初中生物 第三单元 第四章 绿色植物是生物圈中有机物的制造者

第四章绿色植物是生物圈中有机物的制造者本章综合解说本章内容概览光合作用是植物重要的生理活动，植物通过光合作用制造的有机物，不仅满足了自身的需要，而且养育了生物圈中的其他生物。本章首先通过“绿叶在光下制造有机物”的实验，让我们认识到淀粉是光合作用的产物，光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件，为更好地理解光合作用的概念和意义打下良好的基础。然后从植物体自身和整个生物圈两个角度介绍了绿色植物通过光合作用制造的有机物的作用。重点难点提示重点：（1）绿色植物通过光合作用制造有机物。（2）概述绿色植物制造的有机物不仅用于构建植物体，而且养育了生物圈中的其他生物。难点：“绿叶在光下制造有机物”的实验。本章学法点津（1）学习本章知识时，可以先自己尝试设计检验绿叶在光下制造有机物的实验方案，然后对照教材上的实验指导，找出自己所设计的实验的不足之处，思考每个实验步骤中包含的科学原理和方法，带着问题做实验，围绕实验现象进行分析讨论，得出结论。这样不仅学习了知识，还培养了相关能力，学习了科学实验的方法，促进了思维的发展。（2）“绿叶在光下制造有机物”的实验可简单记忆成：处理要在黑暗中，黑纸遮叶成对比，加热酒精为脱色，清水漂洗加碘液，冲掉碘液有色变。（3）通过对实验结论的归纳、总结，认识光合作用。联系植物作为生产者在生物圈中的作用，认识光合作用对生物圈的重要意义。教材预习全解趣味情景导入科学家海尔蒙特曾经把一棵2．5千克的柳树苗栽种到一个木桶中（如图所示）。桶里的土壤事先称了质量。在这之后，他只给柳树苗浇纯净的雨水。5年之后柳树长大了，质量增加了80多千克，而土壤只减少了不到100克。你知道这棵柳树增加的成分主要是什么吗？学习目标导航1．阐明绿色植物通过光合作用制造有机物。2．运用实验的方法检验绿叶在光下制造有机物。3．概述绿色植物制造的有机物不仅用于构建植物体，而且养育了生物圈中的其他生物。4．认同绿色植物制造有机物对于生物圈的重要意义。相关知识链接1．绿色植物属于生态系统中的生产者，它们通过光合作用制造的有机物，不仅满足了自身的需要，而且养育了生物圈中的其他生物。2．叶绿体能将光能转变为化学能，是细胞中重要的能量转换器。教材内容全解想一想，议一议（见教材第116页）绿色植物除了为蛙提供隐蔽的栖息环境外，还间接地为蛙提供了食物来源，因为大多数蛙类的食物是昆虫，而昆虫如蝗虫以绿色植物为食。绿色植物还在维持生物圈的碳一氧平衡中发挥重要作用，为蛙提供了良好的生存条件。知识点一绿叶在光下制造有机物1．教材第116页“实验”全解（绿叶在光下制造有机物）（重点、难点）（1）目的要求：①检验绿叶在光下制造的有机物是不是淀粉。②探究光是不是绿叶制造有机物不可缺少的条件。（2）材料用具：盆栽的天竺葵，黑纸片，曲别针，酒精，碘液，小烧杯，大烧杯，培养皿，酒精灯，三脚架，石棉网，镊子，火柴，清水。（3）方法步骤（如图）①暗处理：实验前把天竺葵放在黑暗处一昼夜，其目的是让叶中的淀粉运走或耗尽，使实验效果更明显，更有说服力。②设置对照：用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，然后移到阳光下照射。这实际上进行的是对照实验，自变量为光。③摘叶：几个小时以后，摘下叶片，去掉遮光的纸片。注意光照时间不宜太长，否则会出现遮光部分也变蓝的现象，因为可以由筛管从照光部位运来淀粉。④酒精脱色：把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，使叶片中含有的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色。注意①隔水加热，可避免因直接加热酒精而沸腾外溢发生危险。②认识装置：小烧杯内放有酒精，大烧杯中盛有清水，将小烧杯放入大烧杯中，隔水加热，目的是使小烧杯内叶片受热均匀。⑤漂洗、滴碘液：用清水把叶片上的物质（如酒精、叶绿素等）漂洗掉，再把叶片放到培养皿中，向叶片上（见光的部分和不见光的部分）滴加碘液。⑥清洗、观察：稍停片刻，用清水冲掉碘液，观察叶色发生了什么变化。滴上碘液后，我们发现，叶片见光的部分变成了蓝色，用黑纸片遮盖的部分未变蓝。