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第11章 植物的光合作用和呼吸作用
第1节 植物的光合作用
第4单元 植物的生活
苏教版(新教材)生物七年级下册
通过科学家验证光合作用的相关实验，说出植物光合作用需要在光的条件下进行，需要水和二氧化碳为原料。
通过实验探究验证光合作用的产物有有机物和氧气，培养学生分析、归纳和总结等思维能力。
通过实验探究光合作用的产物，培养学生实验探究能力，促进掌握科学探究的一般方法。
通过重温光合作用经典实验，经历科学探究的过程，认同科学家的严谨求实的科学态度。
学习目标
教学重点
01
植物能利用太阳能（光能），将二氧化碳和水合成贮存了能量的有机物，同时释放氧气。
教学难点
02
探究绿叶在光照下能够合成有机物和氧气。
教学重点难点
植物的蒸腾作用
植物和水循环
生物圈的水循环
含义：绿色植物通过根部吸收的水，以水蒸气的形式散失到大气中的过程。
散失的结构：叶片的气孔
意义：促进根部对水的吸收、水和无机盐在植物体内的运输；降低叶片表面温度
水循环含义：自然界中的水通过蒸发、植物蒸腾、降水等环节，在生物圈中不断循环运动的过程。
植物参与水循环：对水的吸收和散失
水循环动力：太阳能
复习巩固
课堂导入
“日晴桑叶绿宛宛，春蚕忽忽都成茧。”以桑叶为食的蚕，在获得叶片中的有机物后方能吐丝结茧。当灿烂的阳光照耀着植物时，正式叶片吸收光能，合成有机物的奇妙时刻。
展开光合作用研究的历史长卷，我们会看到众多科学家设计了很多精妙实验，科学家是如何通过实验探究光合作用的？植物的光合作用又蕴含着怎样的奥妙？
探究新知
一、光合作用的原料
亚里士多德
2400多年前，亚里士多德提出植物体的生长是因为完全吸收了“土壤汁”里的营养。即植物生长所需物质全部来自土壤。
那么植物重量的增加到底是不是来自土壤呢？
一、光合作用的原料
海尔蒙特的实验
范·海尔蒙特
实验猜想
①实验前后土壤减少的重量=实验前后植物增加的重量
说明植物增重来自土壤
②实验前后土壤减少的重量≠实验前后植物增加的重量
说明植物增重不是来自土壤
一、光合作用的原料
海尔蒙特的实验
柳树苗2.5kg
称重
土壤100kg
种植
只浇水
5年后
称重
柳树苗82.5kg
土壤99.9kg
一、光合作用的原料
柳树苗2.5kg
土壤100kg
思考1：柳树自小长大增加的质量是多少？
土壤减少的质量是多少？
柳树苗82.5kg
土壤99.9kg
5年后
5年后
柳树苗增加80kg
土壤减少0.1kg
海尔蒙特的实验
一、光合作用的原料
思考2：柳树增加的质量主要来自什么？
5年后
水
实验结论：
植物生长的原料是从水中得到的，树木只要有水就能生长发育。
海尔蒙特的实验
一、光合作用的原料
海尔蒙特的实验
一、光合作用的原料
海尔蒙特的实验
思考3：科学看待本实验，你能否说出范·海尔蒙特实验的优点吗？有没有设置对照是？
优点：用数据证明了植物的增重并不是完全来自于土壤。
有设置对照，5年前和5年后柳树的生长进行对照。
思考4：范·海尔蒙特认为柳树的增重只是来自水，你认为他忽略了哪些因素？
从植物的生长需求来说，他只考虑吧土壤中物质及水对植物的影响，忽略了阳光、空气等因素。
一、光合作用的原料
普利斯特利的实验
一段时间后
一段时间后
实验结论：
植物可以净化因小鼠呼吸而变得污浊了的空气。
一、光合作用的原料
普利斯特利的实验
