3.5.1 光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣（教學(xué)課件）-【大單元教學(xué)】2023-2024學(xué)年七年級生物上冊同步備課系列（人教版）

即將上課，請做好學(xué)習(xí)準(zhǔn)備想一想·議一議

生物呼吸和燃料的燃燒消耗的氧氣平均為10000噸/秒，而大氣層中氧氣只占約21%，按照現(xiàn)有消耗速度只能維持3000年，可是，許多年過去了，大氣中的氧氣含量并沒有減少，這是為什么呢？氧氣（O2）二氧化碳（CO2）第三單元

植物的生活第五章

綠色植物與生物圈中的碳氧平衡想一想·議一議

英國普利茅斯大學(xué)地球科學(xué)教授伊恩·斯圖爾特于2011年9月15日晚10時進(jìn)入一個植物園“伊甸園項目”的透明封箱。箱內(nèi)培植120株小型和30株大型光合作用速度快植株。伊恩·斯圖爾特進(jìn)入之后箱內(nèi)氧氣水平從通常的21%降至12.5%。在箱中生活期間，劇烈頭疼和疲勞感一直伴隨著斯圖爾特?！把鯕鉂舛鹊蜁r，如同身處海拔4500米，劇烈頭疼伴隨著極度疲勞感?！?7日晚，在箱內(nèi)呆滿48小時的伊恩·斯圖爾特走出了箱子。伊恩·斯圖爾特希望通過“人與植物共存”實驗，向人們講述植物的光合作用對于人類生存的重要性。第三單元

植物的生活

第五章

綠色植物與生物圈中的碳氧平衡第一節(jié)

光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣1光合作用的發(fā)現(xiàn)歷史2光合作用的過程探究實驗3光合作用的概念、實質(zhì)和意義4光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用目錄CONTENTSPART01光合作用的發(fā)現(xiàn)歷史2000多年前，古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為“植物是由土壤汁構(gòu)成”，即植物生長所需物質(zhì)全部來自土壤。植物增加的重量＝土壤減少的重量1.1光合作用的發(fā)現(xiàn)歷史——植物是由土壤汁構(gòu)成1.2光合作用的發(fā)現(xiàn)歷史——水是合成柳樹體內(nèi)有機物的原料1642年，比利時科學(xué)家揚·巴普蒂斯塔·范·海爾蒙特把一棵2.5千克重的柳樹苗栽種到一個木桶里，桶里盛有事先稱過重量的土壤。在這之后，他只用純凈的雨水澆灌樹苗。為了防止灰塵落入，他還專門制作了桶蓋。5年過去了，柳樹逐漸長大了。經(jīng)過稱重，他大吃一驚：柳樹的重量增加了80多千克，而土壤卻只減少了不到100克。海爾蒙特認(rèn)為這是因為柳樹除吸收土壤中少量的無機鹽外，還吸收了大量的水，水是合成柳樹體內(nèi)有機物的原料。想一想，他是否忽略了其他因素？1.3光合作用的發(fā)現(xiàn)歷史——植物能更新污濁了的空氣1773年，英國科學(xué)家約瑟夫·普利斯特利做了一個經(jīng)典實驗。普利斯特利根據(jù)實驗得出：植物能夠更新由于蠟燭燃燒或動物呼吸而變得污濁了的空氣。由于當(dāng)時化學(xué)發(fā)展水平的限制，人們尚不了解植物吸收和釋放的究竟是什么氣體。他把一支點燃的蠟燭放到密閉的玻璃罩里，蠟燭不久就熄滅了。他把一只小白鼠放到密閉的玻璃罩里，小白鼠很快也死去了。他把一盆植物和一支點燃的蠟燭一同放到密閉的玻璃罩里，蠟燭沒有熄滅。他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到密閉的玻璃罩里，小白鼠也能正?；钪?。1.4光合作用的發(fā)現(xiàn)歷史——植物需要陽光才能制造出氧氣18世紀(jì)70年代，荷蘭科學(xué)家間·英格豪斯對植物的氣體交換產(chǎn)生了興趣。1779年他發(fā)現(xiàn)在光照情況下植物會產(chǎn)生氣泡，而在沒有光照情況下氣泡停止了變大。他發(fā)現(xiàn)那氣泡是氧氣。他也發(fā)現(xiàn)黑暗條件下植物釋放出二氧化碳，并且光照條件下釋放出的氧氣量比黑暗條件下釋放出的二氧化碳多。這表明植物不僅生自于土壤，也生自于空氣。1785年，隨著空氣組成成分的發(fā)現(xiàn)，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳。1.5光合作用的發(fā)現(xiàn)歷史——植物葉片在光下可以產(chǎn)生淀粉

