时间：2023-05-30 10:35:14
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇植物光合作用，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：光合作用；检测；高中生物；方法
高中生物中关于植物光合作用的知识点主要分布在普通高中课程标准试验教科书《生物》必修一第五章“能源之源――光与光合作用”对光合作用的探究历程做了大致的介绍，并具体介绍了几种验证光合作用产物的方法。然而笔者总结了历年的高考试题以后发现，关于检测植物光合作用的方法考查方法，笔者经过整理以后将几种常用的定性和定量的验证光合作用的方法汇集在一起进行了总结。
一、“半叶法”
“半叶法”在高中教材《生物》必修一第五章“能源之源――光与光合作用”中就有提到。这个方法最早出现在初中生物教材中，用于定性地检测光合作用的产物。高中阶段对检测植物光合作用的相关知识点进行了进一步的考查，并对该实验进行了改进，具体改进方法是：（1）方法上直接用碘蒸气处理叶片，观察叶片颜色的变化；（2）用银边天竺葵代替天竺葵，进行如上实验，主要探究植物进行光合作用的条件――光合色素和光照。（3）该实验设计中对照组和实验组的判断：曝光部分为对照组，遮光部分为实验组。由此进行植物光合作用及相关条件的检测。
二、“同位素标记法”
20世纪30年代美国科学家鲁宾卡门采用同位素标记法研究了光合作用。第一组相植物提供H218O和CO2，释放的是18O2；第二组提供H2O和C18O，释放的是O2。光合作用释放的氧全部来自来水。这种方法在高中教材中用途颇广，例如，探究分泌蛋白的合成及分泌过程、探究噬菌体的遗传物质、探究DNA半保留复制的方式等。此法的关键之处是用具有放射性的同位素替代原物质中的某种元素，通过对放射性物质的检测大致推测该物质的行径。
卡尔文正是利用该方法验证了光合作用中各种物质转化规律。高中阶段所考查的内容比较简单，经常考查的知识点大概有以下几个：（1）探究光合作用中O2的来源。该探究过程中需设计两组实验：第一组用18O标记H2O，CO2用正常的16O；第二组用18O标记CO2，H2O则用正常的16O。通过收集到的O2是否具有放射性初步推测其来源。通过该方法验证了光合作用产生的O2来源于H2O。（2）探究光合作用中CO2的去向。该实验用14C标记CO2，通过对放射性物质的检测，探明了CO2中C的转化途径：CO2C3（CH2O）。
高中阶段常用的放射性元素及其标记的物质除了上述两种外，还有用32P标记DNA和35S标记蛋白质验证遗传物质、用3H标记氨基酸探究蛋白质的合成及分泌过程、15N标记DNA验证半保留复制等。
三、“黑白瓶法”
【关键词】植物；光合作用；产物
光合作用和其他生理过程一样，受到一系列内外因素的影响，植物的种类，植株的年龄和器官以及植物体内叶绿素的含量等都对光合作用有影响，在相同条件下，不同植物光合速率不同是由植物本身的遗传特性决定的，同一品种植物的光合速率主要受光照、CO2浓度、温度、水分和矿质营养等环境因素的影响，下面简述外界因素对光合作用的影响。
1.光照强度
光是光合作用的能源，没有光，光合作用就无法进行。光合强度与光照强度有密切的关系。
常用的光照强度单位为lx（勒克斯）。实际的光照强度，可用照度汁直接测量出来。夏季晴天中午，露地的光照强度约为35.28×105lx，冬季晴天露地光照强度约为88.1×104lx，而阴雨天仅及晴天光照的1/5―1/4。一般植物在很弱的光照下，便能进行光合作用。光愈弱，光合作用也愈弱，如果光照强度增大，光合作用也就增强。但是光照强度达到一定程度时，光照强度再加强，光合作用并不再随之增高，这时的光照强度称为光饱和点。在达到光饱和点以后，如果再继续增加光照强度，有些植物的光合作用将会下降。这是由于强光引起光合色素和重要的酶类钝化，同时强光往往导致高温，易造成水分亏缺、气孔关闭和CO2供应不足等。根据植物对光强度的需要不同，可以将植物分为两类：阳性植物（如月季、扶桑、白兰、唐菖蒲等）的光饱和点接近于全部光照强度的一半；耐阴植物（如茶花、杜鹃、万年青、兰花等）在全部光强的l/10，即能正常地进行光合作用，光照强度过高时，反而导致光合作用减弱。在两类之间还有一些中间类型的植物（如萱草、天门冬、红枫、含笑、苏铁等），它们在遮阴和全部日照下都能进行正常的光合作用。
