设计一个实验，检验二氧化碳是否真的是光合作用的原料

某学生为了证明植物呼吸放出二氧化碳，设计了如图的实验装置，其中绿色植物生长旺盛。将装置在黑暗中放置了24小时后观察结果。试分析： (1)该装置放在黑暗中的作用是_____________；该实验除必须在黑暗中完成外，还应注意_____________________________。 (2)在实验中，有同学提出，需要同时进行另一组其他条件相同但不放植物的实验。你认为有没有意义？简述原因。 _______________________________________________________。 【解析】本题主要测试学生的理解能力、设计和完成实验的能力，其知识载体为光合作用、呼吸作用。植物的光合作用吸收二氧化碳，放出氧气，而植物的呼吸作用是吸收氧气，放出二氧化碳。 【答案】(1)让植物只进行呼吸作用①烧杯口及植物茎周围、两块夹板之间要用凡士林密封；②不能见光，否则植物会通过光合作用吸收二氧化碳(2)有意义。因为该实验需要设立对照实验，即有植物的烧杯内的石灰水因吸收植物放出的二氧化碳而变浑浊，而对照实验中的石灰水不变浑浊。

为证实“二氧化碳是光合作用合成有机物必须的原料”，某同学制定了下列实验方案：⑴ 实验目的（略）

⑵ 实验材料和用具（略）

⑶ 实验方法和步骤

① 用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。

② 将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有绿色安全灯。

③ 饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。

④ 取一片叶，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，是叶绿素溶于酒精中。

⑤ 将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘-碘化钾溶液，检测有无淀粉的特异颜色反映出现。

对照组：一样的方法不过把NaOH换成水

⑴ 实验目的:二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料

⑵ 实验材料和用具:两盆生长健壮的天竺葵，玻璃板，烧杯,凡士林，NaOH溶液，酒精，NaHCO3溶液,碘-碘化钾溶液

⑶ 实验方法和步骤

① 将两盆生长健壮的天竺葵放在暗室中饥饿处理，消耗掉叶片内贮藏的有机物。（暗室内装有绿色安全灯）。

② 饥饿一定时间后，在暗室中将两盆生长健壮的天竺葵放在玻璃板上，在天竺葵一侧放上盛有NaOH溶液或NaHCO3溶液的小烧杯，分别用一适当大小的玻璃罩罩住，用凡士林密封，使之不漏气。标为A，B两个实验组。

③从暗室中取出A，B两个实验组，照光若干小时。

④ 取A，B两个实验组天竺葵一片叶，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，使叶绿素溶于酒精中。

⑤ 将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘-碘化钾溶液检测有无淀粉的特异颜色反应出现。

（4）实验现象:A实验组天竺葵叶遇碘-碘化钾溶不变蓝，B实验组天竺葵叶遇碘-碘化钾溶变蓝

（5）实验结论：二氧化碳是光合作用合成有机物必需的原料

示范教案一（绿色植物与生物圈中的碳—氧平衡1课时）

第五章 绿色植物与生物圈的碳—氧平衡

●教学目标

认知目标

1.归纳出光合作用的概念。举例说明光合作用在农业生产上的应用。

2.认识绿色植物在维持碳—氧平衡方面的重要作用。

能力目标

运用实验法独立设计并完成本章的探究活动。

情感目标

培养不断探究新知识的精神及同学间的合作精神，养成实事求是的科学态度。

●教学重点

1.进一步探究光合作用的实质。

2.认识绿色植物在维持碳—氧平衡方面的重要作用。

●教学难点

设计检验二氧化碳是否真的是光合作用的原料的实验。

●教学方法

观察、讨论、实验探究法。

●教具准备

1.自制CAI光合作用课件及光合作用与呼吸作用在生物圈中维持碳—氧平衡课件。

2.实验材料用具准备：（1）按演示实验一装置提前两三天（或一周）准备，并每日放在阳光充足的地方，以收集足够的氧气，便于上课使用。

（2）另准备一套和实验一装置完全相同的材料用具，便于上课演示操作步骤及注意事项。

●课时安排

2课时

●教学过程

第一课时

〔导入新课〕

地球上凡是生物都要呼吸，而凡呼吸，必消耗氧，产生二氧化碳。尤其是现在随着工业的发展和能源的开发利用，大量的燃料的燃烧也会消耗大量的氧，排出大量的二氧化碳。可我们为什么还没有感觉到缺氧呢？氧从何来？二氧化碳哪去了？大自然是怎样调节氧和二氧化碳的平衡的？要想破解这个谜，还需要我们进一步了解植物的光合作用。通过引言，创设问题情景，激发学生的求知欲和探究问题的积极性。

〔讲授新课〕

一、光合作用还产生氧气

师：在第四章中，我们已经知道了绿色植物通过光合作用可以制造有机物——淀粉，那么，绿色植物光合作用的产物只是有机物吗？还有没有其他成分，是什么成分？今天我们继续通过实验来探讨一下。

教师按演示实验操作，并要求学生注意观察实验装置里的金鱼藻，看它在阳光下是否放出了气泡。

生：仔细观察实验，并描述实验现象。

学生1：看到漏斗中的金鱼藻中有一个一个的小气泡产生。

学生2：看到漏斗中有气泡向试管中移动。

师：那么金鱼藻产生的小气泡是什么成分呢？下边大家接着看实验。

教师取出事先准备好的集有氧气和二氧化碳的两个瓶子，并告诉学生甲瓶为氧气，乙瓶为二氧化碳，然后将快要熄灭的卫生香分别伸入甲、乙两瓶中，让学生观察现象并描述。

生：甲瓶中卫生香复燃，乙瓶中卫生香熄灭。

师：再将罩在金鱼藻上的集有大约1/2以上气体的试管取出来，迅速将快要熄灭的卫生香伸进管中，并要求学生注意观察卫生香的燃烧情况并与甲、乙两瓶中的燃烧情况进行对照比较，并预测金鱼藻在光下通过光合作用可能放出什么气体？