1864年，德國植物學(xué)家尤利烏斯·馮·薩克斯用天竺葵做材料做了一個試驗：把綠色植物葉片放在暗處幾個小時，目的是讓葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)消耗掉，然后把這個葉片一半曝光，一半遮光。過一段時間后，用碘蒸汽處理發(fā)現(xiàn)遮光的部分沒有發(fā)生顏色的變化，曝光的那一半葉片則呈深藍(lán)色。實驗證明了天竺葵的葉子在光下制造了淀粉，同時也說明光合作用需要光，產(chǎn)物為淀粉（糖類）。①暗（饑餓）處理②葉片遮光在光下照射（設(shè)置對照實驗）④葉片放入酒精中隔水加熱脫色處理⑤清水漂洗后滴加碘液⑥沖去碘液觀察現(xiàn)象③取下葉片去掉遮光紙片

直到1897年，科學(xué)家們才歸納出了光合作用的反應(yīng)式：二氧化碳＋水＋光→氧＋有機物＋化學(xué)能，1897年，在人類開始探索植物生命活動原理的一百多年以后，一位名叫佩弗的法國科學(xué)家，為植物體在光照下的這種重要的合成代謝起了一個貼切而又響亮的名字──“光合作用”，首次在教科書中稱它為光合作用。PART02光合作用的過程探究實驗探究光合作用的過程——知識儲備——氧氣（O2），無色無味的氣體，難溶于水，不能燃燒但能助燃（能使帶火星的木條或衛(wèi)生香復(fù)燃），能供給動植物呼吸?！趸迹–O2），無色無味，氣體，可以1:1的比例溶于水，不能燃燒也不能助燃，不支持動物的呼吸，能使澄清的石灰水變渾濁（二氧化碳+氫氧化鈣→碳酸鈣↓+水）?！宕晗悴莘铀{(lán)（BTB）試劑，通入二氧化碳時溶液由藍(lán)綠色變?yōu)辄S色，二氧化碳消失后溶液又轉(zhuǎn)成藍(lán)綠色。2.1光合作用的原料——二氧化碳和水藍(lán)綠色暗處理黃色光照處理藍(lán)綠色

向培養(yǎng)金魚藻的容器中添加BTB試劑→裝置進(jìn)行暗處理→通入大量二氧化碳后封閉→將裝置放到陽光下照射30分鐘→觀察現(xiàn)象二氧化碳是光合作用的原料2.1光合作用的原料——二氧化碳和水●探究：二氧化碳是光合作用的原料嗎？（課本P122-123）●材料用具：玻璃鐘罩、氫氧化鈉溶液、盆栽的天竺葵、酒精、碘液、小燒杯、大燒杯、培養(yǎng)皿、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、鑷子、清水●實驗原理：氫氧化鈉+二氧化碳→碳酸鈉+水2.1光合作用的原料——二氧化碳和水●方法步驟：①將兩盆天竺葵放在黑暗處一晝夜；②分別用玻璃鐘罩將兩盆天竺葵罩住，一個玻璃鐘罩中放入氫氧化鈉溶液，將兩個裝置同時放到陽光下照射；③分別取兩個裝置中天竺葵的葉片各一片，放入盛有酒精的小燒杯中，水浴加熱；④清水漂洗后滴加碘液，過一會兒再用清水漂洗，觀察葉片顏色變化；⑤實驗現(xiàn)象：放置了氫氧化鈉溶液的裝置中葉片不變藍(lán)色，未放置氫氧化鈉溶液的裝置中葉片變藍(lán)色；⑥實驗結(jié)論：二氧化碳是光合作用的原料。2.1光合作用的原料——二氧化碳和水

