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第4章 绿色开花植物的生活方式
第1节 光合作用
1. 讨论分析科学家研究光合作用的过程，初步认识科学本质；经
历探究实践活动，认同严谨求 实的科学态度；参与讨论植物光合作用
对碳中和的重要贡献，认同生态文明观。
2. 概述光合作用的原料、产物、条件、场所，阐明光合作用的实
质和意义。举例说明植物光合作 用原理对作物种植的指导意义，初步
形成物质与能量观。
3. 基于植物光合作用一系列探究和实践活动，提高提出问题、作
出假设、设计实验、分析结果与 得出结论等科学探究能力，发展比
较、归纳、演绎、建模、创新等思维能力。
4. 使用解剖器具制作临时装片、徒手切片等，使用显微镜、放大
镜观察材料，并记录实验观察结 果，发展规范的实验技能。识别叶片
的结构，说出叶片与光合作用相适应的结构特点。
柳苗生长之谜开启了光合作用的研究历程
1． 科学家的实验及其结论
科学家 结论
海尔蒙特 柳苗生长所需的物质，并不是由土壤直接转化
的， 才是使植物增重的物质
普里斯特利 植物能够 因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的
空气
水
净化
英格豪斯 植物只有在 下才能净化空气，植物释放气体的
能力在夕阳西下时降低，日落后则完全停止
瑟讷比埃 植物在光下放出 的同时，还要吸收空气中
的
索绪尔 植物在光下同时还要消耗
萨克斯等科
学家 植物在光照下不但能够释放 ，而且能够合
成 等有机物
光照
氧气
二氧化碳
水
氧气
淀粉
科学实验为认识光合作用提供证据;光合作用把二氧化碳
和水合成为贮存 了能量的有机物
1． 光合作用的概念：植物通过 ，利用光能，把
和 转变成贮存了 的有机物(主要是淀粉)，并且释
放 的过程。
叶绿体
二氧
化碳
水
能量
氧气
（1）原料
（2）必需条件
（3）场所
（4）产物
二氧化碳和水
光
叶绿体
有机物和氧气
2． 光合作用的反应式： 。
3． 光合作用的实质：合成 ，贮存 。
有机物
能量
二氧化碳 + 水
有机物（贮存能量） + 氧气
叶是植物体进行光合作用的主要器官
1． 是植物进行光合作用的主要器官。
叶
2． 叶的结构
组成 特点 功能 图示
表皮 属于 组织，表皮包括上表皮和下表皮，细胞排列紧密、无色透明 表皮的结构利于透光、防止叶过多地散失水以及对叶有 等作用（表皮上有 ，由成对的 细胞构成，是气体交换和水散失的门户）
保护
保护
气孔
保卫
叶
肉 属于 组织，由叶肉细胞
组成，细胞内部有 ，
分为 组织（接近上表
皮，含叶绿体较多，排列比较紧
密和整齐)和 组织(接近
下表皮，形状不规则，含叶绿体
较少，排列比较疏松) 光
合
作
用
的
场
所
薄壁
叶绿体
栅栏
海绵
叶
脉 属于 组
织，分为网状叶
脉（叶脉交错分
布）和平行叶脉
（叶脉平行分
布） 叶脉具有
和 作用，叶
脉中有
（运输水和无机
盐）和
（运输有机物）
输导
支持
运输
导管
筛管
3. 叶绿体中含有叶绿素等多种色素，能够 光能，且
叶绿素只有在 条件下才能形成。
吸收和转化
光照
①某同学在观察叶片气孔的活动中了解到，大部分植物的气孔多分
布在下表皮，而睡莲的气孔大多分布在上表皮，请从睡莲的生活环境以
及气孔的作用分析出现该现象的原因：

。
睡莲的叶片漂浮在水面上，下
表皮完全浸没在水中，几乎无法进行气体交换，故气孔大多分布在上表
