3.4.1 光合作用（第1课时）光合作用的探索 课件-2024-2025学年北师大版生物七年级上册

nullnullnullnullnull 一粒种子可以长成参天大树。木材燃烧放出的能量可以加热锅中的水，最后灶膛里只留下一堆灰烬。构成木柴的物质主要来自空气，燃烧时放出的能量是植物固定的太阳能，而灶膛中的灰烬则来自植物生长的土壤……植物不仅神奇、有趣，还是生物圈中最重要的成员。来，让我们一起探索植物的生活吧。 第3单元 植物的生活 学习目标 1.阐明植物通过光合作用和呼吸作用获得生命活动必需的物质和能量，有助于维持生物圈中的碳氧平衡；举例说明植物通过吸收、运输和蒸腾作用等生理活动，获取养分，进行物质运输，参与生物圈中的水循环；形成生物体的结构与其功能相适应、物质变化与能量转化相伴发生、生物与环境和谐共生的观念。 第4章 绿色开花植物的生活方式 学习目标 2.基于植物光合作用、呼吸作用、蒸腾作用等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。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。 3.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。 第4章 绿色开花植物的生活方式 4 绿色开花植物的生活方式 第1节 光合作用 第1课时 光合作用的探索 情景导入 观察思考：图片说明了珍珠梅的哪些重要生理活动？ 　　一粒种子入土可萌发长成幼苗，一棵幼嫩的小苗是如何长成参天大树、结出丰硕的果实的？植物的生长和发育需要哪些物质？这些物质又来源于哪里呢？ 柳苗生长之谜开启了光合作用的研究历程 17世纪以前，人们认为植物生长在土壤中，一定是从土壤中获得生长需要的物质。 推进新课 17世纪上半叶，比利时科学家海尔蒙特设计了一个简单又巧妙的实验，并得出了与前人不同的结论。 5年后 柳苗增重74.5 kg 土壤减少0.057 kg 结论：柳苗生长所需要的物质，并不是由土壤直接转化的，水才是使植物增重的物质。 柳苗 2.3kg干土 90kg 76.8kg 89.943kg 只用纯净的雨水浇灌柳苗，并制作桶盖防止灰尘落入 交 流 海尔蒙特的实验结论完全正确吗？从植物生活环境的角度分析植物生长需要的物质来源，还应该考虑什么因素？ 把一支点燃的蜡烛和一只小鼠放到密闭的玻璃罩里，不久蜡烛熄灭了，小鼠死去了。 将一支点燃的蜡烛和一盆植物放到一个密闭的玻璃罩里，植物能够长时间地活着，蜡烛也没有熄灭。 把一盆植物和一只小鼠同时放到一个密闭容器里，植物和小鼠则都能够正常的活着。 1771年，普里斯特利研究空气实验 10 普里斯特利的上述实验都是在光照下进行的。根据实验结果，他认为蜡烛燃烧会污染空气，使小鼠窒息而死；植物则能够净化因蜡烛燃烧或动物呼吸而变得浑浊的空气。 11 当重复普里斯特利的实验时，有时成功，有时失败，甚至有人发现植物还会更严重地污染空气。为什么会得到不同的实验结果？ 交 流 1779年，英格豪斯（荷兰）实验 英格豪斯通过实验证明植物只有在光照下才能净化空气！ 光照 黑暗 后来，科学家了解了空气的组成成分，明确了这种气体就是氧气。 　　英格豪斯发现，光照下的植物能够释放气体，这种释放气体的能力在夕阳西下时降低，日落后则完全停止。 英格豪斯的实验结果说明光合作用的条件是什么？ 交 流 科学进展： 　 1782年瑞士瑟讷比埃：植物在光下放出氧气的同时，还要吸收空气中的二氧化碳。 　 1804年瑞士索绪尔：植物在光下同时还要消耗水。 1864年，萨克斯（德国）实验 暗处理叶片 照光 碘蒸气熏蒸 把植物放在暗处数小时，消耗叶片中的部分营养物质。 然后把一些叶做部分遮挡处理，使叶的一部分暴露在光下，另一部分遮光。 经过一段时间后，用碘蒸气熏蒸这些叶。结果发现，叶照光的部分显示蓝色，而遮光的部分不变蓝。 　 萨克斯等科学家的实验使人们认识到，植物在光照下不但能够释放氧气，而且能够合成淀粉等有机物，供给植物生长发育等生命活动利用。 科学家已经证实，遇碘呈现蓝色的物质是淀粉。 　 1897年，科学家首次把植物的上述生理活动称为光合作用。 