5.1 植物的光合作用 第2课时 （导学案）生物沪教版2024七年级上册

5.1 植物的光合作用（导学案） 第二课时 【知识目标】 1.阐明光合作用的原料与条件 复述海尔蒙特实验过程，解释柳树增重与土壤减重的原因 分析蜡烛/小鼠密闭实验，说明二氧化碳是光合作用必需原料 通过银边天竺葵实验，归纳叶绿体是光合作用场所 2.描述光合作用过程与实质 写出光合作用反应式：二氧化碳 + 水 → 有机物（淀粉） + 氧气 概括物质变化（无机物→有机物）和能量转化（光能→化学能） 3.列举光合作用意义与应用 说明光合作用为生物提供食物和氧气 解释合理密植、间作套种等农业措施的原理 【素养目标】 1.生命观念 构建"物质与能量观"：理解植物通过光合作用实现无机物到有机物的物质转换，并储存能量 形成"生态观"：认识绿色植物在生物圈碳氧平衡中的核心作用 2.科学思维 批判性思维：对比海尔蒙特结论与科学结论的差异，分析实验设计的局限性（如忽略空气影响） 演绎推理：基于对照实验设计（如碱石灰吸收CO₂组），推导变量控制逻辑 3.探究实践 实验设计分析：解读"验证二氧化碳是原料"的实验步骤，归纳对照组设置原则（如密封袋内外叶片对照） 现象解释：预测叶片碘液染色结果（袋内叶片不变蓝→缺乏CO₂未合成淀粉） 4.态度责任 农业应用：结合"立体种植"案例（如番茄产业园），分析现代农业技术对资源利用的优化 环境意识：讨论植被保护对维持碳氧平衡的重要性，提出低碳生活建议 【学习重点】 1.光合作用的原料、条件、场所和产物； 2.光合作用的概念、实质和意义； 3.光合作用原理在农业生产上的应用。 【学习难点】 1.分析海尔蒙特实验的结论及局限性； 2.设计实验证明二氧化碳是光合作用的原料； 3.理解光合作用过程中的物质和能量变化。 1.普利斯特利根据实验的结果,发现绿色植物能够“净化”由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得“污浊”的空气。 2.科学家经过不断探索,发现光合作用的场所在植物的叶绿体内。绿色植物在光照的条件下,利用光能将二氧化碳和水合成为贮存能量的有机物(如淀粉),并且释放氧气。 3.光照对植物的生长至关重要,如果种得太过密集,植物就会缺少光照;而种得过于稀疏,也会浪费种植的面积。种得过密或过稀都会影响产量,因此需要合理密植以保证农作物的产量。 一、问题探究→植物的光合作用 海尔蒙特实验相关问题 1.海尔蒙特将一株质量为2.272.27千克的柳树苗栽种到盛有90.7290.72千克干土的木桶中，此后仅用雨水浇灌树苗。55年之后，柳树的质量为76.6676.66千克，干土的质量为90.6690.66千克。请分析柳树质量和干土质量变化的原因。 柳树质量大幅增加，从2.272.27千克增加到76.6676.66千克，原因可能是柳树生长吸收了雨水，同时还可能利用了空气中的某些物质；干土质量基本没怎么变，只减少了0.060.06千克，说明干土没提供太多物质给柳树生长。 2.海尔蒙特根据这个实验得出结论：柳苗生长所需的物质，并不是由土壤直接转化的，水才是使植物增重的物质。这个结论是否完全正确？为什么？ 海尔蒙特的结论不完全正确。他只考虑了土壤中物质对植物生长的影响，而忽略了阳光和空气对植物生长的影响。实际上，植物光合作用除了需要水，还需要二氧化碳，并且是在光和叶绿体的条件下进行的。 光合作用条件相关问题 1.已知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。基于点燃的蜡烛放在密闭空间中小鼠死亡，活的小白鼠在密闭空间中蜡烛正常燃烧，植物和点燃的蜡烛放在一起小鼠正常生活，植物和活的小白鼠放在一起也能维持良好状态这些现象，假设光合作用需要二氧化碳，要通过实验来验证这个假设，需要解决哪些关键问题？ 要设计实验验证光合作用需要二氧化碳，需要解决的关键问题有：确定变量是二氧化碳；设置实验组和对照组；证明植物是否进行了光合作用。 2.如果用碱石灰吸收空气中的二氧化碳来做实验，预测密封袋里的叶片及其他叶片在经水浴脱色、滴加碘液后，颜色有何不同？说明理由。 密封袋里的叶片因为缺少二氧化碳，可能不能进行光合作用产生淀粉，滴加碘液后不变蓝；袋外叶片能正常进行光合作用产生淀粉，滴加碘液后变蓝。 光合作用与叶绿素关系问题 1.看到银边天竺葵叶片的白色部分不能产生淀粉，而绿色部分能产生淀粉的现象，你认为光合作用和叶绿素有关系吗？如何设计实验进一步验证这个想法？设计实验时还需要注意什么？ 光合作用和叶绿素有关系。