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北师大版（2024）七年级上册（2024）第1节 光合作用优秀ppt课件
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这是一份北师大版（2024）七年级上册（2024）第1节 光合作用优秀ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了内容一，内容二，检验光合作用释放氧气，内容三，内容四，建议活动，观察植物的叶，观察叶片的结构，课外科学实践，内容五等内容，欢迎下载使用。
生物圈中生活着多种多样的生物。其中，植物是生物圈中最基本、最重要的生物成分，它对生物圈的存在和发展起着决定性的作用。植物和所有生物一样，必须不断地从环境中获得生存所必需的物质。大多数植物的根生活在土壤中，茎和叶生活在空气中。你知道根从土壤中获得什么，茎和叶从空气中获得什么吗?
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；光合作用原理在生产生活中有广泛的应用。通过观察、演示、验证、探究、交流等形式丰富的学习活动，运用植物光合作用等方面的知识，解释生产生活中的相关现象，发展比较、归纳、演绎、建模等思维能力。
科学探究是获取科学知识的重要途径。通过设计单一变量的实验，探究植物的生活及其影响因素。开展实验探究时，需要提出明确的问题，针对该问题作出合理假设，并通过对比实验提供的证据判断是否支持假设，进而得出相应的结论。在学习活动中初步认识科学本质，感悟生态文明观，认同严谨求实的科学态度。
1.阐明植物通过光合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；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。2.基于植物光合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。
一粒种子入土可萌发长成幼苗，一棵幼嫩的小苗可长成一株参天大树，一棵果树可结出丰硕的果实。但是你想过吗，植物的生长和发育需要哪些物质?这些物质又来源于哪里?这些问题的答案涉及光合作用的奥秘。
柳苗生长之谜开启了光合作用的 研究历程
真是这样的吗?怎样证明这个观点是否正确?科学家通过研究寻求这些问题的答案。同样，揭示柳苗生长之谜的过程也是如此。
17世纪上半叶，比利时科学家海尔蒙特( Helmnt，1580 —1644)设计了一个简单又巧妙的实验。
将一棵质量为2.3 kg的柳苗栽种到一个盛有干土的木桶中，木桶内干土的质量为90 kg；此后，只用纯净的雨水浇灌柳苗；为了防止灰尘落人，专门制作了桶盖。
5年后，柳苗长大了，海尔蒙特再次称量柳苗和土壤的质量，结果使他大吃一惊：柳苗质量增加了74.5 kg，土壤质量仅减少了0.057 kg。
比利时科学家海尔蒙特得出与前人不同的结论：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。
1771年，英国科学家普利斯特利(J.Priestley，1733—1804)在研究空气时做了一个新奇的实验。
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地活着。
普利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污浊的空气。
1779年，荷兰科学家英格豪斯(J.Ingenhusz，1730—1799)通过实验证明植物只有在光下才能净化空气。他还发现，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。
在光照下植物究竟释放什么气体?这种气体是否与植物净化空气的作用有关?
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。
1782年，瑞士牧师瑟讷比埃(J.Senebier，1742—1809)通过实验证明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，瑞士学者索绪尔( Saussure，1767 —1845)发现植物在光下同时还要消耗水，这也与海尔蒙特的结论相吻合。
1864年，德国科学家萨克斯(J.vn Sachs，1832—1897)做过这样的实验。
把植物放在暗处数小时，消耗叶片中的部分营养物质；然后把一些叶片做部分遮挡处理，使叶片的一部分暴露在光下，另一部分遮光；经过一段时间后，用碘蒸气处理这些叶片。
结果发现，叶片照光的部分显示蓝色，而遮光的部分不变蓝。科学家已经证实，遇碘呈现蓝色的物质是淀粉；淀粉燃烧时能够生成二氧化碳和水，是一种有机物。
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物质，供给植物生长发育等生命活动利用。1897年，科学家首次把植物的上述生理活动称为光合作用。这样，经过科学家多年的不懈努力，柳苗生长之谜终于被揭开了。
讨论分析科学家研究光合作用的过程1.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?2.当重复普利斯特利的实验时，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?