一、光合作用的原料
英格豪斯的实验
1779年，英格豪斯在重复了500多次普利斯特利的实验后，用新鲜水草做实验，发现在光照情况下植物会产生气泡，而在没有光照情况下则不产生气泡。后人查阅普利斯特利的实验发现，在晚上或阴天时实验均失败，而晴天时实验成功率较高。
从上述资料中你能得出什么结论？
实验结论：
植物只有在光照条件下才能净化空气。
一、光合作用的原料
英格豪斯的实验
科学家又对光合作用进行了深入的研究，才明白植物“净化”空气的原因使：植物叶片在光照下吸收二氧化碳并释放氧气，二氧化碳是植物光合作用必不可少的原料。19世纪，一位瑞士科学家通过实验提出：
水也是光合作用的原料。
光合作用相关实验 结论
海尔蒙特的实验
普利斯特利的实验
英格豪斯的实验
后来科学家
植物生长的原料是从水中得到的，树木只要有水就能生长发育。
植物可以净化因小鼠呼吸而变得污浊了的空气。
植物只有在光照条件下才能净化空气。
二氧化碳和水是植物光合作用必不可少的原料。
光合作用的原料需要水和二氧化碳，条件是光照。
二、光合作用的产物
你们知道这些食物的主要成分是什么呢？
淀粉
淀粉贮存着大量能量的有机物，是如何产生的呢？
二、光合作用的产物
实验：绿叶在光照下能够合成有机物
目的
器材
验证绿叶在光照下能够合成淀粉。
三脚架
石棉网
镊子、剪刀
盆栽天竺葵
酒精
酒精灯
培养皿
大、小烧杯
回形针
黑纸片
二、光合作用的产物
1. 把一盆生长旺盛的天竺葵放到黑暗处或罩上黑色塑料袋，进行一昼夜的暗处理。
2.把上述经过暗处理的天竺葵的部分叶片，从上、下两面用小于叶片的黑纸片遮盖起来，用回形针固定，放在阳光下照射一段时间。
3.摘下被遮盖的叶片，取下制片，观察叶片的颜色有无变化。把叶片放入盛有适量酒精的小烧杯，再放入一只盛有适量热水的
大烧杯，水浴加热，观察叶片的颜色变化，直至叶片呈现黄白色。
4.用镊子取出叶片，用清水轻轻冲洗干净，再放入培养皿，向叶片上滴加碘液。
5.稍停片刻，用清水冲洗掉碘液，观察叶片的颜色变化。
步骤
注意安全使用药品，加热器具和剪刀、镊子等锐器！
二、光合作用的产物
二、光合作用的产物
实验过程：
a 暗处理
b 部分遮光
d 取下黑纸片
e 酒精脱色
f 滴加碘液
g 显色
c 照光
二、光合作用的产物
a 暗处理
为什么要把天竺葵放在黑暗处（或用黑色塑料袋罩上）一昼夜？
使叶片内原有的有机物（淀粉）
耗尽或运走。
二、光合作用的产物
b 部分遮光
如何进行部分遮光呢？
选取一片叶片的一部分，用不
透光的纸片或黑塑料片，从上、下
两面的对应部分遮盖起来。
部分遮光的目的是为了什么？
形成对照。
二、光合作用的产物
c 照光
遮光后又放在光下照射一段时间的目的是为了什么？
使叶片进行光合作用，重新积累有
机物。
二、光合作用的产物
d 取下黑纸片
取下黑纸片后，观察叶片的
遮光部分和未遮光部分颜色有什
么不同呢？
遮光部分：颜色浅、
未遮光部分：颜色深。
因为未遮光部分光照时形成叶绿素。
二、光合作用的产物
e 酒精脱色
酒精脱色的目的是为了什么呢？
让叶绿素溶解到酒精中
酒精脱色到什么程度？酒精最终变成什么颜色？
直到叶片变成黄白色，绿色。
为什么要进行水浴加热呢？
防止酒精沸腾伤人。
二、光合作用的产物
f 滴加碘液
具体过程:用清水轻轻冲洗干净，再放入培养皿，向叶片上滴加碘液。此处用清水漂洗的目的是为了什么？
洗去酒精，便于显色。
滴加碘液的目的是为了什么？