植物在进行光合作用时，还在进行呼吸作用。当光照强度较高时，植物的光合强度往往要比吸收强度高若干倍；当光照强度下降，光合强度也下降，光强度降到一定程度时，光合作用吸收的CO2与呼吸作用放出的CO2相等，这时的光照强度称为光补偿点。阳性植物的光补偿点比耐阴植物高，通常阳性植物在全部光强的3%～5%时达到光补偿点；而耐阴植物的光补偿点则不超过全部光强的1%。植物在光补偿点时不能积累干物质，而且夜间还要消耗干物质，这对植物的生活是很不利的。因此，植物所需的最低光照强度，必须高于光补偿点。
光饱和点和光补偿点代表植物的叶片对强光和弱光的利用能力，可用来衡量植物的需光量。因此，光饱和点和光补偿点的确定对于栽培植物有重要作用，特别是光补偿点可作为园林植物配置、树木修剪的根据。栽培在温室中的植物，通过维持一个最适的温度条件，补偿点的位置可以适当降低，这对于有效地利用较弱的光照维持正常光合作用具有重要意义。
2.CO2的浓度
C02是光合作用的主要原料，其含量直接影响到光合作用的进行。大多数植物，当空气中的CO2含量低于60×10-6ppm时，光合作用则显著降低，甚至完全停止，这一CO2浓度称为CO2补偿点。提高CO2浓度，在一定范围内能够提高光合强度。一般情况下，光合作用的最适CO2浓度约为0.1%，而空气中的CO2含量通常为0.02%一0.03%左右，所以，如果能适当地增加空气中CO2浓度，光合作用便能显著增加。目前国外的温室及塑料薄膜棚室已大面积应用CO2施肥的方法增加空气CO2含量。国内也有不少单位在进行试验。一般在育苗和生长旺盛期进行CO2施肥效果较好。在试验条件下，CO2施肥一般用于冰，它是一种低温固态的CO2，在常温下升华为气态。用干冰时要注意人体不要直接接触，以免发生低温伤害。也可用强酸和碳酸盐反应，使其产生CO2，但要注意强酸不可太浓，以免发生有害气体。另外，可以结合糖化饲料发酵，或用水缸盛厩肥发酵，不时搅拌，即可达到增加室内CO2浓度的目的。
在室外条件下，目前施用CO2肥料还有相当大的困难，主要是依靠风引起空气流动，使CO2的空气接近叶面，以保证光合作用的正常进行。另外可施用碳酸盐肥料和有机肥，来增加土壤的CO2含量。施用有机肥料可提高土壤中的腐殖质，增加土壤中微生物的数量并改变土壤微生物的群落，这样也可达到CO2施肥的目的。土壤中的CO2一部分扩散到空气中为植物的叶子所吸收，另一部分则直接被根所吸收。在通常情况下，空气中CO2含量过高对光合作用也是不利的，当浓度超过1%时，将引起原生质中毒、气孔关闭，从而抑制光合作用，但若同时增强光照强度时，则CO2的利用浓度就可以相对地提高。
3.温度
植物进行光合作用的温度范围很宽，通常温度对光合作用的影响和植物的起源有关。温带植物光合作用的最低温度为。0～5℃；在寒带地区生长的植物，最低可达-6～7℃；然而热带植物在4～8℃时光介作用被抑制。从温度的低限开始，光合强度随温度升高而加强，超过最适点后，光合作用便下降。一般来讲，植物可在10～35℃的范围进行正常的光合作用，最适点约为25～30℃。一般植物光合作用的最高温度为40～50℃，这时光合作用很微弱，其至停止，温度对于光合作用的影响，与光照强度和CO2浓度都有关系，在光强度较高和CO2浓度较大的条件下，光合作用的最适温度也随之提高。在光强度低和CO浓度小时，提高湿度反而对植物生长不利。因此，冬天在温室栽培植物和温床育苗时，在夜间和光线不足的阴雨天，应该适当降低室内温度。
4.水分和矿质元素
水分是光合作用的原料，但植物所吸收的水分，用于光合作用的不到1%，而很大部分水分用于其他的生理过程和通过蒸腾作用而散失掉了。因此，水分对于光合作用的影响并不是直接的，水分主要是影响其他的各种生理活动，从而间接地影响光合作用的进行。当植物的水分代谢被破坏时，叶子含水量减少，而引起气孔的闭合，阻止了CO2进入叶内，使光合作用降低。
植物生命活动所必需的十几种矿质元素，对光合作用也有直接或间接的影响。如镁和氮是叶绿素的组成元素，铁和锰参与叶绿素的形成过程，硼、钾、磷等能促进有机物的输导和转化。因此，合理施肥对保证光合作用的顺利进行，是非常重要的。