可以设计对比实验，用有叶绿素和没有叶绿素的部分进行对比。设计实验时要控制其他条件相同，比如光照、温度等，控制无关变量很重要，这样才能准确得出叶绿素和光合作用的关系。 二、问题思考→植物的光合作用 1.结合前面的知识，思考什么是光合作用？请用自己的语言描述。 光合作用是指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，并且释放出氧气的过程。 2.从物质和能量的角度思考，光合作用的实质是什么？ 光合作用的实质是：物质变化是无机物变成有机物，能量变化是光能转化为化学能，实质是合成有机物，储存能量。 3.光合作用有什么意义？请举例说明。 光合作用的意义：为地球上的生物提供呼吸所需的氧气，为植物自身制造了有机物，为人和其他动物提供了各类食物。 4.在农业生产中，种植作物的密度会影响产量，为什么？除了合理密植，还有哪些利用光合作用原理的种植方式？ 在农业生产中，如果种植作物过密，叶片互相遮挡而影响植物的光合作用；如果过稀，没有充分利用光照而造成浪费，所以合理密植产量高。 除了合理密植，还有间作和套种，间作是几种作物同时期播种，套种是不同时期播种，这样可以增加光照。还有立体种植，将两种或两种以上的作物在空间和时间上进行最优组合，以达到增产的目的。例如在一些果园里，果树下面种着草莓，这可能就是立体种植。 1.海尔蒙特在柳树实验中，5年后柳树增重了74.39千克，而干土只减少了0.06千克。他由此得出的结论是（ ） A. 柳树生长所需的物质主要来自于水 B. 柳树生长所需的物质主要来自于土壤 C. 柳树生长所需的物质主要来自于空气 D. 柳树生长不需要土壤中的物质  【答案】：A  【解析】：海尔蒙特的实验中，仅用雨水浇灌树苗，5年后柳树质量大幅增加，而干土质量仅减少了很少的量，所以他得出柳苗生长所需的物质，并不是由土壤直接转化的，水才是使植物增重的物质，故答案选A。 2.下列关于光合作用的说法，正确的是（ ） A.光合作用只在白天进行 B. 光合作用的原料是氧气和有机物 C. 光合作用的场所是叶绿体 D. 光合作用的实质是分解有机物，释放能量  【答案】：C  【解析】：光合作用需要光，通常在白天进行，但在有光照的特殊环境下夜晚也可能进行，A错误；光合作用的原料是二氧化碳和水，产物是有机物和氧气，B错误；光合作用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，并释放出氧气的过程，其场所是叶绿体，C正确；光合作用的实质是合成有机物，储存能量，呼吸作用的实质是分解有机物，释放能量，D错误。 3.为了探究光合作用是否需要二氧化碳，某同学设计了如下实验。在两个密封的玻璃罩内分别放置一盆植物，一个玻璃罩内放置碱石灰（吸收二氧化碳），另一个不放置。该实验的变量是（ ） A.光 B. 二氧化碳 C. 叶绿体 D. 水  【答案】：B  【解析】：在探究实验中，变量是指会发生变化的因素。该实验中，一个玻璃罩内放置碱石灰吸收二氧化碳，另一个不放置，其他条件相同，所以变量是二氧化碳，答案选B。 4.银边天竺葵叶片的白色部分不能产生淀粉，说明（ ） A.光合作用需要光 B. 光合作用需要二氧化碳 C. 光合作用需要叶绿体 D. 光合作用需要水  【答案】：C  【解析】：银边天竺葵叶片的白色部分没有叶绿体，绿色部分有叶绿体，绿色部分能进行光合作用产生淀粉，白色部分不能产生淀粉，说明光合作用需要叶绿体，答案选C。 5.光合作用的原料是__________和__________，产物是__________和__________。  【答案】：二氧化碳；水；有机物；氧气  【解析】：根据光合作用的概念，绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并释放出氧气，所以原料是二氧化碳和水，产物是有机物和氧气。 6.光合作用的实质是将__________能转化为__________能，贮存在有机物中，同时完成了物质转化，将__________物转化为__________物。  【答案】：光；化学；无机；有机  【解析】：光合作用过程中，绿色植物利用光能，把二氧化碳和水等无机物转化成储存能量的有机物，将光能转化为化学能，所以是将光能转化为化学能，无机物转化为有机物。 难点回顾与反思 1.回顾海尔蒙特实验，思考为什么说他的结论不完全正确？ 海尔蒙特的实验中，他只考虑了土壤中物质对植物生长的影响，得出柳苗生长所需的物质，水才是使植物增重的物质这一结论。