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想一想·议一议
生物呼吸和燃料的燃烧消耗的氧气平均为10000吨/秒，而大气层中氧气只占约21%，按照现有消耗速度只能维持3000年，可是，许多年过去了，大气中的氧气含量并没有减少，这是为什么呢？
氧气
（O2）
二氧化碳
（CO2）
第三单元 植物的生活
第五章 绿色植物与生物圈中的碳氧平衡
想一想·议一议
英国普利茅斯大学地球科学教授伊恩·斯图尔特于2011年9月15日晚10时进入一个植物园“伊甸园项目”的透明封箱。箱内培植120株小型和30株大型光合作用速度快植株。伊恩·斯图尔特进入之后箱内氧气水平从通常的21%降至12.5%。在箱中生活期间，剧烈头疼和疲劳感一直伴随着斯图尔特。“氧气浓度低时，如同身处海拔4500米，剧烈头疼伴随着极度疲劳感。”
17日晚，在箱内呆满48小时的伊恩·斯图尔特走出了箱子。伊恩·斯图尔特希望通过“人与植物共存”实验，向人们讲述植物的光合作用对于人类生存的重要性。
第三单元 植物的生活 第五章 绿色植物与生物圈中的碳氧平衡
第一节 光合作用吸收二氧化碳释放氧气
1
光合作用的发现历史
2
光合作用的过程探究实验
3
光合作用的概念、实质和意义
4
光合作用原理在农业生产上的应用
目录
CONTENTS
PART
01
光合作用的发现历史
2000多年前，古希腊哲学家亚里士多德认为“植物是由土壤汁构成”，即植物生长所需物质全部来自土壤。
植物增加的重量＝土壤减少的重量
1.1 光合作用的发现历史——植物是由土壤汁构成
1.2 光合作用的发现历史——水是合成柳树体内有机物的原料
1642年，比利时科学家扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特把一棵2.5千克重的柳树苗栽种到一个木桶里，桶里盛有事先称过重量的土壤。在这之后，他只用纯净的雨水浇灌树苗。为了防止灰尘落入，他还专门制作了桶盖。5年过去了，柳树逐渐长大了。经过称重，他大吃一惊：柳树的重量增加了80多千克，而土壤却只减少了不到100克。
海尔蒙特认为这是因为柳树除吸收土壤中少量的无机盐外，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，他是否忽略了其他因素？
1.3 光合作用的发现历史——植物能更新污浊了的空气
1773年，英国科学家约瑟夫·普利斯特利做了一个经典实验。普利斯特利根据实验得出：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。由于当时化学发展水平的限制，人们尚不了解植物吸收和释放的究竟是什么气体。
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。
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。
他把一盆植物和一支
点燃的蜡烛一同放到
密闭的玻璃罩里，
蜡烛没有熄灭。
他又把一盆植物和一只
小白鼠一同放到
密闭的玻璃罩里，
小白鼠也能正常活着。
1.4 光合作用的发现历史——植物需要阳光才能制造出氧气
18世纪70年代，荷兰科学家间·英格豪斯对植物的气体交换产生了兴趣。1779年他发现在光照情况下植物会产生气泡，而在没有光照情况下气泡停止了变大。他发现那气泡是氧气。他也发现黑暗条件下植物释放出二氧化碳，并且光照条件下释放出的氧气量比黑暗条件下释放出的二氧化碳多。这表明植物不仅生自于土壤，也生自于空气。1785年，随着空气组成成分的发现，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。
1.5 光合作用的发现历史——植物叶片在光下可以产生淀粉
1864年，德国植物学家尤利乌斯·冯·萨克斯用天竺葵做材料做了一个试验：把绿色植物叶片放在暗处几个小时，目的是让叶片中的营养物质消耗掉，然后把这个叶片一半曝光，一半遮光。过一段时间后，用碘蒸汽处理发现遮光的部分没有发生颜色的变化，曝光的那一半叶片则呈深蓝色。实验证明了天竺葵的叶子在光下制造了淀粉，同时也说明光合作用需要光，产物为淀粉（糖类）。
①暗（饥饿）处理
②叶片遮光在光下照射
（设置对照实验）