1939年,魯賓和卡門（美國）利用同位素標(biāo)記法對光合作用的原料進(jìn)行了探究：用18O分別標(biāo)記H2O和CO2，使他們分別成為H218O和C18O2→第一組提供H2O和C18O2，第二組提供H218O和CO2→在其他條件相同的情況下，分析兩組實驗釋放的O2情況→現(xiàn)象：第一組產(chǎn)生的氧氣全部是O2，第二組產(chǎn)生的氧氣全部是18O2→結(jié)論：光合作用釋放的氧氣來自水，水是光合作用的原料。2.2光合作用的產(chǎn)物——氧氣和有機物（淀粉）①暗（饑餓）處理②葉片遮光在光下照射（設(shè)置對照實驗）④葉片放入酒精中隔水加熱脫色處理⑤清水漂洗后滴加碘液⑥沖去碘液觀察現(xiàn)象③取下葉片去掉遮光紙片1864年，德國植物學(xué)家薩克斯：天竺葵暗處理→葉片遮光并在陽光下照射→酒精中隔水加熱→漂洗滴加碘液→觀察現(xiàn)象：見光部分變藍(lán)，遮光部分未變藍(lán)淀粉是光合作用的產(chǎn)物2.2光合作用的產(chǎn)物——氧氣和有機物（淀粉）

用試管收集金魚藻放出的氣體→將帶有火星的衛(wèi)生香伸入試管內(nèi)→觀察現(xiàn)象：衛(wèi)生香復(fù)燃氧氣是光合作用的產(chǎn)物2.3光合作用的條件和場所——光和葉綠體

銀邊天竺葵在陽光下照射→

取一片葉在酒精中隔水加熱→

清水漂洗后滴加碘液→

綠色部分變藍(lán)，銀邊部分未變藍(lán)葉綠體是光合作用的場所1864年，德國植物學(xué)家薩克斯：天竺葵暗處理→葉片遮光并在陽光下照射→置入酒精中隔水加熱→清水漂洗滴加碘液→觀察現(xiàn)象：見光部分變藍(lán)，遮光部分未變藍(lán)光是光合作用的條件PART03光合作用的概念、實質(zhì)和意義3.1光合作用的概念、實質(zhì)和意義●概念：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機物（淀粉等物質(zhì)），并釋放出氧氣的過程。●實質(zhì)：物質(zhì)轉(zhuǎn)化：簡單的無機物→復(fù)雜的有機物能量轉(zhuǎn)化：

光能→化學(xué)能●意義：（1）將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，完成能量轉(zhuǎn)化；

（2）將無機物合成有機物，完成物質(zhì)轉(zhuǎn)化；

（3）維持生物圈中的碳-氧平衡原料——二氧化碳、水條件——光能場所——葉綠體產(chǎn)物——有機物（儲能）、氧氣PART04光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用4.1光合作用的原理的應(yīng)用——葉鑲嵌葉鑲嵌：相鄰兩節(jié)的葉總是不重疊而成鑲嵌態(tài)，利于每片葉都能接受光照。4.2光合作用的原理的應(yīng)用——合理密植合理密植是指在單位面積上，栽種作物或樹木時密度要適當(dāng)，行株距要合理。株距、行距要多少才算合理，必須根據(jù)自然條件、作物的種類、品種特性、以及耕作施肥和其他栽培技術(shù)水平而定。合理密植是增加作物產(chǎn)量的重要措施。

在一定范圍內(nèi)，增加農(nóng)作物的密度，擴(kuò)大葉面積，光合作用產(chǎn)物增加，農(nóng)作物產(chǎn)量上升。但密度過大，葉片相互重疊，株間透光率降低，田間郁蔽，葉片光合作用降低，有機物質(zhì)積累總量反而減少，農(nóng)作物產(chǎn)量下降。4.4光合作用的原理的應(yīng)用——增加二氧化碳濃度

