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第三单元 植物的生活 · 第二章 植物体内的物质与能量变化
第二节 光合作用（第一课时）
班级： __________　姓名： __________　组别： __________　课时： 第1课时
一、学习目标
维度 具体目标
生命观念 能够说出光合作用的产物（淀粉）和条件（光），理解叶绿体是光合作用的场所，初步形成“植物通过光合作用合成有机物、转化能量”的核心观念。
科学思维 能够分析“绿叶在光下制造有机物”的实验设计与结果，推理光与有机物合成的关系；能够通过对照实验的变量控制，理解科学探究的严谨性。
科学探究 能够描述“绿叶在光下制造有机物”实验的关键步骤（暗处理、遮光、脱色、碘液检测）及其目的；能够基于实验现象得出“光是光合作用必要条件”的结论。
态度责任 认同科学实验是探索生命奥秘的重要途径；形成严谨操作、尊重事实的科学态度；激发对光合作用这一生命奇迹的探究兴趣。
二、预习案 / 知识链接
任务1：回顾与思考
海尔蒙特的柳树实验告诉我们，柳树质量的增加主要来源于______，但他忽略了______可能也参与了物质的构建。
植物通过______作用散失大量水分，但这些水分对植物有意义，例如可以拉动______和______的运输。
你认为植物的“食物”（有机物）是从哪里来的？是直接从土壤吸收的吗？______
任务2：生活观察
取一片天竺葵叶片（或其他绿色叶片），一部分用黑色卡纸遮住，另一部分暴露在光下。几天后，被遮住的部分颜色可能会变______（深/浅），这提示______可能影响了叶片中某种物质的合成。
三、探究案 / 学习过程
探究活动一：分析“绿叶在光下制造有机物”实验
阅读课本P34-35页“实验·探究 探究绿叶在光下制造有机物”，完成实验过程梳理：
实验步骤与目的分析表：
实验步骤 关键操作 目的分析
① 暗处理 将天竺葵放在黑暗处一昼夜 消耗或运走叶片中原有的______
② 遮光照射 用黑纸片遮盖叶片的一部分，然后移至阳光下照射 设置______（有光/无光）对照
③ 脱色处理 摘下叶片，放入盛有______的小烧杯中，水浴加热 溶解______，使叶片变成黄白色，便于观察
④ 漂洗与滴加碘液 用清水漂洗叶片，滴加______ 检测是否产生______（淀粉遇碘变______）
⑤ 观察现象 清水冲掉碘液，观察叶片颜色变化 见光部分变______，遮光部分______色
实验现象与结论：
实验现象：叶片的______部分遇碘变蓝，______部分不变蓝。
实验结论：
绿叶在光下制造的有机物是______。
______是绿叶制造有机物不可缺少的条件。
深入思考：
为什么脱色时要用酒精而不是水？酒精为什么要隔水加热？
【答案】________________________________
如果将变蓝的部分制成叶片横切面临时切片，在显微镜下观察，蓝色颗粒最可能出现在叶肉细胞的什么结构中？______
探究活动二：理解光合作用的场所与能量转化
阅读课本P35-36页相关内容，回答：
植物进行光合作用的主要部位是______，这是因为其中含有大量的______。
光合作用的场所：______（细胞器）。
叶绿体的功能：
生产有机物的“______”。
将______能转变为______能的“能量转换器”。
用一句话概括光合作用的物质与能量变化：
植物利用______，在______中，将______合成为______，并将______能转化为______能储存在有机物中。
探究活动三：探究光合作用的另一产物——氧气
阅读课本P36-37页“观察·思考 金鱼藻在光下释放氧气”，完成实验推理：
实验过程回顾：
将金鱼藻放在盛有清水的试管中，置于______下。
观察金鱼藻叶片表面是否有______冒出。
待气体充满试管约1/2时，用拇指堵住试管口取出，将快要熄灭的卫生香伸入试管口，观察到卫生香______。
现象解释：
该气体是______，因为它具有______的特性。
如果将装置放在黑暗处，（会/不会）出现此现象，说明氧气的产生需要。
该实验说明：______也是光合作用的产物。
实验延伸设计：
如何设计实验证明氧气是在叶绿体中产生的？（简要思路）