上述因素对光合作用的影响并不是孤立的，而是互相依存、互相制约的，对光合作用发生着错综复杂的综合影响。我们了解影响光合作用的因素后，在园林植物的栽培管理上，就应综合考虑各种因素的相互关系和综合影响，创造植物生长的适宜环境，来提高植物对光能的利用率和光合效率。
参考文献
人教版《生物》初一上册教材安排了“呼吸作用产生二氧化碳”、“植物光合作用产生氧气”的演示实验。教材中介绍的“呼吸作用产生二氧化碳”实验装置(如图1)，在实际的实验教学中存在着很多不足：
实验装置使用的器材太多，组装连接比较麻烦。教师上课时不仅要准备广口瓶、橡皮塞、漏斗、玻璃导管、橡胶管、烧杯、试管、清石灰水、止水夹、棉花等实验材料，还需组装调试才能开始实验。这不仅耽误了学生的宝贵上课时间，也增加了教师的工作量。
使用该装置进行实验采用的是灌水排气法，从漏斗灌入清水，从而将产生的二氧化碳气体排出，操作复杂。二氧化碳气体不能彻底排干净，一部分气体会从漏斗口泄漏，实验现象不明显。
“植物光合作用产生氧气”实验使用的是金鱼藻，做这个实验的时间一般在11月底至12月初，正值严冬，北方地区很难找到这种材料。
教材中没有设计光合作用强弱的探究实验。
针对以上不足，笔者对这两个实验的装置和实验方法进行了改进与创新。
改进点
改进后的“呼吸作用产生二氧化碳”实验装置如图2所示，材料简单，只使用了透明塑料瓶、胶塞、玻璃管、乳胶管、两个塑料水封管等五种材料，使用简单，几秒之内就可组装好。上课时只需带上这套简单的装置，不需做其他准备。
改进了排气方法。改进后的实验装置盛装种子的容器为软塑料瓶，只需轻轻挤压瓶身，瓶中的二氧化碳就会排出，加大挤压强度，可将瓶中的气体尽可能地排出。
增强了实验的密闭性。使用两个塑料水封管保证了实验中的密闭性。“呼吸作用产生二氧化碳”实验中，在水封管中加清石灰水，挤压瓶身时，因排出二氧化碳，水封管里的石灰水会变浑浊，现象非常明显。
改进了“植物光合作用产生氧气”的实验材料，将金鱼藻改为我们这里最常见的盆栽植物吊兰。吊兰适应能力强，种植广泛，浸在水中极易生根、存活，材料易得，不受季节限制，实验后还可以继续移栽生长。
将图2实验装置稍加改进，即可完成“植物光合作用强弱的探究实验”，如图3。在水封管里插入毛细管，根据从毛细管冒气泡的个数来探究光合作用的强弱。
图2实验装置也可用于光合作用和呼吸作用的对比实验。在同样的两个装置中装入吊兰小植株，分别放置在光照和黑暗两个环境里，通过对比实验，能让学生更直观地认识到光合作用和呼吸作用的区别与联系。
改进后的实验装置材料易得，装置简单，既可作为教师演示实验，又可作为学生探究实验。
实验方法
“呼吸作用产生二氧化碳”实验
检验实验装置的密闭性，实验装置如图2；
在两个相同的塑料瓶中分别放入等量的发芽种子和炒熟种子，塞紧胶塞，连接好水封管；
在水封管1中加入3毫升清石灰水；
挤压塑料瓶身，排出的气体使水封管里的清石灰水变浑浊，说明呼吸作用产生了二氧化碳。
“植物光合作用产生氧气”实验
在塑料瓶里装一些清水，再放入一些小吊兰植株，实验装置如图3；
1.说明绿色植物在光下能够释放氧气。（重点）
2.说明二氧化碳和水是绿色植物进行光合作用的原料。（重点）
3.能列出绿色植物光合作用基本过程的公式。
二、教学重点与难点
难点：光合作用释放出氧气的实验操作。
重点：阐明光合作用需要二氧化碳和水。
三、情感目标
1.在实验过程中培养学生的动手、动脑能力，提高生物素质。
2.培养学生更加关爱大自然、关爱绿色植物。
四、教学准备
1.把一盆天竺葵植株提前一昼夜放到黑暗处。
2.准备分组实验必需的器材：1000毫升大烧杯、短颈漏斗、试管、培养皿等。
3.金鱼藻。
4.化学试剂氢氧化钾溶液。
五、教学过程
1.导入新课
大家还记得普利斯特莱实验吗？他的“老鼠―钟罩―植物实验”给我们研究光合作用带来很多启发。（大家来看一组图）如果移走图中的植物，结果如何？说明了什么？老鼠死亡，蜡烛熄灭，说明植物会放出氧气。我们知道氧气是无色无味，看不见摸不着的，怎么证明植物光合作用产生了氧气呢？今天我们就来学习植物光合作用实质的第二课时，本节课我们将用实验来证明光合作用产生了氧气，以及光合作用需要的原料是什么，最后相信同学们一定能自己总结出光合作用过程的公式。
