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第2节 大气圈中氧、碳的循环（第2课时）
【核心概念】
6.生物体的稳态与调节
【学习内容与要求】
6.1 植物能制造和获取养分来维持自身的生存；
②知道光合作用的原料、条件、产物及简要过程。
【教学目标】
1.科学观念：了解光合作用的概念、原理；知道光合作用的原料。
2.科学思维：理解控制变量法设计实验的方法。
3.探究实践：通过探究实验，分析、推导、归纳出光合作用的原料，提高学生分析问题、解决问题的能力。
4.态度责任：关注绿色植物与人类的关系，培养热爱自然、保护植物、爱护环境的情感。
【教学思路】本课时内容是光合作用的原理、条件和产物以及原料。通过学生设计实验证明光合作用的原料，培养实验设计能力，还能感受到科学研究方法的重要、实验设计的巧妙。本节与其他章节有密切的联系，具有承上启下的重要作用，尤其是在绿色植物新陈代谢以及整个生态系统的物质循环和能量流动中具有重要意义，是学习的重点内容之一。
【教学过程】
教学环节 教学活动
创设情境，明确问题 绿色植物在光照下产生氧气、合成淀粉，光和叶绿体是必要的条件。 绿色植物制造出有机物和氧气的原料是什么？ 引入新课
光合作用的原料 探究实践 二氧化碳是一种气体肥料，在温室或塑料大棚中，人们常通过施加二氧化碳提高作物品质，增加作物产量。请查阅资料，设计一个证明二氧化碳是植物光合作用必需原料的实验方案。 1.此项探究中设计改变的因素是 ___CO2___，最后观察植物有无淀粉生成。 2.设计对照实验： 取两个透明塑料袋，一个装入少量氢氧化钠溶液，另一个装少量清水，分别套在叶片上。 3.防止植物吸入空气中二氧化碳的方法是 塑料袋口应扎紧，用胶带密封。 4.怎样的实验现象可证明植物的光合作用需要二氧化碳？ 进行淀粉试验，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的叶片不变蓝色。说明植物的光合作用需要二氧化碳。 [继续探究] 你能设计一个光合作用需要水的实验吗？ [思考交流] [归纳提升] 实验设计：1.设计改变的因素是水分。 2．将天竺葵暗处理1昼夜。 3．设置对照实验：A叶片将其主脉切断(将水分供应阻断)；B叶片不作任何处理。 4．在相同条件下光照4 h左右。 5．叶片放在酒精中隔水加热，褪成黄白色时取出，滴上碘液，观察现象 由于上1课时已有实验设计的相关经验,故本课时的实验还是以设计为主,由师生讨论统一形成方案。至于实验可安排到课外完成。
光合作用的原理 [情景展示] [问题探究] 光合作用在哪里进行？光合作用所需要的二氧化碳和水是从哪里来的？ [思考交流] [归纳提升] 光合作用主要在叶肉细胞的叶绿体中进行。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的，然后运输到叶片。 [继续探究1] 光合作用在物质方面发生了哪些转化？在能量方面又发生了哪些转化？ [思考交流] _ [归纳提升] 物质转化：把简单的无机物(二氧化碳和水)→复杂的有机物，并释放出氧气。 能量转化：光能→化学能，并储存在有机物中。 [继续探究2] 什么叫光合作用？写出光合作用的反应式？ [思考交流] [归纳提升] 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 [继续探究3] 绿色植物进行光合作用有何意义？ [思考交流] [归纳提升] 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。
光合作用的发现历程 科学阅读 介绍科学家的实验： 1.1643年，海尔蒙特实验，植物生长的养料是哪里来的？ 这个实验有一个明显的缺陷：没有密闭，没有分析气体变化。忽略了植物从空气中吸收二氧化碳。 2.1771年，普里斯特利实验 植物能更新空气。没有考虑到光的作用；没有明确植物所更新的空气成分。 3.1779年，英格豪斯进行了与普利斯特里类似的实验，并引入了单一变量光照。 他发现：只有在有光照的情况下，植物才能更新空气。 4.1864年，萨克斯用天竺葵进行实验： 证明：植物在光照下可以合成淀粉。 5.1883年，恩格尔曼利用有明显带状叶绿体的水绵、好氧细菌实验： 证明：植物进行光合作用产生氧气的场所是叶绿体。同时利用三棱镜的色散，证明：叶绿体主要吸收红光与蓝紫光。 5.1939年，鲁宾和卡门用18O做同位素试验。 证明：氧气来自于水。 6.1948年，卡尔文用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用。 这个实验为我们提供了光合作用的具体过程和细节。 感受科学家研究光合作用的实验，拓展思维。
