5.3.1光合作用（二、光合作用的原料）（導(dǎo)學(xué)案）

r-

I學(xué)習(xí)目標(biāo)；

【生命觀念】

理解二氧化碳和水是光合作用的原料，建構(gòu)“光合作用是生物界物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)

化的核心過程”的觀念。

【科學(xué)思維】

通過分析光合作用的原料經(jīng)典實驗的現(xiàn)象和結(jié)果，培養(yǎng)歸納推理、邏輯分析的能

力。

【探究實踐】

通過小組合作完成實驗設(shè)計方案，提升合作交流、方案優(yōu)化的實踐能力；參與模

擬實驗提高動手操作和觀察記錄能力。

【態(tài)度責(zé)任】

感受科學(xué)家通過不斷探究揭示光合作用奧秘的過程，培養(yǎng)科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和

創(chuàng)新精神；認(rèn)識光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，增強保護(hù)環(huán)境、珍惜植物資源的

責(zé)任感。

I值點難點；

【學(xué)習(xí)重點】

1.光合作用原料的探究過程和結(jié)論。

2.實驗設(shè)計中對照原則和單一變量原則的應(yīng)用。

【學(xué)習(xí)難點】

1.理解“水是光合作用原料?”的實驗邏輯。

2.獨立設(shè)計并優(yōu)化“探究二氧化碳是光合作用原料”的實驗方案。

1.氫氧化鈉能夠與發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫鈉。所以，二氧化碳易被

氫氧化鈉溶液。

2.是光合作用的原料。

3.科學(xué)家進(jìn)一步研究證明光合作用放出的氧氣來自水，說明也是光合

作用的原料。

4.植物能利用（光能），將二氧化碳和水合成為貯存了能量的—

—,同時釋放了o

5.光合作用完成了兩方面的轉(zhuǎn)化：一是物質(zhì)轉(zhuǎn)化，將轉(zhuǎn)化成有機

物，并釋放氧氣；二是能量轉(zhuǎn)化，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)橘A存有機物中的o

6.光合作用的實質(zhì)就是。

7.適當(dāng)增加的濃度，可使光合作用效率顯著提升，作物產(chǎn)量明顯

提高。

?課堂探究；

一、尋證據(jù).探究一探究光合作用的原料

1.引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)導(dǎo)入問題，提出“光合作用的原料是什么”的問題，做出“光

合作用的原料是二氧化碳”的假設(shè)。

2.展示實驗裝置圖，注解氫氧化鈉的作用（吸收二氧化碳）、凡士林的作用（密

封，防止空氣進(jìn)入），強調(diào)“單一變量（二氧化碳）”和“對照原則（裝置二

為對照）

裝置一

培料皿wm化帔溶液焙界皿里踴水

3.提醒實驗注意事項：氫氧化鈉有腐蝕性，避免接觸皮膚；酒精脫色需水浴加

熱，防止燃燒。

4.組織學(xué)生觀看實驗視頻，記錄葉片顏色變化。

二、探究新知一探究光合作用的原料是二氧化碳

1.引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)實驗步驟及實驗結(jié)果和分析。

（1）實驗步驟:.

（2）實驗現(xiàn)象及分析；

裝置一：（黃白色）,;

裝置二：,O

2.組織學(xué)生進(jìn)行實驗討論并進(jìn)行歸納總結(jié)：

（1）本實驗的變量是什么？氫氧化鈉的作用是什么？

（2）為什么設(shè)置兩個裝置？

（3）為什么放在暗處一晝夜？

（4）如何檢查葉片有無淀粉生成？

三、探究新知一證明水也是光合作用的原料

1.提問：“水是否為原料”，引導(dǎo)學(xué)生思考：如何證明水參與光合作用？

2.介紹同位素標(biāo)記法（簡單解釋'"制是一種特殊的氧原子，可追蹤其去向"）,

展示魯賓和卡門的實驗設(shè)計與結(jié)果。

3.引導(dǎo)學(xué)生分析?：標(biāo)記水時，氧氣含?幻，說明氧氣來自,即水也是光

合作用的o

四、探究新知一光合作用的深化

1.結(jié)合實驗結(jié)論，總結(jié)光合作用的概念，強調(diào)“光能、二氧化碳、水、有機物、

氧氣”的關(guān)鍵要素。

2.用流程圖展示物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)化，幫助學(xué)生理解。

（1）物質(zhì)轉(zhuǎn)化：.

