专题五 植物的光合作用与碳一氧循环[学生用书P13]
一、植物的光合作用制造淀粉
■教材突破
1 ?把盆栽的银边天竺葵放在黑暗的地方一昼夜。第 2天，用2张大小相等的铝 箔在叶片绿色部分的相同位置从上下两面盖严， 并用大头针固定，然后放到阳光 下照射，如图所示。
2. 4h后，去掉铝箔，将叶片摘下。
3 ?把叶片放到盛有酒精的小烧杯中，水浴加热，仔细观察叶片和酒精的颜色变 化。 4?到叶片褪成黄白色时，取出叶片并用清水洗净后，滴上碘液。几分钟后，用 清水冲掉叶片上的碘液，观察叶片的颜色是否发生变化。 5.分析：
(1)叶片部分用铝箔盖严，其余部分未盖铝箔，此处的变量是
是否有光照 。
叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色，而覆盖铝箔处未变蓝色，这说明叶片的见 光部分产生了 淀粉。这也说明光合作用需要 光照。 ⑵活动中使用了银边天竺葵，此处想要控制的变量是
是否有叶绿体 。叶片
_叶绿体_。
的绿色部位变蓝，而白色部分没有变蓝，这说明光合作用需要
■知能提升
1 ?本实验的巧妙之处在于可一次性验证植物的光合作用需要光照、需要叶绿体 参与、光合作用产生淀粉三个方面的内容。验证植物光合作用需要光照的对照组 设置是用铝箔盖住部分叶片。验证植物光合作用需要叶绿体参与的对照组设置是 选用的银边天竺葵，其叶片的白色部分没有叶绿体。验证植物光合作用产物的方 法是将绿叶用酒精脱色后再用碘液检查是否有淀粉生成。
2 ?实验前需要对植物进行“饥饿处理”，即将植物置于暗处一昼夜，将叶片中 原有的淀粉转移或消耗。
3. 绿叶中的叶绿素会影响淀粉的检验，所以检验淀粉前要去除叶绿素。绿叶脱 色的原理是叶绿素是一种有机色素，易溶于酒精而难溶于水。由于酒精易燃且着 火点低，所以要用水浴加热。
*考场印证
典例1 （2017德州）关于用天竺葵验证“绿叶在光下制造淀粉”的实验， 错误的是（C ）
A .遮光处理之前要将天竺葵暗处理一昼夜 B. 实验中的变量是光，需要在常温下进行 C. 实验结果应该是叶片遮光部分呈蓝色 D. 本实验能证明光合作用产生淀粉和需要光
典例2 （2018连云港）如图表示用天竺葵“探究阳光在植物生长中的作用”实验 的部分过程。下列叙述正确的是（D ）
有关说法
A ?暗处理一昼夜是让天竺葵内淀粉耗尽 B ?部分遮光后放阳光下照射1h C ?酒精脱色使色素溶解于大烧杯内水中 D.该实验要研究的变量是光照
【解析】暗处理一昼夜是让实验天竺葵叶片内原有的淀粉转移或消耗，而不是 耗尽；部分遮光后需要在阳光下照射 2?3h, 1h太短；脱色处理时色素溶解于小 烧杯内的酒精中；该实验要研究的变量是光照，需要
“部分遮光”。
【命题点分析】本题考查利用天竺葵探究光合作用需要光和光合作用产生淀粉 的实验。暗处理一昼夜是减少天竺葵内原有淀粉对实验结果的干扰 部分遮光后放阳光下照射时间要稍长些才能使结果更明显。
（不能耗尽）。
叶绿素是一种有机色
素，易溶于酒精难溶于水。该实验唯一的变量即研究的对象是光照。
■突破训练 “验证绿叶在光下合成淀粉”的实验中，目的与步骤不相符的是
（C ）
选项 A 步骤 把盆栽的天竺葵置于暗处2?3天 将叶片用不透光纸部分遮光后接受光照 目的 消耗叶片中原有的有机 物 B 2?3h C D 将漂洗干净的叶片平铺在培养皿中，滴加 碘液 去除纸片后将叶片放入酒精中水浴加热 设置对照实验 将叶片煮熟 验证是否产生淀粉 【解析】 去除纸片后将叶片放入酒精中水浴加热，是去除叶片中的叶绿素，叶 绿素难溶于水易溶于酒精。
二、植物的光合作用产生氧气
■教材突破
i ?在一只烧杯中放入清水，将金鱼藻（或其他水生绿色植物）放于 辣 g 水中，将漏斗盖在金鱼藻上。
2?在漏斗上面罩上盛满清水的试管，如图所示。
3 ?将整个装置放在阳光下。注意观察金鱼藻有无气泡产生。这 些气泡中的气体会收集在试管中。当试管中充满气体时，用大拇指在水中盖住试 管口，将试管取出。
4 ?将点燃的卫生香放入试管，观察卫生香燃烧的情况。你看到的现象是 星的卫生香立即猛烈地燃烧起来__，这说明光合作用能够产生「氧气__。
—带火
■知能提升
1 ?氧气是光合作用的产物之一，本实验设计采用水生绿色植物 光合作用，便于用排水法收集氧气。 2.
