(共44张PPT)
第9讲 光合作用
为什么火龙果晚上也要开灯?它有什么作用呢?
火龙果是喜光植物,对温度和光照都有较高的要求。有些地区冬季气温低,春季气温回暖较慢,导致第一批果成熟晚,结果期短,经济效益不高。
一是冬季补光,促进光合作用,打破休眠催花。二是夏季连续阴雨天气,光合作用不充分,火龙果糖分积累不够,品质难以提高,通过补光灯技术,促进光合作用,提高火龙果甜度和口感。
那么,光对植物的生活有什么影响?什么是光合作用?让我们走进“第9讲光合作用”,通过3个概念,一探其中的奥秘。
要充分理解这个概念,我们需要通过以下2个问题来进一步探究。
1.淀粉是光合作用的产物之一吗?光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件吗?(P116-117)
实验名称:绿叶在光下制造有机物。
(1)实验目的:
①检验绿叶在光下制造的有机物是不是淀粉(利用的原理是 )
②探究光是不是绿叶制造有机物不可缺少的 。
概念 植物可以为生物圈中的其他生物提供有机物和氧气
1
淀粉遇碘液变蓝
条件
(2)实验步骤:
①暗处理——把盆栽的天竺葵放在黑暗处一昼夜。
目的:让叶片内原有的 运走耗尽,避免对实验结果造成影响。
②遮光对照——用黑纸片把叶片的一部分从上、下两面遮盖起来。
目的: 。实验变量是光,见光部分为 组,遮光部分为实验组,选择同一片叶子是为了 。
淀粉
形成对照
对照
控制单一变量
③照光——将天竺葵移到阳光下照射几个小时。
目的:提供 的条件。
④脱色——摘下选定的叶片,把叶片放入盛有
的小烧杯中水浴加热,直到叶片变为 色。
注意:小烧杯中是酒精,大烧杯中是 ,水浴加热的目的是防止酒精过热,引燃,爆炸。
相同且适宜
酒精
黄白
清水
叶片在酒精中水浴加热
目的:使叶片中的 溶解在酒精中,排除叶绿素对实验的干扰。
⑤漂洗和染色——用清水漂洗叶片,(漂洗是为了防止脱色时残留的酒精干扰实验)。再把叶片放到培养皿里,向叶片滴加 。
目的:检验是否产生了 。
⑥观察——静置片刻,用清水冲点碘液,观察叶片颜色发生了什么变化。
叶绿素
碘液
淀粉
(3)实验现象及结论:
①叶片的见光部分遇到碘液变成了 ,说明淀粉是光合作用的 。
②见光部分变蓝,产生了淀粉;遮光部分 ,没有产生淀粉。说明 是光合作用不可缺少的条件。
蓝色
产物
不变蓝
光
2.氧气是光合作用的产物之一吗?(P123-124)
实验名称:光合作用产生氧气。
(1)实验原理:氧气具有助燃性,可以使快要熄灭的卫生香或木条复燃。
(2)实验步骤:
①将一定量的金鱼藻(金鱼藻能开花、能结果,属
于被子植物)放在大烧杯中,加满水,反扣一玻璃
漏斗,漏斗颈上再反扣一支加满水的试管。
②将装置放在阳光下照射,待气体充满试管容积1/2左右时,移出试管,使试管口向上,把快要熄灭的卫生香或木条伸入试管内。
(3)实验现象:快要熄灭的卫生香 。
(4)实验结论: 是光合作用的产物。
猛烈燃烧
氧气
要充分理解这个概念,我们需要通过以下4个问题来进一步探究。
1.探究光合作用的经典实验有哪些?(P121-122)
(1)海尔蒙特开创了用实验的方法研究光合作用,著名的柳树苗实验说明 是光合作用的原料。
概念 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
水
(2)普利斯特利采用 实验的方法研究光合作用,小鼠实验说明植物的光合作用吸收 ,释放 。
2.二氧化碳是光合作用不可缺少的原料吗?(P122-123)
实验名称:探究二氧化碳是光合作用不可缺少的原料。
(1)提出问题:二氧化碳是光合作用不可缺少的原料吗?
(2)作出假设: 。
对照
二氧化碳
氧气
二氧化碳是光合作用不可缺少的原料
(3)制定计划和实施计划:
为了保证只有二氧化碳一个变量,怎样设计对照实验?
