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3.5.1 光合作用吸收二氧化碳释放氧气 学案
课题内容
3.5.1 光合作用吸收二氧化碳释放氧气
学习目标
与
核心素养
1.阐明光合作用的概念。
2.运用实验的方法独立设计并完成探究活动“二氧化碳是光合作用必需的原料吗?
3.举例说出光合作用原理在农业生产上的应用。
学习重点
光合作用原理在农业生产上的应用
学习难点
1.设计并完成探究活动“二氧化碳是光合作用必需的原料
2.光合作用的概念
【预习案】
1.普利斯特利的实验
(1)实验过程：①将点燃的蜡烛放到密闭的玻璃罩内，发现蜡烛__________。②将小白鼠放到密闭的玻璃罩内，小白鼠死亡。③将植物和点燃的蜡烛放到同一个玻璃罩内，蜡烛__________熄灭。④将植物和小白鼠放到同一个玻璃罩内，小白鼠__________地生活。
(2)得出结论是植物能够___________由于蜡烛或动物呼吸而变得污浊的空气。
2.后来的科学实验表明：蜡烛或动物呼吸都会排出二氧化碳，消耗___________，而植物光合作用能释放氧气，消耗___________。除水外，___________也是光合作用原料。
3.光合作用的概念：实质上是绿色植物通过___________，利用___________，把___________和___________转化成储存能量的___________(如淀粉)，并且释放出___________的过程。
4.农业生产中，要提高农作物的产量，必须让农作物的叶片充分地接受___________。因此，在种植作物时既不能过稀，也不能过密，应该___________。
【列出我的疑惑】
【探究案】
探究点一：光合作用利用二氧化碳作为原料
1.普利斯特利的实验的过程是怎样的？结论如何？
2.其他科学家的实验证明了什么？
3.探究实验：二氧化碳是光合作用必需的原料吗? 提出的问题和作出假设是什么？
4.设计探究实验：二氧化碳是光合作用必需的原料吗?的过程如何？现象和结论是什么？
探究点二：光合作用还能产生氧气
5.如保验证光合作用产生氧气？
6.光合作用的反应式如何书写？概念如何？
7.理解光合作用有哪些注意事项？
8.通过学习，可以总结出关于光合作用的哪些结论？
探究点三：光合作用原理在农业生产上的应用
9.充分利用光照有哪些增产方法？
10.如何增加二氧化碳浓度从而增产？
【我的知识网络图】
【训练案】
1.快要熄灭的卫生香，遇到金鱼藻在光下释放出的气体，会猛烈燃烧起来。这说明了金鱼藻在光下能够产生( )
A.二氧化碳 B.氧气 C.水 D.有机物
2.适当增加二氧化碳浓度可以提高农作物产量。以下属于利用该原理增产的措施是( )
A.合理灌溉 B.深耕松土 C.正其行，通其风 D.增大昼夜温差
3.绿色植物被称为巨大的“空气净化器”，是由于它能( )
A.吸收氧气产生有机物 B.吸收氧气放出二氧化碳
C.吸收二氧化碳产生有机物 D.吸收二氧化碳放出氧气
4.在密闭透明的玻璃罩内放入一只小白鼠和一盆绿色
植物，将这样的两套装置分别放在阳光下和黑暗处，阳光下的小白鼠能正常生活更
长的时间的原因是( )
A.小白鼠不需要氧气
B.玻璃罩内原有的氧气，足够小白鼠呼吸所需
C.绿色植物的光合作用为小白鼠提供氧气
D.绿色植物不需要氧气
5.荔枝果实中的糖分主要是由荔枝植株吸收的某些物质转化而来的。这些物质是( )
A.二氧化碳和水 B.淀粉和水 C.无机盐和水 D.氧气和水
6.下列四个实验装置，若要验证植物的光合作用需要二氧化碳，则应选用的装置组合是( )
?
A.①和② B.①和③ C.②和③ D.③和④
7.从物质转变角度分析，光合作用的实质是( )
A.把污染物转变为对人类有益的物质 B.把无机物转变成有机物
C.使气体转变为固体 D.使光能转变为有机物中的化学能
8.如果把绿叶比喻为“绿色工厂”，这个工厂的“产品”为( )
A.光和叶绿素 B.二氧化碳和水 C.淀粉和氧气 D.二氧化碳和氧气
9.兴趣小组的同学对光合作用展开了如图所示的探究实验，下列有关叙述不正确的是( )
A.实验前需要将实验材料放置在黑暗处一昼夜
B.实验中所选用的塑料袋应该是透明的
C.装置甲中叶片脱色后，再用碘液染色会变为蓝色
D.实验可说明二氧化碳是光合作用的原料
10.用水草进行实验的装置如图，定时记录试管顶端的气体量，本实验主要研究( )
?