淀粉的特性之一是遇碘液变蓝色，这说明见光的部分产生了有机物——淀粉，同时也进一步说明淀粉是光合作用的产物。（4）实验结论：①淀粉是光合作用的产物。②光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。规律总结用数字记忆法巧记“绿叶在光下制造有机物”实验的方法步骤实验步骤可概括为“一昼夜，两面遮，三步走”。具体地说，“一昼夜”就是把天竺葵放在黑暗处一昼夜；“两面遮”强调用黑纸片遮盖叶片的一部分，要把上下雨面都遮盖住；“三步走”是“隔水加热→清水漂洗→碘液检验”三个连续的操作步骤。讨论（见教材第117页）1．使叶片中原来储存的淀粉转运或消耗掉，以排除原有淀粉对实验的干扰，保证所检测到的淀粉是实验过程中形成的。2．是为了做对照实验。如果用黑纸片遮盖的这一部分遇碘不变蓝，而照光部分变蓝，说明经过一昼夜“饥饿”处理后叶片中原来储存的淀粉消耗完了，照光部分的淀粉是叶片在实验过程中制造的；还说明叶片只有在光照条件下才能制造有机物（淀粉）。3．主要是淀粉等糖类。例1（2015•山东东营）“春天不是读书天，放个纸鸢，飞上半天”。踏青归来，许多同学的白衣服上沾染了植物的绿色汁液，欲去除绿渍，最好选用（）A．凉水B．热水C．酒精D．洗衣液【答案】C【解析】植物的绿色汁液是植物细胞内的叶绿素，它不溶于水，但溶于酒精，可以选用酒精除去绿渍。故选择C选项。例2（2014•湖北十堰）将盆栽天竺葵放在黑暗环境一昼夜后，用黑纸片将叶片的一部分从上下两面遮盖起来（如图所示），置于阳光下照射一段时间后，摘下叶片，经脱色后滴加碘液，发现叶片的未遮光部分变为蓝色。下面分析正确的是（）A．把盆栽天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是通过光合作用消耗掉原右的有机物B．用黑纸片将叶片的一部分从上下两面遮盖起来的目的是设置对照C．滴加碘液后发现，叶片未遮光部分变为蓝色，说明光合作用产生了蛋白质D．该实验不能证明光合作用需要光【答案】B【解析】把盆栽天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是通过呼吸作用消耗掉原有的有机物（淀粉），这样实验中用碘液检验到的淀粉才是叶片在实验过程中制造的，A项错误；用黑纸片将叶片的一部分从上下两面遮盖起来的目的是设置对照，B项正确：滴加碘液后发现，叶片未遮光部分变为蓝色，说明光合作用产生了淀粉，不是蛋白质，C项错误；遮光部分不能进行光合作用制造淀粉，因此滴加碘液不变蓝色，未遮光部分接受光照，能进行光合作用制造淀粉，滴加碘液变蓝色，因此该实验能证明光合作用需要光，D项错误。故选择B选项。2．淀粉是光合作用的产物（重点）通过“绿叶在光下制造有机物”的实验可以看出，叶片的见光部分遇到碘液后变成了蓝色。遇碘变蓝是淀粉的特性，这说明叶片的见光部分产生了淀粉，进而说明淀粉是光合作用的产物。提示绿色植物通过光合作用制造的有机物主要是淀粉等糖类，一部分糖类在植物体内还会转变为蛋白质、脂肪等其他有机物。3．光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件（重点）“绿叶在光下制造有机物”的实验中，叶片遮光部分和见光部分形成了一组对照实验。实验的结果是叶片的见光部分产生了淀粉，遮光部分（被黑纸片遮盖的部分）没有产生淀粉，说明光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。4．叶片是绿色植物制造有机物的主要器官（重点）科学实验证明，凡是植物的绿色部分，只要细胞中含有叶绿体，就能进行光合作用制造有机物。与植物体的其他部位相比，叶片的数量多，叶肉细胞中含有大量的叶绿体，因此，叶片是绿色植物制造有机物的主要器官。叶绿体因含有叶绿素而使植物的叶片呈现绿色。拓展植物通过叶片进行光合作用制造的淀粉（有机物）可以通过筛管运送到各个器官。不同的植物储存有机物的器官不同，有的储存在果实中，如小麦、玉米；有的储存在茎中，如马铃薯；有的储存在根中，如甘薯。5．光合作用的含义（重点）光合作用是指绿色植物通过叶绿素捕获太阳光，利用光提供的能量，在叶绿体中合成淀粉等有机物，并且把光能转变为化学能，储存在有机物中的过程。