江浙一带非常常见的一种水生双子叶被子植物，取材方便 鱼藻不是藻类植物而是被子植物）。
3. 氧气具有助燃性，能使卫生香燃烧更旺，用此方法可检验氧气的存在。
4. 为了使实验现象更明显，可在水中加入少量碳酸氢钠，能释放二氧化碳以补 充水中的光合作用原料一一二氧化碳。实验时水温不能太低，温水更好。
金鱼藻是（注意：金
一一金鱼藻进行
■考场印证
典例1
（2017日照）用新鲜水绵和好氧细菌（有氧才能生存）制成临时装片，用不
同的光束照射水绵。一段时间后，显微镜下观察到细菌由均匀分布变成如图所示 分布。该实验不能得出的结论是（B ）
A ?光合作用释放氧气 B. 光合作用吸收二氧化碳 C ?绿光不利于进行光合作用 D ?光照不同，光合作用强弱不同
【命题点分析】 通过图示信息可知，用不同的光束照射水绵的不同部位。显微 镜下观察发现，好氧细菌只集中在红光区和蓝紫光区， 说明此处有利于进行光合 作用产生氧气；而绿光区几乎没有好氧细菌，说明绿光不适合光合作用。由此可 以得出不同的色光照射下，光合作用强弱不同的结论。而光合作用吸收二氧化碳 在此实验中无法证明。 典例2 （2017邵阳）晚上，将金鱼藻放在盛有清水的试管中，将试管先后放在离白 炽灯不同距离处，观察并记录试管中产生的气泡数目， 得到如表所示数据，并将 表中数据转换成如图的曲线图。请回答下列问题：
试管离灯的距离（cm） 气泡数目（个/min） 4 7 10 20 25 30 10 40 5 60 60 60 (1) 气泡中的气体是金鱼藻通过光合作用产生的 __氧气__。
(2) 实际上，在本实验中的光照条件下，金鱼藻在进行光合作用的同时还进行了 H 作用，
即—呼吸_(选填“蒸腾”或“呼吸”)作用。但由于H作用的强度比光合 作用的强度要—
弱_(选填“强”或“弱”)，所以，此时只检测到植物的光合作 用。
(3) 当H作用的强度与光合作用的强度相等时，金鱼藻的生理状况对应曲线图中
的_G点__(选填“ E点”“ F点”或“ G点”)。
(4) 从表中实验数据可知，若要提高大棚作物的产量，可以采取的措施是适当提
高__光照— 强度。
【命题点分析】 光合作用吸收二氧化碳产生氧气，氧气微溶于水，因此气泡中 的气体是金鱼藻通过光合作用产生的氧气。在本实验的条件下，金鱼藻进行光合 作用和呼吸作用，不进行蒸腾作用，因此“金鱼藻在进行光合作用的同时还进行 了 H作用”中的H作用即呼吸作用。当呼吸作用的强度比光合作用的强度弱 时，只检测到植物的光合作用。当呼吸作用的强度与光合作用的强度相等时，
光
合作用产生的氧气被呼吸作用吸收了， 因此没有气泡产生，所以金鱼藻的生理状 况对应曲线图中的G点。根据表中实验数据可知，若要提高大棚作物的产量,
可以采取的措施是适当提高光照强度。
■突破训练
(2017昆明)晚上，将金鱼藻放在盛有水的试管中，把试管先后放在离白炽灯不同 距离处，观察试管中产生的气泡数目，统计结果如图。下列分析错误的是(D )
A ?气泡越多，说明产生的氧气越多
B?试管与灯的距离为10cm时，产生的气泡最多，原因是光照较强 C ?该实验可以得出的结论是：光照越强，光合作用也就越强 D?如果将该试管放在黑暗中，也将会冒出大量气泡
三、植物光合作用需要二氧化碳吗
■教材突破
本探究活动的任务是：设计并进行实验，证明植物的光合作用需要二氧化碳。 1 ?设计实验：
(1) 此项探究中，设计改变的因素是 生成。
(2) 此项探究需要对照实验吗？怎样来设置对照组？
需要对照实验；用饥饿处
有无二氧化碳 ，最后观察植物有无淀粉
理过的同一植物的两组相诉叶片， 一组提供二氧化碳， 一组不提供二氧化碳， 都 置于阳光下照射一段时间后，分别检测叶片中的淀粉生成情况