A.光照对光合作用速率的影响 B.水温对光合作用速率的影响
C.水量对呼吸作用速率的影响 D.光照对呼吸作用速率的影响
11.草是一种多年沉水植物，作为探究植物的光合作用的实验材料，效果明显。如图为实验装置示意图，①取两支相同的试管，分别设置实验组与对照组，并将表中所示液体放入相应试管中;②将装置用100 W灯泡照射3~4 min，观察并记录对应的现象。(碳酸氢钠溶液可向环境中释放二氧化碳)
试管
试管中的液体和叶片
条件
实验现象
1
碳酸氢钠+新鲜菹草叶片
灯泡照射
有气泡，叶片上浮
2
蒸馏水+新鲜菹草叶片
灯泡照射
____________
(1)该实验为对照实验，实验的变量是____________。
(2)预测试管2实验现象是____________时，可得到结论：植物的光合作用与变量有关。
(3)1号试管中菹草叶片上浮的原因是叶片通过光合作用产生的____________聚集在叶片的表面，浮力增大。
(4)若想继续探究植物的光合作用是否需要光照，可取与试管____________一样的装置，放在____________环境下，进行对照实验。
12.选取有白斑叶片和绿色叶片的牵牛花进行光合作用的实验(氢氧化钠可吸收二氧化碳)，如图所示：
(1)在实验中，将牵牛花放在暗处一昼夜是为了____________。
(2)将此装置放置在光下数小时后，再将叶片放入盛有酒精的小烧杯中，____________加热，使____________溶解在酒精中。
(3)实验中滴碘液变蓝的是：____________。
A.Ⅰ叶绿色部分 B.Ⅱ叶覆盖铝箔部分 C.Ⅲ叶
D.Ⅱ叶未覆盖铝箔部分 E.Ⅰ叶白斑部分
(4)在叶片Ⅰ中可以设计对照实验，其中实验变量是____________。
(5)通过Ⅱ中实验现象的对比可知，光合作用的必要条件是____________。
(6)若瓶内Ⅲ叶片与Ⅰ叶片的绿色部分形成对照实验，则变量是____________，说明光合作用需要____________。
13.某种植物的两个品种，品种A的光合作用强度比品种B高，为探究原因，进行了系列实验。回答以下问题：
(1)植物进行光合作用的细胞结构是____________因含有叶绿素而呈现绿色。叶绿素在光合作用中的功能是____________，叶绿素可以溶解于____________中，研究者利用这点提取叶绿素，继续定量测量，比较发现品种A比品种B的叶绿素含量高。
(2)气孔的张开和闭合是由____________细胞调节的。研究者在大田种植实验中，将品种A、B种植于同块田地，光照、温度等环境条件相同且适宜，分别釆取不施氮肥、中氮和高氮三种不同浓度氮肥处理，结果如图，发现在各种氮肥浓度下，品种A比品种B的气孔开放程度____________ (填“高”或“低”)，根据该结果，对品种A比品种B光合作用强度高的原因作出合理解释：____________。
(3)研究还发现品种A的导管比品种B更加密集，推测这也是品种A光合作用强度较
高的原因，理由是________________________。
参考答案
【预习案】
1.熄灭 没有 正常 更新
2.氧气 二氧化碳 二氧化碳
3.叶绿体 沟通 二氧化碳 水 有机物 氧气
4.光照 合理密植
【探究案】
1.(1)实验过程
①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。
②把一只小白鼠放到密闭的玻璃罩里，小白鼠很快也死去了。
③把一盆植物和一支点燃的蜡烛一同放到一个 密闭的玻璃罩里，结果蜡烛没有熄灭。
④把一盆植物和一只小白鼠一同放到一个密闭的玻璃罩里，结果小白鼠能够正常地活着。
(2)结论
普利斯特利通过实验得出了结论：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。
2.继普利斯特利以后，又有许多科学家做了许多有关光合作用的实验，一些科学实验证明，蜡烛燃烧或动物呼吸都会排出二氧化碳，消耗氧气，而植物的光合作用能够释放氧气，消耗二氧化碳。除水以外，二氧化碳也是绿色植物光合作用的原料。
3.(1)提出问题：二氧化碳是光合作用必需的原料吗?