3.英格豪斯的实验结果说明光合作用的条件是什么?4.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。
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
萨克斯利用对照实验法和淀粉遇碘变蓝的原理，发现了植物在光下合成了淀粉。什么是对照实验法呢?我们就以此实验来说明。在其他条件都相同的情况下，一组有阳光，另一组无阳光，用有、无阳光照射的条件作对照，得到的实验结果可以说明阳光对绿叶合成淀粉有作用。
目的要求验证绿叶在光下合成淀粉。材料器具盆栽的天竺葵(或小白菜、马铃薯、甘薯等植物)，不透光纸(如黑纸、锡箔纸)，回形针，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。
方法步骤1.实验前2～3天，把盆栽的天竺葵或其他植物放于暗处。2.在经过黑暗处理的实验植物上选1～2片生长健壮的叶片，用不透光纸从叶片上、下两面遮盖住一部分。3.将上述植物置于阳光下，使部分遮光的叶片接受光照2～3h。
4.摘取一片部分遮光的叶片，除去不透光纸，放入盛有酒精的小烧杯里(酒精要浸没叶片)。将小烧杯置于盛有开水的大烧杯中，用酒精灯水浴加热。注意观察叶片和酒精溶液的颜色变化。5.待叶片由绿色变成黄白色后，取出叶片用水漂洗。6.将漂洗干净的叶片平铺在培养皿中，滴加几滴碘液。片刻后，再用水洗去碘液，观察叶色的变化。
注意!(1)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。(2)碘液对眼睛和皮肤有刺激，使用时要小心。
讨论1.实验前为什么要对实验材料进行黑暗处理?2.实验选用的叶片，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?3.怎样解释实验中酒精溶液变绿的现象?4.用碘液染色后，叶片颜色发生了怎样的变化?实验结果说明了什么?
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。
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0.1g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。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。在漏斗下面垫上两个小木条，使漏斗与水槽底部分开。
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。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。
讨论1.将带火星的卫生香或木条伸入试管后发生什么现象?此现象说明了什么?2.光合作用产生的助燃气体是什么气体?
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。
验证植物进行光合作用需要叶绿素
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。
方法步骤1.选一种或几种斑叶植物放在阳光下照射2 h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.待叶片呈黄白色时，取出叶片，用水漂洗后放到培养皿里，向叶片上滴加碘液。
3.用水把叶片上的碘液漂洗掉，观察叶片的绿色部分和非绿色部分，将实验观察结果记录到表中。注意!(1)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。(2)碘液对眼睛和皮肤有刺激性，使用时要小心。
表 植物叶片碘液处理结果
讨论1.为什么银边翠和银边天竺葵的叶片边缘不呈绿色?2.分析实验结果，你们小组得出的结论是怎样的?3.你们小组认为叶肉细胞中光合作用的场所是哪里?
实验结果证实，银边翠、银边天竺葵等植物的叶片，只有绿色部分在光下合成淀粉，显然光合作用需要叶绿素。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。
验证光合作用需要二氧化碳
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。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血，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，要避免氢氧化钠溶液接触皮肤和眼睛，更不能入口。若泼洒出来，要立即报告老师，并用水冲洗。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，分别检验两叶片中是否有淀粉存在。
讨论1.实验中观察到的现象是怎样的?2.分析实验现象并说明光合作用与二氧化碳的关系。
用碘液处理上述演示实验的叶片材料时，第一套实验装置里的叶片变蓝色，第二套实验装置里的叶片不变蓝。比较分析两套装置的条件差异可知，光合作用需要二氧化碳。科学家进一步的研究证明，二氧化碳和水是光合作用的原料。
光合作用把二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物
根据前面的科学探究结果，可以将光合作用的原料、条件、场所和产物用图的反应式表示。
光合作用过程包含两种变化：一是物质转变，即二氧化碳和水等简单的无机物转变成淀粉等复杂的有机物；二是能量转化，即光能转化为贮存在有机物中的能量。
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光合作用
叶是植物体进行光合作用的主要器官
叶是植物体进行光合作用的主要器官。虽然叶的形态多种多样，但是它们的组成和结构却基本相同，叶的形态结构与光合作用相适应。
不同植物的叶形有很大的差异。请你利用课余时间在校园、公园等处观察10种以上植物的叶。1.观察不同植物叶的组成部分，注意叶片上、下表面的色泽差异。2.观察不同植物叶在茎上的着生方式，注意相邻两片叶的排列关系，思考叶的排列特点与光合作用的关系。3.如果你愿意并在得到允许的条件下，采集你所喜爱的植物叶片，将其压制成叶标本。
同一枝条上的许多叶片呈镶嵌式排列，这样有利于接受阳光的照射。为什么有些植物叶片的上表面呈深绿色，而下表面呈浅绿色?在光合作用过程中，氧气和二氧化碳从哪里出入叶片?叶绿体又是怎样分布的?