生：卫生香能复燃；与甲瓶中燃烧情况相同，所以金鱼藻在光下通过光合作用放出了氧气。

师：很好。通过实验我们可以得出结论：金鱼藻在光下能够产生氧气，可见，绿色植物进行光合作用的产物除了有机物外，还有氧气。

二、光合作用利用二氧化碳作为原料

师：俗话说：巧妇难为无米之炊。即任何事物都不会凭空产生，也就是说，绿色植物通过光合作用可以产生有机物及氧气，而这有机物和氧气是由什么转化来的呢？下边请大家看大屏幕。

教师展示普利斯特利的著名实验课件：

画面1：单击出现：一个密闭的玻璃罩内放有一支点燃的蜡烛，单击，蜡烛逐渐熄灭。单击出现问题1：蜡烛为什么会熄灭？

生：因为密闭的玻璃罩内缺氧。

画面2：单击出现一个密闭的玻璃罩内放有一个小白鼠，单击小白鼠渐渐死去。单击出现问题2：小白鼠为什么会死去？

生：缺氧。

画面3：单击出现一个密闭的玻璃罩内放有一盆植物和一支点燃的蜡烛，单击蜡烛不熄灭，植物也能长时间活着。单击出现问题3：蜡烛为什么不熄灭？其燃烧时所需的氧气从哪来？植物为什么也能很好地生长？

生：因为绿色植物光合作用放出了氧气。蜡烛燃烧时要产生二氧化碳，可能为植物所利用。

画面4：单击出现一个密闭的玻璃罩内放有一盆植物和一只小白鼠，小白鼠不死亡，植物也生长良好。单击出现问题4：为什么二者放在一起时，却都能正常地活着，它们之间有什么关系？

生：植物通过光合作用放出的氧可满足小白鼠呼吸作用所需要，而小白鼠呼吸作用产生的二氧化碳可能也满足了绿色植物的需要。

师：很好，那么大家再考虑一个问题：普利斯特利的实验是否总能成功？此实验成功的条件是什么？在普利斯特利之后，也有一些科学家重复了他的实验，但有的并未成功，请你帮他们找找失败的原因。

生：因为绿色植物必须在光下才能进行光合作用，所以此实验成功的条件是必须有光。

师：对，分析得很好，所以每一位科学家做每一项实验都必须有严谨的科学态度和严密的思维。下边我们来总结一下，普利斯特利的实验能得出什么结论？

生：植物能更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。同时蜡烛燃烧或动物呼吸排出的二氧化碳又是绿色植物光合作用的原料。

三、探究实验：二氧化碳是光合作用所必需的原料吗？

师：那么二氧化碳真的是绿色植物光合作用所必需的吗？你能否设计一个实验，来验证一下二氧化碳确实是光合作用所必需的，下面大家自己动手设计一下实验，也可以前后左右互相讨论讨论，实验材料及提示，大家可参考P129探究实验。写出实验设计方案并做到以下三点：①写出所选用的主要实验材料的原因。②写出所选用的实验仪器设备在实验中的作用。③写出每个实验步骤可以说明什么问题

将两盆相同的植物各罩在一个玻璃罩子中，其中一个放入1只小白鼠，另一个抽成真空，比较两者的实验现象，即可发现抽成真空的罩内植物枯黄，没有抽成真空的罩内，小白鼠可正常生存，植物健康生长！

、实验材料：氢氧化钠溶液、两盆盆栽的天竺葵（或蚕豆）、酒精、碘酒、两个小烧杯、两个大烧杯、两个培养皿、两个酒精灯、两个三角铁、两个石棉网、镊子、火柴、清水、两个玻璃罩。2、实验步骤：1、将两盆盆栽的天竺葵放到黑暗处一昼夜。2、两盆盆栽的天竺葵分别用玻璃罩罩起来，把一个罩子中放入氢氧化钠溶液，都放在阳光处。3、几小时以后，分别摘下两盆盆栽的天竺葵的叶子。4、把叶片分别放入盛有酒精的两个小烧杯中，隔水加热，使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色。5、用清水漂洗叶片，再把两片叶片分别放到培养皿里，向叶片滴加碘液。6、稍停片刻，用清水冲掉碘液。

由于光合作用

要在有阳光下进行实验

将植物用通明塑料袋真空密封，通入CO2

过一会袋子上出现水珠，是由于植物中的葡萄糖等物与CO2

进行了反应---光合反应而产生了O2与H2O

两盆相同植物,其他条件完全一样,一盆放在无CO2环境下,另一盆放在正常环境下.过两个星期对比,发现放在无CO2环境下的植物叶子枯黄.得证

实验必须是检验二氧化碳是否真的是光合作用的原料

① 用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。

② 将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。暗室内装有绿色安全灯。

③ 饥饿一定时间后，自暗室中取出，照光若干小时，使其充分进行光合作用。

④ 取一片叶，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，是叶绿素溶于酒精中。

⑤ 将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘-碘化钾溶液，检测有无淀粉的特异颜色反映出现。

对照组：一样的方法不过把NaOH换成水