时间 科学家 实验成果 古希腊 亚里士多德 植物所需全部物质来自______ 17世纪上半叶 比利时的海尔蒙特 使植物增重的唯一物质是______ 1771年 英国的普利斯特利 绿色植物能净化因燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气 1779年 荷兰的英格豪斯 绿色植物________才利用二氧化碳，释放气体 1782年 瑞士的瑟讷比埃 绿色植物在放出______的同时吸收___________气体 1804年 瑞士的索绪尔 绿色植物生长需要水 1864年 德国的萨克斯 绿色植物在光下合成______ 土壤 水 在光下 氧气 二氧化碳 淀粉 科学家研究光合作用的过程 根据这些科学家的研究结果，推测光合作用的原料和产物各是什么。 交 流 　　你能根据科学家的研究过程，阐述植物生长发育所需营养物质的来源，并对光合作用的原料、条件、产物等作出推测吗？ 原料：二氧化碳和水 条件：阳光 产物：淀粉和氧气 科学实验为认识光合作用提供证据 验证绿叶在光下合成淀粉 制订计划：设置对照实验 实验组：有阳光 对照组：无阳光 如何营造有光与无光的对照呢？ 活动 暗处理 遮光对照 接受光照 酒精灯水浴加热 注意！酒精易燃，不可直接在酒精灯上加热；用酒精灯加热时要小心，以免被沸水、蒸汽烫伤。 脱色完成 漂洗 滴加碘液 观察上述实验结果得知，经过部分遮光处理的绿叶遇碘液后，照光部分呈蓝色，遮光部分不变蓝，表明绿叶合成淀粉需要光。由此可见，淀粉是光合作用的产物，光是光合作用的必需条件。 注意！碘液对眼睛和皮肤有刺激，使用时要小心。 1. 实验前为什么要对实验材料进行黑暗处理？ 讨 论 使叶内原有的淀粉运走耗尽，避免对实验结果的干扰。 2. 实验选用的叶，一部分遮光，另一部分不遮光，这两部分在实验中各有什么作用？ 对叶片进行不遮光处理，是检验植物合成淀粉是否需要光的主实验，对叶片进行遮光处理是设置的对照。 3. 怎样解释实验中酒精溶液变绿的现象？ 讨 论 叶绿体中的叶绿素能溶解于酒精，使叶片脱色而使酒精溶液变绿。 4. 用碘液染色后，叶颜色发生了怎样的变化？实验结果说明了什么？ 叶片不遮光部分变成蓝色，叶片遮光部分不变颜色。说明光是植物光合作用合成淀粉的必需条件。 淀粉是光合作用的产物，光是光合作用的必需条件。 方法步骤： 1. 取一个玻璃水槽或大烧杯，注入水，按每100 mL水加入0.1 g碳酸氢钠的比例在水中加入适量的碳酸氢钠，用玻璃棒搅拌，以增加水中二氧化碳的含量。 检验光合作用释放氧气 演示 　　3. 取一支盛满水的试管，用拇指堵住管口，倒转移入玻璃水槽的水中，套在漏斗短颈上，试管内要充满水。 2. 将采集的金鱼藻剪取若干带顶端的嫩枝，放置在水槽内，并使切口的一端向上，然后用短颈漏斗将金鱼藻倒扣在水槽里。可以在漏斗下面垫上两个小木条，使漏斗与水槽底部分开。 　　4. 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。不久，可以看到许多气泡从金鱼藻中放出，并聚集在试管顶端。 5. 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，使水落到试管的下部。然后，将带火星的卫生香或木条伸入试管中。注意观察卫生香或木条的燃烧情况。 1. 将带火星的卫生香或木条伸入试管后发生了什么现象？此现象说明了什么？ 讨 论 带火星的卫生香或木条伸入试管后复燃了，说明试管中有助燃气体。 2. 光合作用产生的助燃气体是什么气体？ 氧气。 观察实验可看到，带火星的卫生香或木条伸入试管后复燃了。这说明，试管中有足够的氧气，这些氧气是金鱼藻在阳光照射下产生的。由此可见，氧气也是光合作用的产物。 氧气是光合作用的产物。 银边天竺葵 彩叶草 银边翠 观察下列植物叶片：你发现了什么问题？ 这些植物进行光合作用的场所在哪里？ 目的要求 验证植物进行光合作用需要叶绿素，并推测植物光合作用的场所。 材料器具 盆栽的银边翠（或银边天竺葵、彩叶草等斑叶植物），小烧杯，大烧杯，培养皿，三脚架，石棉网，酒精灯，火柴，镊子，酒精，碘液，水，等等。 验证植物进行光合作用需要叶绿素 活动 方法步骤 1. 选一种或几种斑叶植物放在阳光下照射2h左右。从植物体上摘取2~3片叶，放到盛有酒精的小烧杯里，将小烧杯置于大烧杯中水浴加热。 2. 待叶呈黄白色时，取出叶，用水漂洗后放到培养皿里，向叶上滴加碘液。 3. 用水把叶上的碘液漂洗掉，观察叶的绿色部分和非绿色部分，将实验结果记录到表格中。 