【提示：考虑使用不含叶绿体的植物部分（如银边天竺葵的白边部分）进行对比】
【答案】________________________________
四、训练案 / 当堂检测
A组 · 基础巩固
“绿叶在光下制造有机物”实验证明了（　）
A. 光合作用产生了氧气 B. 光合作用产生了淀粉
C. 光合作用需要二氧化碳 D. 光合作用需要水
在“绿叶在光下制造有机物”实验中，将叶片放入酒精中隔水加热的目的是（　）
A. 杀死叶肉细胞 B. 溶解叶绿素 C. 溶解淀粉 D. 除去二氧化碳
判断下列说法是否正确：
（1）所有植物细胞都能进行光合作用。（　）
（2）光合作用必须在光下进行，产物只有淀粉。（　）
（3）叶绿体是植物细胞特有的能量转换器。（　）
填写实验目的：
暗处理：________________________________
部分遮光：________________________________
酒精脱色：________________________________
滴加碘液：________________________________
B组 · 拓展提升
（实验设计）某同学想用天竺葵叶片制作自己的头像“剪影”，他该怎么做？请简述关键步骤。
【答案】________________________________
（现象解释）为什么说“万物生长靠太阳”？请结合光合作用的知识简要说明。
【答案】________________________________
（综合推理）普里斯特利的实验（课本P36图3-18）中，将植物与点燃的蜡烛或小鼠放在同一个密闭玻璃罩里，蜡烛不熄灭、小鼠能正常活着。这个实验说明了什么？
【答案】________________________________
五、反思案 / 我的收获
方式一：绘制“绿叶在光下制造有机物”实验流程图
用箭头和简要文字表示从“暗处理”到“观察现象”的完整过程，并标注各步骤的目的。
方式二：“我是小科学家”实验报告摘要
完成一份简短的实验报告摘要：
探究问题：________________________
我的假设：________________________
最关键的一步：________________________
实验结论：________________________
仍存在的疑问：________________________
方式三：“光合作用初探”概念图
以“光合作用”为中心，画出三个分支：产物、条件、场所。在每个分支下列出本节课学到的具体内容。
自我评价： ☆☆☆☆☆　小组评价： ☆☆☆☆☆　教师评价： __________
第三单元 植物的生活 · 第二章 植物体内的物质与能量变化
第二节 光合作用（第二课时）
班级： __________　姓名： __________　组别： __________　课时： 第2课时
一、学习目标
维度 具体目标
生命观念 能够说出光合作用的原料（二氧化碳、水），理解光合作用的实质是物质转化（无机物→有机物）和能量转化（光能→化学能）；形成“植物是生态系统中有机物和能量的生产者”的核心观念。
科学思维 能够分析“二氧化碳是光合作用必需的原料”的实验设计，理解对照实验的设置原理；能够根据实验装置图，推理氢氧化钠溶液的作用和实验结论。
科学探究 能够基于已有实验设计思路，设计并完善探究二氧化碳是否为光合作用原料的实验方案；能够根据实验结果，得出“二氧化碳是光合作用原料”的结论。
态度责任 认同光合作用对生物圈的重要意义；关注温室效应与碳平衡问题，初步树立环境保护意识；体会科学探究需要严谨的逻辑与重复验证。
二、预习案 / 知识链接
任务1：回顾与思考
上节课我们通过实验知道了光合作用的产物是______和______，必需的条件是______，场所是______。
普里斯特利的实验告诉我们，植物能更新因蜡烛燃烧或动物呼吸而变“污浊”的空气，实际上是因为植物吸收了______，释放了______。
根据海尔蒙特的柳树实验，你认为______也可能是光合作用的原料。
任务2：逻辑推理
如果设计实验证明“二氧化碳是光合作用必需的原料”，你需要：
设置两组实验，一组提供______，另一组______二氧化碳。
检测的指标是：植物是否产生了______（用______检测）。