增加二氧化碳濃度的方法：（1）固體二氧化碳上肥法（干冰氣化法）：是運用固體二氧化碳即干冰，在常溫狀態(tài)放熱后升華為氣體開展上肥。（2）化學(xué)反應(yīng)法：現(xiàn)階段推廣的關(guān)鍵是用稀硫酸和碳酸氫銨化學(xué)反應(yīng)，生成的二氧化碳能做氣肥應(yīng)用。此方法原材料來源于廣，成本費便宜，操作步驟簡易，運用好用，沒有污染。（3）氣體燃燒法：氣體燃燒法是運用壓縮天然氣、燃?xì)?、沼液等燃料燃燒造成二氧化碳。通常將瓶裝的液化石油氣連接燃燒設(shè)備，在溫室大棚引燃后造成二氧化碳，并且還可給予光線和發(fā)熱量。（4）有機化合物發(fā)酵法：運用人或畜排泄物、農(nóng)作物秸桿、野草根莖等開展發(fā)醇時生成二氧化碳。此方法行之有效,低成本，并且也提升了土壤層中持效肥分，但二氧化碳釋放出來量不容易調(diào)整操控，難以實現(xiàn)應(yīng)該有的濃度值規(guī)定。4.3光合作用的原理的應(yīng)用——提高光照強度PART05總結(jié)轉(zhuǎn)化

思維導(dǎo)圖第一節(jié)

光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣原料——二氧化碳、水條件——光能場所——葉綠體產(chǎn)物——有機物（儲能）、氧氣物質(zhì)轉(zhuǎn)化：無機物→有機物能量轉(zhuǎn)化：光

能→化學(xué)能應(yīng)用：葉鑲嵌、合理密植、增加二氧化碳濃度、提高光照強度PART06鞏固拓展

夯實基礎(chǔ)P126頁練習(xí)1.判斷題××√√（）（1）光合作用的原料是水和二氧化碳。（）（2）植物的每個細(xì)胞都能進(jìn)行光合作用。（）（3）光合作用的實質(zhì)是制造有機物，釋放氧氣，把有機物里的能量全部釋放出來。（）（4）合理密植可以保證作物的葉片都能充分地接受光照，又互不遮擋。P126頁練習(xí)2、3分析題2.請用恰當(dāng)?shù)男问娇偨Y(jié)光合作用的原料、條件、場所和產(chǎn)物。3.右圖是某農(nóng)場溫室大棚中增加二氧化碳濃度的一種儀器，大棚中安裝這種儀器的目的是什么？原理又是什么？

答：大棚中安裝這種儀器的目的是提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。二氧化碳是光合作用的原料之一，增加二氧化碳的濃度有助于提高光合作用的效率，從而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。該儀器是投放干冰（固態(tài)二氧化碳）用的。光合作用原料條件場所產(chǎn)物二氧化碳、水光葉綠體有機物、氧氣P126頁練習(xí)4.分析題4.為證實“二氧化碳是光合作用合成有機物必需的原料”，某同學(xué)制定了以下的實驗方案。

（1）用一適當(dāng)大小的玻璃罩罩住一株生長正常的盆栽綠色植物和一杯氫氧化鈉溶液，密封不漏氣。

（2）將上述植物及裝置放在暗室中“饑餓”，消耗掉葉片內(nèi)貯藏的有機物。暗室內(nèi)裝有紅色安全燈。

（3）“饑餓”一定時間后，自暗室中取出，照光若干小時，使其充分進(jìn)行光合作用。

（4）取一片葉，放入盛有酒精的燒杯中，水浴加熱，使葉綠素溶于酒精中。

（5）將已脫綠的葉片取出，平鋪在一個培養(yǎng)皿內(nèi)，滴幾滴碘液，檢測有無葡萄糖生成的藍(lán)色出現(xiàn)。

該實驗方案有幾處明顯的錯誤，請指出錯誤并改正。P126頁練習(xí)4.分析題●本實驗應(yīng)設(shè)置對照實驗，步驟（