植物 绿色部分 非绿色部分 银边翠 银边天竺葵 彩叶草 蓝色 黄白色 蓝色 黄白色 蓝色 黄白色 注意！酒精易燃，不可直接在酒精灯上加热；用酒精灯加热时要小心，以免被沸水、蒸汽烫伤。碘液对眼睛和皮肤有刺激性，使用时要小心。 1. 为什么银边翠和银边天竺葵的叶边缘不呈绿色？ 讨 论 因为它们白色的边缘不含叶绿素。 2. 分析实验结果，你们小组得出的结论是怎样的？ 银边翠、银边天竺葵等植物的叶，只有绿色部分在光下合成淀粉，显然光合作用需要叶绿素。 3. 你们小组认为叶肉细胞中光合作用的场所是哪里？ 讨 论 在植物细胞中，叶绿素存在于叶绿体内，因此，叶绿体是光合作用的场所。 叶绿体是光合作用的场所。 方法步骤： 1. 剪取天竺葵（或马铃薯、甘薯）带有5~6片叶的枝条，插入盛有水的小烧杯中，放在暗处2~3天。 验证光合作用需要二氧化碳 演示 2. 在玻璃板上放置一个培养皿，将少量水倒入培养皿里，然后将装有枝条的小烧杯放进去，用大玻璃瓶罩住培养皿，并在瓶口涂凡士林，防止气体出入。用同样的方法做好第二套装置，但把培养皿里的水换成质量分数为25%的氢氧化钠（或氢氧化钾）溶液，该溶液有吸收空气中二氧化碳的作用。 注意！氢氧化钠（或氢氧化钾）溶液对人的皮肤和衣服有腐蚀性。操作时，应戴好防护手套和护目镜，避免溶液接触皮肤和眼睛，更不能入口。若泼洒出来，要立即用水冲洗。 3. 将上述两套装置移到光下照射2h。然后，揭开大玻璃瓶，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。 1. 实验中观察到的现象是怎样的？ 讨 论 第一套装置(有二氧化碳)碘液染色后变蓝，即有淀粉生成； 第二套装置(无二氧化碳)碘液染色后不变蓝色，即无淀粉生成。 2. 分析实验现象并说明光合作用与二氧化碳的关系。 光合作用需要二氧化碳。 二氧化碳和水是光合作用的原料。 　　根据前面的科学探究结果，可以将光合作用的原料、条件、场所和产物用下面的反应式表示。 二氧化碳+水 有机物（贮存能量）+氧气 光 叶绿体 光合作用把二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物 物质转变 能量转化 　　像这样，植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成贮存了能量的有机物(主要是淀粉)，并且释放氧气的过程，就叫作光合作用。 思考与练习 1．检测植物叶片中是否含有淀粉，所用的试剂是（ ）。 A．酒精 B．生理盐水 C．碘液 D．清水 C 2．通过科学家们探索光合作用的历程，我们可以获得关于光合作用的信息。下列有关光合作用的信息叙述错误的是（ ）。 A．光合作用的原料有二氧化碳和水等 B．光合作用能够产生淀粉，释放氧气 C．光合作用必须在有光的条件下才能进行 D．光合作用晚上也可以进行 D 3．某同学在对叶片进行脱色的过程中，因操作不当使酒精点燃，正确的做法是（ ）。 A．用湿毛巾或湿抹布进行覆盖 B．用嘴赶快吹灭燃烧的酒精 C．用书本敲打，扑灭燃烧的酒精 D．向燃烧的酒精上泼水浇灭 A 4．在强光环境中生长发育健壮，在荫蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称为阳生植物；反之则称为阴生植物。如图为某园区四种植物(Ⅰ、Ⅱ 、Ⅲ 、Ⅳ)在不同光照强度下的光合速率曲线，其中最可能属于阴生植物的是（ ）。 A．I B．II C．III D．IV D 5．学习了光合作用后，某同学设计了如图三组气密性良好的装置(氢氧化钠溶液可吸收环境中的二氧化碳，碳酸氢钠溶液可向环境中释放二氧化碳)进行相关实验。下列叙述错误的是（ ）。 A．图中装置可验证二氧化碳是光合作用的原料 B．预测实验现象为：丙组枝条生长最好，乙组 其次，甲组最差 C．植物黑暗处理一昼夜，再置于如图装置一段 时间，用碘液检测到叶含淀粉的有两组 D．要验证光合作用需要光照，可增设将丙组透 明玻璃罩改为黑色的丁组与丙组对照 B 课堂小结 二氧化碳+水 有机物（贮存能量）+氧气 光 叶绿体 　　植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转变成贮存了能量的有机物(主要是淀粉)，并且释放氧气的过程，叫作光合作用。 $$nullnull