目的要求1.练习制作徒手切片。2.用显微镜观察叶的横切面和表皮，识别叶片的结构。3.绘制叶片的表皮细胞图。材料器具鲜嫩的植物(如菠菜、蚕豆、槐或大叶黄杨)叶片，双面刀片(每组2片)，毛笔，镊子，盛有水的培养皿，滴管，纱布，载玻片，盖玻片，显微镜，等等。
方法步骤1.制作叶片的临时切片(1)取一片双子叶植物的叶片，放在载玻片上。(2)用手捏紧并排的刀片侧面，切割载玻片上的叶片。注意!刀片很锋利，使用时要小心，将一组两个刀片其中一侧的刀锋用医用胶布粘好，用另一侧的刀锋切割叶片。
(3)重复切几次，每切一次，刀片要蘸水一次，以便将切下的叶片薄片放入盛有水的培养皿里。(4)用毛笔从水中选取最薄的叶片切片，放在载玻片的水滴中，制作成临时切片。
2.观察叶片的结构用低倍物镜观察叶片的临时切片，找出薄且比较完整的叶片部位，观察叶片的结构，区分上表皮、下表皮、叶肉和叶脉，识别各个部分的细胞结构特征，并思考有关问题。(1)叶片的上表面和下表面都有由一层细胞组成的表皮。表皮细胞的颜色和排列状况如何?
(2)叶肉位于上、下表皮之间。接近上表皮的叶肉细胞与接近下表皮的叶肉细胞在形状、排列方式和内部叶绿体数目等方面有什么不同?想一想叶肉细胞内部的叶绿体与光合作用的关系。(3)叶脉贯穿于叶肉组织中。叶脉细胞的颜色、形状和排列方式如何?
3.观察叶片的下表皮(1)用镊子撕下一小块植物叶的下表皮，制成临时装片。(2)用低倍物镜观察下表皮上成对的呈半月形的细胞，这些细胞就是保卫细胞。保卫细胞与一般表皮细胞的形态、结构和排列方式有什么不同?(3)画出下表皮上由两个保卫细胞组成的气孔及其相连的几个表皮细胞图。
讨论1.观察叶片的横切面结构为什么要制作很薄的临时切片?2.叶片的哪些细胞内部有叶绿体结构?叶片内叶绿体的分布有什么特点?
表皮叶片的上、下表面都有一层排列紧密的细胞，分别称为上表皮和下表皮。扁平的表皮细胞无色透明，细胞外壁上有一层透明而不易透水的角质层，表皮的这种结构既有利于透光，又可以防止叶片过多地散失水，还对叶片有保护作用，因此表皮属于保护组织。
表皮在表皮上有气孔，它是由成对的保卫细胞围成的，气孔可以张开或关闭， 是气体交换 和水散失的 门户。
叶肉叶肉由许多叶肉细胞组成，细胞内部有叶绿体，叶绿体中含有叶绿素等多种色素，它是光合作用的场所，叶肉属于营养组织。
叶肉接近上表皮的叶肉细胞呈圆柱形，含叶绿体较多，排列得比较紧密和整齐，好像栅栏一样，叫作栅栏组织；接近下表皮的叶肉细胞形状不规则，含叶绿体较少，排列比较疏松，叫作海绵组织。
叶脉叶脉成束分布在叶肉组织之间，是叶片的“骨架”，具有支持作用。有些植物的叶脉相互交错，称网状叶脉；有些植物的叶脉大体上平行分布，称平行叶脉。
叶脉叶脉中有两种管道：导管能输导水和无机盐；筛管能输导叶肉细胞制造的有机物。它们属于输导组织。
探究影响叶绿素形成的环境因素
植物生活需要哪些基本条件?其中的哪个条件可能对叶绿素形成起着决定性作用?
