5.3.1 光合作用（二、光合作用的原料）（导学案）生物冀少版2024八年级上册

5.3.1 光合作用（二、光合作用的原料）（导学案） 【生命观念】 理解二氧化碳和水是光合作用的原料，建构 “光合作用是生物界物质和能量转化的核心过程” 的观念。 【科学思维】 通过分析光合作用的原料经典实验的现象和结果，培养归纳推理、逻辑分析的能力。 【探究实践】 通过小组合作完成实验设计方案，提升合作交流、方案优化的实践能力；参与模拟实验提高动手操作和观察记录能力。 【态度责任】 感受科学家通过不断探究揭示光合作用奥秘的过程，培养科学探究的严谨态度和创新精神；认识光合作用在农业生产中的应用，增强保护环境、珍惜植物资源的责任感。 【学习重点】 1.光合作用原料的探究过程和结论。​ 2.实验设计中对照原则和单一变量原则的应用。 【学习难点】 1.理解 “水是光合作用原料” 的实验逻辑。​ 2.独立设计并优化 “探究二氧化碳是光合作用原料” 的实验方案。 1. 氢氧化钠能够与二氧化碳发生反应生成碳酸氢钠。所以，二氧化碳易被氢氧化钠溶液吸收。 2. 二氧化碳是光合作用的原料。 3. 科学家进一步研究证明光合作用放出的氧气来自水，说明水也是光合作用的原料。 4. 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，同时释放了氧气。 5. 光合作用完成了两方面的转化：一是物质转化，将无机物转化成有机物，并释放氧气；二是能量转化，将光能转变为贮存有机物中的化学能。 6. 光合作用的实质就是合成有机物，贮存能量。 7. 适当增加二氧化碳的浓度，可使光合作用效率显著提升，作物产量明显提高。 一、寻证据.探究→探究光合作用的原料 1. 引导学生根据导入问题，提出 “光合作用的原料是什么” 的问题，做出“光合作用的原料是二氧化碳”的假设。 2. 展示实验装置图，讲解氢氧化钠的作用（吸收二氧化碳）、凡士林的作用（密封，防止空气进入），强调 “单一变量（二氧化碳）” 和 “对照原则（装置二为对照）”。 3. 提醒实验注意事项：氢氧化钠有腐蚀性，避免接触皮肤；酒精脱色需水浴加热，防止燃烧。 4.组织学生观看实验视频，记录叶片颜色变化。 二、探究新知→探究光合作用的原料是二氧化碳 1.引导学生归纳总结实验步骤及实验结果和分析。 （1）实验步骤：设计对照实验→暗处理→光照→水浴加热→加碘染色→观察。 （2）实验现象及分析： 装置一：不变色（黄白色），没有二氧化碳不能进行光合作用不能产生淀粉，所以不变蓝； 装置二：变蓝，有二氧化碳，能进行光合作用产生淀粉，所以变蓝。 2.组织学生进行实验讨论并进行归纳总结： （1）本实验的变量是什么？氢氧化钠的作用是什么? 答：实验变量是二氧化碳，氢氧化钠的作用是吸收二氧化碳。 （2） 为什么设置两个装置? 答：设计对照实验。 （3） 为什么放在暗处一昼夜? 答：耗尽叶片内原有的淀粉。 （4） 如何检查叶片有无淀粉生成? 答：滴加碘液，因为淀粉遇碘会变成蓝色。 三、探究新知→证明水也是光合作用的原料 1.提问：“水是否为原料”，引导学生思考：如何证明水参与光合作用？ 2. 介绍同位素标记法（简单解释 “¹⁸O 是一种特殊的氧原子，可追踪其去向”），展示鲁宾和卡门的实验设计与结果。 3. 引导学生分析：标记水时，氧气含 ¹⁸O，说明氧气来自水，即水也是光合作用的原料。 四、探究新知→光合作用的深化 1. 结合实验结论，总结光合作用的概念，强调 “光能、二氧化碳、水、有机物、氧气” 的关键要素。 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. 用流程图展示物质转化和能量转化，帮助学生理解。 （1） 物质转化：无机物→有机物和氧气 （2） 能量转化：光能→有机物中的化学能 3. 结合农业实例，讲解 “增施二氧化碳” 的原理，提问：“为什么控制种植密度能提高产量？” 引导学生联系 “通风增加二氧化碳供应”。 （1） 施加有机肥 （2） 控制种植密度 （3）施加“气肥”（二氧化碳） 1．