板书设计
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第4节 大气圈中氧、碳的循环（第2课时）
核心概念聚焦
1.下图是证明光合作用需要二氧化碳的实验示意图，下列有关叙述不正确的是（ ）
A.乙中M溶液是氢氧化钠溶液 B.M溶液的作用是吸收二氧化碳
C.该实验证明乙中叶片产生了淀粉 D.为防止漏气，在实验所用的两瓶口涂上凡士林
（第1题图） （第2题图） （第3题图）
2.若将某植株一片叶的主脉切断（如图中甲），另一片叶两面都贴上不透明的锡箔纸（如图
中乙），黑暗中放置24小时后光照4小时。取下两叶脱色后滴加碘液，发现A部位不变
蓝，B部位变蓝，C部位不变蓝。以上实验能够证明光合作用需要（　　）
A.水和二氧化碳 B.叶绿素和阳光 C.水和阳光 D.水和叶绿素
3.如图为光合作用示意图，以下分析正确的是（ ）
A.X 为有机物 B.Y为水 C.光合作用需要氧气作为原料 D.光是光合作用的必需条件
4.下列关于光合作用的反应式，正确的是（ ）
A.有机物+氧气二氧化碳+水+能量 B.水+氧气二氧化碳+有机物
C.二氧化碳+水有机物+氧气 D.水+有机物二氧化碳+水
5.关于光合作用实质的描述,正确的是( )
A.合成有机物，放出氧气，贮存能量 B.分解有机物，放出二氧化碳，释放能量
C.合成有机物，放出氧气，释放能量 D.分解有机物，放出二氧化碳，贮存能量
6.绿色植物的光合作用为地球上其他生物提供（　　）
①食物来源 ②水的来源 ③氧气来源 ④能量来源．
A.①③④ B.②③④ C.①②④ D.①②③
7.在“绿叶在光下制造有机物”的实验中，先把盆栽天竺葵放在黑暗处一昼夜，目的是（ ）
A.合成淀粉 B.将淀粉运走耗尽 C.产生二氧化碳 D.产生氧气
核心素养提升
8.王伯伯用温室大棚生产蔬菜，为了提高温室大棚内蔬菜的产量，你认为他可以在温室大棚
内采取的措施是( )
A.增加二氧化碳浓度 B.增加氧气浓度 C.大量浇水 D.大量施肥
9.如图实验是探究沉入水底的叶圆片为什么会浮上水面。用打孔器打下
叶圆片若干，用针筒制造负压将叶圆片中的空气排出，将若干的叶圆
片分别放入盛有清水的A杯中和盛有碳酸氢钠溶液的B杯中，碳酸氢
钠能增加溶液中二氧化碳的浓度。将它们放在温暖有光处，不久你会
看到叶圆片边缘露出一个个气泡，气泡逐渐增大，于是叶圆片浮上水
面，但浮上水面的叶圆片释放气泡后又沉入水底，请回答下列问题。
（1）叶圆片边缘露出的一个个气泡是 气。
（2）请你预测A、B两杯中叶圆片首先上浮的是 杯，原因是 。
（3）本实验能否证明光合作用需要光照？ (填“是”或“否”)。
10.阅读下面有关“光合作用的发现”的资料，重温科学家的研究过程，回答下列问题：
资料一：1771年英国人普利斯特利发现，将薄荷枝条和燃烧的蜡烛放在一个密封的钟罩
内，蜡烛不易熄灭；将小鼠与绿色植物放在同一钟罩内，小鼠也不易窒息死亡。
资料三：1880年德国恩吉尔曼把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有氧气的黑暗环
境里，然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现好氧细菌只集中在叶绿体照光
部位附近。若临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位周围。
资料四：1941年鲁宾和卡门用小球藻做了三组实验，每一组提供给小球藻的水和碳酸氢
盐中都含有比例不等的18O，分析每组产生的氧气中18O的比例，结果如下：
实验 水中18O比例 碳酸氢钠中18O比例 产生的氧气中18O比例
1 0.85% 0.61% 0.86%
2 0.20% 0.40% 0.20%
3 0.20% 0.57% 0.20%
（1）普里斯特利的实验有时成功，有时失败。在______条件下，实验会失败，这时钟罩
内的蜡烛很快熄灭，小白鼠很快死亡的原因是 。
（2）由恩吉尔曼的实验可得出的结论是：光合作用的场所是 。
