植物与光合作用

基础

绿色植物利用叶绿素,在阳光下把二氧化碳和水制成养分并放出氧气,称为光合作用;光照、二氧化碳、水和叶绿素缺一不可。

适合:小四常识 · 单元:自然与探究 · 建议学习路径第 11/26 课

学完呢课,你会识:
  • 光合作用:二氧化碳加水,在光照和叶绿素作用下变成养分加氧气。
  • 叶片是光合作用的工厂:叶绿素吸光、气孔换气、叶脉运输。
  • 根固定植物并吸收水分,茎支撑植物并运输物质。
文体:植物科学说明文有声朗读

文体小知识:植物科学说明文解释植物怎样自制养分,用对照实验一步一步验证光合作用的条件。

常识General Studies

§课文原文 Passage

1动物要进食才能获得养分,绿色植物却能自己制造养分。植物利用叶片中的叶绿素吸收阳光,把从气孔进入的二氧化碳,与根部从泥土吸收的水,制造成养分(淀粉),同时释放氧气。这个过程称为光合作用,可以概括为:二氧化碳加水,在光照和叶绿素的作用下,变成养分加氧气。

2叶片是光合作用的「工厂」:扁平宽阔的叶片能吸收更多阳光;叶肉细胞含大量叶绿素;表皮上的气孔是气体出入的门户;叶脉把根部吸收的水运上来,又把制成的养分运走。根、茎、叶互相配合:根固定植物并吸收水分,茎支撑植物并运输物质,叶负责制造养分。

3科学家怎样证明光合作用需要光?方法是用对照实验:把盆栽放在黑暗处一至两天,消耗叶中原有的淀粉;然后用铝箔把叶片一半遮光,放到阳光下数小时;摘下叶片用热酒精脱去叶绿素,再滴上碘液——见光的一半变蓝黑色(有淀粉),遮光的一半不变色(没有淀粉)。这证明光是光合作用的必要条件。

4光合作用对地球无比重要:它为植物制造生长所需的养分,为动物提供食物和氧气,并吸收空气中的二氧化碳。森林和海洋中的藻类都是地球的「制氧工厂」。保护植物、多植树,就是保护空气清新、生态平衡的地球。

