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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
第三单元 生物圈中的绿色植物
学习目标
运用实验法检测绿叶在光下制造有机物,并验证光合作用发生的场所
验证光是绿叶制造的有机物不可缺少的条件
概述绿色植物制造的有机物不仅用于构建植物体,而且养育了生物圈中的其他生物
认同绿色植物制造有机物对于生物圈的重要意义
光合作用发现历程
古希腊哲学家亚里士多德曾说过,“植物的根是一张嘴,植物的生活和生长所需的一切物质,都是通过根吸收土壤汁得到的”。
植物总质量
的增加量
土壤总质量
的减少量
光合作用发现历程
十七世纪,比利时科学家海尔蒙特利用柳树苗做了一个实验。
他把一棵2.5千克的柳树苗种在装有90Kg土壤的木桶里,每天用雨水浇灌,不提供任何其他物质。5年后,柳树质量增加了80多千克,而土壤只减少了不到100克。
海尔蒙特认为:水是植物体合成有机物的重要原料
光合作用发现历程
1727年,英国植物学家黑尔斯在重复海尔蒙特的实验时做了进一步量化,他推断空气被植物吸收并被用于制造其生长所需要的原料物质。
光合作用发现历程
1771年,英国化学家普利斯特利设计实验
A组
B组
C组
D组
光合作用发现历程
形成对照:A组和C组
单一变量:绿色植物
结论:绿色植物可以“更新”由于蜡烛燃烧而变污浊的空气
A组
C组
光合作用发现历程
形成对照:B组和D组
单一变量:绿色植物
结论:绿色植物可以“更新”由于动物呼吸而变污浊的空气
B组
D组
光合作用发现历程
英国化学家
普利斯特利
法国化学家
拉瓦锡
瑞典化学家
舍勒
化学家们发现了氧气并命名为oxygen
光合作用发现历程
荷兰科学家英格豪斯发现绿色植物只有在光下才能够更新空气,而且也只有植物的绿色部分才有这种作用。1779年,他出版了《植物实验:发现植物在阳光下净化空气的巨大能力以及夜间和阴天对这种能力的破坏》,奠定了之后光合作用研究的基础。
光合作用发现历程
瑞士牧师塞内比尔通过实验确证二氧化碳是光合作用必须的原料,他在1782年提出,植物在光照下吸收二氧化碳的同时会放出氧气。
光合作用发现历程
1804年,瑞士科学家索绪尔发现,植物光合作用后增加的质量大于植物吸收二氧化碳和放出氧气的质量差,由此推断水也是光合作用的原料。
光合作用发现历程
1845年,德国科学家梅耶,根据能量转化和守恒定律明确指出,植物在进行光合作用时,把光能转化为化学能。
光合作用发现历程
1864年,德国植物学家萨克斯通过实验证明了光合作用可以产生淀粉。
暗处理—光照—酒精脱色—漂洗—碘蒸气处理
光合作用发现历程
无光照
平型光
自然光
1881年,德国植物学家恩格尔曼开创了利用微生物研究植物光合作用的新方法,证明了光合作用的场所是叶绿体。
光合作用发现历程
1941年,美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法进行探究,证明了光合作用释放的氧气来自水。
二氧化碳——CO2
水——H2O
氧气——O2
标记
光合作用发现历程
美国科学家卡尔文通过同位素标记法标记二氧化碳中的碳元素,最终证明了二氧化碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径,这一途径被称为卡尔文循环。
光合作用发现历程
光合作用发现历程给我们什么启示?
世界是可以被认识的;科学是对客观世界规律的认识
科学是不断发展的
科学理论的研究过程和结果应该是别人可以重复的
科学结论的得出依靠科学的证据和严密的逻辑推理
科学不依赖权威
技术对科学的发展有推动作用
光合作用的概念
二氧化碳 + 水
有机物 + 氧气
光能
叶绿体
(储存能量)
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。
实质:合成有机物,储存能量
绿色植物通过光合作用产生氧气
验证光合作用的产物是否有氧气
想一想,试一试
如何证明二氧化碳是光合作用的原料?