预期结果：有二氧化碳的一组______，无二氧化碳的一组______。
三、探究案 / 学习过程
探究活动一：探究二氧化碳是光合作用必需的原料
阅读课本P38-39页“实验·探究 二氧化碳是光合作用必需的原料”，完成以下分析：
实验装置分析（参考课本P38图）：
两个实验装置中，一个烧杯里装的是______溶液，另一个烧杯里装的是______。
氢氧化钠溶液的作用是：________________________。
该实验的变量是：________________________。
其他应保持相同的条件有： 、 、______等（至少三个）。
实验预期与结论：
预期现象：
装有氢氧化钠溶液的装置中，叶片遇碘______（变蓝/不变蓝）。
装有清水的装置中，叶片遇碘______（变蓝/不变蓝）。
实验结论：________________________。
深入讨论：
如果实验结论与假设不一致，科学家通常会怎么做？（参考课本P38“讨论”第1点）
【答案】________________________________
为什么要强调“实验中只有二氧化碳一个变量”？如何保证？
【答案】________________________________
探究活动二：归纳光合作用的原料与实质
阅读课本P39-40页相关内容，完成：
光合作用原料的确定：
海尔蒙特柳树实验提示：______是光合作用的原料。
上述探究实验证明：______是光合作用的原料。
至此，光合作用的原料已明确：和。
光合作用反应式的构建：
根据已知信息，尝试写出光合作用的文字表达式：
（ ） + （ ） →（ ） + （ ）
光合作用的实质分析：
光合作用包括两个方面的变化：
物质转变： 将______（如二氧化碳、水）转变为______（如淀粉），并释放______。
能量转化： 将______能转变为______能，储存在______中。
完整概念表述：
光合作用实质上是植物通过______，利用______，将______和______合成为储存着能量的______，并且释放出______的过程。
探究活动三：有机物的运输与作用
阅读课本P40页“有机物的运输及其作用”，结合图3-20、图3-21，回答：
叶片光合作用制造的有机物通过______（结构）运输到植物体各处。
筛管的结构特点：由一系列______形的细胞首尾连接而成，属于______组织。
环割树皮（剥去一圈树皮）后，切口上方会出现瘤状物，原因是：________________________。
有机物在植物体内的作用：
为细胞的______提供能量。
参与构建______，进而构成各种组织、器官和整个植物体。
四、训练案 / 当堂检测
A组 · 基础巩固
光合作用的原料是（　）
A. 二氧化碳和水 B. 有机物和氧气 C. 水和无机盐 D. 叶绿素和光
在“探究二氧化碳是光合作用原料”的实验中，氢氧化钠溶液的作用是（　）
A. 提供二氧化碳 B. 吸收二氧化碳 C. 检测淀粉 D. 溶解叶绿素
判断下列说法是否正确：
（1）光合作用的实质是合成有机物，释放氧气。（　）
（2）筛管是运输水和无机盐的结构。（　）
（3）光合作用制造的有机物是植物自身生命活动的唯一能量来源。（　）
完成光合作用反应式：
______ + 水 →______ + 氧气
B组 · 拓展提升
（教材P41第1题）请用恰当的形式总结光合作用的场所、原料、产物和条件（可用表格或图表表示）。
【答案】________________________________
（教材P41第2题）将一株质量约0.2千克的柳树苗栽种在肥沃土壤中，两年后连根挖出，脱水后称重达11千克。这株柳树增加的质量主要来源于（　）
A. 空气中的氧气
B. 土壤中的无机盐
C. 土壤中的无机盐和水
D. 空气中的二氧化碳和土壤中的水
请解释你选择的理由：________________________
（综合推理）如果在一棵树的树干上相距50厘米环割两圈树皮（剥去两圈之间的树皮），一段时间后：
（1）切口______（上方/下方）的树皮会增厚形成瘤状物。
（2）切口之间的枝条______（能/不能）正常存活，为什么？
【答案】________________________________
五、反思案 / 我的收获
方式一：绘制“光合作用探究历程”时间轴
