图，为了保证对照实验中只有二氧化碳一个变量，利用现有的材料、用具对实验装置进行设计。
2．指导学生制定具体的实验操作步骤，完成探究方案的整体设计。
实施计划：
强调实验纪律及实验操作过程中应该注意的问题。
巡视学生的实验情况，指导学生通过实验进行探究。
得出结论：
组织学生汇报实验结果，引导学生分析实验现象，得出结论。
表达与交流：
讨论1．如果你的实验结果与假设不一致，请仔细分析原因，然后在以下三种方案中做出选择：
（1）否定原来的假设，得出与假设相反的结论；
（2）按照原来的实验方案重做一遍，检验你的实验结果是不是可以重复的；
（3）重新设计实验方案，并通过实验重新检验假设。
讨论2．同学交流实验设计方案，分析所设计的实验方案是否严谨、合理。
讨论3．与同学交流从结果得出结论的推理过程，共同分析所做的推理是否符合逻辑。
通过上述一系列实验，我们可知：
光合作用实质上是指植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水合成为储存着能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧气的过程。。
光合作用的过程，可以用下列式子表示：
（二）有机物的运输及其作用
【提出问题】叶片通过光合作用制造了大量的有机物，这些有机物都去哪里了呢？
——通过筛管运输到植物体各处。
有机物的作用：为细胞的生命活动提供能量，并参与构建植物细胞，进而构成各种组织、器官和整个植物体。
情境分析：如果在杨树、柳树、葡萄等植物的茎上剥去一圈树皮，一段时间后，这株植物依然在生长，但切口处的树皮明显增厚，甚至会形成瘤状物。这是为什么呢？
——运输有机物的通道——筛管分布在树皮中。环割树皮后，有机物向下运输的通道被切断，造成局部营养过剩，再加上损伤的刺激等因素，引发细胞无序分裂，进而形成瘤状物。
（三）光合作用原理在农业生产上的应用
在农业生产上，要保证作物有效地进行光合作用的各种条件，尤其是光。
例如，要想让作物茁壮成长，就必须让作物的叶片充分地接受光照。如果种植过稀，会因作物没有充分利用单位面积上的光照而造成浪费；如果种植过密，植株叶片互相遮挡，会影响植物的光合作用。这两种情况，都会影响产量。因此，种植农作物时，既不能过稀，也不能过密，应该合理密植。
如果你生活在农村，你知道农业上还采取哪些措施来充分利用光照、提高产量吗？
——立体种植（间作套种）：立体套种就是把两种或两种以上的作物，在空间和时间上进行最优化组合，以达到增产、增收、延长供应的目的。立体种植也是充分利用光照，提高光合作用效率。
——温室中增加二氧化碳的方法，增施有机肥料，利用微生物分解有机物，喷施二氧化碳等。
典型例题
例1．“低碳生活”已成为时髦的话题，保护植被就是保护我们自己，其原因是植物的光合作用能够（ ）
A．制造有机物，释放氧气
B．制造有机物，释放二氧化碳
C．分解有机物，释放氧气
D．分解有机物，释放二氧化碳
答案：A
解析：光合作用的原料是二氧化碳和水，产物是有机物和氧气，所以保护植被就是保护我们自己，其原因是植物的光合作用能够制造有机物，释放氧气。
例2．下面是某同学为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”的实验方案，根据下列内容分析错误的是（ ）
用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯氢氧化钠溶液，密封不漏气。
②将上述植物放在暗室中饥饿，暗室内装有红色安全灯。
③饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。
④取一叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。
⑤将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，滴几滴碘液，检测有无葡萄糖的生成，是否有蓝色出现。
A．上述内容中应该“一组放置氢氧化钠溶液，一组不放置”
B．上述内容中应该“红色安全灯”改为“绿色安全灯”，色素能吸收红色光，进行光合作用
C．上述内容中应该“一组照光另一组不照光并进行相同处理”
D．上述内容中应该将“葡萄糖”改为“淀粉”
答案：B
解析：该实验探究的问题是：二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料，单一变量是否有二氧化碳，除了变量不同外，其他条件相同。此实验方案中有不当之处：
①没有对照实验，可用题干中同样装置把一杯氢氧化钠溶液换为等量清水；
②暗处理不需要安全灯，安全灯也有少量的光；
③水浴加热后要用清水进行漂洗；
④碘液是检测淀粉的，不是检验葡萄糖的。
例3．农业生产中，种植作物不能过稀，也不能过密，目的是使植物更好地进行（ ）
A．光合作用
B．呼吸作用
C．吸收作用
D．蒸腾作用
答案：A
解析：在农业生产上，要想让作物茁壮成长，就必须让作物的叶片充分地接受光照，因此，种植农作物时，既不能过稀，也不能过密，应该合理密植。
四、课堂小结
这节课我们主要学习了光合作用吸收二氧化碳释放氧气，下面我们来整体回顾一下。
1．光合作用：植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水合成为储存着能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧气的过程。
2．有机物的运输及其作用：有机物通过筛管向下运输到植物体各处，为细胞的生命活动提供能量，参与构建植物细胞、组织、器官和整个植物体。
3．光合作用原理在农业生产上的应用

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