（设计思想：从学生已有的知识入手，很快让学生明白学习目标和内容，调动起学习兴趣。）
2.学习新课
活动一：实验绿叶在光下产生氧气
首先我们用实验来证明植物光合作用的另一个产物是氧气。老师教你点小知识：氧气不易溶于水，有助燃性，能使带火星的木条复燃。
根据这个特点，小明设计了一个实验探究金鱼藻在光下能否产生氧气。请将实验的正确步骤用字母表示出来：
A.把装置移到光下。
B.把带火星的木条试管。
C.把金鱼藻放在烧杯里，再用漏斗和试管依次反扣。
D.将搜集到一定量的气体的试管取出。
该实验的正确顺序是什么？请排序。
[演示]老师动手摆装置。
强调一些操作步骤，比如：如何放置试管和取出试管，学生分组动手操作。
思考题：
（1）试管里为什么要装满水？
（2）放在阳光下，现象是什么？
（3）如何取出试管？
（4）如何验证是氧气？
用带火星的木条验证，学生看到火星变火苗，现象明显。
[讲述]小资料分析，地球上的氧气，按照正常消耗速度，三千年就没有了，可是为什么氧气还没有用完？
（设计思想：通过自学，观察演示，再让学生自己动手做，使学生明白操作要领，由实验现象得出结论，印象深刻。最后通过一个小资料进行适当情感教育，使学生明白植物的重要性。）
活动二：实验绿叶在光下吸收二氧化碳
[提问]绿叶好比一个加工厂，通过光合作用制造出淀粉和氧气，那么这个工厂的原料是什么呢？
再来看看普利斯特莱实验给我们的启发，没有了蜡烛和老鼠，为什么植物死了？说明光合作用需要二氧化碳。
请自学书上102页的实验装置和过程，回答3个问题：
（1）A、B两个烧瓶中分别装了什么液体？B瓶中液体有什么作用？
（2）为何要设置两套装置？
（3）为何用棉花塞在瓶口？
如何证明A、B两个叶子进行了光合作用？脱色―漂洗―染色后观察操作实验，同时请同学思考几个问题：
（1）装置暗处理的目的是什么？
（2）酒精脱色目的是什么？
（3）加碘液染色是为了检验什么？
（4）实验现象是什么？
[小结]二氧化碳是绿色植物进行光合作用制造淀粉的原料。
出示光合作用和二氧化碳浓度关系曲线图，总结二氧化碳被称为空中肥料，对于增产功不可没！
活动三：光合作用还需要水
出示实验过程图片（暗处理―切断主叶脉―脱色―染色），看现象，分析结果
总结：水也是光合作用制造淀粉的原料。
[提问总结]你能用公式的形式表示光合作用的基本过程吗？
二氧化碳+水氧气+有机物
课堂总结：科学研究方法很多，有调查、探究等，但是，动手做实验是最直观的，同时我们今天也意识到了实验操作规范是多么重要，它是顺利呈现实验结果的保证，希望大家今天有所收获！
评价升华：完成课本103～104页的自我评价和思维拓展。
六、板书设计
光合作用过程方程式：
二氧化碳+水有机物（储存能量）+氧气
七、教学反思
新课程提出教学要面向全体学生，提高学生的生物科学素养，倡导探究性学习，因此设计之初，一定要体现学生为主体，能让学生动手的一定要分组动手，不能分组的也要积极主动思考实验的要点和过程，让学生真正读懂书本，理解实验，促进学生各种能力的培养。我设计的总体思路是：抛出问题或从已有知识中提出看似简单的问题，引导学生产生疑问。比如：用学过的普利斯特莱实验引出光合作用的产物有氧气吗？怎么验证它的存在？又接着引出光合作用是否需要二氧化碳等一系列问题，让学生可以动手做实验探究，也可以讨论已有的实验，自己总结出结论，顺利得出光合作用的过程方程式，给学生充分的展示空间和时间，让学生真正成为学习的主体。
这节课的第二个光合作用需要二氧化碳的实验，难度较大，因为实验装置较难设计，如果不做实验，只是看动画或者看图，直接告诉孩子实验结果，学生理解不深，知识点记忆不牢，所有动画和视频就是过眼云烟，自主学习就是空话了！于是，备课组老师们积极动脑筋，还是给学生展现了实验结果，教学效果显而易见。我最深的体会就是生物教学中，能让学生自主探究的实验一定要动手做，生物课的真正乐趣就在于此，学生在做中学，做中思，通过做而得到的知识点比我们给他们灌输几遍都有用，记忆也会更深刻！另外，实验教学中的规范操作教师首先自己要过关，不做永远不知道操作要领是什么，所以，动手对学生来说很重要，对老师来说同样重要！
