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第3章 空气与生命
第6节 光合作用
学习目标
1.知道绿色植物的光合作用及其重要意义。
2.知道光合作用过程验证的方法。
3.了解光合作用的原料是二氧化碳和水。
4.了解光合作用的产物是有机物和氧气。
5.了解光合作用与呼吸作用的区别和联系。
知识点1 光合作用的原理 重点
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
成储存着能量的有机物，并释放氧气的过程
光合作用的 反应式 二氧化碳+水 有机物+氧气
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
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）
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
续表
典例1 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
C
[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。
知识点2 光合作用的条件和产物 重难点
1.验证绿色植物进行光合作用制造淀粉所需的条件
步骤 具体操作 目的
. . 暗处理 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 实验前把盆栽的 银边天竺葵放在 黑暗处一昼夜 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
步骤 具体操作 目的
. . 遮光、照光 遮光时，叶片同一部位的上下两面必须同 时遮盖 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 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
. . 摘叶，去铝箔 几个小时后，摘 下叶片，去掉遮 光的铝箔 便于后续步骤操作
续表
步骤 具体操作 目的
. . 酒精脱色 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 把叶片放入盛有 酒精的小烧杯中， 水浴加热 使叶片含有的叶绿
素溶解到酒精中，
叶片变成黄白色，
排除叶绿素的干扰
续表
步骤 具体操作 目的
. . 漂洗 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
. . 滴碘液 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
续表
步骤 具体操作 目的
. . 冲洗、观察 避免碘液颜色的影响 几分种后，用清水 冲掉碘液，观察叶 色发生了什么变化 洗掉叶片上的碘液，
便于观察
续表
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。
特别提醒
实验中用清水对叶片处理的目的
实验中共用清水对叶片处理了两次：第一次清水漂洗洗去的是酒精和溶于酒精的叶
绿素；第二次清水冲洗洗去的是碘液。
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。
巧学妙记
一昼夜
把天竺葵放在黑暗处一昼夜。
两面遮
把叶片一部分的上下两面都遮盖住。
三步走
水浴加热→清水漂洗→碘液检验。
典例2 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
A
[解析]
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 ×
2.教材第110页活动：验证绿色植物进行光合作用能够产生氧气
实验步骤 具体操作 目的
装备组装 在一只烧杯中放入清水，将金鱼藻放于水中，将漏斗 盖在金鱼藻上，再在漏斗上面罩上盛满清水的试管 应是温水，因为在一定的温度范围内，温度越高，植 物的光合作用越强，释放氧气越快、越多，实验中使 用温水利于植物进行光合作用，实验现象明显 准备好实验装
置，能够收集
较多的气体
实验步骤 具体操作 目的
收集气体 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 用试管收集金
鱼藻在光合作
用中产生的气
体
验证气体 . . 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，将带火星的卫生香放入试管，观察卫生 香复燃 说明试管中的
气体为氧气
续表
实验结论：
（1）绿色植物能够在阳光下进行光合作用，产生氧气。
（2）氧气不易溶于水，适合用排水法收集。
典例3 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
C
[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。
知识点3 光合作用的原料 重难点
1.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
. . 暗处理 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 实验前把盆栽的天竺葵放在 黑暗处一昼夜 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
步骤 具体操作 目的
. . 密封处理 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
. . 阳光下照射 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
续表
步骤 具体操作 目的
. . 摘下叶片进行脱色处理 操作与目的同知识点2中“酒精脱色” . . 滴碘液、冲洗、观察 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”
续表
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。
拓展
温度、光照强度、二氧化碳浓度是影响光合作用强度最常见的三大因素。在一定范
围内，温度越高、光照越强、二氧化碳浓度越高，光合作用越强，但超出一定范围
后，光合作用强度反而会下降。
典例4 （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