标注关键科学家（海尔蒙特、普里斯特利等）及其贡献，并写出光合作用原料、产物、条件、场所的逐步发现过程。
方式二：“光合作用反应式”动态图解
用图示法展示光合作用中物质和能量的输入与输出，标注原料、产物、条件、场所及能量转化方向。
方式三：“我是实验设计师”
如果你要设计一个实验证明“水是光合作用的原料”，你会如何设计？（简要写出关键思路和对照组设置）
提出问题：________________________
变量设计：自变量：；因变量：
关键步骤：________________________
预期结果：________________________
自我评价： ☆☆☆☆☆　小组评价： ☆☆☆☆☆　教师评价： __________
第三单元 植物的生活 · 第二章 植物体内的物质与能量变化
第二节 光合作用（第三课时）
班级： __________　姓名： __________　组别： __________　课时： 第3课时
一、学习目标
维度 具体目标
生命观念 能够解释合理密植、增加二氧化碳浓度等措施提高作物产量的原理；理解光合作用是生物圈中有机物和能量的根本来源；认同植物在全球碳循环和碳中和中的关键作用。
科学思维 能够分析实验数据（如金鱼藻气泡数与光照距离的关系），归纳光照强度对光合作用的影响规律；能够推理人工合成淀粉技术的生物学原理与现实意义。
科学探究 能够基于已有实验装置，设计简单实验探究光照强度或二氧化碳浓度对光合作用速率的影响；能够对探究结果进行合理解释和初步应用。
态度责任 关注光合作用原理在现代农业与科技前沿（如人工合成淀粉、碳中和技术）中的应用；树立科技服务于人类发展、人与自然和谐共生的理念；增强国家科技自信与环保责任意识。
二、预习案 / 知识链接
任务1：回顾与思考
光合作用的完整反应式是：________________________。
光合作用的实质包括：① ______转变；② ______转化。
农业生产中，为了提高作物产量，我们可以从哪些方面优化光合作用？（提示：从原料、条件、场所等角度思考）
【答案】________________________________
任务2：现象观察与思考
观察课本P41页第2题中“某温室大棚中提高二氧化碳浓度的仪器”图，思考：
该仪器的名称可能是：______发生器。
在大棚中使用它的目的是：________________________。
原理是：通过增加______的浓度，提高光合作用效率。
三、探究案 / 学习过程
探究活动一：光合作用原理在农业生产中的应用
阅读课本P40页最后一段至P41页，完成以下归纳：
增产措施 具体做法举例 生物学原理（如何优化光合作用）
合理密植 控制单位面积上的植株数量，避免过密或过稀 保证每片叶片充分接受______，最大化利用______能
增加二氧化碳浓度 温室大棚中施用______肥、使用二氧化碳发生器 增加______原料，提高______效率
延长光照时间 温室中使用______灯补光 延长______作用时间，合成更多______
调控温度、水分 保证适宜的温度和供水 创造光合作用所需的______条件
原理分析：
为什么种植过密反而会减产？
【答案】________________________________
为什么种植过稀也会影响产量？
【答案】________________________________
（联系历史）《吕氏春秋》中提到的“慎其种，勿使数，亦无使疏”，体现了我国先民对______的应用。
探究活动二：数据分析——光照强度对光合作用的影响
分析课本P41页“拓展应用”第2题数据表：
试管与灯的距离（厘米） 每分钟产生的气泡个数
10 161
20 122
30 113
40 101
分析与推理：
该实验中，气泡是什么气体？______。气泡数量可以反映______的强弱。
分析数据规律：光源距离越远，气泡数量越______，说明光合作用速率越______。
得出结论：在一定的范围内，光合作用速率随______的增加而增强。
如果将试管放在黑暗处，预测气泡数量为______，原因是________________________。
实验设计迁移：
如何利用该实验装置，探究二氧化碳浓度对光合作用速率的影响？（简要写出变量与操作思路）