(2)作出假设：二氧化碳是光合作用必需的原料。
4.①取甲、乙两套装置，在小烧杯中各放上一株同样的植物，甲装置的水槽中盛有氢氧化钠溶液(氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳)，乙装置的水槽中盛有清水
②把它们同时放在黑暗处一昼夜，然后一起移到光下。
③几小时后，各取甲、乙装置中的一个叶片，分别编号为A、B，放在酒精中隔水加热，脱去叶绿素，然后用清水冲洗。
④在A、B叶片上各滴上两滴碘液。稍等片刻，用清水冲掉碘液。注意观察有什么现象产生
⑤预期结果：A叶片不变蓝，B叶片变蓝。
⑥分析实验现象：因为淀粉遇碘变蓝，则甲装置的叶片中没有产生淀粉，而乙装置的叶片中产生了淀粉。甲、乙两装置的唯一区别是甲装置的水槽中是氢氧化钠溶液，乙装置的水槽中是清水，氢氧化钠溶液将甲装置内的二氧化碳全吸收了。这一实验说明，二氧化碳是光合作用的原料。
(4)结论：二氧化碳是光合作用必需的原料。
5.取一个大烧杯，注入清水，里面放上金鱼藻，在金鱼藻上罩上一个透明玻璃漏斗(注意烧杯内的水面要高出漏斗柄)，在漏斗上面接一支试管。然后将这一装置放在阳光下，大约半小时后，会看到金鱼藻上冒出许多气泡。待试管中的气体充满试管容积的1/2左右时将试管取出，将快要熄灭的卫生香(或竹签)迅速插入试管口内，我们发现，快要熄灭的卫生香(或竹签)立刻猛烈地燃烧起来。
光合作用产生了氧气。因为金鱼藻在光下放出的气体可以促进燃烧，氧气有助燃作用，由此可以推断，绿色植物通过光合作用产生了氧气。
6.(1)
(2)概念：植物的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(如淀粉)，并且释放出氧气的过程
7.①光合作用反应式的书写中用“→”而不用“=”
②光合作用只有在光的条件下才能进行。
③光照最强时光合作用并不是最强的，如夏天中午光照强度最强时，部分气孔关闭，以减少水分的散失，但同时光合作用的强度也会受到影响而降低。
④要验证植物光合作用需要水，常用切断叶片主脉的方法；要验证光合作用的场所是叶绿体，常用银边天竺葵或黄斑叶来进行实验。
8.光合作用：
①原料：二氧化碳和水。
②产物：有机物和氧气。
③条件：光照
④场所：叶绿体。
⑤物质转化
(简单)无机物→合成 (复杂)有机物。
⑥能量转化：
光能→转化储存(有机物中)化学能。
⑦实质：合成有机物、储存能量
9.(1)合理密植
合理密植既充分利用了单位面积上的光照而避免浪费，又不至于让叶片相互遮挡，影响光合作用。
(2)立体种植(间作套种)
立体种植就是把两种或两种以上的作物，在空间和时间上进行最优化组合，以达到增产、增收、延长供应的目的。
10.二氧化碳是植物进行光合作用的原料，空气中二氧化碳的浓度一般是0.03%。当空气中二氧化碳的浓度为0.1%时，农作物的光合作用就会显著增强，产量 有较大的提高在温室中，增加二氧化碳浓度的方法有很多。例如，增施有机肥料(农家肥)，利用微生物分解有机物放出二氧化碳；喷施储存在钢瓶中的二氧化碳；用化学方法产生二氧化碳等。
【训练案】
1.B
2.C
3.D
4.C
5.A
6.B
7.B
8.C
9.C
10.B
11.(1)二氧化碳 (2)无气泡，叶片未上浮 (3)氧气 (4)1 黑暗
12.(1)让叶片内的淀粉运走耗尽 (2)隔水 叶绿素 (3)AD (4)叶绿体 (5)
光 (6)二氧化碳 二氧化碳
13.(1)叶绿体 吸收光能 酒精 (2)保卫 高 二氧化碳是光合作用的原料，气孔开放程度高，获得的二氧化碳多 (3)导管能运输水，水是光合作用的原料

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