（3）由鲁宾和卡门的实验可以得出的结论是光合作用产生的氧气中的氧全部来自 。
（4）绿色植物的光合作用对于维持生物圈中的 平衡起着重要作用，因而绿色植物
被称为“空气净化器”。
（5）请写出光合作用的反应方程式： 。
创新素养应用
11.科学家通过研究植物的光合作用，开发了人工光合作用系统（如图），并且成功合成了
淀粉。这一技术被国际学术界认为将是影响世界的重大颠覆性技术，请据图回答问题：
（1）该人工光合作用系统模拟的是绿色植物细胞中　　　　（填结构名称）的功能，该
系统和植物细胞进行光合作用的条件一致，均需要　　　　（能量来源）。
（2）图中模块1和模块2装置模拟的是绿色植物进行光合作用吸收光能并将其转变成化
学能，最终储存在　　 　中的过程；模块3中甲代表的气体是　　 　。

参考答案
1.C 2.C 3.D 4.C 5.A 6.A 7.B 8.A
9.（1）氧 （2）B 碳酸氢钠分解产生CO2 （3）否
10.（1）黑暗 没有光照时植物不能光合作用产生氧气 （2）叶绿体 （3）水 （4）碳氧
（5）二氧化碳+水有机物+氧气
11.（1） 叶绿体 光能（或阳光） （2）有机物 二氧化碳
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第4节 大气圈中氧、碳的循环
(第2课时）
浙教版 八年级下
创设情境
收集光合作用产生的氧气
绿色植物在光照下产生氧气、合成淀粉，光和叶绿体是必要的条件。
绿色植物制造出有机物和氧气的原料是什么？
植物制造淀粉的实验
探究实践
二氧化碳是一种气体肥料，在温室或塑料大棚中，人们常通过施加二氧化碳提高作物品质，增加作物产量。请查阅资料，设计一个证明二氧化碳是植物光合作用必需原料的实验方案。
探究实践
NaOH溶液
等量
清水
透明
塑料袋
(吸收CO2)
1.此项探究中设计改变的因素是 ____________，最后观察植物有无淀粉生成。
二氧化碳
2.设计对照实验：
取两个透明塑料袋，一个装入少量氢氧化钠溶液，另一个装少量清水，分别套在叶片上。
塑料袋透明，有利于叶接受光照
探究实践
塑料袋口应扎紧，用胶带密封。
4.怎样的实验现象可证明植物的光合作用需要二氧化碳？
进行淀粉试验，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的叶片不变蓝色。说明植物的光合作用需要二氧化碳。
3.防止植物吸入空气中二氧化碳的方法是 _________________。
NaOH溶液
等量
清水
透明
塑料袋
有CO2的绿叶在光照下产生淀粉；
无CO2的绿叶在光照下没有产生淀粉。
用碘液检验是否产生淀粉。
探究实践
2.在植物上选定两片叶子，按确定的方案控制变量，然后放到阳光下照射4小时。
3.叶片放在酒精中水浴加热 ，褪成黄白色时取出，漂洗，滴上碘液，漂洗，观察现象。
1.选择一株生长健康的天竺葵，放在黑暗的地方一昼夜。
实验现象：
装清水的塑料袋内的叶片变蓝色。
装氢氧化钠溶液的塑料袋的叶片不变蓝色，
没有CO2，叶不能进行光合作用生成淀粉。
实验结论：
二氧化碳是植物光合作用必需原料。
模仿“植物制造淀粉的实验”，你能说出实验步骤吗？
探究实践
如何设计光合作用需要水的实验？
（1）设计改变的因素是 ______。
水分
（2）设置对照实验：
将主叶脉切断， 叶片的A部有水，B部没有水供应。
（4）实验现象：
叶片A部变蓝色，B部不变蓝色。
A
B
（3）实验步骤:
“暗处理”
“切断叶脉”
“光处理”
“脱色”
“漂洗”
“滴碘液”
“漂洗”
“观察”
光合作用需要水。
（5）实验现象：
思考与讨论
探究实践
根据大量实验证明，什么是光合作用？
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，并释放氧气的过程被称为光合作用。
收集光合作用产生的氧气
CO2是植物光合作用原料的实验
光
叶绿体
二氧化碳 + 水 有机物（淀粉）+氧气
用反应式来表示：
植物制造淀粉的实验
探究实践
光
叶绿体
二氧化碳 + 水 有机物（淀粉）+氧气
光合作用：
二氧化碳：大部分从空气中吸收
水：从土壤中吸收，运输到叶片
合成淀粉，产生氧气。
原料
产物
条件
光照
叶绿体
叶绿体内的叶绿素吸收阳光
场所
主要发生在叶肉细胞的叶绿体中
叶绿体
探究实践
植物光合作用的过程是十分复杂的，但主要包含了两方面的变化：
① 物质的转化