植物的光合作用是在叶绿体中进行的，叶绿体既是生产有机物的“车间”，也是将光能转变为化学能的“能量转换器”。例3如图所示，选择经暗处理后的银边天竺葵的一片叶，用黑纸片从叶片的上下两面遮盖起来，然后放在阳光下照射几小时，之后取下叶片，经脱色、漂洗、滴加碘液处理。图中甲为银边天竺葵叶片的银边部分，乙为叶片遮光部分，丙为叶片未遮光部分。请回答：（1）甲处的变化是________，原因是__________。（2）乙处的变化是________，原因是__________。（3）丙处的变化是________，原因是__________。【答案】（1）不变蓝色无叶绿体（2）不变蓝色无阳光照射（3）变蓝色光合作用产生了淀粉【解析】本题主要考查两个知识点：一是绿色开花植物光合作用只有在含有叶绿体的细胞中才能进行，甲处是天竺葵的银边部分，没有叶绿体，故不能进行光合作用，不会产生淀粉；二是光是光合作用必不可少的条件，乙处无阳光照射，也不能进行光合作用，只有丙处既有叶绿体，又有阳光照射，所以能进行光合作用产生淀粉。知识点二有机物用来构建植物体植物体的组成成分除了水和少量的无机盐外，主要是有机物。光合作用制造的有机物经筛管运输到植物体各处的细胞，为细胞的生命活动提供能量，并参与构建植物细胞，进而构成各种组织、器官，直至整个植物体。1．从细胞水平来看植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素，纤维素是一种多糖，属于有机物。细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，两者均是有机物。细胞核中的遗传物质DNA也是有机物。总之，组成植物细胞的各种成分中，除了水和无机盐外，主要是有机物。2．从器官水平来看构成果实、种子的成分中，除水和无机盐外，其余的都是有机物，包括糖类、蛋白质、脂肪等，如苹果、梨等果实含有丰富的糖类，黄豆和花生的种子中富含蛋白质和脂肪，芝麻和向日葵的种子中含有较多的脂肪。另外，有些植物的根、茎中也含有大量的有机物，如甘薯的根、莲藕的茎及马铃薯的块状茎中含有丰富的淀粉。3．从个体水平来看构成植物体干重的绝大部分物质是有机物，只有极少部分是无机盐。4．有机物影响植物的生长在我国北方，到了冬季，大部分植物的叶子已经脱落，这样，光合作用就基本停止了。虽然有的植物冬季未落叶，但由于温度较低等因素，光合作用也非常弱。由于植物生长所需要的物质是光合作用的直接或间接产物，所以到了冬季，有机物的减少，使植物长得很慢甚至停止生长。待到春回大地，风和日丽，随着气温的回升，植物生长出大量的叶，光合作用日渐旺盛，生产的有机物不断增多，草木生长加快，生物圈到处生机盎然。例4（2014•黑龙江大庆）马铃薯、玉米中含有丰富的淀粉，植物体内的有机物是通过什么过程获得的？（）A．呼吸作用B．光合作用C．吸收作用D．蒸腾作用【答案】B【解析】植物叶的叶肉细胞内含有叶绿体，在光下能进行光合作用制造淀粉，再经筛管运输到其他器官内储存起来。故选择B选项。知识点三绿色植物制造的有机物养育了生物圈中的其他生物1．绿色植物制造的有机物供自身利用绿色植物的生活离不开有机物，作为生态系统中的生产者，绿色植物通过光合作用制造的有机物，一部分满足自身生长、发育、繁殖的需要，另一部分在体内储存起来。2．绿色植物制造的有机物为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源生物圈中其他生物的食物直接或间接来自植物，如植食动物直接以植物为食，肉食动物以植食动物为食，杂食动物则兼而食之，人类属于杂食动物，人的食物也是直接或间接地来自植物。可以说，绿色植物既给其他生物提供了构建自身的材料，也给其他生物提供了生命活动的能量。总之，绿色植物作为生物圈中的生产者，它们制造的有机物，通过食物链、食物网，养育了生物圈中的其他生物。典型例题剖析题型一绿叶在光下制造有机物例1（2014•浙江金华）下列关于“植物在光照下制造淀粉实验”的描述，不正确的是（）A．把天竺葵放在黑暗处一昼夜，目的是运走、耗尽叶片内的淀粉B．天竺葵在光照下既能进行光合作用又能进行呼吸作用C．将叶片放在酒精中隔水加热的原因之一是避免酒精温度过高引起燃烧D．叶片经脱落、清洗、滴加碘液、再清洗，遮光部分显蓝色【答案】D【解析】光合作用必须在光下