为了证明是否产生淀粉。
二、光合作用的产物
g 显色
具体过程:用清水洗掉碘液，观察叶片颜色的变化，此处用清水漂洗的目的是为了什么？
洗去碘液,便于观察。
二、光合作用的产物
实验
现象
遮光部分
变蓝
未遮光部分
未变蓝
得出结论：绿叶在光下产生淀粉。
二、光合作用的产物
植物的光合作用除了合成淀粉等有机物，还会生成其他物质吗？
实验：绿叶在光照下能够释放氧气
目的
器材
验证绿叶在光照下能够释放氧气。
金鱼藻
火柴
细木条
烧杯
黑纸片
试管
二、光合作用的产物
1.取适量的金鱼藻放在盛满清水的烧杯中，用漏斗反扣住在水中的金鱼藻，再在漏斗颈上倒扣一支装满清水的试管（图6-9）。将这一装置移到光照下，放置一段时间，观察发生的现象。
2.待试管内液面下降到比烧杯内液面低时，使试管保持倒立竖直状态，将其从漏斗的颈部取下，但不要脱离清水，在液面下用拇指堵住试管口，反转试管，使试管口向上。
3.松开拇指，把带火星的细木条迅速地插入试管，观察发生的现象。
步骤
点燃细木条时应注意安全！
二、光合作用的产物
实验过程：
金鱼藻放入水中
水中出现气泡
带火星细木条复燃
二、光合作用的产物
二、光合作用的产物
为什么要再在漏斗上倒扣一支装满清水的试管？
排除空气中氧气对实验的干扰。
带火星的细木条插入试管内后重新燃烧起来，说明什么问题？
植物光合作用能释放氧气。
背景知识：氧气不溶于水且具有助燃性
二、光合作用的产物
研究表明，绿叶在光照下合成有机物、释放氧气，与植物细胞中的叶绿体有关。叶绿体时植物细胞进行光合作用的场所，光是植物进行光合作用的能量来源。
光合作用是指植物利用光能，将二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物，同时释放氧气的过程。
光合作用的基本过程：
二氧化碳
+
水
光能
叶绿体
有机物
+
氧气
二、光合作用的产物
光合作用过程中，植物就像一个能量转换站，把光能转化为化学能，并将能量贮存的有机物。
光
二氧化碳
水
氧气
有机物
叶绿体
光合作用的实质：
合成有机物，贮存能量。
植物通过光合作用合成有机物，不断被运输到各个组织、器官，为自身和其他生物的生命活动提供物质和能量。
知识总结
植物的光合作用
光合作用是指植物利用光能，将二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物，同时释放氧气的过程。
概念
公式
原料
条件
场所
产物
实质
合成有机物，贮存能量。
课堂检测
1.用实验证实了“水是使植物增重的主要物质”的科学家是（ ）
A.萨克斯 B.英格豪斯
C.普利斯特莱 D.范·海尔蒙特
2. 在完全密闭的玻璃瓶中，蜡烛能够燃烧更长时间的一种实验装置是（ ）
A.植物、动物和土壤中适量的水
B.光照、动物和土壤中适量的水
C.植物、光照和土壤中适量的水
D.植物、动物和光照
D
植物生长的原料是从水中得到的，树木只要有水就能生长发育。
C
课堂检测
3.绿色开花植物进行光合作用，其中光合作用的条件、原料和产物依次是（ ）
A、氧和有机物、光能和叶绿体、水和无机盐
B、二氧化碳和水、光能和叶绿体、氧和有机物
C、光能和叶绿体、二氧化碳和水、氧和有机物
D、水和无机盐、二氧化碳和水、氧和有机物
C
课堂检测
4.摘下叶片，取下黑纸片，把叶片放入盛有适量酒精的烧杯中隔水加热的目的是（ ）