④叶片放入酒精中
隔水加热脱色处理
⑤清水漂洗后滴加碘液
⑥冲去碘液观察现象
③取下叶片去掉遮光纸片
直到1897年，科学家们才归纳出了光合作用的反应式：二氧化碳＋水＋光→氧＋有机物＋化学能，1897年，在人类开始探索植物生命活动原理的一百多年以后，一位名叫佩弗的法国科学家，为植物体在光照下的这种重要的合成代谢起了一个贴切而又响亮的名字──“光合作用”，首次在教科书中称它为光合作用。
PART
02
光合作用的过程探究实验
探究光合作用的过程——知识储备
——氧气（O2），无色无味的气体，难溶于水，不能燃烧但能助燃（能使带火星的木条或卫生香复燃），能供给动植物呼吸。
——二氧化碳（CO2），无色无味，气体，可以1:1的比例溶于水，不能燃烧也不能助燃，不支持动物的呼吸，能使澄清的石灰水变浑浊（二氧化碳+氢氧化钙→碳酸钙↓+水）。
——溴代麝香草酚蓝（BTB）试剂，通入二氧化碳时溶液由蓝绿色变为黄色，二氧化碳消失后溶液又转成蓝绿色。
2.1 光合作用的原料——二氧化碳和水
蓝绿色 暗处理 黄色 光照处理 蓝绿色
向培养金鱼藻的容器中添加BTB试剂→装置进行暗处理→通入大量二氧化碳后封闭→将装置放到阳光下照射30分钟→观察现象
二氧化碳是
光合作用的原料
2.1 光合作用的原料——二氧化碳和水
●探究：二氧化碳是光合作用的原料吗？（课本P122-123）
●材料用具：玻璃钟罩、氢氧化钠溶液、盆栽的天竺葵、酒精、碘液、小烧杯、大烧杯、培养皿、酒精灯、三脚架、石棉网、镊子、清水
●实验原理：氢氧化钠+二氧化碳→碳酸钠+水
2.1 光合作用的原料——二氧化碳和水
●方法步骤：
①将两盆天竺葵放在黑暗处一昼夜；
②分别用玻璃钟罩将两盆天竺葵罩住，
一个玻璃钟罩中放入氢氧化钠溶液，
将两个装置同时放到阳光下照射；
③分别取两个装置中天竺葵的叶片
各一片，放入盛有酒精的小烧杯中，水浴加热；
④清水漂洗后滴加碘液，过一会儿再用清水漂洗，观察叶片颜色变化；
⑤实验现象：放置了氢氧化钠溶液的装置中叶片不变蓝色，未放置氢氧化钠溶液的装置中叶片变蓝色；
⑥实验结论：二氧化碳是光合作用的原料。
2.1 光合作用的原料——二氧化碳和水
1939年,鲁宾和卡门（美国）利用同位素标记法对光合作用的原料进行了探究：用18O分别标记H2O和CO2，使他们分别成为H218O和C18O2→第一组提供H2O和C18O2，第二组提供H218O和CO2→在其他条件相同的情况下，分析两组实验释放的O2情况→现象：第一组产生的氧气全部是O2，第二组产生的氧气全部是18O2→结论：光合作用释放的氧气来自水，水是光合作用的原料。
2.2 光合作用的产物——氧气和有机物（淀粉）
①暗（饥饿）处理
②叶片遮光在光下照射
（设置对照实验）
④叶片放入酒精中
隔水加热脱色处理
⑤清水漂洗后滴加碘液
⑥冲去碘液观察现象
③取下叶片去掉遮光纸片
1864年，德国植物学家萨克斯：天竺葵暗处理→叶片遮光并在阳光下照射→酒精中隔水加热→漂洗滴加碘液→观察现象：见光部分变蓝，遮光部分未变蓝
淀粉是
光合作用的产物
2.2 光合作用的产物——氧气和有机物（淀粉）
用试管收集金鱼藻放出的气体→将带有火星的卫生香伸入试管内→观察现象：卫生香复燃
氧气是
光合作用的产物
2.3 光合作用的条件和场所——光和叶绿体
银边天竺葵在阳光下照射→
取一片叶在酒精中隔水加热→
清水漂洗后滴加碘液→
绿色部分变蓝，银边部分未变蓝
叶绿体
是光合作用
的场所
1864年，德国植物学家萨克斯：天竺葵暗处理→叶片遮光并在阳光下照射→置入酒精中隔水加热→清水漂洗滴加碘液→观察现象：见光部分变蓝，遮光部分未变蓝
光是
光合作用
的条件
PART
03
光合作用的概念、实质和意义
3.1 光合作用的概念、实质和意义
●概念：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（淀粉等物质），并释放出氧气的过程。
●实质：物质转化：简单的无机物→复杂的有机物
能量转化： 光能→化学能
●意义：（1）将太阳能转变为化学能，完成能量转化；
（2）将无机物合成有机物，完成物质转化；
（3）维持生物圈中的碳-氧平衡
原料——二氧化碳、水
条件——光能
场所——叶绿体
产物——有机物（储能）、氧气
PART
04
光合作用原理在农业生产上的应用
4.1 光合作用的原理的应用——叶镶嵌