A
[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。
知识点4 光合作用和呼吸作用的相互关系 重难点
1.光合作用和呼吸作用
动、植物进行呼吸作用时，吸收空气中的氧气，释放二氧化碳；而绿色植物进行光
合作用时，吸收空气中的二氧化碳，释放氧气。因此，动、植物二氧化碳和氧气的
产生及消耗的途径如图所示。
光合作用 呼吸作用
二氧化碳 吸收 放出
氧气 放出 吸收
有机物 制造 分解
能量 吸收 释放
是否需要叶绿体 是 否
是否需要光 是 否
2.光合作用和呼吸作用的区别和联系
光合作用 呼吸作用
反应式 二氧化碳+水 有机物+氧气 葡萄糖+氧气 二氧化碳+水+能量
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
续表
典例5 [2022·浙江湖州模拟] 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
C
[解析]
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 ×
题型1 光合作用
典例6 如图表示光合作用中原料和产物的运输方向，请据图回答：
（1）植物进行光合作用的主要器官是____。
叶
（2）图中箭头1表示叶片从大气中吸收__________，作为光合作用的原料。
二氧化碳
（3）图中箭头2表示由根吸收的____被运输到叶片，作为光合作用的原料。
水
（4）图中箭头3表示光合作用产生的______通过叶片表皮的气孔释放到大气中。图
中箭头4表示光合作用制造的________被运输到植物体的其他器官，在此过程中光能
转变成了________。
氧气
有机物
化学能
（5）该过程的表达式为_ ____________________________________________。
二氧化碳+水 有机物（储存着能量）+氧气
[解析] 由题中信息分析知，图中箭头1表示叶片从大气中吸收二氧化碳，
箭头2表示由根吸收的水被运输到叶片，箭头3表示光合作用释放氧气，箭
头4表示光合作用制造的有机物被运输到植物体的其他器官。植物的光合
作用是在叶绿体中进行的，而叶绿体主要存在于植物叶片的叶肉细胞中，
故叶是植物进行光合作用的主要器官。光合作用实质上是绿色植物通过叶
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，在此过程中，光能转变为化学能。光合作用产生的氧气是通
过叶片表皮的气孔释放到大气中的。
归纳总结
题型2 验证光合作用
典例7 如图是用天竺葵验证光合作用的相关实验步骤图，下列叙述错误的是( )
B
A.天竺葵叶片的叶肉细胞在光下能够进行光合作用，合成有机物
B.该实验的结论是：①光合作用的场所是叶绿体，②淀粉是光合作用的产物
C. 步骤用黑纸从上下两面遮住叶片的同一部分是为了形成对照
D. 步骤可以使叶片中的叶绿素溶解到酒精中
[解析] 叶绿体是光合作用的场所，叶肉细胞内含有叶绿体，因此天竺葵叶片的叶肉
细胞在光下能够进行光合作用，合成有机物，A正确；绿叶在光下制造有机物的实
验，能说明光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件、淀粉是光合作用的产物，但
不能得出光合作用的场所是叶绿体这一结论，B错误；实验中的变量是光， 步骤用
黑纸从上下两面遮住叶片的同一部分是为了形成对照，C正确； 步骤是把叶片放入
盛有酒精的小烧杯中，水浴加热，目的是使叶片中的叶绿素溶解到酒精中，D正确。
方法点拨
绿叶在光下制造有机物实验的部分步骤及其目的
步骤 目的
暗处理 使叶片内原有的淀粉转运或耗尽
遮光 设置对照，实验变量为光
酒精脱色 使叶片中的叶绿素溶解到酒精中
漂洗 洗掉酒精及溶于酒精的叶绿素，以免干扰实验
滴碘液 检验是否有淀粉生成
冲洗 冲掉碘液，便于观察
题型3 光合作用的原料
典例8 某科学兴趣小组的同学在研究植物光合作用时，设计了如图所示实验装置
（氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳），下列说法错误的是( )
B
A.植物放入装置前要进行暗处理
B.实验时甲装置放在黑暗处，乙装置放在阳光下
C.该实验的变量是二氧化碳
D.该实验装置需要密封处理
[解析] 实验前应将实验所用植物同时进行暗处理，目的是让叶片内原有的淀粉运走
或耗尽，A正确；甲装置中有二氧化碳，乙装置中的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，
故该实验是以二氧化碳为变量的一组对照实验，除二氧化碳外其他条件均要相同，
所以实验时甲装置与乙装置均应放在阳光下，B错误、C正确；该实验装置需要密封
处理，避免空气中的二氧化碳干扰实验结果，D正确。
方法点拨
探究植物进行光合作用的实验变量
（1）二氧化碳：在两个密闭装置内，一个装置内放清水（对照组），另一个装置内放氢氧化钠溶液（实验组）。
（2）光：一个叶片进行部分遮光处理，见光部分为对照组，遮光部分为实验组。
（3）水：将一片叶子的主叶脉切断，阻止水分的运输，有水供给的部分为对照组，无水供给的部分为实验组。
（4）叶绿体：选取银边天竺葵的叶片，叶片银边部分无叶绿体，为实验组，叶片绿色部分有叶绿体，为对照组。
题型4 呼吸作用与光合作用的综合
典例9 寿光是著名的“中国蔬菜之乡”，也是重要的
大棚蔬菜生产基地。某初中科学兴趣小组对密闭大
棚内番茄的光合作用与呼吸作用进行了研究，绘制
了单株番茄光合作用强度与种植密度的关系图（甲）
和 点对应情况下大棚内一天中的二氧化碳含量的
变化图（乙）。下列说法错误的是( )
C
A.从以上研究可知，单株光合作用强度随种植密度的增加而降低
B.在图甲中 点，限制番茄植株光合作用强度的主要外界因素是光照
C.图乙中 段，植株叶肉细胞中释放能量的场所是叶绿体
D.图乙中，氧气浓度最高的点是 点，此时光合作用强度与呼吸作用强度相等
[解析] 由图甲可知，随着种植密度的增加，单株光合作用强度降低，与 点相比，
点种植密度较大，种植过密会导致叶片之间相互遮挡，使植物不能充分地接受阳
光；并且植株通风效果不好，导致二氧化碳供应不足，最终使单株光合作用强度下
降，A、B正确。叶绿体是植物细胞中合成能量的场所，C错误。图乙中 点是氧气
浓度最高的点，此时二氧化碳浓度不再降低，达到平衡点，即光合作用吸收的二氧
化碳量和呼吸作用释放的二氧化碳量相等，说明光合作用强度与呼吸作用强度相等，
D正确。
方法点拨
光合作用和呼吸作用的关系

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