第1节 光合作用

四个科学实验
1648
海尔蒙特（比利时）实验
1771
1779 1864
普利斯特利（英国）实验
英格豪斯（荷兰）实验 萨克斯（德国）实验
1648 海尔蒙特（比利时）
他将一棵重2.3kg的柳苗栽 种到一个盛有土壤的木桶 中，木桶内土壤的重量是 90kg。此后，他只用纯净 的雨水浇灌柳苗。为了防 止灰尘落入，他专门制作 了桶盖。
光合作用释放氧气、吸收二氧化碳 总结
两个实验证明了绿色植物在光照下进行光合 作用时，吸收二氧化碳和水，产生氧气。 所以二氧化碳和水是光合作用的原料，而 氧气是光合作用的产物之一。
活动：验证植物进行光合作用需要叶绿素
银边天竺葵
试验 验证植物光合作用 需要叶绿素 科学家试验表明： 在光照下植物只有绿色 部分进行光合作用，这 实际上涉及植物进行光 合作用的场所问题。 目的要求： 验证植物进行光合作用 需要叶绿素，并推测出 绿色植物光合作用的场 所。 材料器具： 盆栽的银边草、银边天
筛管：运输有机物的管道。
气孔是由成对保卫细胞围成的，是气体交换、水分丧 失的门户
光合作用的反应式
光 二氧化碳+水——→淀粉（储存能量）+氧气
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 存能量的有机物,并且释放 出氧气的过程,叫做光合作 用。
1、场所：叶绿体 2、条件： （1）光：提供能量 （2）叶绿素：吸收光能，并利用 光能进行光合作用 3、原料：二氧化碳、水 4、产物：淀粉、氧气
光合作用吸收二氧化碳
演示试验 检验光合作用 吸收二氧化碳 索热尔通过实验得知： 在绿色植物的光合作用 过程中，二氧化碳的吸 收量和氧气的释放量几 乎相等. 实验过程： 1、剪取天竺葵带有五六 片叶的枝条，插入盛有 清水的小烧杯中，放在 暗处两至三天； 2、在玻璃板上放置一个
实验结果分析
空气中含有二氧化碳，植物利用二氧化碳 为原料进ห้องสมุดไป่ตู้光合作用产生了淀粉。
探究活动3 英格豪斯的实验
英格豪斯通过实验证明 绿色植物只有在光下才 能净化空气,他还发现, 光照下的绿色植物能够 释放气体,这种释放气 体的能力在夕阳西下是 降低,日落后完全停止.
绿 色 植 物 释 放 气 体 的 能 力
讨论： 英格豪斯的 实验结果说 明光合作用 光线强度 的条件是什 么？ 答：绿色植物光合作用需要光
实验讨论分析
处理方法 颜色变化
黑纸遮挡部分 未遮挡部分
不变蓝
变蓝
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，一部分被遮光，一部分不遮光， 这两部分在实验中各有什么时候作用？ 3、你怎样解释在酒精溶液的绿叶脱色而使酒精溶液变 绿的实验现象？ 4、用碘液染色后的叶片颜色发生怎样的变化，这种实 验结果说明什么？
彩叶草
银边翠
试验分析
结果 植物
银边翠
用碘液检验叶片
绿色部分 白/彩色 部分
蓝色 蓝色
黄白色
黄白色
银边 天竺葵
彩叶草
蓝色
黄白色
为什么银边翠和银边天竺葵的叶片边缘不呈绿色?
因为它们白色的边缘不含叶绿素。
实验结论
探究实验的结果证实，银边翠等 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。 在绿色植物的细胞中，叶绿素存在于 叶绿体内，因此，叶绿体可能是光合 作用的场所。
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。
光合作用产物主要是糖类，不同的植物的 主要光合产物有所不不同。大多数高等植物 的光合作用产物是淀粉，洋葱、大蒜等植物 的光合作用产物是葡萄糖和果糖。 糖类曾经被认为是光合作用的唯一产物，而 蛋白质、脂肪和有机酸等其它物质，被认为是 利用糖类再度合成的。现在已知，这些物质的 一部分确是光合作用的直接产物，是由光合作 用的中间产物转变形成的。
1779 英格豪斯（荷兰）实验
英格豪斯 的实验进 一步证实 了只有在 光的照射 下，普里 斯特利的 实验才能 成功 ！
英格豪斯还发现，光照下的绿色植物能够释放气 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?这说明什么问题？
光合作用需要光
科学进展 1、后来，科学家了解了空气的组成成分。明确 光照下绿色植物释放的气体是氧气。 2、 1782年瑞士谢尼伯：植物在光下放出氧气 的同时还要吸收二氧化碳。 3、 1804年瑞士索热尔：绿色植物在光下同时 还要消耗水。这与海尔蒙特的结论相吻合
5年过去了，柳苗渐渐地 长大了。他再次称量柳苗 和土壤的重量，结果使海 尔蒙特大吃一惊：柳苗重 量增加 74.5kg ,土壤重量 仅减少了0.057kg
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。
思考： 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？ 结论不完全正确。 他只考虑土壤中物质对植物生长的影 响，没有考虑空气中物质对植物生长 的影响。