小明家今年种植的萝卜喜获丰收，使萝卜增重的物质主要来自（　　） A．土壤中的水分和无机盐 B．土壤中的水分和空气中的二氧化碳 C．空气中的水分和氧气 D．土壤中的有机物和空气中的二氧化碳 【答案】B 【知识点】光合作用的概念及实质、光合作用利用二氧化碳作为原料 【分析】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，叫做光合作用，在此过程中，完成了物质转化和能量转化。 【详解】光合作用是绿色植物把二氧化碳和水合成有机物，释放氧气，同时把光能转变成化学能储存在合成的有机物中的过程。由题意可知，萝卜等植物体的构成主要来源于光合作用制造的有机物，而光合作用的原料是大气中的二氧化碳和土壤中的水；土壤中的无机盐和有机物不参与有机物的制造；光合作用的原料之一的水是通过根从土壤中吸收来的，而不是来自于空气中的水。由此可见，ACD错误，B正确。 故选B。 2．如果在玻璃温室里进行植物栽培实验，在某个晴天对密闭的温室内空气中二氧化碳的浓度进行一昼夜的测定，那么你预测这一昼夜中该温室内二氧化碳浓度最低的时间段是（　　） A．早晨 B．中午 C．傍晚 D．深夜 【答案】C 【知识点】光合作用的概念及实质、光合作用利用二氧化碳作为原料、光合作用还能产生氧气、植物呼吸作用产生二氧化碳的探究 【分析】（1）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着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。 （2）呼吸作用是指生物体内的有机物在细胞内经过一系列的氧化分解，最终生成二氧化碳或其他产物，并且释放出能量的过程。 【详解】光合作用进行的场所是叶绿体，表达式为：二氧化碳+水有机物（储存能量）+氧气；呼吸作用进行的场所为线粒体，表达式为：有机物+氧→二氧化碳+水+能量；在0～6时，夜间无光，植物不进行光合作用，只进行呼吸作用，不断释放二氧化碳，所以二氧化碳的浓度逐渐升高；而6～18时为白天，植物进行光合作用，不断消耗二氧化碳，也能进行呼吸作用，释放二氧化碳，但光合作用的强度大于呼吸作用的强度，所以二氧化碳的浓度逐渐降低；从18～24时为黑夜时间，与0～6时的情况一样，二氧化碳浓度逐渐升高。因此，一昼夜中该温室内二氧化碳浓度最低的时间段是傍晚，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．我国航天员和科学家一起开展了空间植物栽培实验，图为中国航天员展示在中国空间站种植的生菜。在太空栽培植物的过程中，不需要提供（    ） A．水 B．无机盐 C．有机物 D．二氧化碳 【答案】C 【知识点】绿色植物的生活需要无机盐、光合作用的概念及实质、光合作用利用二氧化碳作为原料 【分析】水能参与植物的各项生命活动，维持植物体的正常生理功能。植物生长需要量最多的是含氮、含磷、含钾的无机盐。 【详解】A．水是植物细胞的重要组成成分，植物的各种生理活动都离不开水，如光合作用、呼吸作用等都需要水的参与，所以在太空栽培植物需要提供水，A不符合题意。 B．植物的生长需要多种无机盐，如含氮、磷、钾等的无机盐，无机盐能调节植物的生命活动，促进植物生长发育，太空栽培植物时也需要提供无机盐，B不符合题意。 C．植物通过光合作用，利用光能，将二氧化碳和水转化为储存能量的有机物，并释放出氧气，所以在太空栽培植物的过程中，不需要额外提供有机物，C符合题意。 D．二氧化碳是植物进行光合作用的原料之一，没有二氧化碳，植物无法进行光合作用制造有机物，因此太空栽培植物需要提供二氧化碳，D不符合题意。 故选C。 4．将经过暗处理后的某一植物上的一片叶用装有氢氧化钠溶液的玻璃瓶套住，瓶口密封，放到阳光下，如图所示。几小时后，将叶摘下，经酒精脱色后滴加碘液，结果发现整片叶都不变蓝，原因是（    ） A．缺少水 B．温度过高 C．缺少氧气 D．缺少二氧化碳 【答案】D 【知识点】光合作用利用二氧化碳作为原料 【分析】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，叫做光合作用。