（2）能量轉(zhuǎn)化：。

3.結(jié)合農(nóng)業(yè)實例，講解“增施二氧化碳”的原理，提問：“為什么控制種植密

度能提高產(chǎn)量？”引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系“通風(fēng)增加二氧化碳供應(yīng)二

（1）_________________________________

（2）

（3）

r-

I當(dāng)堂檢測；

1.小明家今年種植的蘿卜喜獲豐收，使蘿卜增重的物質(zhì)主要來自（）

A.土壤中的水分和無機鹽B.土壤中的水分和空氣中的二氧化碳

C.空氣中的水分和氧氣D.土壤中的有機物和空氣中的二氧化碳

2.如果在玻璃溫室里進(jìn)行植物栽培實驗，在某個晴天對密閉的溫室內(nèi)空氣中二

氧化碳的濃度進(jìn)行一晝夜的測定，那么你預(yù)測這一晝夜中該溫室內(nèi)二氧化碳濃度

最低的時間段是（）

A.早晨B.中午C.傍晚D.深夜

3.我國航天員和科學(xué)家一起開展了空間植物栽培實驗，圖為中國航天員展示在

中國空間站種植的生菜。在太空栽培植物的過程中，不?需?要?提供（）

A.水B.無機鹽C.有機物D.二氧化碳

4.將經(jīng)過暗處理后的某一植物上的一片葉用裝有氫氧化鈉溶液的玻璃瓶套住，

瓶口密封，放到陽光下，如圖所示。幾小時后，將葉摘下，經(jīng)酒精脫色后滴加碘

液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)整片葉都不變藍(lán)，原因是（）

A.缺少水B.溫度過高

C.缺少氧氣D.缺少二氧化碳

5.溪麝香草酚藍(lán)（BTB）溶液在自然狀態(tài)下呈藍(lán)色，遇到二氧化碳后先變綠再變

成黃色。向A、B試管中通入等量二氧化碳?xì)怏w，再分別加入等量的金魚藻，密

封。A試管置于光照條件下，B試管置于黑暗條件下，其他條件相同且適宜。下

列敘述錯誤的是()

、

二

A.通入二氧化碳后，溶液最終變成黃色

B.一段時間后，A試管內(nèi)的溶液呈藍(lán)色

C.實驗說明綠色植物光合作用釋放氧氣

D.實驗說明綠色植物吸收二氧化碳需要光

6.某同學(xué)想要用綠色植物來探究二氧化碳是光合作用的必需原料，設(shè)計了如圖

所示的實驗裝置放在陽光下。請分析回答下列問題:

(1)提出問題是:

(2)實驗中氫氧化鈉溶液的作用是o

(3)設(shè)計實驗裝置時如圖，在A裝置的培養(yǎng)皿中加入氫氧化鈉溶液，則在裝置B

的培養(yǎng)皿中盛O

(4)實驗裝置完畢后，先將A、B都放在晝夜,然后移到照

射幾小時。

(5)取出兩裝置中的葉片，放到盛有酒精的小燒杯中水浴加熱，使葉片中的—

溶解到酒精中，用清水漂洗葉片后，滴加碘液，呈藍(lán)色的是裝置的

葉片。

⑹實驗的結(jié)論：。

課后拓展

1.回顧與反思

回顧探究二氧化碳和水是光合作用的原料的經(jīng)典實驗過程及分析，感受科學(xué)家通

過不斷探究揭示光合作用奧秘的過程，培養(yǎng)科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和創(chuàng)新精神；認(rèn)

識光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，增強保護(hù)環(huán)境、珍惜植物資源的責(zé)任感。

2.拓展延伸

小組合作設(shè)計“探究水是光合作用原料”的實驗方案（提示：可通過切斷部分

葉片的水分供應(yīng)，與正常供水的葉片形成對照，檢驗淀粉生成），寫出實驗步驟、

預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論，下節(jié)課進(jìn)行展示與交流。

3.能力提升

查閱資料，了解“溫室大棚中如何合理增施二氧化碳”（如施用時間、濃度控制）,

撰寫一篇200左右的短文，分享給家人。

參考答案與試題解析

5.3.1光合作用（二、光合作用的原料）（導(dǎo)學(xué)案）

r----一■,

I學(xué)習(xí)目標(biāo)；

【生命觀念】

理解二氧化碳和水是光合作用的原料，建構(gòu)“光合作用是生物界物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)

化的核心過程”的觀念。

【科學(xué)思維】

通過分析光合作用的原料經(jīng)典實驗的現(xiàn)象和結(jié)果，培養(yǎng)歸納推理、邏輯分析的能

力。

【探究實踐】

通過小組合作完成實驗設(shè)計方案，提升合作交流、方案優(yōu)化的實踐能力；參與模

擬實驗提高動手操作和觀察記錄能力。

【態(tài)度責(zé)任】

感受科學(xué)家通過不斷探究揭示光合作用奧秘的過程，培養(yǎng)科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度和