但他忽略了阳光和空气对植物生长的影响，实际上植物在生长过程中，不仅需要水，还需要从空气中吸收二氧化碳，利用光能进行光合作用，所以他的结论不完全正确。 2.设计实验证明二氧化碳是光合作用的原料时，关键要注意什么？ 关键要注意确定变量是二氧化碳，设置实验组和对照组，并且要证明植物是否进行了光合作用。例如用碱石灰吸收空气中的二氧化碳来做实验时，要控制其他条件相同，如光照、温度等，这样才能准确得出二氧化碳和光合作用的关系。 拓展阅读 阅读以下材料，回答问题。 科学家通过研究发现，在一定范围内，提高二氧化碳浓度可以增强植物的光合作用。在温室大棚中，人们常常会增施“气肥”（二氧化碳）来提高农作物的产量。同时，光照强度、温度等因素也会影响植物的光合作用。当光照强度较弱时，植物的光合作用速率较低；随着光照强度的增加，光合作用速率逐渐提高，但当光照强度达到一定程度后，光合作用速率不再增加。温度对光合作用也有影响，在适宜的温度范围内，光合作用速率随温度的升高而加快，当温度过高或过低时，光合作用速率都会下降。 问题： 1.为什么在温室大棚中增施“气肥”可以提高农作物的产量？ 在一定范围内，提高二氧化碳浓度可以增强植物的光合作用。在温室大棚中增施“气肥”（二氧化碳），能为植物提供更多的二氧化碳作为光合作用的原料，从而促进植物进行光合作用，制造更多的有机物，进而提高农作物的产量。 2.光照强度和温度是如何影响植物光合作用的？ 光照强度方面，当光照强度较弱时，植物的光合作用速率较低；随着光照强度的增加，光合作用速率逐渐提高，但当光照强度达到一定程度后，光合作用速率不再增加。温度方面，在适宜的温度范围内，光合作用速率随温度的升高而加快，当温度过高或过低时，光合作用速率都会下降。 能力提升 设计一个实验，探究光照强度对植物光合作用的影响。  1.实验材料：选取生长状况相同的同种植物若干株，如天竺葵。 2.实验步骤： 将植物分成若干组，分别放置在不同光照强度的环境中，如可以设置弱光、中等光照、强光等不同强度的光照环境。可以使用不同功率的灯泡或者通过调节光源与植物的距离来控制光照强度。 保持其他条件相同且适宜，如温度、二氧化碳浓度、水分等。 一段时间后，分别检测每组植物叶片中淀粉的含量（可以通过脱色、滴加碘液的方法），或者检测每组植物释放氧气的量等指标来衡量光合作用的强度。 3.实验结果预测：随着光照强度的增加，植物叶片中淀粉含量可能会增加，释放氧气的量也可能会增多，但当光照强度达到一定程度后，可能不再有明显变化。 4.实验结论：在一定范围内，光照强度越强，植物的光合作用越强，但光照强度超过一定限度后，光合作用不再随光照强度的增加而增强。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.1 植物的光合作用（导学案） 第二课时 【知识目标】 1.阐明光合作用的原料与条件 复述海尔蒙特实验过程，解释柳树增重与土壤减重的原因 分析蜡烛/小鼠密闭实验，说明二氧化碳是光合作用必需原料 通过银边天竺葵实验，归纳叶绿体是光合作用场所 2.描述光合作用过程与实质 写出光合作用反应式：二氧化碳 + 水 → 有机物（淀粉） + 氧气 概括物质变化（无机物→有机物）和能量转化（光能→化学能） 3.列举光合作用意义与应用 说明光合作用为生物提供食物和氧气 解释合理密植、间作套种等农业措施的原理 【素养目标】 1.生命观念 构建"物质与能量观"：理解植物通过光合作用实现无机物到有机物的物质转换，并储存能量 形成"生态观"：认识绿色植物在生物圈碳氧平衡中的核心作用 2.科学思维 批判性思维：对比海尔蒙特结论与科学结论的差异，分析实验设计的局限性（如忽略空气影响） 演绎推理：基于对照实验设计（如碱石灰吸收CO₂组），推导变量控制逻辑 3.探究实践 实验设计分析：解读"验证二氧化碳是原料"的实验步骤，归纳对照组设置原则（如密封袋内外叶片对照） 现象解释：预测叶片碘液染色结果（袋内叶片不变蓝→缺乏CO₂未合成淀粉） 4.态度责任 农业应用：结合"立体种植"案例（如番茄产业园），分析现代农业技术对资源利用的优化 环境意识：讨论植被保护对维持碳氧平衡的重要性，提出低碳生活建议 【学习重点】 1.光合作用的原料、条件、场所和产物； 2.光合作用的概念、实质和意义； 3.光合作用原理在农业生产上的应用。 【学习难点】 1.分析海尔蒙特实验的结论及局限性； 2.设计实验证明二氧化碳是光合作用的原料； 3.理解光合作用过程中的物质和能量变化。 1.