提示1.建议你先推测一下哪些环境因素可能是影响叶绿素形成的重要条件，并通过列举实例或搜集有关资料为作出假设提供依据。2.可供你选择的用具：2个约40 mL的容器(用于种子萌发形成幼苗)2张吸水纸或少许棉花、2支温度计、1个水杯、1支滴管、密封性好的纸盒(大于种子萌发器皿)，以及本组实验设计方案必需的其他用具。想一想，为什么要准备两份主要实验用具?
3.实验材料最好选用长出第一片幼叶后的小麦幼苗，种子可到生物实验室领取。4.在适宜的条件下，第一片幼叶在长出之前即开始形成叶绿素，实验进入关键阶段。请思考你的实验装置应分别放在怎样的环境条件中。5.建议用表格形式记录实验观察结果。
讨论1.你认为哪种环境因素可能对叶绿素的形成起着决定性作用?你是依据哪些例证性材料作出假设的?2.你的实验设计思路是什么?实验中设置的对照有什么作用?3.准确表述探究实验的观察结果，阐明实验得出的科学结论。4.对实验研究进行评价。若取得成功，请总结2～3条成功的经验；若出现差错，请分析失误的原因。
科学家的研究表明叶绿体中含有叶绿素等多种色素，叶绿素能够吸收和转化光能，而且叶绿素只有在光照条件下才能形成。没有形成叶绿素时，叶绿体呈白色或淡黄色。
光合作用是生物圈中生命生存的 基础
应用光合作用原理有助于提高 农作物产量
在农作物种植技术上，可以采取多种措施增大单位空间的叶总面积，以提高光能利用的效率。立体种植是充分利用光能的典型实例之一，就是把两种或两种以上的农作物，在空间和时间上进行最优组合，以达到增产、增收的目的。
葡萄在栽植后的1～3年内，植株小而产量低，可在葡萄的行间栽植怕强光高温的草莓，葡萄的遮阳作用为草莓生长提供有利条件，两种植物搭配栽植充分利用了光照。
1.下面的说法正确吗?请修正你认为错误的陈述句。(1)所有的植物细胞都可以进行光合作用。(2)无论光合作用是否进行，植物细胞中总有淀粉产生。(3)植物只利用水和二氧化碳，就能制造所需要的所有物质。
2.右图是叶片结构示意图。(1)请注明图中指示线所示的结构的名称。(2)请说出叶有哪些结构特征与光合作用相适应。
(3)阵雨过后，许多植物的宽大叶片上常有水珠滚动。这些水为什么没有渗到叶片内部?(4)植物的叶片一般总是正面绿色深些，背面绿色浅些。为什么?
3.1880年，德国科学家恩格尔曼(C.Engelmann)把载有水绵(其叶绿体是条状，螺旋盘绕在细胞内)和好氧细菌(其生活离不开氧气)的临时装片放在没有空气的暗环境里，然后用极细光束照射水绵。通过显微观察，他发现好氧细菌向叶绿体被光照的部位集中。若上述临时装片完全暴露在光下，则好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。
请分析回答：(1)暗环境里，极细光束照射部位和无光部位形成一组_______实验。(2)临时装片暴露在光下时，水绵细胞产生氧气的部位应该在哪里?(3)综合上述实验，得出的结论是什么?