叶镶嵌：相邻两节的叶总是不重叠而成镶嵌态，利于每片叶都能接受光照。
4.2 光合作用的原理的应用——合理密植
合理密植是指在单位面积上，栽种作物或树木时密度要适当，行株距要合理。株距、行距要多少才算合理，必须根据自然条件、作物的种类、品种特性、以及耕作施肥和其他栽培技术水平而定。合理密植是增加作物产量的重要措施。
在一定范围内，增加农作物的密度，扩大叶面积，光合作用产物增加，农作物产量上升。但密度过大，叶片相互重叠，株间透光率降低，田间郁蔽，叶片光合作用降低，有机物质积累总量反而减少，农作物产量下降。
4.4 光合作用的原理的应用——增加二氧化碳浓度
增加二氧化碳浓度的方法：（1）固体二氧化碳上肥法（干冰气化法）：是运用固体二氧化碳即干冰，在常温状态放热后升华为气体开展上肥。（2）化学反应法：现阶段推广的关键是用稀硫酸和碳酸氢铵化学反应，生成的二氧化碳能做气肥应用。此方法原材料来源于广，成本费便宜，操作步骤简易，运用好用，没有污染。（3）气体燃烧法：气体燃烧法是运用压缩天然气、燃气、沼液等燃料燃烧造成二氧化碳。通常将瓶装的液化
石油气连接燃烧设备，在温室大棚引燃后造成
二氧化碳，并且还可给予光线和发热量。
（4）有机化合物发酵法：运用人或畜排泄物、
农作物秸杆、野草根茎等开展发醇时生成二氧
化碳。此方法行之有效,低成本，并且也提升了
土壤层中持效肥分，但二氧化碳释放出来量不
容易调整操控，难以实现应该有的浓度值规定。
4.3 光合作用的原理的应用——提高光照强度
PART
05
总结转化 思维导图
第一节 光合作用吸收二氧化碳释放氧气
原料——二氧化碳、水
条件——光能
场所——叶绿体
产物——有机物（储能）、氧气
物质转化：无机物→有机物
能量转化：光 能→化学能
应用：叶镶嵌、合理密植、增加二氧化碳浓度、提高光照强度
PART
06
巩固拓展 夯实基础
P126页练习1.判断题
×
×
√
√
（ ）（1）光合作用的原料是水和二氧化碳。
（ ）（2）植物的每个细胞都能进行光合作用。
（ ）（3）光合作用的实质是制造有机物，释放氧气，把有机物里的能量全部释放出来。
（ ）（4）合理密植可以保证作物的叶片都能充分地接受光照，又互不遮挡。
P126页练习2、3 分析题
2.请用恰当的形式总结光合作用的原料、条件、场所和产物。
3.右图是某农场温室大棚中增加二氧化碳浓度的一种仪器，大棚中安装这种仪器的目的是什么？原理又是什么？
答：大棚中安装这种仪器的目的是提高农作物的产量。二氧化碳是光合作用的原料之一，增加二氧化碳的浓度有助于提高光合作用的效率，从而提高农作物的产量。该仪器是投放干冰（固态二氧化碳）用的。
光合作用 原料 条件 场所 产物
二氧化碳、水 光 叶绿体 有机物、氧气
P126页练习4.分析题
4.为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料”，某同学制定了以下的实验方案。
（1）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）将上述植物及装置放在暗室中“饥饿”，消耗掉叶片内贮藏的有机物。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）取一片叶，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，检测有无葡萄糖生成的蓝色出现。
该实验方案有几处明显的错误，请指出错误并改正。
P126页练习4.分析题
●本实验应设置对照实验，步骤（1）中装置A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；装置B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清水，密封不漏气。A和B形成对照。
●步骤（2）中AB两组均进行“饥饿”处理，“红色安全灯”应为“绿色安全灯”。
●步骤（3）中AB两组同时进行光照。
●步骤（4）脱色处理两组同时进行。
●步骤（5）显色反应AB两组同时进行，比较显色情况。“葡萄糖”应为“淀粉”。
课程结束，感谢倾听!

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