創(chuàng)新精神；認(rèn)識光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，增強保護(hù)環(huán)境、珍惜植物資源的

責(zé)任感。

］近點難點;

【學(xué)習(xí)重點】

1.光合作用原料的探究過程和結(jié)論。

2.實驗設(shè)計中對照原則和單一-變量原則的應(yīng)用。

【學(xué)習(xí)難點】

1.理解“水是光合作用原料”的實驗邏輯。

2.獨立設(shè)計并優(yōu)化“探究二氧化碳是光合作用原料”的實驗方案。

?課前預(yù)習(xí)；

8.氫氧化鈉能夠與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)生成碳酸氫鈉。所以，二氧化碳易被氫氧

化鈉溶液典。

9.二氧化碳是光合作用的原料。

10.科學(xué)家進(jìn)一步研究證明光合作用放出的氧氣天自水，說明水也是光合作用的

原料。

11.植物能利用太陽能（光能），將二氧化碳和水合成為貯存了能量的有機物,

同時釋放了氧氣。

12.光合作用完成了兩方面的轉(zhuǎn)化：一是物質(zhì)轉(zhuǎn)化，將無機物轉(zhuǎn)化成有機物,并

釋放氧氣；二是能量轉(zhuǎn)化，將光能轉(zhuǎn)變?yōu)橘A存有機物中的化學(xué)能。

13.光合作用的實質(zhì)就是合成有機物，貯存能量。

14.適當(dāng)增加二氧化碳的濃度,可使光合作用效率顯著提升，作物產(chǎn)量明顯提高。

課堂探究

一、尋證據(jù).探究f探究光合作用的原料

4.引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)導(dǎo)入問題，提出“光合作用的原料是什么”的問題，做出“光

合作用的原料是二氧化碳”的假設(shè)。

5.展示實驗裝置圖，注解氫氧化鈉的作用（吸收二氧化碳）、凡士林的作用（密

封，防止空氣進(jìn)入），強調(diào)“單一變量（二氧化碳）”和“對照原則（裝置二

為對照）

塔界皿■化的溶液焙界皿里留酒水

6.提醒實驗注意事項：氫氧化鈉有腐蝕性，避免接觸皮膚；酒精脫色需水浴加

熱，防止燃燒。

4.組織學(xué)生觀看實驗視頻，記錄葉片顏色變化。

二、探究新知一探究光合作用的原料是二氧化碳

1.引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)實驗步驟及實驗結(jié)果和分析。

（1）實驗步驟：設(shè)計對照實驗一暗處理f光照一水浴加熱f加碘染色觀察。

（2）實驗現(xiàn)象及分析：

裝置一：不變色（黃白色），沒有二氧化碳不能進(jìn)行光合作用不能產(chǎn)生淀粉，所

以不變藍(lán);

裝置二：變瘟，有二氧化碳，能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生淀粉，所以變藍(lán)。

2.組織學(xué)生進(jìn)行實驗討論并進(jìn)行歸納總結(jié)：

（1）本實驗的變量是什么？氫氧化鈉的作用是什么？

答：實驗變量是二氧化碳，氫氧化鈉的作用是吸收二氧化碳。

（5）為什么設(shè)置兩個裝置？

答：設(shè)計對照實驗。

（6）為什么放在暗處一晝夜？

答：耗盡葉片內(nèi)原有的淀粉。

（7）如何檢查葉片有無淀粉生成？

答：滴加碘液，因為淀粉遇碘會變成藍(lán)色。

三、探究新知一證明水也是光合作用的原料

1.提問：“水是否為原料”，引導(dǎo)學(xué)生思考：如何證明水參與光合作用？

2.介紹同位素標(biāo)記法（簡單解釋…電是一種特殊的氧原子，可追蹤其去向"）,

展示魯賓和卡門的實驗設(shè)計與結(jié)果。

3.引導(dǎo)學(xué)生分析：標(biāo)記水時，氧氣含|以說明氧氣來自水，即水也是光合作

用的原料。

四、探究新知一光合作用的深化

1.結(jié)合實驗結(jié)論，總結(jié)光合作用的概念，強調(diào)“光能、二氧化碳、水、有機物、

氧氣”的關(guān)鍵要素。

植物能利用太陽能（光能），將二氧化碳和水合成為貯存了能量的有機物，同時

釋放氧氣。

3.用流程圖展示物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)化，幫助學(xué)生理解。

（1）物質(zhì)轉(zhuǎn)化：無機物一有機物和氧氣

（2）能量轉(zhuǎn)化：光能一有機物中的化學(xué)能

3.結(jié)合農(nóng)業(yè)實例，講解“增施二氧化碳”的原理，提問：“為什么控制種植密

度能提高產(chǎn)量？”引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系“通風(fēng)增加二氧化碳供應(yīng)二