皮
②在同一块地里栽培大蒜，若在露天环境中栽培，长出的叶片是绿
色的，而在遮光条件下栽培，长出的叶片是黄色的。该实验说明影响叶
绿素形成的环境因素是 。
光照
光合作用是生物圈中生命生存的基础；应用光合作用原
理有助于提高农作物产量
1． 光合作用的意义：为植物自身生长发育提供营养物质；制造的
有机物是动物和人的 来源；为人类提供多种原料；维持大气中
的 和 的含量相对稳定。
食物
氧气
二氧化碳
2． 光合作用的应用： 提高光能利用的效率；延
长 、增加 浓度等措施可以提高光合作用效
率，进而提高农作物产量。
立体种植
光照时间
二氧化碳
为提高蔬菜的产量，有些菜农会在大棚里增施“气肥”，
“气肥”实质上是 ，种植蔬菜时既不能过稀也不能过密，而
是要合理密植，原因是 。
二氧化碳
充分利用光能，提高蔬菜产量
实验
1. 验证绿叶在光下合成淀粉
（1）提出问题：绿叶在光下是否制造有机物（淀粉）？光是光合
作用的必需条件吗？
（2）作出假设：绿叶在光下制造有机物（淀粉）；光是光合作用
的必需条件。
（3）方法
步骤 图示 具体操作 目的
①黑暗
处理 实验前 2～3 天，把盆栽天竺
葵或其他 植物放于暗处


运走或耗尽
叶中原有的淀
粉
②部分
遮光、
光照 在经过黑暗处理的实验植物
上选 1～2 片生长健壮的叶，
用不透光纸从叶上、 下两面
遮盖住一部分，将植物置于
阳光 下，使部分遮光的叶接
受光照 2～3 h 同一片叶存在
有光和无光两
种情况，形
成
试验，保证单
一变量
是
对照
光
③酒精
脱色 摘取一片部分遮光的叶，除
去不透光 纸，放入盛有酒精
的小烧杯里（酒精要 浸没
叶），将小烧杯置于盛有热
水的大 烧杯中，进行水浴加
热 使 脱
色（酒精易
燃， 水浴加热
可防止发生危
险）
叶
④清水
漂洗 待叶由绿色变成黄白色后，
取出叶用 水漂洗 洗去酒精和叶
绿素等
⑤碘液
染色 将漂洗干净的叶平铺在培养
皿中，滴 加几滴碘液。片刻
后，用水洗去碘液 检验叶中是否
有
产生
⑥观察 观察叶颜色的变化 得出实验结论
淀粉
（4）实验现象：照光部分呈 ，遮光部分
。
（5）实验结论： 是光合作用的产物； 是光合
作用的必需条件。
蓝色
不变蓝
淀粉
光
2. 检验光合作用释放氧气
（1）提出问题：氧气是光合作用的产物吗？
（2）作出假设：氧气是光合作用的产物。
（3）方法步骤：布置如图所示装置，将实验装置放在温暖且阳光
充足的环境里，使金鱼藻接受阳光照射。待收集约 1/2 管气体后，在水
中用拇指堵住管口，取出试管并立即倒转，将带 火星的卫生香或木条
伸入试管中。
（4）实验现象：带火星的卫生香或木条 。
（5）实验结论： 是光合作用的产物。
复燃
氧气
3. 验证植物进行光合作用需要叶绿素
（1）提出问题：植物进行光合作用需要叶绿素吗？
（2）作出假设：植物进行光合作用需要叶绿素。
（3）方法步骤：用银边天竺葵进行实验（不用选叶遮光），其他
操作同“验证绿叶在光下合成淀粉”实验。
（4）实验现象：叶片只有绿色的部分变 。
（5）实验结论：植物进行光合作用需要 。
蓝色
叶绿素
4. 验证光合作用需要二氧化碳
（1）提出问题：植物进行光合作用需要二氧化碳吗？
（2）作出假设：植物进行光合作用需要二氧化碳。
（3）方法步骤：暗处理（2~3 天）→布置如图所示装置→光照 2
h；然后从两个枝条上各取一片叶，经酒精脱色处理后，分别检验两片
叶中是否有淀粉存在。