①将植物放在黑暗处一昼夜(目的是 )。
②剪取植株上大小相同的两枝条,分别插入盛有清水的烧杯中,分别标号甲、乙。
把叶片内原有的淀粉运走耗尽
③将甲烧杯放入盛有适量氢氧化钠溶液的水槽中(利用原理:氢氧化钠溶液能吸收 ),乙烧杯放入盛有等量清水的水槽中(不能吸收二氧化碳)。将两装置分别套上透明玻璃罩。注意:氢氧化钠溶液具有腐蚀性,不要让皮肤接触它。如图所示:
④将两装置同时放在光下照射几个小时。
⑤打开装置,从甲、乙两烧杯中各取一
大小相近的叶片,经过酒精脱色、漂洗
后,滴加碘液,观察叶片颜色的变化。
二氧化碳
甲组(实验组) 乙组(对照组)
现象 叶片 叶片
分析 装置中无二氧化碳,不能进行光合作用制造淀粉 装置中有二氧化碳,能进行光合作用制造淀粉
结论 二氧化碳是光合作用不可缺少的原料 (4)现象与结论:
不变蓝
变蓝
3.叶绿体是光合作用不可缺少的场所吗?
实验名称:探究叶绿体是光合作用的场所。
(1)选用银边天竺葵为实验材料探究植物的光合作用(叶片绿色部分有叶绿体,边缘银边部分无叶绿体)
(2)实验步骤:
①暗处理——把银边天竺葵放在黑暗处一昼夜。
②照光——将银边天竺葵移到阳光下照射几个小时。
③摘下选定的叶片,并做如下处理:放到酒精中隔水加热后→漂洗叶片 →加碘液→冲洗掉碘液→观察叶片颜色变化
(3)实验现象:叶片 变蓝色, 不变蓝。
(4)实验结论: 是光合作用不可缺少的场所。
绿色部分
银边部分
叶绿体
4.水是光合作用不可缺少的原料吗?
实验名称:探究水是光合作用的原料。
(1)实验步骤:
①先将盆栽天竺葵放到黑暗处一昼夜。
②选取合适的叶片,如图分为A区和B区(形成对照),按图示位置剪断主叶脉,然后移到光下照射几小时。
③几小时后,摘下这叶片,并作如下处理:放到酒精中隔水加热后→漂洗叶片→加碘液→冲洗掉碘液→观察叶片颜色变化
(2)实验现象:叶片A ,叶片B 。
(3)实验结论: 是光合作用不可缺少的原料。
变蓝
不变蓝
水
要充分理解这个概念,我们需要通过以下3个问题来进一步探究。
1.什么是绿色植物的光合作用?其表达式、实质及意义是怎样的?(P124)
(1)绿色植物通过叶绿体,利用 ,把 和水合成为储存着能量的 (如淀粉),并且释放 的过程。
概念 光合作用原理在生产生活中有广泛的应用
3
光能
二氧化碳
有机物
氧气
(2)表达式:二氧化碳+水 有机物(储存着能量)+氧气
①原料:水和 。水主要由 从土壤中吸收,二氧化碳主要由叶片通过 从空气中获得。
②条件: 。光是光合作用不可缺少的条件。
③场所: 。叶绿体既是生产有机物的“车间”,也是将光能转变为化学能的“能量转换器”。叶绿体主要存在于叶片的 中,故叶片是绿色植物制造有机物的主要器官,但不是唯一的器官,事实上,凡是植物的绿色部分,只要细胞中含有叶绿体,就能制造有机物。
④产物:有机物和 。有机物主要是淀粉等糖类物质。
二氧化碳
根
气孔
光照
叶绿体
叶肉细胞
氧气
(3)实质: 有机物,储存 。
(4)意义: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,而且为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源和能量来源。同时光合作用还消耗了大气中的二氧化碳,释放出氧气,维持生物圈中的 平衡。
合成
能量
碳—氧
2.影响光合作用的主要因素有哪些?(P124-125)
影响光合作用的因素有:光照强度、光照长短、二氧化碳浓度、温度、水分等。
(1)光照强度:在一定范围内,光照越强,光合作用 。夏季正午时分,由于气孔关闭,影响了二氧化碳的进入,光合作用反而下降,故光照最强的时候并不意味着光合作用最强。
(2)二氧化碳浓度:二氧化碳是光合作用必需的原料,适当 二氧化碳浓度,可提高光合作用强度。比如通风、施加“气肥”等。
(3)温度:植物在10℃~35℃正常进行光合作用,其中25℃~30℃最适宜。
越强
提高