4.如果把绿叶比作“绿色工厂”，那么它的“车间”和“机器”各是什么?动力、原料和产品又各是什么?5.把一盆植物放在向阳的窗台上。过一段时间后，会发现植物向光弯曲生长。植物的这种特性有何意义?6.你能举例说明光合作用的产物中含有能量吗?
生物圈中生活着多种多样的生物。其中，植物是生物圈中最基本、最重要的生物成分，它对生物圈的存在和发展起着决定性的作用。植物和所有生物一样，必须不断地从环境中获得生存所必需的物质。大多数植物的根生活在土壤中，茎和叶生活在空气中。你知道根从土壤中获得什么，茎和叶从空气中获得什么吗?
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；光合作用原理在生产生活中有广泛的应用。通过观察、演示、验证、探究、交流等形式丰富的学习活动，运用植物光合作用等方面的知识，解释生产生活中的相关现象，发展比较、归纳、演绎、建模等思维能力。
科学探究是获取科学知识的重要途径。通过设计单一变量的实验，探究植物的生活及其影响因素。开展实验探究时，需要提出明确的问题，针对该问题作出合理假设，并通过对比实验提供的证据判断是否支持假设，进而得出相应的结论。在学习活动中初步认识科学本质，感悟生态文明观，认同严谨求实的科学态度。
1.阐明植物通过光合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；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。2.基于植物光合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。
一粒种子入土可萌发长成幼苗，一棵幼嫩的小苗可长成一株参天大树，一棵果树可结出丰硕的果实。但是你想过吗，植物的生长和发育需要哪些物质?这些物质又来源于哪里?这些问题的答案涉及光合作用的奥秘。
柳苗生长之谜开启了光合作用的 研究历程
真是这样的吗?怎样证明这个观点是否正确?科学家通过研究寻求这些问题的答案。同样，揭示柳苗生长之谜的过程也是如此。
17世纪上半叶，比利时科学家海尔蒙特( Helmnt，1580 —1644)设计了一个简单又巧妙的实验。
将一棵质量为2.3 kg的柳苗栽种到一个盛有干土的木桶中，木桶内干土的质量为90 kg；此后，只用纯净的雨水浇灌柳苗；为了防止灰尘落人，专门制作了桶盖。
5年后，柳苗长大了，海尔蒙特再次称量柳苗和土壤的质量，结果使他大吃一惊：柳苗质量增加了74.5 kg，土壤质量仅减少了0.057 kg。
比利时科学家海尔蒙特得出与前人不同的结论：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。
1771年，英国科学家普利斯特利(J.Priestley，1733—1804)在研究空气时做了一个新奇的实验。
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地活着。
普利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污浊的空气。
1779年，荷兰科学家英格豪斯(J.Ingenhusz，1730—1799)通过实验证明植物只有在光下才能净化空气。他还发现，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。
在光照下植物究竟释放什么气体?这种气体是否与植物净化空气的作用有关?
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。
1782年，瑞士牧师瑟讷比埃(J.Senebier，1742—1809)通过实验证明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，瑞士学者索绪尔( Saussure，1767 —1845)发现植物在光下同时还要消耗水，这也与海尔蒙特的结论相吻合。
1864年，德国科学家萨克斯(J.vn Sachs，1832—1897)做过这样的实验。
把植物放在暗处数小时，消耗叶片中的部分营养物质；然后把一些叶片做部分遮挡处理，使叶片的一部分暴露在光下，另一部分遮光；经过一段时间后，用碘蒸气处理这些叶片。
结果发现，叶片照光的部分显示蓝色，而遮光的部分不变蓝。科学家已经证实，遇碘呈现蓝色的物质是淀粉；淀粉燃烧时能够生成二氧化碳和水，是一种有机物。
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物质，供给植物生长发育等生命活动利用。1897年，科学家首次把植物的上述生理活动称为光合作用。这样，经过科学家多年的不懈努力，柳苗生长之谜终于被揭开了。
讨论分析科学家研究光合作用的过程1.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?2.当重复普利斯特利的实验时，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?