把简单的无机物制成了复杂的有机物，并放出氧气。
二氧化碳
水
光合作用
阳光(光能)
有机物
氧气
(化学能)
② 能量的转化
把光能变成储存在有机物里的化学能。
光合作用的实质
探究实践
光合作用的意义
构成生物体
供生命活动需要
光合作用又是生物和人类获得氧气的一个来源。
人们称光合作用是“地球上最重要的化学反应”。
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。
绿色植物的光合作用为地球生物提供了氧气来源、食物来源和能量来源。
探究实践
科学阅读
光合作用的发现历程
植物是如何长大的？历史上许多学者通过实验逐渐揭开了植物生长的秘密：
1643年，海尔蒙特
把一棵柳树种到一盆泥土里，只给柳树浇水，5年后它长到74千克。海尔蒙特认为树的生长只需要水。
1779年，英根豪斯
把带叶的枝条放到水里，阳光下，这些叶子产生了氧气，但它们在黑暗处并不产生氧气。英根豪斯认为植物需要阳光才能制造氧气。
1771年，普里斯特利
把一支燃烧的蜡烛放在密封罐中，火焰熄灭了。把一株植物和蜡烛一起放到密封罐中，蜡烛一直燃烧着。他认为植物把某些东西释放到了空气中，使蜡烛能够一直燃烧。
1864年，萨克斯
用显微镜观察了活的叶细胞。在观察时，检测了细胞中的碳水化合物。他发现植物在光合作用过程中合成了碳水化合物。
1883年，恩格尔曼
研究了不同颜色的光对绿藻光合作用的影响。他发现被蓝光和红光照射的细胞光合速率最快。
1948年，卡尔文
追踪了光合作用过程中二氧化碳里碳元素的变化，从而了解到光合作用中复杂的化学反应。
探究实践
1643年，海尔蒙特实验，植物生长的养料是哪里来的？
A.土壤90.8千克，幼树2.3千克
B.只浇雨水
C.5年后树长大
D.土壤烘干后称重，只比原来减轻了0.1千克，树增加了76.7千克
他得出了结论：水分是植物生长的养料。这个实验有一个明显的缺陷，你知道被忽略的是什么吗？
忽略了植物从空气中吸收二氧化碳。
二氧化碳是光合作用的原料。
这个实验有一个明显的缺陷：没有密闭，没有分析气体变化。
探究实践
1771年，普里斯特利实验
植物能更新空气。
没有考虑到光的作用；没有明确植物所更新的空气成分。
探究实践
1779年，英格豪斯进行了与普利斯特里类似的实验，并引入了单一变量光照。
他发现：只有在有光照的情况下，植物才能更新空气。
黑暗 光照
探究实践
证明：植物在光照下可以合成淀粉。
1864年，萨克斯用天竺葵进行实验：
探究实践
1883年，恩格尔曼利用有明显带状叶绿体的水绵、好氧细菌实验：
证明：植物进行光合作用产生氧气的场所是叶绿体。
同时利用三棱镜的色散，证明：叶绿体主要吸收红光与蓝紫光。
探究实践
1939年，鲁宾和卡门用18O做同位素试验。
证明：氧气来自于水。
同位素标记法：放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用放射性同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。这种方法叫做同位素标记法。
探究实践
1948年，卡尔文用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用。
这个实验为我们提供了光合作用的具体过程和细节。
迁移应用
2.下列各项不属于光合作用意义的是( )
A.利用无机物制造有机物 B.把光能转变为化学能
C.吸收CO2放出O2 D.生命的基本特征
D
1. 如把绿叶比作“绿色工厂”，那么这座工厂进行的厂房、原料、动力、产物分别是( )
A . 叶绿体、氧气和淀粉、光能、二氧化碳和水
B. 叶绿体、二氧化碳和水、光能、氧气和淀粉
C. 叶绿体、二氧化碳、光能、氧气和淀粉
D. 叶绿体、水、光能、淀粉
C
迁移应用
3. 将如图所示的实验装置放在阳光下,你认为这一装置研究的植物光合作用所需的条件是(　　)
A.CO2 B.H2O C.光照 D.叶绿体
A
4.下列装置可用于验证光合作用需要水的是（ ）
A. B. C. D.
B
第4节 大气圈中氧、碳的循环 (第2课时）
板书设计
原理：
光合作用
实质：无机物→有机物；光能→化学能
意义：为生物体提供食物和氧气
光
叶绿体
二氧化碳 + 水 有机物（淀粉）+氧气
光合作用的发现历程：
谢谢
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