本节课上完，学生对光合作用过程的理解更加透彻深刻，很
【关键词】绿色植物 光合作用 呼吸作用 淀粉 葡萄糖
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）03-0170-01
本文光合作用与呼吸作用不是简单的逆运算，除了反应的场所、时间、过程、能量变化各处不同以外，两处有机物也是不同的。在讲述光合作用与呼吸作用是绿色植物的两个重要的植物生理作用时，对“有机物”的描述要准确，不能模糊不清，也不能太笼统。这样，对于中学生而言，这两个非常重要的生命现象的学习和理解是很有意义，也是很必要的。
一、绿色植物的光合作用
1.光合作用的定义及描述
绿色植物通过叶绿体 ，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧的过程 。
2.光合作用的简式表示
二氧化碳 + 水────有机物 + 氧 + 能量
3.对“有机物”的分析
此处有机物主要是糖类，包括单糖（葡萄糖和果糖），二塘（蔗糖）和多糖（淀粉），其中淀粉和蔗糖最为普遍。不同植物的光合作用产物是不同的，大多属植物的光合作用产物是淀粉 ；有些植物的光合作用则形成果糖而缩合成多糖，如菊芋、大丽花等根中的菊根粉；在许多单子叶植物特别是洋葱、蒜等百合科植物中，光合作用的产物是葡萄糖和蔗糖。
长期以来，糖类被认为是光合作用的唯一产物，而脂肪、蛋白质等其他有机物则被认为是猪无利用糖类再度合成的。事实上，一部分氨基酸、脂肪和有机酸确实是植物体再度合成的，但也有一部分是光合作用的直接产物。
4.对光合作用中合成的“有机物”的小结
〔1〕光合作用合成的有机物主要是糖类，而植物体的种子、果实中储存的有机物，或者人类和动物的植实性食物则主要是糖类中的淀粉。所以，糖类中主要指淀粉。
〔2〕光合作用合成的有机物还可能是脂肪、氨基酸、有机酸等其他有机物。
二、绿色植物的呼吸作用
1.呼吸作用的定义描述
绿色植物在细胞的线粒体中，将有机物分解成二氧化碳和水，并将储存在有机物中的能量释放出来，供生命活动需要。
2.呼吸作用的简式表示
有机物﹢氧────二氧化碳﹢水﹢能量
3.绿色植物的呼吸作用
绿色植物的呼吸作用包括暗呼吸和光呼吸，其中，暗呼吸又分为有氧呼吸和无氧呼吸。
〔1〕有氧呼吸。指细胞在氧的参与下，通过酶的催化作用，把糖类等有机物彻 底氧化分解，产生出二氧化碳和水，同时释放出能量的过程。是植物和高等动物呼吸作用的主要形式，因此一般说的呼吸是指有氧呼吸。细胞有氧呼吸的主要场所是线粒体。一般来说，葡萄糖是细胞进行有氧呼吸最常利用的物质。
〔2〕无氧呼吸。一般是在无氧条件下通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。这过程对高等植物、高等动物和人而言，称为无氧呼吸。如果用于微生物，则称为发酵。
〔3〕光呼吸。是所有光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。
4.对有机物的分析
〔1〕绿色植物正常呼吸的有机物〔原料〕是葡萄糖。通过一系列转化，最终生成二氧化碳﹑水，并释放出能量，供生命活动的需要。
〔2〕绿色植物在阳光照射下进行光合作用的同时所进行的呼吸作用，称其为光呼吸作用，光呼吸作用所需的原料是光合作用的中间产物为乙醇酸的有机酸。
〔3〕在无光条件下，呼吸作用的原料是葡萄糖。
5.对绿色植物呼吸作用的小结
呼吸作用的主要有机物〔原料〕是葡萄糖，其次为乙醇酸等。
三、光合作用与呼吸作用的区别与联系
1.区别。绿色植物体光合作用与呼吸作用所用的场合﹑时间﹑过程完全不相同，它们是指物体两个独立的重要的生命活动。
简单列表如下：
2.联系。二者互为前提，互相依赖。对绿色植物的生命活动而言二者缺一不可，如无光合作用提供的有机物为原料，植物的呼吸作用也就无从谈起；若无呼吸作用提供的能量，植物体的光合作用则无动力，生命活动也就无法进行。但是，它们之间不是简单的逆转化，因为两处的有机物是完全不相同的。
四、总结
光合作用中的有机物主要是糖类中的淀粉。而呼吸作用的有机物则主要是葡萄糖。
参考文献：