实验变量是什么?
如何保证单一变量?
——容器中有无二氧化碳
——利用氢氧化钠溶液吸收
容器中的二氧化碳
暗处理→设置对照组→照光→脱色→碘液检验
含有CO2
CO2被氢氧化钠溶液吸收
实验结论:二氧化碳是光合作用的原料
光合作用对生物圈的意义
保护环境
合成有机物
将光能转化为有机物中储存的化学能
——“自动空气净化器”
——“绿色有机物工厂”
——“能量转化站”
光合作用在农业生产上的应用
二氧化碳 + 水
有机物 + 氧气
光能
叶绿体
(储存能量)
如何增强光合作用提高农作物产量?
光合作用在农业生产上的应用
如何增强光合作用提高农作物产量?
合理灌溉
二氧化碳气肥
增加光照
光合作用在农业生产上的应用
合理密植、间作等方法可以提高光能利用率
光合作用在农业生产上的应用
适宜的温度
合理施肥
小结
光合作用
吸收二氧化碳释放氧气
光合作用利用二氧化碳作为原料
光合作用原理在农业生产上的应用——合理密植
光合作用还能产生氧气
普利斯特利的实验
探究:二氧化碳是光合作
用必需的原料吗?
二氧化碳 + 水 有机物 + 氧气
光能
叶绿体
(储存着能量)
光合作用过程:
复习巩固
下列关于绿色植物光合作用的叙述错误的是( )
A.光合作用的场所是叶绿体
B.所有细胞都能进行光合作用
C.光合作用必须在光下才能进行
D.大气中的氧气主要来自光合作用
B
复习巩固
将天竺葵放在暗处一昼夜,选取两片大小相近,生长健壮的叶片A和B,按如图连好装置移到光下2~3h然后取下叶片A和B,脱色处理后,用碘液检验,下列相关叙述错误的是( )
A.暗处理的目的是消耗叶片内原有的淀粉
B.该实验的变量是二氧化碳
C.A装置的作用是对照
D.实验结果是叶片B变蓝而叶片A不变蓝
D
复习巩固
暗处理是生物学实验中常用的处理方式,下列实验不需要进行暗处理的是( )
A.探究二氧化碳是光合作用必需的原料
B.探究绿叶在光下制造有机物
C.探究水是光合作用必需的原料
D.探究光合作用产生氧气
D
复习巩固
西瓜是资阳特产之一,被誉为瓜果之王,深受消费者喜爱,图1为西瓜苗进行光合作用的示意图。图2为甲乙两地昼夜平均温度情况,请根据图回答问题:
(1)西瓜苗进行光合作用的主要部位是叶片的______(填“叶肉”“叶脉”或“叶表皮”)部分,具体在______中。
(2)图1中西瓜苗从土壤中吸收水和无机盐,靠______运输到地上部分,其中西瓜苗吸收的水大部分用于______作用。
叶肉
叶绿体
导管
蒸腾
复习巩固
西瓜是资阳特产之一,被誉为瓜果之王,深受消费者喜爱,图1为西瓜苗进行光合作用的示意图。图2为甲乙两地昼夜平均温度情况,请根据图回答问题:
(3)图1中④表示叶片向空气中释放______,该物质是动物进行呼吸作用的原料之一。
(4)不同地区的西瓜,其糖分的含量受昼夜温差的影响,据图2推测______地的西瓜更甜些。原因是:甲、乙两地白天温度基本相同,西瓜光合作用制造的有机物基本一样多,而甲地夜间温度较低,西瓜夜间呼吸作用分解有机物______(填“较多”或“较少”),所以甲地甜瓜积累的有机物______。(填“较多”或“较少”)
氧气
甲
较少
较多