A.溶解淀粉 B.将淀粉煮熟
C.把叶绿素溶解到酒精中 D.使氧气排出
5.“绿叶在光下产生淀粉”的实验证明（ ）
A.光合作用的条件之一是光，产物有淀粉
B.光合作用释放氧气
C.光合作用的产物是淀粉和氧气
D.光合作用有光无光都可进行
C
A
课堂检测
6.一株绿色植物在黑暗中放置24h，选择一片绿叶，把主叶脉剪断(如图所示)，然后将植株放在阳光下照射2-4h，发现B区不能正常制造淀粉，其中原因是B区叶片缺少（ ）
A、叶绿素
B、光
C、二氧化碳
D、水
D
主叶脉切断，无法向B处运输水/ 让教学更有效 高效备课 | 生物学科
4.11.1 植物的光合作用
一、教学目标
1.生命观念：
通过科学家验证光合作用的相关实验，说出植物光合作用需要在光的条件下进行，需要水和二氧化碳为原料。
2. 科学思维：
通过实验探究验证光合作用的产物有有机物和氧气，培养学生分析、归纳和总结等思维能力。3.探究实践：
通过实验探究光合作用的产物，培养学生实验探究能力，促进掌握科学探究的一般方法。
态度责任：
通过重温光合作用经典实验，经历科学探究的过程，认同科学家的严谨求实的科学态度。
二、教学重点和难点
1.教学重点：
植物能利用太阳能（光能），将二氧化碳和水合成贮存了能量的有机物，同时释放氧气。
2.教学难点：
探究绿叶在光照下能够合成有机物和氧气。
三、教学设计思路
复习巩固，回顾上一节已学知识。以描述家桑叶光合作用的美景描述引入本节课的学习主题。第一部分是光合作用的原料，通过重温科学家经典的实验，分析出光合作用需要在光照下，以二氧化碳和水为原料进行光合作用。第二部分是光合作用的产物，通过实验验证光合作用可以产生有机物和氧气，培养学生实验探究能力，分析、归纳和总结等思维能力，理解光合作用的实质，形成保护植物、爱护环境的情感。
四、教学过程
【课堂导入】
教师讲解：“日晴桑叶绿宛宛，春蚕忽忽都成茧。”以桑叶为食的蚕，在获得叶片中的有机物后方能吐丝结茧。当灿烂的阳光照耀着植物时，正式叶片吸收光能，合成有机物的奇妙时刻。
教师提问：展开光合作用研究的历史长卷，我们会看到众多科学家设计了很多精妙实验，科学家是如何通过实验探究光合作用的？植物的光合作用又蕴含着怎样的奥妙？
【新课学习】
学习目标一：光合作用的原料
展示资料：2400多年前，亚里士多德提出植物体的生长是因为完全吸收了“土壤汁”里的营养。即植物生长所需物质全部来自土壤。
教师提问：那么植物重量的增加到底是不是来自土壤呢？
教师讲解：我们可以进行实验猜想：①实验前后土壤减少的重量=实验前后植物增加的重量，说明植物增重来自土壤。②实验前后土壤减少的重量≠实验前后植物增加的重量，说明植物增重来自土壤。17世纪，比利时人海尔蒙特进行了柳树苗实验。将柳树苗和土壤进行称重，柳树苗为2.5kg，土壤100kg，5年中只浇水，柳树苗82.5kg，土壤为99.9kg。
思考1：柳树自小长大增加的质量是多少？土壤减少的质量是多少？
学生：柳树苗增加80kg，土壤减少0.1kg。
思考2：柳树增加的质量主要来自什么？
学生：柳树增加的质量主要来自水，而不是土壤。说明植物生长的原料是从水中得到的，树木只要有水就能生长发育。
播放视频，学生了解海尔蒙特视频。
思考3：科学看待本实验，你能否说出范·海尔蒙特实验的优点吗？有没有设置对照是？
学生：优点：用数据证明了植物的增重并不是完全来自于土壤。有设置对照，5年前和5年后柳树的生长进行对照。