[1]潘瑞炽，董愚得.《植物生理学》 高等教育出版社，2004
【关键词】 光合作用 高中生物
【中图分类号】 G633.91 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772（2013）10-103-01
一、“黑暗”条件的理解
凡是有光合作用、呼吸作用的曲线图的题目中，光照的有无或强弱也往往是形影不离的。当题目中出现黑暗条件（或光照强度为零）时，要培养学生们思维中立刻考虑到在这样的条件下什么生理活动会产生，以及为什么有的实验要在黑暗条件下进行。这种情况下有几个知识点要让学生们重点掌握：①植物光合作用和呼吸作用的生理过程中，光合作用必须要在有光的条件下才能进行，而呼吸作用有光无光都能进行；②光合作用的光反应也必须要有光的情况下才能进行，而暗反应有光无光都能进行（只要有足够的[H]和ATP）；③黑暗时植物会释放CO2，吸收O2，消耗体内的有机物。以上是有关“黑暗”条件下的几个重要知识点，必须在教学中向学生们渗透开来。
例题1. 下图表示一株生长迅速的植物在24小时内CO2的吸收量和释放量的变化示意图。请据图分析回答：
（1）在此24小时内，该植物CO2的吸收量与释放量相等的时间是_______.
（2）假如该植物在24小时内呼吸速度不变，则该植物每小时的呼吸作用释放CO2的量是______，每小时最高光合作用吸收CO2的量是______.
分析：这个题目中就包含了对于黑暗条件下的状况，解答该题的关键是抓住纵、横坐标上的几个关键点以及在横坐标上、下的曲线所围成的面积，理解了这些部分的含义，该题就很容易得出结论。
二、理解“零值”的含义
在分析曲线图时，十分关键的是要理解CO2吸收值为零值的生物学含义。CO2的吸收量为零值，这并不是表示此时不进行光合作用和呼吸作用，而是表示光合作用强度和呼吸作用强度相当，表现为环境中CO2的量没有发生变化。对“零值”的理解有以下几个方面需要让学生引起注意：①光照情况下，吸收CO2的量为零量，表示光合作用强度与呼吸作用强度相当，并不是说植物不进行光合作用和呼吸作用；②零值以下，表示光合作用强度同化作用。长时间为零或负值，植物不能正常生长；③零值以上，表示光合作用强度>呼吸作用强度，吸收CO2，释放O2，光合作用产物有积累，同化作用>异化作用，植物能正常生长。
例题2. 光合作用受光照强度、CO2浓度、温度等影响，图中4条曲线（a、b、c、d）为不同光照强度和不同CO2浓度下，马铃薯净光合速率随温度变化的曲线。a光照非常弱，CO2很少（远小于0.03%）；b适当遮荫（相当于全光照的1/25）CO2浓度为0.03%，c全光照（晴天不遮荫），CO2浓度为0.03%；d全光照，CO2浓度为1.22%。请据图回答：
（1）随着光照强度和CO2浓度的提高，植物光合作用（以净光合速率为指标）最适温度的变化趋势是______。
（2）当曲线b净光合速率降为零时，真光合速率是否为零？为什么？
分析：本题以实验为背景，对于“零值”这个条件有很好的体现，考查环境条件对光合作用的影响，净光合作用概念及其分析等。要正确解答必须理解曲线蕴含的知识内容，并且对相关含义加以比较，并能够准确揭示数字的变化、曲线的走向、关键点的生物学会义。曲线b净光合速率降为零时，这一点在横坐标上，此时真光合不可能为零，因为此时的呼吸作用仍在进行，吸吸速率不会为零，曲线中的这一点的生物学意义必须揭示出来，才能得出正确答案。
三、曲线“极限”点分析
植物进行光合作用时，光合作用强度随光照强度增强而增强，但光照强度增加到一定强度时，光合作用强度不再增加，即光合作用强度达到极限点。分析这个极限点要明确以下几个问题：①极限点表示当光照强度达到一定值时，光合作用强度最高，光照强度再增加，光合作用强度不再增加；②极限点以前，光合作用强度随光照强度增强而增强，此时，光合作用强度的主要限制因素是光照强度，影响的是光反应；③极限点以后，光合作用强度的主要限制因素不是光照强度，而是温度和环境中的CO2，主要影响的是暗光反应；④此极限点是判断光合作用强度曲线图像正误的关键。
例题3. 下图所示在不同温度条件下被测植物光合作用同化 二氧化碳量和呼吸作用释放二氧化碳量的曲线，据图回答：