1重点摘要 Summary

绿色植物利用叶绿素,在阳光下把二氧化碳和水制成养分并放出氧气,称为光合作用;光照、二氧化碳、水和叶绿素缺一不可。

2生字卡 Vocabulary

P
Photosynthesis光合作用

绿色植物利用光能把二氧化碳和水制成养分并放出氧气的过程。

C
Chlorophyll叶绿素

叶片中吸收阳光的绿色物质。

S
Stomata气孔

叶片表皮上让气体出入的小孔。

C
Carbon dioxide二氧化碳

空气中的气体,是光合作用的原料。

O
Oxygen氧气

光合作用释放的气体,动物呼吸所需。

N
Nutrients养分

植物制造的淀粉等食物,供生长使用。

C
Controlled experiment对照实验

只改变一个条件、与未改变的部分作比较的实验。

I
Iodine solution碘液

用来检验淀粉的液体,遇上淀粉变蓝黑色。

L
Leaf veins叶脉

叶片中运输水分和养分的管道。

3逐步讲解 Steps

  1. 第一步:认识光合作用的原料和产物光合作用是绿色植物利用阳光制造养分的过程。举个例子:原料是二氧化碳(从叶面的气孔进入)和水(从根部吸收),产物是养分(淀粉)和氧气,能量来自阳光。植物自己制造食物养活自己,还为动物提供氧气和食物,可以说是自然界的基础;没有光合作用,人和动物都难以生存。
  2. 第二步:认识叶片的构造叶片是进行光合作用的主要场所,构造十分巧妙。举个例子:把叶片对著光看,叶脉像叶片的道路,负责运送水分和养分;表皮上的小孔是气孔,让空气进出;绿色的部分就是叶绿素所在,负责吸收阳光;扁平宽阔的叶形能吸收更多阳光。每一部分都各司其职,互相配合,好比一座精密的工厂。
  3. 第三步:进行黑暗处理做光合作用实验前,要先进行黑暗处理,确保实验结果可靠。举个例子:把盆栽放进柜里一至两天,让叶片把原有的淀粉用完,实验量度的才只是新制造的养分。如果叶片里还留著旧淀粉,便分不清是实验中新制造的,还是本来已有的,结论便不可靠。黑暗处理是实验成功的第一步,不可以省略。
  4. 第四步:设计对照科学实验要设计对照,才能清楚看出每个因素的影响。举个例子:用铝箔把一片叶的下半部遮住,令同一片叶一半见光、一半不见光,变数只有「光」一个。这样两部分的其他条件完全相同,结果的差别便只能来自光,结论才有说服力。做实验时只改变一个条件,这是科学方法的重要原则。
  5. 第五步:检验淀粉淀粉遇碘液会变成蓝黑色,这是检验淀粉的常用方法。举个例子:摘下叶片用热水软化,再用热酒精脱去叶绿素(由大人操作,酒精易燃),叶片变成淡白色,滴上碘液观察颜色变化。注意酒精加热必须用水浴间接加热,绝不可直接放在火焰上;实验时要小心,注意安全,最好有大人在场。
  6. 第六步:分析实验结果完成实验后,要比较叶片两部分的颜色变化,才能得出结论。举个例子:见光部分滴上碘液变蓝黑色,证明制造了淀粉;遮光部分不变色,证明没有淀粉。由此可见,光是光合作用的必要条件;没有光,植物便不能制造养分。这也解释了为什么植物会朝著阳光生长,以及长期放在暗处的植物会枯黄。
  7. 第七步:连系生活与环境光合作用与我们的生活和环境息息相关。举个例子:公园的大树每天制造氧气、吸收二氧化碳,令我们的空气清新;在家里栽种绿色植物,房间的空气也更好。地球上几乎所有生物都依赖光合作用提供的食物和氧气生存,所以爱护植物、多植树,便是守护生命的源头,也是保护地球的具体行动。

4图解 Diagrams

阳光Sunlight二氧化碳Carbon dioxide水Water叶绿体Chloroplast叶绿素 Chlorophyll 吸光 absorbs light葡萄糖Glucose · 养分 food氧Oxygen光合作用 Photosynthesis — 净反应:二氧化碳 + 水 →(光能 light energy)→ 葡萄糖 + 氧
图 1:光合作用流程

5例题示范 Example

例题:小明进行光合作用实验:盆栽先黑暗处理两天,再把一片叶的一半用铝箔包住,放在阳光下四小时。摘叶脱色后滴碘液,见光部分变蓝黑色,遮光部分不变色。请解释每个步骤的原因和实验结论。

  1. 黑暗处理两天:让叶片把原有的淀粉耗尽,避免旧淀粉干扰实验结果。
  2. 铝箔遮盖一半叶片:令同一片叶出现「见光」和「遮光」两个对照部分,变数只有光照一个。
  3. 阳光下四小时:让见光部分有充足时间进行光合作用,制造淀粉。
  4. 结果分析:见光部分滴碘液变蓝黑色,证明制造了淀粉;遮光部分不变色,证明没有制造淀粉。
  5. 答案:实验证明光是光合作用的必要条件:同一片叶上,见光的一半制造了淀粉,遮光的一半没有,两部分唯一的差别就是光照,结论因此十分可靠。

6常见错误 Mistakes

✗ 认为植物只会吸收氧气、放出二氧化碳
✓ 植物同时进行呼吸作用和光合作用,日间光合作用放出的氧气远多于消耗
✗ 认为根部也能吸收二氧化碳进行光合作用
✓ 光合作用主要在含叶绿素的叶片进行,根部负责吸水和固定植物
✗ 实验不做黑暗处理,直接滴碘液
✓ 不先耗尽原有淀粉,便分不清淀粉是实验期间还是之前制造的
✗ 对照实验同时改变光照和浇水量
✓ 对照实验只改变一个条件(光照),其余条件保持相同
✗ 自己用火直接加热酒精
✓ 酒精易燃,脱色步骤必须由大人用热水间接加热,注意安全

75 题快测 Quick check

Q1光合作用的原料和产物分别是什么?

Q2叶片中吸收阳光的绿色物质叫什么?

Q3碘液检验淀粉时会变成什么颜色?

Q4光合作用实验为什么要先用铝箔遮盖叶片一半?

Q5光合作用对动物有什么重要?

8重点回顾 Recap

  • 光合作用:二氧化碳加水,在光照和叶绿素作用下变成养分加氧气。
  • 叶片是光合作用的工厂:叶绿素吸光、气孔换气、叶脉运输。
  • 根固定植物并吸收水分,茎支撑植物并运输物质。
  • 对照实验只改变一个条件;实验证明光是光合作用的必要条件。
  • 光合作用为动物提供食物和氧气,吸收二氧化碳;保护植物就是保护地球。

同级其他科

同一科其他级别