（1）施加有機肥

（2）控制種植密度

（3）施加“氣肥”（二氧化碳）

?當(dāng)堂檢測；

1.小明家今年種植的蘿卜喜獲豐收，使蘿卜增重的物質(zhì)主要來自（）

A.土壤中的水分和無機鹽B.土壤中的水分和空氣中的二氧化碳

C.空氣中的水分和氧氣D.土壤中的有機物和空氣中的二氧化碳

【答案】B

【知識點】光合作用的概念及實質(zhì)、光合作用利用二氧化碳作為原料

【分析】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，并且釋放出氧氣的過程，叫做光合作用，在此過程中，完成了物質(zhì)轉(zhuǎn)化和

能量轉(zhuǎn)化。

【詳解】光合作用是綠色植物把二氧化碳和水合成有機物，釋放氧氣，同時把光

能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲存在合成的有機物中的過程。由題意可知，蘿卜等植物體的構(gòu)

成主要來源于光合作用制造的有機物，而光合作用的原料是大氣中的二氧化碳和

土壤中的水；土壤中的無機鹽和有機物不參與有機物的制造；光合作用的原料之

一的水是通過根從土壤中吸收來的，而不是來自于空氣中的水。由此可見，ACD

錯誤，B正確。

故選Bo

2.如果在玻璃溫室里進(jìn)行植物栽培實驗，在某個晴天對密閉的溫室內(nèi)空氣中二

氧化碳的濃度進(jìn)行一晝夜的測定，那么你預(yù)測這一晝夜中該溫室內(nèi)二氧化碳濃度

最低的時間段是（）

A.早晨B.中午C.傍晚D.深夜

【答案】C

【知識點】光合作用的概念及實質(zhì)、光合作用利月二氧化碳作為原料、光合作用

還能產(chǎn)生氧氣、植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳的探究

【分析】（1）光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)

化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。

（2）呼吸作用是指生物體內(nèi)的有機物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過一系列的氧化分解，最終生