思考4：范·海尔蒙特认为柳树的增重只是来自水，你认为他忽略了哪些因素？
学生：从植物的生长需求来说，他只考虑吧土壤中物质及水对植物的影响，忽略了阳光、空气等因素。
展示普利斯特利的实验：
学生分析说出：植物可以净化因小鼠呼吸而变得污浊了的空气。
播放视频，学生了解普利斯特利的实验。
展示英格豪斯的实验：1779年，英格豪斯在重复了500多次普利斯特利的实验后，用新鲜水草做实验，发现在光照情况下植物会产生气泡，而在没有光照情况下则不产生气泡。后人查阅普利斯特利的实验发现，在晚上或阴天时实验均失败，而晴天时实验成功率较高。从上述资料中你能得出什么结论？
学生分析得出实验结论：植物只有在光照条件下才能净化空气。
教师讲解：科学家又对光合作用进行了深入的研究，才明白植物“净化”空气的原因使：植物叶片在光照下吸收二氧化碳并释放氧气，二氧化碳是植物光合作用必不可少的原料。19世纪，一位瑞士科学家通过实验提出：水也是光合作用的原料。
师生总结，完成表格：
光合作用的原料需要水和二氧化碳，条件是光照。
学习目标二：光合作用的产物
展示图片：
教师提问：你们知道这些食物的主要成分是什么呢？
学生：淀粉。
教师提问：淀粉贮存着大量能量的有机物，是如何产生的呢？
展示实验：绿叶在光照下能够合成有机物
目的：说明绿叶在光下能够产生淀粉。
器材：黑色制片、回形针、小烧杯、大烧杯、培养皿、酒精灯、三脚架、陶土网、剪刀、镊子、火柴、盆栽的天竺葵、清水、酒精、碘液等。
1. 把一盆生长旺盛的天竺葵放到黑暗处或罩上黑色塑料袋，进行一昼夜的暗处理。
2.把上述经过暗处理的天竺葵的部分叶片，从上、下两面用小于叶片的黑纸片遮盖起来，用回形针固定，放在阳光下照射一段时间。
3.摘下被遮盖的叶片，取下制片，观察叶片的颜色有无变化。把叶片放入盛有适量酒精的小烧杯，再放入一只盛有适量热水的
大烧杯，水浴加热，观察叶片的颜色变化，直至叶片呈现黄白色。
4.用镊子取出叶片，用清水轻轻冲洗干净，再放入培养皿，向叶片上滴加碘液。
5.稍停片刻，用清水冲洗掉碘液，观察叶片的颜色变化。
注意安全使用药品，加热器具和剪刀、镊子等锐器！
总结实验过程：
教师提问：为什么要把天竺葵放在黑暗处（或用黑色塑料袋罩上）一昼夜？
学生：使叶片内原有的有机物（淀粉）耗尽或运走。
教师提问：如何进行部分遮光呢？
学生：选取一片叶片的一部分，用不透光的纸片或黑塑料片，从上、下两面的对应部分遮盖起来。
教师提问：部分遮光的目的是为了什么？
学生：形成对照。
教师提问：遮光后又放在光下照射一段时间的目的是为了什么？
学生：使叶片进行光合作用，重新积累有机物。
教师提问：取下黑纸片后，观察叶片的 遮光部分和未遮光部分颜色有什么不同呢？
学生：遮光部分：颜色浅、未遮光部分：颜色深。因为未遮光部分光照时形成叶绿素。
教师提问：酒精脱色的目的是为了什么呢？
学生：让叶绿素溶解到酒精中。
教师提问：酒精脱色到什么程度？酒精最终变成什么颜色？
学生：直到叶片变成黄白色，绿色。
教师提问：为什么要进行水浴加热呢？
学生：防止酒精沸腾伤人。
教师介绍：具体过程:用清水轻轻冲洗干净，再放入培养皿，向叶片上滴加碘液。此处用清水漂洗的目的是为了什么？
学生：洗去酒精，便于显色。
教师提问：滴加碘液的目的是为了什么？
学生：为了证明是否产生淀粉。
教师介绍：具体过程:用清水洗掉碘液，观察叶片颜色的变化，此处用清水漂洗的目的是为了什么？
学生：洗去碘液,便于观察。