（4）实验现象：左边装置里的叶 ，右边装置里的
叶 。
（5）实验结论：植物进行光合作用需要 。
变蓝色
不变蓝色
二氧化碳
例 1 同学们课上进行了“绿叶在光下制造淀粉”的验证实验，图示
两环节中小烧杯、 大烧杯、滴管内的液体分别是（　C　）
C
A. 清水；酒精；碘液
B. 清水；清水；酒精
C. 酒精；清水；碘液
D. 碘液；酒精；清水
“叶片脱色是将叶放入清水中加热。”这种 说法不正确。
点拨1 在“验证绿叶在光下合成淀粉”的实验中，验证产生淀粉首
先要脱去叶本身的 绿色，即把叶中的叶绿素溶解到酒精中。 脱色的一
般方法是把叶放入酒精内隔水加热， 不能把叶直接放入清水中加热。
因为清水 不能溶解叶绿素，而且也不能直接加热酒精（直接加热酒精
可能引起酒精外溢、燃烧而 发生危险）。
例 2 用显微镜观察叶片下表皮时，发现构成气孔的保卫细胞呈绿
色，而表皮细 胞无色。这是因为保卫细胞有（　A　）
A. 叶绿体 B. 线粒体
C. 细胞壁 D. 细胞核
A
如何区分表皮细胞和保卫细胞？
点拨2 如表所示。
比较 表皮细胞 保卫细胞
形状 形状不规则 呈半月形
结构 不含叶绿体 含叶绿体
功能 对叶有保护作用 能控制气孔的开闭
例 3 某同学在某公园里看到一种睡莲，其巨大的叶漂浮在水面上。
睡莲是 一种水生植物，于是该同学就猜想它 叶上的气孔分布特点为
（　A　）
A. 叶的上表皮气孔数量多
B. 叶的下表皮气孔数量多
C. 上、下表皮的气孔数量差不多
D. 叶的表皮根本无气孔
A
“植物叶上表皮的气孔数量一定比下表皮的 少。”这种说法不
正确。
点拨3 一般陆生植物叶上表皮的气孔比下表皮的气孔少，这样既能
使气体顺利进出 叶，又能减少水的散失，体现了结构与功能 相适应的
生物学观点。但不是所有植物的 叶都是下表皮气孔更多，如浮水植物
（睡莲）的叶气孔通常大多分布在上表皮，而沉水 植物的叶一般没有
气孔。
例 4 “阳春布德泽，万物生光辉”说明了生物圈中能量的最终来源
是 （　B　）
A. 植物 B. 光能
C. 万物 D. 人
B
“生物圈中生物所需能量的最终来源是植物。” 这种说法不正确。
点拨4 其他生物所需的有机物直接或间接来自植物，而植物制造的
有机物中的能量 则来自光能，所以生物圈中各种生物所需 能量的最终
来源是光能。
1． 关键词：叶的结构、光合作用。
2． 重要笔记
（1）植物能利用太阳能(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。
（2）植物可以为生物圈中的其他生物提供有机物和氧气。
（3）光合作用原理在生产生活中有广泛的应用，可采用合理密
植、立体种植等方法提高农作物产量。
3． 本节重点
（2）光合作用反应式：二氧化碳 + 水 有机物(贮存能量) + 氧气
原料 必需条件 场所 产物 实质
二氧化碳和水 光 叶绿体 有机物和氧
气 合成有机物，贮存
能量
知识点1 柳苗生长之谜开启了光合作用的研究历程
1． [概念检测]某同学在试验田里移栽了一些菠菜幼苗，一段时间
后收获约8 kg菠菜。菠菜进行光合作用增产所需的物质来源于
（　B　）
A． 空气中的氧气
B． 空气中的二氧化碳和土壤中的水
C． 土壤中的氧气
D． 土壤中的有机物和水
B
2． [实验探究]英国普里斯特利通过如图实验发现，甲钟罩内的小
鼠很快死亡，乙钟罩内的小鼠可存活较长时间，原因可能是光合作用产
生了（　B　）
A． 二氧化碳
B． 氧气