自变量：______浓度（可通过改变__________________来实现）
因变量：______
保持相同的条件： 、 、______等
探究活动三：前沿科技——人工合成淀粉
阅读课本P42页“科学·技术·社会 人工合成淀粉”，完成以下探究：
技术对比分析表：
比较项目 植物光合作用合成淀粉 人工合成淀粉技术
原料 、 。、 主要原料：______
能量来源 ______能 ______能
反应场所 ______（植物细胞器） 生物反应器（实验室/工厂）
反应步骤 约______步，复杂 仅______步，大大简化
转化效率（光能→化学能） 理论不超过______% 是玉米的______倍
合成速率 较慢（数月生长） 是玉米的______倍
重大意义分析：
人工合成淀粉技术有望解决哪些全球性问题？（至少三点）
________________________________（如：减少耕地压力）
________________________________（如：回收利用二氧化碳，助力碳中和）
________________________________（如：减少农药、化肥污染）
思考与展望：
该技术目前面临的主要挑战是：________________________。
你认为这项技术未来还可能对我们的生活产生哪些影响？（大胆想象，合理即可）
【答案】________________________________
四、训练案 / 当堂检测
A组 · 基础巩固
农业生产中，保证作物有效进行光合作用的措施不包括（　）
A. 合理密植 B. 大量灌溉 C. 增加二氧化碳浓度 D. 延长光照时间
合理密植有助于提高作物产量，主要是因为（　）
A. 增加了植株周围的二氧化碳浓度
B. 提高了土壤中无机盐的利用率
C. 充分利用光照，减少叶片相互遮挡
D. 减少了病虫害的发生
判断下列说法是否正确：
（1）光合作用只能在植物的叶片中进行。（　）
（2）人工合成淀粉技术完全模仿了植物的光合作用过程。（　）
（3）提高二氧化碳浓度一定能提高所有作物的产量。（　）
连线题（将农业措施与其主要原理对应）：
合理密植 → 增加光合作用原料
温室增施气肥 → 优化光照分布
人工补光 → 延长光合作用时间
农田适时灌溉 → 保障光合作用原料（水）供应
B组 · 拓展提升
（实验探究）光是植物进行光合作用必不可少的条件。光对植物的生活还有什么影响？请就“叶绿素的形成是否与光有关”设计一个探究方案（写出简要步骤与预期结果）。
【答案】________________________________
（综合推理）我国科学家利用人工合成淀粉技术，理论上1立方米的生物反应器年产量相当于3300多平方米玉米田的年产量。这一数据说明了什么？
【答案】________________________________
（社会责任）在实现“碳中和”的目标中，植物和人工合成淀粉技术分别能发挥什么作用？
植物的作用：________________________________
人工合成淀粉技术的作用：________________________________
五、反思案 / 我的收获
方式一：绘制“光合作用与人类未来”关系图
以“光合作用”为核心，画出三个分支：① 传统农业应用（合理密植、增施气肥等）；② 科技前沿（人工合成淀粉）；③ 全球意义（碳中和、粮食安全）。在每个分支下列出具体内容。
方式二：“未来农业设计师”规划书
假设你负责设计一个现代化、高产、环保的植物工厂，请列出你的设计方案要点（至少四点）：
光照控制：________________________________
气体调控：________________________________
营养供应：________________________________
产量提升核心技术：________________________________
方式三：“3-2-1”总结与展望
3个我学到的提高光合作用效率的方法： 、 、______
2项令我震撼的科学技术： 、 。
1个我认为光合作用在未来最可能突破的领域：______
自我评价： ☆☆☆☆☆　小组评价： ☆☆☆☆☆　教师评价： __________
第二节 光合作用（第一课时）答案
二、预习案 / 知识链接