实验现象：
学生总结实验结论：绿叶在光下产生淀粉。
教师提问：植物的光合作用除了合成淀粉等有机物，还会生成其他物质吗？
展示实验：绿叶在光照下能够释放氧气
目的：说明绿叶在光下能够产生氧气。
器材：漏斗、烧杯、试管、细木条、火柴、金鱼藻、清水等。
步骤：1.取适量的金鱼藻放在盛满清水的烧杯中，用漏斗反扣住在水中的金鱼藻，再在漏斗颈上倒扣一支装满清水的试管（图6-9）。将这一装置移到光照下，放置一段时间，观察发生的现象。
2.待试管内液面下降到比烧杯内液面低时，使试管保持倒立竖直状态，将其从漏斗的颈部取下，但不要脱离清水，在液面下用拇指堵住试管口，反转试管，使试管口向上。
3.松开拇指，把带火星的细木条迅速地插入试管，观察发生的现象。
点燃细木条时应注意安全！
教师提问：为什么要再在漏斗上倒扣一支装满清水的试管？
学生：排除空气中氧气对实验的干扰。
教师提问：氧气不溶于水且具有助燃性，带火星的细木条插入试管内后重新燃烧起来，说明什么问题？
学生总结实验结论：植物光合作用能释放氧气。
教师讲解：研究表明，绿叶在光照下合成有机物、释放氧气，与植物细胞中的叶绿体有关。叶绿体时植物细胞进行光合作用的场所，光是植物进行光合作用的能量来源。
师生总结：光合作用是指植物利用光能，将二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物，同时释放氧气的过程。
光合作用的基本过程：
教师讲解：光合作用过程中，植物就像一个能量转换站，把光能转化为化学能，并将能量贮存的有机物。所以光合作用的实质是合成有机物，贮存能量。
归纳总结：植物通过光合作用合成有机物，不断被运输到各个组织、器官，为自身和其他生物的生命活动提供物质和能量。
【课堂总结】本节课我们学习通过重温经典科学家的光合作用实验，说明光合作用需要在光照的条件进行，以二氧化碳和水为原料，通过实验验证光合作用的产物是有机物和氧气。
【课堂练习】
1.用实验证实了“水是使植物增重的主要物质”的科学家是（ D ）
A.萨克斯 B.英格豪斯
C.普利斯特莱 D.范·海尔蒙特
2. 在完全密闭的玻璃瓶中，蜡烛能够燃烧更长时间的一种实验装置是（ C ）
A.植物、动物和土壤中适量的水
B.光照、动物和土壤中适量的水
C.植物、光照和土壤中适量的水
D.植物、动物和光照
3.绿色开花植物进行光合作用，其中光合作用的条件、原料和产物依次是（ C ）
A、氧和有机物、光能和叶绿体、水和无机盐
B、二氧化碳和水、光能和叶绿体、氧和有机物
C、光能和叶绿体、二氧化碳和水、氧和有机物
D、水和无机盐、二氧化碳和水、氧和有机物
4.摘下叶片，取下黑纸片，把叶片放入盛有适量酒精的烧杯中隔水加热的目的是（ C ）
A.溶解淀粉 B.将淀粉煮熟
C.把叶绿素溶解到酒精中 D.使氧气排出
5.“绿叶在光下产生淀粉”的实验证明（ A ）
A.光合作用的条件之一是光，产物有淀粉
B.光合作用释放氧气
C.光合作用的产物是淀粉和氧气
D.光合作用有光无光都可进行
6.一株绿色植物在黑暗中放置24h，选择一片绿叶，把主叶脉剪断(如图所示)，然后将植株放在阳光下照射2-4h，发现B区不能正常制造淀粉，其中原因是B区叶片缺少（ D ）
A、叶绿素
B、光
C、二氧化碳
D、水
五、板书设计
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