(3) 如何防止植物吸入空气中的二氧化碳？ —将装有少量氢氧化钠溶液的透明塑
料袋套在实验叶片上。
(4) 怎样的实验现象可证明植物的光合作用需要二氧化碳？
—将实验组叶片和对
照组叶片都进行酒精脱色处理后滴碘液验证， 对照叶片变蓝色，实验叶片不变蓝 色__。 2 ?进行实验：
(1) 选择一株生长健康的天竺葵，放在黑暗的地方一昼夜。
(2) 在植物上选定两片叶子，按确定的方案控制变量，如图所示，然后放到阳光 下照射4h。
(3) 将叶片取下，放入酒精中水浴加热，再滴加碘液，检验是否有淀粉生成。 (4) 记录观察到的实验现象。
3 ?结果分析:
你观察到的实验现象是：_
不提供二氧化碳的叶片脱色加碘后不变蓝色 。
分析产生这种现象的原因： 透明塑料袋内装有的氢氧化钠溶液吸收了二氧化
碳，不能为植物光合作用提供二氧化碳
你的结论是： 植物的光合作用需要二氧化碳4.表达与交流:
和同学交流你的实验结论。如果你的实验无法证明植物光合作用需要二氧化碳， 请仔细分析原因，并和同学讨论你将采取的措施。
■知能提升 1. 氢氧化钠（NaOH）溶液能吸收二氧化碳气体，可用来除去二氧化碳气体。NaOH 具有腐蚀性，实验中应小心操作。
2. 本实验的关键是如何设置对照实验，实验组用氢氧化钠溶液除去二氧化碳气 体，对照组用装有清水塑料袋也同样罩起来以保证其他因素都相同。 也要进行暗处理，以防止叶片中原有的淀粉对实验产生干扰。
实验前植物
■考场印证 典例（2017苏州）有一种溶液BTB（溴麝香草酚蓝）呈蓝色，它遇到二氧化碳后变 绿再变成黄色。在A、B两支试管中加入同样多的金鱼藻，再分别加入等量黄色 的BTB溶液，并在试管口加塞。把 A试管放在适宜的光照下，B试管用黑纸包 住放在暗处。其他条件相同并且适宜。已知阳光不会使
BTB溶液变色。一段时
（D ）
间后，观察两支试管内的溶液的颜色变化，下列有关叙述正确的是 A. A试管内的溶液呈黄色 B. B试管内的溶液呈蓝色
C. 这一实验说明绿色植物在进行光合作用时，会释放出氧气
D. 这一实验说明绿色植物在进行光合作用时，需要吸收二氧化碳作原料
【解析】A试管放在适宜的光照下，金鱼藻进行光合作用吸收二氧化碳，因此 A试管内的溶液呈蓝色。B试管用黑纸包住放在暗处，金鱼藻进行呼吸作用释放 二氧化碳，因此B试管内的溶液会呈黄色。这一实验说明绿色植物在进行光合 作用时，需要吸收二氧化碳作原料而无法说明会释放出氧气。
■突破训练
（2018杭州拱墅区二模）英国的朱利安 梅尔奇奥里利用蚕丝和叶绿体发明了一种 名为“Silk Leaf的人造生物树叶。该“人造绿叶”在一定环境条件下能进行光合
作用，制氧效率要比普通树叶高49%,该发明使生活中处处有绿叶、时时呼吸到 新鲜空气成为可能。请根据题意完成下列问题：
(1) “人造绿叶”在光合作用时，除了产生氧气外同时还会产生 有机物)__。
(2) 为确保“人造绿叶”不断地产生氧气，需要不断提供 碳、水(任写2点即可)。(写出其中两点即可)
—淀粉(或糖类、
—适宜的光照、二氧化
【解析】 本题利用“人造绿叶”考查光合作用所需的条件、原料及其产物。
四、自然界中的氧循环和碳循环、温室效应
■教材突破 1 ?氧循环实验
⑴取A、B两个密闭的玻璃钟罩，如图所示，在 蜡烛，然后将两个钟罩放在阳光充足的地方。
A、B钟罩中分别放入植物和
(2) 实验中可观察到 A钟罩内蜡烛熄灭的时间明显少于 间。
(3) B钟罩内蜡烛燃烧所需的氧气是来自于 氧化碳可用于植物的光合作用__。 从实验结果你能得出的结论是
B钟罩内蜡烛熄灭的时