C． 有机物
D． 能量
B
知识点2 科学实验为认识光合作用提供证据;光合作用把二氧化
碳和水合成为贮存了能量的有机物
3． [实验探究]某小组在做“绿叶在光下制造有机物”的实验时，尝
试在天竺葵叶片上做出恐龙剪影（如图）。下列叙述错．误．的是
（　D　）
A． 实验前将天竺葵置于黑暗处一昼夜
B． 用黑色剪影纸将叶片双面遮光置于光下
C． 用酒精隔水加热使叶片脱色
D． 漂洗后滴加碘液，只有遮光处变蓝
D
4． [实验探究]在利用金鱼藻进行探究实验时（如图），能说明金
鱼藻产生的气体是氧气的实验现象是（　C　）
A． 烧杯内的水变浑浊
B． 金鱼藻产生气泡
C． 带火星的木条复燃
D． 试管内的液面下降
【题4解析】氧气有助燃的作用，收集到的气体可使带火星的木条复
燃，说明光合作用产生氧气。
C
5． [实验探究]根据如图的实验装置，可以探究植物的光合作用需
要（　B　）
A． 水
B． 二氧化碳
C． 有机物
D． 氧气
B
6． [概念检测]在适宜光照条件下，某植物体内与光合作用有关的
过程如图所示。图中①②③代表的物质依次是（　B　）
A． 二氧化碳、水、氧气
B． 二氧化碳、氧气、水
C． 氧气、二氧化碳、水
D． 氧气、水、二氧化碳
B
知识点3 叶是植物体进行光合作用的主要器官
7． [概念检测]如图为迎春叶片横切结构示意图，下列叙述错．误．的
是（　B　）
A． ①是叶脉，具有支持和输导作用
B． ②④是表皮，细胞排列紧密，呈绿色
C． ③是叶肉，进行光合作用的主要部位
D． 根据③的细胞排列特点判断，②是上表皮
B
8． [概念检测]如图是同学们用显微镜观察到的某陆生植物叶表皮
结构的示意图。下列叙述正确的是（　A　）
A． a为气孔，它的开闭由b控制
B． b为保卫细胞，细胞内不含叶绿体
C． a的开闭不会影响植物的光合作用
D． 该植物叶上、下表皮相比，上表皮上分布有更多的a
A
知识点4 光合作用是生物圈中生命生存的基础；应用光合作用原
理有助于提高农作物产量
9． [概念检测]植物的光合作用为地球上其他生物提供了
（　D　）
①食物来源 ②水的来源 ③氧气来源 ④能量来源
A． ①②③
B． ②③④
C． ①②④
D． ①③④
D
10． [生产应用]人们在种植黄瓜、豆角、葡萄时，往往会用竹竿搭
架供其“攀爬”，最主要的目的是（　A　）
A． 让植物有效利用光照
B． 利于施肥、采摘等管理
C． 利于田地整齐、美观
D． 防止地面上的昆虫啃食
A
11． [核心素养]为了更全面地探究光合作用的影响因素，某小组选
取一株有白斑叶和绿叶的牵牛花进行如图的实验（二氧化碳气体被氢氧
化钠溶液吸收）。请回答：
（1）把经过暗处理的牵牛花植株按如图的方式处置后移至光下数
小时，再将a、b、c、d四片叶取下，分别放入盛有酒精的小烧杯
中 加热，待叶变成黄白色后，取出叶漂洗，向这四
片叶滴加碘液观察颜色变化。
隔水（或水浴）
（2）若a叶铝箔遮盖部分不变蓝，其他绿色部分都变蓝，则说明光
合作用需要 ；若c叶白斑部分不变蓝，其他绿色部分都变蓝，则
说明光合作用需要 。
光
叶绿体
（3）若要探究植物进行光合作用需要二氧化碳，应选用 叶
和 叶形成对照实验。
（4）根据该实验，请提出一个提高大棚蔬菜产量的措施：
。
b
d
延长光
照时间（或适当增加二氧化碳浓度等）
练易错字词

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