成二氧化碳或其他產(chǎn)物，并且釋放出能量的過程。

【詳解】光合作用進(jìn)行的場所是葉綠體，表達(dá)式為：二氧化碳+水蓋:有機物

葉綠體

（儲存能量）+氧氣；呼吸作用進(jìn)行的場所為線粒體，表達(dá)式為：有機物+氧一二

氧化碳+水+能量；在0?6時，夜間無光，植物不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行呼吸作

用，不斷釋放二氧化碳，所以二氧化碳的濃度逐漸升高；而6?18時為白天，植

物進(jìn)行光合作用，不斷消耗二氧化碳，也能進(jìn)行呼吸作用，釋放二氧化碳，但光

合作用的強度大于呼吸作用的強度，所以二氧化碳的濃度逐漸降低；從18?24

時為黑夜時間，與0?6時的情況一樣，二氧化碳濃度逐漸升高。因此，一晝夜

中該溫室內(nèi)二氧化碳濃度最低的時間段是傍晚，故ABD不符合題意，C符合題意。

故選c。

3.我國航天員和科學(xué)家一起開展了空間植物栽培實驗，圖為中國航天員展示在

中國空間站種植的生菜。在太空栽培植物的過程中，不?需?要?提供（）

A.水B.無機鹽C.有機物D.二氧化碳

【答案】C

【知識點】綠色植物的生活需要無機鹽、光合作月的概念及實質(zhì)、光合作用利用

二氧化碳作為原料

【分析】水能參與植物的各項生命活動，維持植物體的正常生理功能。植物生長

需要量最多的是含氮、含磷、含鉀的無機鹽。

【詳解】A.水是植物細(xì)胞的重要組成成分，植物的各種生理活動都離不開水，

如光合作用、呼吸作用等都需要水的參與，所以在太空栽培植物需要提供水，A

不符合題意。

B.植物的生長需要多種無機鹽，如含氮、磷、鉀等的無機鹽，無機鹽能調(diào)節(jié)植

物的生命活動，促進(jìn)植物生長發(fā)育，太空栽培植物時也需要提供無機鹽，B不符

合題意。

C.植物通過光合作用，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為儲存能量的有機物，

并釋放出氧氣，所以在太空栽培植物的過程中，不需要額外提供有機物，C符合

題意。

D.二氧化碳是植物進(jìn)行光合作用的原料之一，沒有二氧化碳，植物無法進(jìn)夕亍光

合作用制造有機物，因此太空栽培植物需要提供二氧化碳，D不符合題意。

故選C。

4.將經(jīng)過暗處理后的某一植物上的一片葉用裝有氫氧化鈉溶液的玻璃瓶套住，

瓶口密封，放到陽光下，如圖所示。幾小時后，將葉摘下，經(jīng)酒精脫色后滴加碘

液，結(jié)果發(fā)現(xiàn)整片葉都不變藍(lán)，原因是（）

三方?氫氧化鈉翻

A.缺少水B.溫度過高

C.缺少氧氣D.缺少二氧化碳

【答案】D

【知識點】光合作用利用二氧化碳作為原料

【分析】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（如淀粉），并且釋放出氧氣的過程，叫做光合作用。可見光合作用的原料是

二氧化碳和水；場所是葉綠體；條件是光；產(chǎn)物是：有機物和氧。

【詳解】A.水是光合作用的原料之一，但葉片本身含有水分，且題目未說明缺

水，A不符合題意。

B.高溫可能影響酶活性，但題目未提及溫度變化，且實驗在正常陽光下進(jìn)行，B

不符合題意。

C.氧氣是光合作用的產(chǎn)物，而非原料。缺乏氧氣不影響淀粉合成，C不符合題

息0

D.氫氧化鈉溶液吸收了瓶內(nèi)的二氧化碳，導(dǎo)致光合作用無法進(jìn)行，淀粉不能合

成，故滴加碘液不變藍(lán)，D符合題意。

故選Do

5.澳麝香草酚藍(lán)（BTR）溶液在自然狀態(tài)下呈藍(lán)色，遇到二氧化碳后先變綠再變

成黃色。向A、B試管中通入等量二氧化碳?xì)怏w，再分別加入等量的金魚藻，密

封。A試管置于光照條件下，B試管置于黑暗條件下，其他條件相同且適宜。下

列敘述錯誤的是（）

、

^二

A.通入二氧化碳后，溶液最終變成黃色

B.一段時間后，A試管內(nèi)的溶液呈藍(lán)色

C.實驗說明綠色植物光合作用釋放氧氣

D.實驗說明綠色植物吸收二氧化碳需要光

【答案】C

【知識點】光合作用利用二氧化碳作為原料、呼吸作用的概念

【分析】(1)光合作用是植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲

存能量的有機物，并釋放氧氣的過程。

(2)A試管在光下，可以進(jìn)行光合作用和呼吸作用，并旦光合作用大于呼吸作

用，試管中二氧化碳的濃度越來越少；B試管在黑暗條件下，只能進(jìn)行呼吸作用，

消耗氧氣產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳的濃度越來越高。

【詳解】A.通入二氧叱碳后，B試管在黑暗條件下，只能進(jìn)行呼吸作用，消耗

氧氣產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳的濃度越來越高，BTB(溟麝香草酚藍(lán))溶液遇到

二氧化碳后先變綠再變成黃色，所以，B試管溶液最終變成黃色，A正確。

B.A試管中的金魚藻會吸收二氧化碳進(jìn)行光合作用，所以一段時間后，A試管內(nèi)

的溶液呈藍(lán)色，B正確。

C.BTB(浪麝香草酚藍(lán))溶液顏色的變化說明需要吸收二氧化碳而不是會釋放出

氧氣，且實驗中沒有檢測氧氣是否存在的實驗用具，C錯誤。

D.A試管中二氧化碳濃度低于B試管中二氧化碳，對照實驗的變量是光，所以,

實驗說明綠色植物吸收二氧化碳需要光，D正確。

故選C。

6.某同學(xué)想要用綠色植物來探究二氧化碳是光合作用的必需原料，設(shè)計了如圖

所示的實驗裝置放在陽光下。請分析回答下列問題：

AB

(1)提出問題是：.

(2)實驗中氫氧化鈉溶液的作用是o

(3)設(shè)計實驗裝置時如圖，在A裝置的培養(yǎng)川1中加入氫氧化鈉溶液，則在裝置B

的培養(yǎng)皿中盛O

(4)實驗裝置完畢后，先將A、B都放在晝夜,然后移到照

射幾小時。

(5)取出兩裝置中的葉片，放到盛有酒精的小燒杯中水浴加熱，使葉片中的—

溶解到酒精中，用清水漂洗葉片后，滴加碘液，呈藍(lán)色的是裝置的

葉片。

(6)實驗的結(jié)論：