任务1：回顾与思考
水；空气（二氧化碳）
蒸腾作用；水和无机盐
不是，植物自己制造。
任务2：生活观察
变浅；光
三、探究案 / 学习过程
探究活动一：分析“绿叶在光下制造有机物”实验
实验步骤与目的：
① 淀粉
② 对照（有光/无光）
③ 酒精；叶绿素
④ 碘液；淀粉；蓝色
⑤ 变蓝；不变蓝
实验现象与结论：
见光；遮光
淀粉；光
深入思考：
叶绿素溶于酒精不溶于水；酒精易燃，隔水加热安全。
叶绿体
探究活动二：光合作用的场所与能量转化
叶片；叶绿体
叶绿体
工厂；光；化学
光能；叶绿体；二氧化碳和水；有机物；光；化学
探究活动三：探究光合作用的另一产物——氧气
实验过程：
光
气泡
复燃
现象解释：
氧气；助燃
不会；光
氧气
实验延伸设计： 对比有叶绿体部分和无叶绿体部分在光下是否产生氧气。
四、训练案 / 当堂检测
A组·基础巩固
B
B
（1）× （2）× （3）√
目的：略（按教材填写）
B组·拓展提升
用黑色卡纸剪出头像形状遮住叶片，光照后脱色滴碘液，头像部分不变蓝。
光合作用提供有机物和能量，是生物圈食物和能量的根本来源。
植物能更新空气（吸收二氧化碳，释放氧气）。
第二节 光合作用（第二课时）答案
二、预习案 / 知识链接
任务1：回顾与思考
淀粉；氧气；光；叶绿体
二氧化碳；氧气
水
任务2：逻辑推理
二氧化碳；去除
淀粉；碘液
变蓝；不变蓝
三、探究案 / 学习过程
探究活动一：探究二氧化碳是光合作用必需的原料
氢氧化钠；清水
吸收二氧化碳
有无二氧化碳
光照、温度、水分等
实验预期与结论：
不变蓝；变蓝
二氧化碳是光合作用必需的原料
深入讨论：
检查实验设计，重复实验，分析原因。
确保单一变量，便于得出可靠结论。
探究活动二：归纳光合作用的原料与实质
水
二氧化碳
二氧化碳和水
反应式： 二氧化碳 + 水 → 有机物 + 氧气
实质：
无机物；有机物；氧气
光；化学；有机物
完整表述： 叶绿体；光能；二氧化碳；水；有机物；氧气
探究活动三：有机物的运输与作用
筛管
长筒；输导
有机物运输受阻，在切口上方积累
生命活动；植物体
四、训练案 / 当堂检测
A组·基础巩固
A
B
（1）√ （2）× （3）√
二氧化碳；有机物
B组·拓展提升
表格略（场所：叶绿体；原料：二氧化碳、水；产物：有机物、氧气；条件：光）
D；植物增重主要来自光合作用吸收的二氧化碳和水。
（1）上方；（2）不能；有机物运输被阻断，无法获得营养。
第二节 光合作用（第三课时）答案
二、预习案 / 知识链接
任务1：回顾与思考
二氧化碳 + 水 → 有机物 + 氧气
物质；能量
增加光照、增施二氧化碳、合理密植等
任务2：现象观察
二氧化碳
提高光合作用效率
二氧化碳
三、探究案 / 学习过程
探究活动一：光合作用原理在农业生产中的应用
增产措施 具体做法 生物学原理
合理密植 控制植株密度 光照；光能
增加二氧化碳浓度 施用气肥、二氧化碳发生器 二氧化碳；光合作用
延长光照时间 补光灯 光合作用；有机物
调控温度、水分 保证适宜条件 适宜
原理分析：
叶片相互遮挡，光照不足。
光能利用率低，产量不高。
合理密植
探究活动二：数据分析——光照强度对光合作用的影响
氧气；光合作用
少；弱
光照强度
0；无光不进行光合作用
实验设计迁移：
自变量：二氧化碳浓度（通过改变水中碳酸氢钠浓度）
因变量：气泡数量
保持相同条件：光照强度、温度、植物材料等
探究活动三：前沿科技——人工合成淀粉
比较表：
比较项目 植物光合作用 人工合成淀粉
原料 二氧化碳、水 二氧化碳、氢气
能量来源 光能 电能等
反应场所 叶绿体 生物反应器
反应步骤 约60步 11步
转化效率 约2% 8.5倍
合成速率 慢 8.5倍
重大意义：
解决粮食安全问题
助力碳中和
减少农业污染
思考与展望：
成本高、规模化生产难
可能用于太空生存、可持续食品生产等。
四、训练案 / 当堂检测
A组·基础巩固
B
C
（1）× （2）× （3）×
连线题：略（按教材对应）
B组·拓展提升
设计两组：一组光照，一组黑暗，观察叶绿素形成。
人工合成淀粉效率远高于传统农业，潜力巨大。
植物作用：吸收二氧化碳；人工合成淀粉作用：高效固定二氧化碳。

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