（1）该实验条件下，植物体中有机物增加量最快的温度是______；
（2）该实验条件下，植物体中有机物开始减少的温度是______；
关键词：生物；光合作用；呼吸作用
光合作用与呼吸作用是教学重点，亦是教学难点，特别是光合作用与呼吸作用的综合题目，学生总是对“光合作用的量”“净光合作用的量”“释放量”“吸收量”“合成量”“积累量”等相关联的概念混淆不清。解决这一难题，笔者采取直观的图表法解析，精心设计教学方案，激发学生学习兴趣，充分调动学生积极性，通过讨论、探究等形式完成难点的突破，化教学“难”点为教学“亮”点。图表法的选用能够帮助学生系统完整地了解知识全貌，利用图形或表格等形式的解析，可以使教学内容条理化、方法明朗化，对学生的识图能力、判断能力、分析表达能力的提高也起到很好的作用。
方案一：感性认识，夯实基础
选用示意图（图1），将图1中A到D制成动态课件，使学生通过直观的感性认识促进抽象的理性认识的生成，从而掌握真光合速率、净光合速率与呼吸速率三者关系的基础知识。教师边播放课件边设疑：图中的箭头代表什么过程？分别对应的是什么光照条件？各图中光合速率、呼吸速率、净光合速率关系如何？学生积极参与讨论：图中的三个箭头分别是线粒体基质中产生的CO2释放到细胞外、线粒体基质中产生的CO2进入叶绿体基质参与光合作用暗反应、光合作用暗反应所需的CO2来自细胞外。四种光照条件分别是弱光、黑暗、强光、较强光。图A表示该植物进行呼吸作用以及光合作用，而呼吸速率＞光合速率，净光合速率=光合速率-呼吸速率，此时为负值；图B表示该植物只进行呼吸作用；图C表示该植物进行呼吸作用以及光合作用，光合速率＞呼吸速率，净光合速率＞0；图D表示该植物进行呼吸作用和光合作用，光合速率=呼吸速率，净光合速率=0。教学中，引导学生补画有关O2吸收和释放的过程箭头，进一步加深对光合作用与呼吸作用之间的物质联系的理解和延伸。 ■
图1
方案二：创设情境，比较归纳
选用坐标曲线图（单曲线图2、双曲线图3），教师指导学生分析两图时将有关教学概念、解题技巧进行比较，进而构建系统的知识点网络，并提高曲线图的解题能力。图2表示温带植物在一个晴朗的夏天一昼夜的CO2含量的变化，教师指导学生分析横坐标、纵坐标的关系，可知随着时间的推移，植物进行的光合作用与呼吸作用的速率由于光照强度、温度等因素发生变化。从曲线变化趋势可知，CG段CO2吸收量为正值，表示光合速率＞呼吸速率，净光合速率=光合速率-呼吸速率，AC、HI段，以CO2释放量为负值表示呼吸速率＞光合速率或无光合作用。教学中强调“点”的分析，交点C、G表示光合速率=呼吸速率，净光合速率=0，转折点D时a表示净光合速率，b可表示呼吸速率，光合速率为a+b，点E的光合速率低于D点的原因主要是气孔关闭，CO2浓度下降，影响了暗反应，即植物的“午休”现象。通过分析学生会联想到影响光合作用的主要因素光照强度、CO2浓度、温度等，自然地将知识深入理解与合理运用；图3表示光照时，植物既进行呼吸作用，也进行光合作用，虚线代表的是不同温度下净光合速率的变化。黑暗时，植物只进行呼吸作用，由图可知温度是影响呼吸速率的因素，所以实线代表的是不同温度下呼吸速率的变化。如20℃时，植物的呼吸速率为1.5mg/h，净光合速率为3.2mg/h，光合速率=净光合速率+呼吸速率4.7mg/h。教学中，学生会提出“如何测定CO2的吸收量或释放量”的问题，教师可以介绍红外线CO2气体分析仪测定的方法，让学生掌握更多的科学技术。
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图2 图3
方案三：数据处理，拓展深化
选用数据图表（表1）巧妙设计一系列问题拆解实验过程并提问：①暗处理时植物进行什么生理过程？②怎么进行暗处理？③暗处理后的重量变化代表什么？④暗处理前为什么要称重？⑤光照时植物进行什么生理过程？⑥光照时除了时间以外还要注意什么？⑦光照后与暗处理前的重量变化代表什么？⑧各温度下，呼吸速率、光合速率、净光合速率分别是多少？⑨呼吸作用、光合作用的最适宜温度分别是多少？学生在解答的过程中抽丝剥茧，暗处理后的重量变化代表呼吸作用消耗的有机物，光照后与暗处理前的重量变化代表经过2h的处理，有机物的积累量=1h的光合作用积累的有机物-2h的呼吸作用消耗的有机物。由此可知，光合速率＝光照后与暗处理前的重量变化量＋2×暗处理后的重量变化量；净光合速率＝光照后与暗处理前的重量变化量＋暗处理后的重量变化量。将复杂的内容明朗化、抽象的联系直观化，既突破了计算难关，同时也培养了学生一定的数据处理与结果分析的能力。在此基础上，可引导学生思考、归纳光合速率的测定指标，包括单位时间或单位面积的CO2吸收量、O2的释放量、有机物的积累量等。