3.光合作用在农业生产中的应用可采取哪
些措施提高农作物的产量?(P125)
(1)种植农作物,可以采用 和
间作套种的方式来充分利用 ,
以提高光合作用的效率。
(2)大棚种植农作物,适当延长 时间、增加光照强度、适当提高大棚内白天的温度或增加二氧化碳浓度,可以提高农作物产量(适当降低大棚内夜间的温度,抑制植物的呼吸作用,减少有机物的消耗。与光合作用原理无关)。
合理密植
光照
光照
过稀 合理密植 过密
请阅读下列资料:
资料一:沐浴着阳光,植物能够利用简单的无机物合成复杂的有机物,不仅满足自身生命活动的需要,还养活了地球上几乎所有的生物。可繁和生物实验小组的成员一起探究“绿叶在光下制造有机物”的实验步骤如下:先将天竺葵进行黑暗处理,用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖,移到光下照射3小时左右后,摘叶片用酒精脱色,取出叶片漂洗,滴加碘液验证。
资料二:“十年树木,百年树人”,将一颗枫树种子种到适宜的土壤里,多年后长成参天大树。
资料三:香果树是我国特有的濒危珍稀植物,自然条件下成苗率低。为促进香果树繁育,科研人员研究不同遮阴程度对幼苗光合速率的影响。
资料四:在我国北方,早春、晚秋和寒冷的冬天,低温不利于植物的生长,影响了农业的生产。为了克服这一不良的气候条件,人们常常采用建造玻璃温室,为农作物生长提供适宜的环境。
据此,完成典例和变式1—7题。
沐浴着阳光,植物能够利用简单的无机物合成复杂的有机物。在探究“绿叶在光下制造有机物”时,某同学对实验过程和结果,分析错误的是( )
A.甲过程暗处理目的是消耗掉叶片原有的淀粉
B.乙中选同一片叶子进行遮光目的是控制单一变量
C.丙中叶片放在酒精中水浴加热,其目的是溶解叶绿素
D.丁中叶片滴加碘液后遮光部分变蓝
典例 1
D
变式1 沐浴着阳光,植物能够利用简单的无机物合成复杂的有机物。下图是“探究阳光在植物生长中的作用”实验的部分步骤。有关说法正确的是( )
①实验步骤的先后顺序是丁→甲→乙→丙
②甲步骤中小烧杯内是酒精
③乙步骤的目的是设置对照实验
④滴加碘液后,遮光部位变蓝,未遮光部位不变蓝
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
C
甲
乙
丙
丁
可繁和生物实验小组的成员一起探究“绿叶在光下制造有机物”的实验,将天竺葵暗处理后,用黑纸片遮盖叶片上、下两面,放置在阳光下(如下图)。此实验设置的变量是( )
A.光照 B.二氧化碳
C.叶绿体 D.水
典例 2
A
变式2 可繁同学在学习了“绿叶在光下制造有机物”的实验后,尝试在铜钱草叶片上“作画”(如图)。下列有关叙述错误的是( )
A.“作画”前,需将铜钱草放置于黑暗处一昼夜
B.用心形黑纸片将叶片的两面夹紧,置于光下
C.用酒精对叶片脱色,清水漂洗以后滴加碘酒
D.此实验可说明植物光合作用产生氧气和淀粉
D
可繁和生物小组的同学利用天竺葵进行了如图所示实验,并检测了叶片中淀粉的产生情况。下列相关叙述错误的是( )
A.实验前天竺葵需暗处理一段时间,实验中需在光下进行
B.该实验的变量是氢氧化钠溶液
C.该实验说明二氧化碳是光合作用的原料
D.一段时间后,脱色、滴加碘液,②叶片不变蓝
典例 3
B
变式3 某同学利用如图所示装置研究黑藻的光合作用。下列对该实验的叙述,错误的是( )
A.本实验可以探究黑藻的光合作用是否能够产生氧气
B.乙装置的作用是排除黑藻和光照对实验结果的影响
C.甲装置中收集到的气体可以使带火星的小木条复燃
D.在一定范围内,光照强度越强,甲装置内单位时间气泡产生越多
B
先将天竺葵进行黑暗处理,用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖,移到光下照射3小时左右后,摘叶片用酒精脱色,取出叶片漂洗,滴加碘液验证。该实验不能验证( )
A.光是光合作用的条件 B.叶绿体是光合作用的场所