可见光合作用的原料是二氧化碳和水；场所是叶绿体；条件是光；产物是：有机物和氧。 【详解】A．水是光合作用的原料之一，但叶片本身含有水分，且题目未说明缺水，A不符合题意。 B．高温可能影响酶活性，但题目未提及温度变化，且实验在正常阳光下进行，B不符合题意。 C．氧气是光合作用的产物，而非原料。缺乏氧气不影响淀粉合成，C不符合题意。 D．氢氧化钠溶液吸收了瓶内的二氧化碳，导致光合作用无法进行，淀粉不能合成，故滴加碘液不变蓝，D符合题意。 故选D。 5．溴麝香草酚蓝（BTB）溶液在自然状态下呈蓝色，遇到二氧化碳后先变绿再变成黄色。向A、B试管中通入等量二氧化碳气体，再分别加入等量的金鱼藻，密封。A试管置于光照条件下，B试管置于黑暗条件下，其他条件相同且适宜。下列叙述错误的是（    ） A．通入二氧化碳后，溶液最终变成黄色 B．一段时间后，A试管内的溶液呈蓝色 C．实验说明绿色植物光合作用释放氧气 D．实验说明绿色植物吸收二氧化碳需要光 【答案】C 【知识点】光合作用利用二氧化碳作为原料、呼吸作用的概念 【分析】（1）光合作用是植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，并释放氧气的过程。 （2）A试管在光下，可以进行光合作用和呼吸作用，并且光合作用大于呼吸作用，试管中二氧化碳的浓度越来越少；B试管在黑暗条件下，只能进行呼吸作用，消耗氧气产生二氧化碳，二氧化碳的浓度越来越高。 【详解】A．通入二氧化碳后，B试管在黑暗条件下，只能进行呼吸作用，消耗氧气产生二氧化碳，二氧化碳的浓度越来越高，BTB（溴麝香草酚蓝）溶液遇到二氧化碳后先变绿再变成黄色，所以，B试管溶液最终变成黄色，A正确。 B．A试管中的金鱼藻会吸收二氧化碳进行光合作用，所以一段时间后，A试管内的溶液呈蓝色，B正确。 C．BTB（溴麝香草酚蓝）溶液颜色的变化说明需要吸收二氧化碳而不是会释放出氧气，且实验中没有检测氧气是否存在的实验用具，C错误。 D．A试管中二氧化碳浓度低于B试管中二氧化碳，对照实验的变量是光，所以，实验说明绿色植物吸收二氧化碳需要光，D正确。 故选C。 6．某同学想要用绿色植物来探究二氧化碳是光合作用的必需原料，设计了如图所示的实验装置放在阳光下。请分析回答下列问题： (1)提出问题是： 。 (2)实验中氢氧化钠溶液的作用是 。 (3)设计实验装置时如图，在A装置的培养皿中加入氢氧化钠溶液，则在装置B的培养皿中盛 。 (4)实验装置完毕后，先将A、B都放在 昼夜，然后移到 照射几小时。 (5)取出两装置中的叶片，放到盛有酒精的小烧杯中水浴加热，使叶片中的 溶解到酒精中，用清水漂洗叶片后，滴加碘液，呈蓝色的是 装置的叶片。 (6)实验的结论： 。 【答案】(1)二氧化碳是光合作用的必需原料吗 (2)吸收二氧化碳 (3)清水 (4) 黑暗处 阳光下 (5) 叶绿素 B (6)二氧化碳是光合作用的必需原料 【知识点】光合作用利用二氧化碳作为原料 【分析】绿色植物利用光提供的能量，存叶绿体中把二氧化碳和水合成了淀粉等有机物，并且把光能转化成化学能，储存在有机物中，这个过程就叫光合作用。 【详解】（1）本实验的实验目的是探究：二氧化碳是光合作用的原料吗？ （2）氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳 （3）该实验的变量是二氧化碳，设计实验装置时如图，在A装置的培养皿中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，则在装置B的培养皿中盛清水，清水不能吸收二氧化碳。 （4）实验装置完毕后，先将A、B都放在黑暗处一昼夜，黑暗条件下，植物只进行呼吸作用消耗有机物，可以消耗其中的有机物，然后移到阳光下照射几小时，让植物进行光合作用。 （5）取出两装置中的叶片，放到盛有酒精的小烧杯中水浴加热，使叶片中的叶绿素溶解到酒精中，这一步是脱色，用清水漂洗叶片后，滴加碘液，呈蓝色的是B装置的叶片，因为B装置中有二氧化碳存在，可以进行光合作用产生淀粉，叶片中淀粉遇碘变蓝。 （6）综合实验，可证明二氧化碳为光合作用的原料。 1.回顾与反思 回顾探究二氧化碳和水是光合作用的原料的经典实验过程及分析，感受科学家通过不断探究揭示光合作用奥秘的过程，培养科学探究的严谨态度和创新精神；认识光合作用在农业生产中的应用，增强保护环境、珍惜植物资源的责任感。 2. 拓展延伸 小组合作设计 “探究水是光合作用原料” 的实验方案（提示：可通过切断部分叶片的水分供应，与正常供水的叶片形成对照，检验淀粉生成），写出实验步骤、预期现象与结论，下节课进行展示与交流。 3.能力提升 查阅资料，了解 “温室大棚中如何合理增施二氧化碳”（如施用时间、浓度控制），撰写一篇 200 左右的短文，分享给家人。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 5.3.1 光合作用（二、光合作用的原料）（导学案） 【生命观念】 理解二氧化碳和水是光合作用的原料，建构 “光合作用是生物界物质和能量转化的核心过程” 的观念。 【科学思维】 通过分析光合作用的原料经典实验的现象和结果，培养归纳推理、逻辑分析的能力。 【探究实践】 通过小组合作完成实验设计方案，提升合作交流、方案优化的实践能力；参与模拟实验提高动手操作和观察记录能力。 【态度责任】 感受科学家通过不断探究揭示光合作用奥秘的过程，培养科学探究的严谨态度和创新精神；认识光合作用在农业生产中的应用，增强保护环境、珍惜植物资源的责任感。 【学习重点】 1.光合作用原料的探究过程和结论。​ 2.实验设计中对照原则和单一变量原则的应用。 【学习难点】 1.理解 “水是光合作用原料” 的实验逻辑。​ 2.独立设计并优化 “探究二氧化碳是光合作用原料” 的实验方案。 1. 氢氧化钠能够与_____________发生反应生成碳酸氢钠。所以，二氧化碳易被氢氧化钠溶液_________。 2. _____________是光合作用的原料。 3. 科学家进一步研究证明光合作用放出的氧气来自水，说明_________也是光合作用的原料。 4. 植物能利用__________（光能），将二氧化碳和水合成为贮存了能量的___ ____，同时释放了________。 5. 光合作用完成了两方面的转化：一是物质转化，将_____________转化成有机物，并释放氧气；二是能量转化，将光能转变为贮存有机物中的_____________。 6. 光合作用的实质就是__________________________。 7. 适当增加_____________的浓度，可使光合作用效率显著提升，作物产量明显提高。 一、寻证据.探究→探究光合作用的原料 1. 引导学生根据导入问题，提出 “光合作用的原料是什么” 的问题，做出“光合作用的原料是二氧化碳”的假设。 2. 展示实验装置图，讲解氢氧化钠的作用（吸收二氧化碳）、凡士林的作用（密封，防止空气进入），强调 “单一变量（二氧化碳）” 和 “对照原则（装置二为对照）”。 3. 提醒实验注意事项：氢氧化钠有腐蚀性，避免接触皮肤；酒精脱色需水浴加热，防止燃烧。 4.组织学生观看实验视频，记录叶片颜色变化。 二、探究新知→探究光合作用的原料是二氧化碳 1.引导学生归纳总结实验步骤及实验结果和分析。 （1）实验步骤：________________________________________________________________________。 （2）实验现象及分析： 装置一：__________（黄白色），___________________________________________________________； 装置二：__________，_____________________________________________________________________。 2.组织学生进行实验讨论并进行归纳总结： （1）本实验的变量是什么？