3.英格豪斯的实验结果说明光合作用的条件是什么?4.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。
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
萨克斯利用对照实验法和淀粉遇碘变蓝的原理，发现了植物在光下合成了淀粉。什么是对照实验法呢?我们就以此实验来说明。在其他条件都相同的情况下，一组有阳光，另一组无阳光，用有、无阳光照射的条件作对照，得到的实验结果可以说明阳光对绿叶合成淀粉有作用。
目的要求验证绿叶在光下合成淀粉。材料器具盆栽的天竺葵(或小白菜、马铃薯、甘薯等植物)，不透光纸(如黑纸、锡箔纸)，回形针，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。
方法步骤1.实验前2～3天，把盆栽的天竺葵或其他植物放于暗处。2.在经过黑暗处理的实验植物上选1～2片生长健壮的叶片，用不透光纸从叶片上、下两面遮盖住一部分。3.将上述植物置于阳光下，使部分遮光的叶片接受光照2～3h。
4.摘取一片部分遮光的叶片，除去不透光纸，放入盛有酒精的小烧杯里(酒精要浸没叶片)。将小烧杯置于盛有开水的大烧杯中，用酒精灯水浴加热。注意观察叶片和酒精溶液的颜色变化。5.待叶片由绿色变成黄白色后，取出叶片用水漂洗。6.将漂洗干净的叶片平铺在培养皿中，滴加几滴碘液。片刻后，再用水洗去碘液，观察叶色的变化。
注意!(1)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。(2)碘液对眼睛和皮肤有刺激，使用时要小心。
讨论1.实验前为什么要对实验材料进行黑暗处理?2.实验选用的叶片，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?3.怎样解释实验中酒精溶液变绿的现象?4.用碘液染色后，叶片颜色发生了怎样的变化?实验结果说明了什么?
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。
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0.1g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。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。在漏斗下面垫上两个小木条，使漏斗与水槽底部分开。
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。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。
讨论1.将带火星的卫生香或木条伸入试管后发生什么现象?此现象说明了什么?2.光合作用产生的助燃气体是什么气体?
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。
验证植物进行光合作用需要叶绿素
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。
方法步骤1.选一种或几种斑叶植物放在阳光下照射2 h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.待叶片呈黄白色时，取出叶片，用水漂洗后放到培养皿里，向叶片上滴加碘液。
3.用水把叶片上的碘液漂洗掉，观察叶片的绿色部分和非绿色部分，将实验观察结果记录到表中。注意!(1)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。(2)碘液对眼睛和皮肤有刺激性，使用时要小心。
表 植物叶片碘液处理结果
讨论1.为什么银边翠和银边天竺葵的叶片边缘不呈绿色?2.分析实验结果，你们小组得出的结论是怎样的?3.你们小组认为叶肉细胞中光合作用的场所是哪里?
实验结果证实，银边翠、银边天竺葵等植物的叶片，只有绿色部分在光下合成淀粉，显然光合作用需要叶绿素。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。
验证光合作用需要二氧化碳
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。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血，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，要避免氢氧化钠溶液接触皮肤和眼睛，更不能入口。若泼洒出来，要立即报告老师，并用水冲洗。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，分别检验两叶片中是否有淀粉存在。
讨论1.实验中观察到的现象是怎样的?2.分析实验现象并说明光合作用与二氧化碳的关系。
用碘液处理上述演示实验的叶片材料时，第一套实验装置里的叶片变蓝色，第二套实验装置里的叶片不变蓝。比较分析两套装置的条件差异可知，光合作用需要二氧化碳。科学家进一步的研究证明，二氧化碳和水是光合作用的原料。
光合作用把二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物
根据前面的科学探究结果，可以将光合作用的原料、条件、场所和产物用图的反应式表示。
光合作用过程包含两种变化：一是物质转变，即二氧化碳和水等简单的无机物转变成淀粉等复杂的有机物；二是能量转化，即光能转化为贮存在有机物中的能量。
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光合作用
叶是植物体进行光合作用的主要器官
叶是植物体进行光合作用的主要器官。虽然叶的形态多种多样，但是它们的组成和结构却基本相同，叶的形态结构与光合作用相适应。
不同植物的叶形有很大的差异。请你利用课余时间在校园、公园等处观察10种以上植物的叶。1.观察不同植物叶的组成部分，注意叶片上、下表面的色泽差异。2.观察不同植物叶在茎上的着生方式，注意相邻两片叶的排列关系，思考叶的排列特点与光合作用的关系。3.如果你愿意并在得到允许的条件下，采集你所喜爱的植物叶片，将其压制成叶标本。
同一枝条上的许多叶片呈镶嵌式排列，这样有利于接受阳光的照射。为什么有些植物叶片的上表面呈深绿色，而下表面呈浅绿色?在光合作用过程中，氧气和二氧化碳从哪里出入叶片?叶绿体又是怎样分布的?