苹果上带有黄颜色的字迹或图案洗不掉， 也擦不掉，因为这不是写上去的。 苹果上为什么会长出这些图案和文字 呢？ 苹果原来是绿色的，可后来为什么就 变换颜色呢？ 这与它的什么生理活动有关呢？
第2节 光合作用
不唯上，不唯书，要唯实 ——陈云
• 18世纪中期以前，人们一直认为：植物生 长所需的营养物质全都来源于土中。包括古希 腊哲学家亚里士多德也这么认为。亚里士多德 的结论实际上只是一个经验上的推测，并没有 进行相应的科学实验。 今天，老师在课堂上 引入四个科学实验，与同学们一起体验光合作 用发现的艰辛过程！
虽然叶片的形态多种多样，但是 它们的基本结构却是大致相同的。
叶的组成：
叶片 叶柄
点击开始视频播放
点击开始播放 叶的横切面观察视频
显微镜下叶片的结构
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、在叶片结构的的哪些细胞内部有绿 色颗粒结构？叶片内部绿色颗粒结构的 分布有什么特点？
1864 萨克斯（德国）实验
实验步骤：
1、把绿叶放在暗处数小时，消耗叶片中部分营养物质。 2、把叶片一部分暴露在光下，另一部分遮光。 3、一段时间后，用碘蒸气处理叶片
结论：遮光部分无颜色变化，照光部
分叶片显示深蓝色 只有淀粉遇碘显现蓝色，淀粉燃烧能生 产二氧化碳和水，因而是一种有机物
萨克斯（德国）实验 分析讨论：
实验结果分析
带有火星的火柴棒伸入到试管后，又重新燃 烧。这表明试管中收集了氧气，它有助燃作用， 从而使火柴棒复燃。这一实验现象表明，绿色植 物在光照下产生了氧气。
这个实验证明光合作用的产物之一是氧气！
引深拓展
科学研究表明，水也是光合作用 的原料之一！
圆圈内叶片 就没有水供应 了
请同学们开动脑筋，自己 设计一个实验来证明光合 作用需要水……
实验原理
绿叶在光下是否合成淀粉，可用碘液 进行测试，因为在化学反应中淀粉遇碘 变蓝。但是碘分子难以进入叶的活细胞， 而且叶绿体色素的颜色会干扰碘与淀粉 显示的蓝色。因此，用煮沸的酒精杀死 叶片细胞，并使叶绿素溶解于酒精中。 碘分子浸入脱色叶片，测试淀粉是否存 在。
经过上述验证试验，我们可知：经过遮 光处理的绿叶遇碘液后，见光部分呈深 蓝色，遮光部分不变色，表明绿叶合成 淀粉需要光。
这个实验证明光合作用需要二氧化碳作为原料！
光合作用释放氧气
演示试验 检验光合作用释放氧气 实验过程： 1、取一个玻璃水槽或直 径20cm的标本瓶，注满 清水，按每100ml水加入 0.1g碳酸氢钠，用玻璃 棒搅拌，以增加水中二 氧化碳的含量； 2、将采集的金鱼藻在水 中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 后用短管漏斗将其倒扣 在水槽里，在漏斗下面
叶 片 结 叶肉 构 （光合作用的场所） 海 分 绵 解 组 织
栅 栏 组 织
叶片各部分功能
上表皮：表皮细胞，保卫细胞
1、表皮：
外有角质层
下表皮：表皮细胞、保卫细胞
栅栏组织：接近上表皮，内含较多的叶绿体。
2、叶肉：
海绵组织：接近下表皮，内含较少的叶绿体。 导管：运输水分和无机盐的管道。
3、叶脉：
光合作用的实质
• 1、物质转变 • 由简单的无机物（二氧化碳和水）转变成复杂的 有机物（淀粉等），并且释放出氧气。 • 2、能量转变 • 光能转变成储存在有机物里的能量。
光合作用的意义：
（一）食物来源
据科学家估计，整个地球上的绿色植物光合作用一年所制造 的有机物，若折算成葡萄糖可达4500亿吨左右。
1、将绿色叶片先放在暗处处理几个小 时的目的是什么？ 2、为什么让叶片一半曝光另一半遮光？ 3、叶片一半曝光另一半遮光遇碘颜色 为什么不同？
验证绿叶在光下合成淀粉
实验 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，发现了绿 色植物的光合作用。 对照实验法原理 在本实验中，其 它条件都相同的情况 下，一组有阳光,一组 无阳光，用有无阳光 照射作对照，实验结 果可以说明阳光对绿 叶合成淀粉的作用。
实验参考答案 1、暗处理是为了耗尽叶片中存在的淀粉，避 免叶片已有的淀粉对实验结果的干扰。
2、对叶片接受光照的不遮光部分进行处理，是 检验植物合成淀粉能否需要光的主实验，叶片遮 蔽光部分是设臵的对照。 3、叶肉细胞中叶绿素能溶解于酒精溶液，使叶 片脱色而使酒精溶液变绿。 4、用碘液染色后，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。
（二）能量来源
据估计，地球上绿色植物一年进行光合作用所提供的能量，若折 算成电能，可达1700万亿度。现在整个地球上人类一年所消耗的 能量仅占绿色植物光合作用所提供能量的10%左右。
（三）氧气的来源
据估计，1公顷阔叶林在生长季节，其光合作用每天能吸收 二氧化碳1吨，释放出氧气0.73吨。地球上绿色植物进行光合 作用一年所释放出的氧气，可以达到4800亿吨左右。