氢氧化钠的作用是什么? （2） 为什么设置两个装置? （3） 为什么放在暗处一昼夜? （4） 如何检查叶片有无淀粉生成? 三、探究新知→证明水也是光合作用的原料 1.提问：“水是否为原料”，引导学生思考：如何证明水参与光合作用？ 2. 介绍同位素标记法（简单解释 “¹⁸O 是一种特殊的氧原子，可追踪其去向”），展示鲁宾和卡门的实验设计与结果。 3. 引导学生分析：标记水时，氧气含 ¹⁸O，说明氧气来自_______，即水也是光合作用的_____________。 四、探究新知→光合作用的深化 1. 结合实验结论，总结光合作用的概念，强调 “光能、二氧化碳、水、有机物、氧气” 的关键要素。 2. 用流程图展示物质转化和能量转化，帮助学生理解。 （1） 物质转化：____________________________________. （2） 能量转化：____________________________________。 3. 结合农业实例，讲解 “增施二氧化碳” 的原理，提问：“为什么控制种植密度能提高产量？” 引导学生联系 “通风增加二氧化碳供应”。 （1）__________________________________ （2）__________________________________ （3）__________________________________ 1．小明家今年种植的萝卜喜获丰收，使萝卜增重的物质主要来自（　　） A．土壤中的水分和无机盐 B．土壤中的水分和空气中的二氧化碳 C．空气中的水分和氧气 D．土壤中的有机物和空气中的二氧化碳 2．如果在玻璃温室里进行植物栽培实验，在某个晴天对密闭的温室内空气中二氧化碳的浓度进行一昼夜的测定，那么你预测这一昼夜中该温室内二氧化碳浓度最低的时间段是（　　） A．早晨 B．中午 C．傍晚 D．深夜 3．我国航天员和科学家一起开展了空间植物栽培实验，图为中国航天员展示在中国空间站种植的生菜。在太空栽培植物的过程中，不需要提供（    ） A．水 B．无机盐 C．有机物 D．二氧化碳 4．将经过暗处理后的某一植物上的一片叶用装有氢氧化钠溶液的玻璃瓶套住，瓶口密封，放到阳光下，如图所示。几小时后，将叶摘下，经酒精脱色后滴加碘液，结果发现整片叶都不变蓝，原因是（    ） A．缺少水 B．温度过高 C．缺少氧气 D．缺少二氧化碳 5．溴麝香草酚蓝（BTB）溶液在自然状态下呈蓝色，遇到二氧化碳后先变绿再变成黄色。向A、B试管中通入等量二氧化碳气体，再分别加入等量的金鱼藻，密封。A试管置于光照条件下，B试管置于黑暗条件下，其他条件相同且适宜。下列叙述错误的是（    ） A．通入二氧化碳后，溶液最终变成黄色 B．一段时间后，A试管内的溶液呈蓝色 C．实验说明绿色植物光合作用释放氧气 D．实验说明绿色植物吸收二氧化碳需要光 6．某同学想要用绿色植物来探究二氧化碳是光合作用的必需原料，设计了如图所示的实验装置放在阳光下。请分析回答下列问题： (1)提出问题是： 。 (2)实验中氢氧化钠溶液的作用是 。 (3)设计实验装置时如图，在A装置的培养皿中加入氢氧化钠溶液，则在装置B的培养皿中盛 。 (4)实验装置完毕后，先将A、B都放在 昼夜，然后移到 照射几小时。 (5)取出两装置中的叶片，放到盛有酒精的小烧杯中水浴加热，使叶片中的 溶解到酒精中，用清水漂洗叶片后，滴加碘液，呈蓝色的是 装置的叶片。 (6)实验的结论： 。 1.回顾与反思 回顾探究二氧化碳和水是光合作用的原料的经典实验过程及分析，感受科学家通过不断探究揭示光合作用奥秘的过程，培养科学探究的严谨态度和创新精神；认识光合作用在农业生产中的应用，增强保护环境、珍惜植物资源的责任感。 2. 拓展延伸 小组合作设计 “探究水是光合作用原料” 的实验方案（提示：可通过切断部分叶片的水分供应，与正常供水的叶片形成对照，检验淀粉生成），写出实验步骤、预期现象与结论，下节课进行展示与交流。 3.能力提升 查阅资料，了解 “温室大棚中如何合理增施二氧化碳”（如施用时间、浓度控制），撰写一篇 200 左右的短文，分享给家人。 / 学科网（北京）股份有限公司 $