C.二氧化碳是光合作用的原料 D.氧气是光合作用的产物
典例 4
D
变式4 某植物叶片不同部位的颜色不同,将该植物在黑暗中放置48小时后,用锡箔纸遮蔽叶片两面,如图所示。在日光下照光一段时间,去除锡箔纸,用碘液染色法处理叶片,观察叶片有的部位出现蓝色,有的没有出现蓝色。该实验可以证明( )
①光合作用需要水 ②光合作用需要阳光
③光合作用需要叶绿素 ④光合作用产生淀粉
⑤光合作用需要二氧化碳
A.①②③ B.②③④ C.①③⑤ D.③④⑤
B
“十年树木,百年树人”,将一颗枫树种子种到适宜的土壤里,多年后长成参天大树。枫树从种子到生长成大树的过程中,其增重部分主要来自下列哪一项( )
A.阳光 B.二氧化碳 C.氧气 D.土壤中的无机盐
变式5 沐浴着阳光,植物能够利用简单的无机物合成复杂的有机物。如图是绿叶在光下进行光合作用的示意图,其中代表二氧化碳的是( )
A.① B.②
C.③ D.④
典例 5
B
A
香果树是我国特有的濒危珍稀植物,自然条件下成苗率低。为促进香果树繁育,科研人员研究不同遮阴程度对幼苗光合速率的影响。下列相关叙述不正确的是( )
A.在实验中,设置“全光照”组的目的
是作对照
B.从图可知,轻度遮阴使香果树幼苗
光合速率最大
C.从图可知,光合速率受温度的影响
D.为保证实验的准确性,四组香果树幼苗应置于相同且适宜的环境中
典例 6
C
变式6 垂柳和旱柳是常见的绿化树种。为选育优良的柳树品种,园林工作者进行了如下研究。下列叙述错误的是( )
A.二氧化碳吸收量为0时,垂柳也进行光合作用
B.相同光照强度下,旱柳合成的有机物比垂柳多
C.随光照强度增加,旱柳释放的氧气比垂柳少
D.光合作用主要在叶肉细胞的叶绿体中进行
B
在我国北方,早春、晚秋和寒冷的冬天,低温不利于植物的生长,影响了农业的生产。要提高我国水稻的总产量,应采取的措施有( )
①合理密植 ②加大科技投入,培育优良稻种
③延长光照时间 ④适当增大二氧化碳浓度
A.①②③ B.①②③④ C.①②④ D.①③④
典例 7
B
变式7 为了克服不良的气候条件,
人们常常采用建造玻璃温室,为农作
物生长提供适宜的环境。如图所示,
某实验小组的同学为了验证大棚蔬菜
的生理活动,将装置A(内装籽粒饱满的辣椒种子)和装置B(辣椒幼苗)用透明玻璃管连接。
(1)向装置A中加适量的水,一段时间后装置B中幼苗的光合作用将 (填“加强”或“减弱”),其原因是装置B中 浓度增加。光合作用的过程可用下列式子表示: 。
加强
二氧化碳
二氧化碳+水 有机物(储存着能量)+氧气
(2)实验过程中,玻璃罩内壁上出现
了大量水珠,水珠主要来自植物的
作用。
(3)若装置A中加水过多,则辣椒种
子不能萌发,原因是缺乏 。
(4)实验小组的同学从实验中总结出,采取“在大棚内燃烧木炭”的措施可以提高蔬菜的产量,其原因是这些措施可以提高大棚内 的浓度。
蒸腾
充足的空气
二氧化碳
(5)实验结束后,实验小组的同学把
幼苗移栽到冬暖大棚并进行跟踪实
验时发现,给大棚内的辣椒幼苗施
用含有 的化肥,可以促进叶
的生长。
(6)现代生物技术在农业生产上的应用有哪些? 。
氮
转基因技术、无土栽培、组织培养、现代化温室等
(一)思维模型构建
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧ ⑨ ⑩
淀粉
对照
光合
叶绿素
产物
光
二氧化碳
氧气
水
叶绿体
(二)一“境”到底,本课小结
结合“创设情境”中的内容,光对植物的生活有什么影响?你是否掌握了什么是光合作用?
答:光是植物重要的生态因素,合理的光照强度和时间,被植物叶绿素吸收,提高光合作用效率,有利于植物的健康生长,促进有机物的合成,满足自身生长、发育、繁殖的需要。通过这节课的复习,大家应该基本掌握了光合作用的概念:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水合成为储存能量的有机物(如淀粉),并且释放氧气的过程。