目的要求1.练习制作徒手切片。2.用显微镜观察叶的横切面和表皮，识别叶片的结构。3.绘制叶片的表皮细胞图。材料器具鲜嫩的植物(如菠菜、蚕豆、槐或大叶黄杨)叶片，双面刀片(每组2片)，毛笔，镊子，盛有水的培养皿，滴管，纱布，载玻片，盖玻片，显微镜，等等。
方法步骤1.制作叶片的临时切片(1)取一片双子叶植物的叶片，放在载玻片上。(2)用手捏紧并排的刀片侧面，切割载玻片上的叶片。注意!刀片很锋利，使用时要小心，将一组两个刀片其中一侧的刀锋用医用胶布粘好，用另一侧的刀锋切割叶片。
(3)重复切几次，每切一次，刀片要蘸水一次，以便将切下的叶片薄片放入盛有水的培养皿里。(4)用毛笔从水中选取最薄的叶片切片，放在载玻片的水滴中，制作成临时切片。
2.观察叶片的结构用低倍物镜观察叶片的临时切片，找出薄且比较完整的叶片部位，观察叶片的结构，区分上表皮、下表皮、叶肉和叶脉，识别各个部分的细胞结构特征，并思考有关问题。(1)叶片的上表面和下表面都有由一层细胞组成的表皮。表皮细胞的颜色和排列状况如何?
(2)叶肉位于上、下表皮之间。接近上表皮的叶肉细胞与接近下表皮的叶肉细胞在形状、排列方式和内部叶绿体数目等方面有什么不同?想一想叶肉细胞内部的叶绿体与光合作用的关系。(3)叶脉贯穿于叶肉组织中。叶脉细胞的颜色、形状和排列方式如何?
3.观察叶片的下表皮(1)用镊子撕下一小块植物叶的下表皮，制成临时装片。(2)用低倍物镜观察下表皮上成对的呈半月形的细胞，这些细胞就是保卫细胞。保卫细胞与一般表皮细胞的形态、结构和排列方式有什么不同?(3)画出下表皮上由两个保卫细胞组成的气孔及其相连的几个表皮细胞图。
讨论1.观察叶片的横切面结构为什么要制作很薄的临时切片?2.叶片的哪些细胞内部有叶绿体结构?叶片内叶绿体的分布有什么特点?
表皮叶片的上、下表面都有一层排列紧密的细胞，分别称为上表皮和下表皮。扁平的表皮细胞无色透明，细胞外壁上有一层透明而不易透水的角质层，表皮的这种结构既有利于透光，又可以防止叶片过多地散失水，还对叶片有保护作用，因此表皮属于保护组织。
表皮在表皮上有气孔，它是由成对的保卫细胞围成的，气孔可以张开或关闭， 是气体交换 和水散失的 门户。
叶肉叶肉由许多叶肉细胞组成，细胞内部有叶绿体，叶绿体中含有叶绿素等多种色素，它是光合作用的场所，叶肉属于营养组织。
叶肉接近上表皮的叶肉细胞呈圆柱形，含叶绿体较多，排列得比较紧密和整齐，好像栅栏一样，叫作栅栏组织；接近下表皮的叶肉细胞形状不规则，含叶绿体较少，排列比较疏松，叫作海绵组织。
叶脉叶脉成束分布在叶肉组织之间，是叶片的“骨架”，具有支持作用。有些植物的叶脉相互交错，称网状叶脉；有些植物的叶脉大体上平行分布，称平行叶脉。
叶脉叶脉中有两种管道：导管能输导水和无机盐；筛管能输导叶肉细胞制造的有机物。它们属于输导组织。
探究影响叶绿素形成的环境因素
植物生活需要哪些基本条件?其中的哪个条件可能对叶绿素形成起着决定性作用?
