内容正文:
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
情境导入
素养目标
据统计,全世界生物的呼吸和燃料的燃烧所消耗的氧气量每秒平均为10 000 kg,如果以这样的速度来计算,大气中的氧3 000年就会耗尽。但是人类已经存在了几百万年,现在我们并没有感到缺氧,这是为什么呢?
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。
一、光合作用利用二氧化碳作为原料
1. 海尔蒙特的实验
(1)实验过程
(2)结论:海尔蒙特认为柳树质量增加除吸收了土壤中少量 无机盐 外,还吸收了大量的 水 。 水 是合成柳树体内有机物的原料。
(3)忽略因素:海尔蒙特忽略了 空气 因素。
2. 普利斯特利的实验
(1)实验现象和过程
(2)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。
(3)科学实验证实: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释放 氧气 ,消耗 二氧化碳 。绿色植物光合作用的原料不仅有水,还有 二氧化碳 。
二、光合作用还能产生氧气
1. 演示实验
(1)原理:氧气具有 助燃 的特性,能使快要熄灭的卫生香立刻燃烧起来的气体是 氧气 。
(2)实验过程
①照光:将该装置放在阳光下约半小时,会看到金鱼藻上冒出许多 气泡 。
②检验:当气体收集到试管的一半或更多时,将试管取下,把快要 熄灭 的卫生香伸进试管口。
(3)实验现象与分析
①现象:快要熄灭的卫生香立刻 燃烧起来 。
②分析:金鱼藻在光下进行光合作用,产生的气体可以帮助 燃烧 ,而氧气有 助燃 的作用。
③结论:金鱼藻在 光 下能够产生 氧气 。
2. 光合作用
概念
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
表达式
二氧化碳+水有机物(储存着能量)+氧气
原料
二氧化碳和水
产物
有机物和氧气
条件
光照
场所
叶绿体
能量变化
将 光 能转变成 化学 能,并将化学能储存在有机物中
物质变化
将简单的无机物(二氧化碳和水),合成复杂的有机物,并释放氧气
三、光合作用原理在农业生产上的应用
1. 充分接受光照
种植农作物时,既不能过稀,也不能过密,应该 合理密植 。
2. 适量提高 二氧化碳 的浓度。
[任务驱动]
任务:某生物兴趣小组,以天竺葵为实验材料,探究“二氧化碳是光合作用必需的原料”。实验步骤如下(说明:氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳)。
①将两根叶片大小、数量、生长状况相同的天竺葵枝条放在黑暗处一昼夜。
②将暗处理后的两根天竺葵枝条进行如下处理(如图一),移到阳光下照射几小时后,从甲、乙两个装置中各剪取一片大小相同的叶片,并标记为甲、乙。
③脱色、漂洗、滴加碘液。
④观察实验现象。
(1)将天竺葵枝条放在黑暗处一昼夜的目的是 使叶片中原有的淀粉运走或耗尽 。
(2)图一乙装置的培养皿里应该放等量的 清水 ,本实验的变量是 二氧化碳 。
(3)图二脱色处理后叶片的颜色变为 黄白色 。
(4)图三滴加碘液后,观察到的实验现象:甲叶片 不变蓝 ,乙叶片 变蓝 。
(5)根据淀粉遇碘变蓝可知:如果叶片变蓝,说明有淀粉产生,叶片进行了光合作用,如果叶片不变蓝,说明没有淀粉产生,叶片没有进行光合作用。由此得出的结论是 二氧化碳是光合作用必需的原料 ,因此菜农若要提高大棚蔬菜的产量,可以采取的措施是 适当提高二氧化碳浓度 。
光合作用利用二氧化碳作为原料
1. 植物进行光合作用的主要原料是( A )
A. 二氧化碳和水
B. 氧气
C. 二氧化碳或氧气
D. 二氧化碳和氧气
2. 某同学在学习普利斯特利实验的基础上做了一个实验:将点燃的蜡烛分别放在密封的玻璃罩里,实验处理方案如表所示,蜡烛最先熄灭的一组是( C )
组别
实验材料
实验条件
1组
一支点燃的蜡烛+绿色植物
光照
2组
一支点燃的蜡烛
光照
3组
一支点燃的蜡烛+绿色植物
黑暗
4组
一支点燃的蜡烛
黑暗
A. 1组 B. 2组
C. 3组 D. 4组
3. 如图所示的实验装置用于证明绿色植物的光合作用需要( C )
A. 清水 B. 氢氧化钠溶液
C. 二氧化碳 D. 阳光
解析:如图所示的实验装置用于证明绿色植物的光合作用需要二氧化碳。在自然状态下,植物体的叶片能够接触并吸收空气中的二氧化碳进行光合作用,制造淀粉等有机物。B叶片处于装有氢氧化钠的玻璃瓶内,这样玻璃瓶中的二氧化碳就被氢氧化钠吸收;A叶片处于装有清水的玻璃瓶内,清水几乎不吸收二氧化碳。这样A叶片与B叶