植物的光合作用，燃烧所产生的二
B钟罩内由于植物的光合作用使蜡烛燃烧所需
的氧气得以补充，蜡烛燃烧产生的二氧化碳又使植物光合作用的原料得以补充
0
为了让B钟罩内蜡烛能较长时间地燃烧下去，在设置实验时，应注意 —使用较 大的钟罩，其中放置较多的植物，光照良好 2?温室效应实验
取2只塑料杯，各装1/12清水，在1只盛水的塑料杯上盖一块玻璃片。把它们 同时放在太阳光下晒1h左右，然后分别测量水温： —盖玻璃片―的杯内的水温 高。你认为其中的原因是
太阳光透过玻璃后，使杯内的水温升高，而热量很少能穿透玻璃
■知能提升
1 ?光合作用与呼吸作用存在如下关系:
光合作用 场所 原料 区别 条件 产物 能量 联系 叶绿体 二氧化碳、水 光 有机物、氧气 储存能量 相互联系，相互依存 呼吸作用 所有活细胞 有机物、氧气 有无光皆可 二氧化碳、水 释放能量 2.正常情况下，自然界的碳一氧循环可通过植物的光合作用及所有生物的呼吸作 用实现相对平衡。自然界中氧气的消耗与二氧化碳的产生除了生物的呼吸作用 外，还有工业生产、交通运输等多个方面。一旦碳 一氧平衡被打破，将引起自然 界的多种异常变化，如温室
效应等。
■考场印证
典例 自然界中二氧化碳的循环过程如图所示：
⑴吸收大气中CO2的环节是__绿色植物的光合作用__。
⑵由于人类消耗化石燃料的增加和对森林的乱砍滥伐，使空气中
CO2的含量上
升，从而导致一温室效应（或地面吸收的太阳光的热量）增强，全球气候变暖。 请写出一条因气候变暖给人类生存环境带来的影响：
两极冰川融化，海平面升 高，部分沿海城市被淹没（或土地沙漠化，农业减产等，合理即可）。
（3） 科学家研究得到：海洋是吸收大量 CO2的地方。如果工业生产产生的 CO2排 放量继续以目前速度增加，海洋将成为“酸化的海洋”。请写出酸化原因的化学 方程式： _C02+ H2 O===H2CO3__。
（4） 科学家目前正在研究将空气中过量的 CO2和H2在催化剂和适量条件下转化成 催化剂 一
液态甲醇和水，反应的化学方程式：CO2+ 3H2 =======甲醇+ H2O。则甲醇的化
适量条件 学式是_CH4Q__。
【命题点分析】 绿色植物的光合作用可以吸收二氧化碳，释放氧气。
“温室效
应”使全球变暖，两极冰川融化，海平面升高，部分沿海城市淹没，以及土地沙 漠化，农
业减产等。海洋酸化指二氧化碳和水反应生成碳酸， 使海水pH值减小。 甲醇的化学式可根据化学反应前后原子的种类和数目不变推出。
■突破训练
(2017台州)红萍是太空舱中提供 02和吸收CO2的一种水生植物。当初我国科研 人员为了研究与人共存情况下红萍的供氧能力，建立了受控密闭试验舱并放置 18.9m2的红萍立体培养装置，设立实验组和
对照组进行多次的地面模拟试验。密闭舱全天保持稳定充足的光照强度，其他条 件适宜，2名志愿者进入密闭舱中生活，每隔1h测定一次舱内02和C02浓度， 结果如图所示。请回答：
(1)红萍利用 光合作用 吸收C02产生02。
2
⑵实验组的密闭舱内生活着2名志愿者和18.9m的红萍，则对照组的密闭舱内 应该怎样设置？
只生活着2名志愿者，不放置红萍 2
。
(3)根据实验结果判断，密闭舱内18.9m红萍产生的02能否满足2名志愿者的呼 吸消耗？并说明理由：
能满足，因为氧气和二氧化碳浓度保持相对稳定
。
(4) 在载人航天应用中，太空舱可以看作一个相对独立的密闭生态系统。若要进
行长期的载人飞行，从生态系统功能的角度考虑，太空舱应实现 —氧”）一物质（或“碳 循环利用
2020届中考科学教材实验突破讲义：专题五植物的光合作用与碳—氧循环 - 图文