普利斯特利根据实验的结果,发现绿色植物能够“净化”由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得“______”的空气。 2.科学家经过不断探索,发现光合作用的场所在植物的______内。绿色植物在光照的条件下,利用______将________和水合成为贮存能量的______(如淀粉),并且释放______ 3.______对植物的生长至关重要,如果种得太过______,植物就会缺少光照;而种得过于稀疏,也会浪费种植的面积。种得过密或过稀都会影响产量,因此需要________以保证农作物的产量。 一、问题探究→植物的光合作用 海尔蒙特实验相关问题 1.海尔蒙特将一株质量为2.272.27千克的柳树苗栽种到盛有90.7290.72千克干土的木桶中，此后仅用雨水浇灌树苗。55年之后，柳树的质量为76.6676.66千克，干土的质量为90.6690.66千克。请分析柳树质量和干土质量变化的原因。 2.海尔蒙特根据这个实验得出结论：柳苗生长所需的物质，并不是由土壤直接转化的，水才是使植物增重的物质。这个结论是否完全正确？为什么？ 光合作用条件相关问题 1.已知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。基于点燃的蜡烛放在密闭空间中小鼠死亡，活的小白鼠在密闭空间中蜡烛正常燃烧，植物和点燃的蜡烛放在一起小鼠正常生活，植物和活的小白鼠放在一起也能维持良好状态这些现象，假设光合作用需要二氧化碳，要通过实验来验证这个假设，需要解决哪些关键问题？ 2.如果用碱石灰吸收空气中的二氧化碳来做实验，预测密封袋里的叶片及其他叶片在经水浴脱色、滴加碘液后，颜色有何不同？说明理由。 光合作用与叶绿素关系问题 1.看到银边天竺葵叶片的白色部分不能产生淀粉，而绿色部分能产生淀粉的现象，你认为光合作用和叶绿素有关系吗？如何设计实验进一步验证这个想法？设计实验时还需要注意什么？ 二、问题思考→植物的光合作用 1.结合前面的知识，思考什么是光合作用？请用自己的语言描述。 2.从物质和能量的角度思考，光合作用的实质是什么？ 3.光合作用有什么意义？请举例说明。 4.在农业生产中，种植作物的密度会影响产量，为什么？除了合理密植，还有哪些利用光合作用原理的种植方式？ 1.海尔蒙特在柳树实验中，5年后柳树增重了74.39千克，而干土只减少了0.06千克。他由此得出的结论是（ ） A. 柳树生长所需的物质主要来自于水 B. 柳树生长所需的物质主要来自于土壤 C. 柳树生长所需的物质主要来自于空气 D. 柳树生长不需要土壤中的物质  2.下列关于光合作用的说法，正确的是（ ） A.光合作用只在白天进行 B. 光合作用的原料是氧气和有机物 C. 光合作用的场所是叶绿体 D. 光合作用的实质是分解有机物，释放能量  3.为了探究光合作用是否需要二氧化碳，某同学设计了如下实验。在两个密封的玻璃罩内分别放置一盆植物，一个玻璃罩内放置碱石灰（吸收二氧化碳），另一个不放置。该实验的变量是（ ） A.光 B. 二氧化碳 C. 叶绿体 D. 水  4.银边天竺葵叶片的白色部分不能产生淀粉，说明（ ） A.光合作用需要光 B. 光合作用需要二氧化碳 C. 光合作用需要叶绿体 D. 光合作用需要水  5.光合作用的原料是__________和__________，产物是__________和__________。  6.光合作用的实质是将__________能转化为__________能，贮存在有机物中，同时完成了物质转化，将__________物转化为__________物。  难点回顾与反思 1.回顾海尔蒙特实验，思考为什么说他的结论不完全正确？ 2.设计实验证明二氧化碳是光合作用的原料时，关键要注意什么？ 拓展阅读 阅读以下材料，回答问题。 科学家通过研究发现，在一定范围内，提高二氧化碳浓度可以增强植物的光合作用。在温室大棚中，人们常常会增施“气肥”（二氧化碳）来提高农作物的产量。同时，光照强度、温度等因素也会影响植物的光合作用。当光照强度较弱时，植物的光合作用速率较低；随着光照强度的增加，光合作用速率逐渐提高，但当光照强度达到一定程度后，光合作用速率不再增加。温度对光合作用也有影响，在适宜的温度范围内，光合作用速率随温度的升高而加快，当温度过高或过低时，光合作用速率都会下降。 问题： 1.为什么在温室大棚中增施“气肥”可以提高农作物的产量？ 2.光照强度和温度是如何影响植物光合作用的？ 能力提升 设计一个实验，探究光照强度对植物光合作用的影响。  / 学科网（北京）股份有限公司 $