提示1.建议你先推测一下哪些环境因素可能是影响叶绿素形成的重要条件，并通过列举实例或搜集有关资料为作出假设提供依据。2.可供你选择的用具：2个约40 mL的容器(用于种子萌发形成幼苗)2张吸水纸或少许棉花、2支温度计、1个水杯、1支滴管、密封性好的纸盒(大于种子萌发器皿)，以及本组实验设计方案必需的其他用具。想一想，为什么要准备两份主要实验用具?
3.实验材料最好选用长出第一片幼叶后的小麦幼苗，种子可到生物实验室领取。4.在适宜的条件下，第一片幼叶在长出之前即开始形成叶绿素，实验进入关键阶段。请思考你的实验装置应分别放在怎样的环境条件中。5.建议用表格形式记录实验观察结果。
讨论1.你认为哪种环境因素可能对叶绿素的形成起着决定性作用?你是依据哪些例证性材料作出假设的?2.你的实验设计思路是什么?实验中设置的对照有什么作用?3.准确表述探究实验的观察结果，阐明实验得出的科学结论。4.对实验研究进行评价。若取得成功，请总结2～3条成功的经验；若出现差错，请分析失误的原因。
科学家的研究表明叶绿体中含有叶绿素等多种色素，叶绿素能够吸收和转化光能，而且叶绿素只有在光照条件下才能形成。没有形成叶绿素时，叶绿体呈白色或淡黄色。
光合作用是生物圈中生命生存的 基础
应用光合作用原理有助于提高 农作物产量
在农作物种植技术上，可以采取多种措施增大单位空间的叶总面积，以提高光能利用的效率。立体种植是充分利用光能的典型实例之一，就是把两种或两种以上的农作物，在空间和时间上进行最优组合，以达到增产、增收的目的。
葡萄在栽植后的1～3年内，植株小而产量低，可在葡萄的行间栽植怕强光高温的草莓，葡萄的遮阳作用为草莓生长提供有利条件，两种植物搭配栽植充分利用了光照。
1.下面的说法正确吗?请修正你认为错误的陈述句。(1)所有的植物细胞都可以进行光合作用。(2)无论光合作用是否进行，植物细胞中总有淀粉产生。(3)植物只利用水和二氧化碳，就能制造所需要的所有物质。
2.右图是叶片结构示意图。(1)请注明图中指示线所示的结构的名称。(2)请说出叶有哪些结构特征与光合作用相适应。
(3)阵雨过后，许多植物的宽大叶片上常有水珠滚动。这些水为什么没有渗到叶片内部?(4)植物的叶片一般总是正面绿色深些，背面绿色浅些。为什么?
3.1880年，德国科学家恩格尔曼(C.Engelmann)把载有水绵(其叶绿体是条状，螺旋盘绕在细胞内)和好氧细菌(其生活离不开氧气)的临时装片放在没有空气的暗环境里，然后用极细光束照射水绵。通过显微观察，他发现好氧细菌向叶绿体被光照的部位集中。若上述临时装片完全暴露在光下，则好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。
请分析回答：(1)暗环境里，极细光束照射部位和无光部位形成一组_______实验。(2)临时装片暴露在光下时，水绵细胞产生氧气的部位应该在哪里?(3)综合上述实验，得出的结论是什么?
4.如果把绿叶比作“绿色工厂”，那么它的“车间”和“机器”各是什么?动力、原料和产品又各是什么?5.把一盆植物放在向阳的窗台上。过一段时间后，会发现植物向光弯曲生长。植物的这种特性有何意义?6.你能举例说明光合作用的产物中含有能量吗?
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