表1
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方案四：实验设计，体验探究
选用实验装置图（图4），根据学生的实际情况提出探究问题，引导学生分组完成实验设计，虽然是小组合作探究，但也是个人探究的一种体验。图4是测定某植物光合强度的实验装置，要测定植物的呼吸作用强度和净光合作用强度的不同在于甲溶液的选择（NaOH溶液或者NaHCO3溶液），教师先提供部分实验步骤2（先分别记录装置A、B墨水滴的起始刻度）和步骤4（1小时后，分别记录装置A、B墨水滴移动的方向和刻度），学生小组活动，尝试补充步骤1（选择甲溶液的（NaOH溶液或者NaHCO3溶液）和步骤3（装置A、B的玻璃钟罩遮光处理，放在温度等相同的环境中或将装置A、B的玻璃钟罩放在光照充足、温度相同的环境中），完善实验设计，并表达交流。教师及时评价，启发学生归纳：测定植物的呼吸作用强度时，选择NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳，液滴的左移来自O2的吸收量，玻璃钟罩遮光处理并放在温度等相同的环境中，是要排除光合作用和温度对结果的影响；而放在光照充足、温度相同的环境中的作用是提供光合作用发生的适宜条件，NaHCO3溶液的目的是提供原料CO2，液滴的右移来自O2的释放量，测定的是植物净光合作用强度或者表观光合作用强度。教学中，循序渐进指导学生掌握实验探究的方法，包括设计的技巧、原理的科学性、器材的选用、步骤的确定、现象的解析、结果的呈现、结论的推导等等，重点强调设计实验的原则：科学准确、简明扼要、可行、重复、对照原则等等。
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图4
[参 考 文 献]
[1]吴举宏.图解法突破教学难点例举[J].生物学教学，2006（5）.
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进行，制造的淀粉遇到碘液后变蓝色。遮光部分没有光照，不能进行光合作用，也就无法产生淀粉，滴加碘液后不变蓝，变蓝的是见光部分，因为见光部分进行了光合作用，产生了淀粉。
故选择D选项。
题型二
光合作用
例2（2015湖南湘潭）1864年德国科学家萨克斯将天竺葵的绿色叶片放在暗处12小时，再将此叶片一半曝光，一半用锡箔遮光。经过一段时间光照后，用碘蒸气处理叶片，结果发现叶片的曝光部分显蓝色，遮光部分显棕色（如图），该实验的结论是（
）
①光合作用需要叶绿素
②光合作用需要光
③光合作用产生氧气
④光合作用产生淀粉
A．①③
B．②④
C．①④
D．②③
【答案】B
【解析】叶片曝光部分有光进行光合作用制造了淀粉，因此滴加碘液后显现蓝色；遮光部分缺光不进行光合作用，因此滴加碘液后不显现蓝色，呈棕色。曝光部分和遮光部分唯一的变量是光，所以该实验可以证明：②光合作用需要光，④光合作用产生淀粉。
故选择B选项。
题型三
绿色植物制造的有机物的作用
例3
下列说法不正确的是（
）
A．绿色植物通过光合作用合成的有机物，是植物自身生长、发育所必需的营养物质
B．绿色植物通过光合作用合成的有机物，也是人类的食物来源
C．绿色植物通过光合作用合成的有机物，也是动物的食物来源
D．人类所需的无机物是由绿色植物的光合作用合成的
【答案】D
【解析】在生态系统中，绿色植物能够通过光合作用制造有机物，并把光能转变成化学能储存在有机物中。绿色植物制造的有机物，不仅养活了植物自身，还为人类和其他动物的生存提供了食物，因此，绿色植物是生态系统中的生产者。
故选择D选项。
知识能力提升
重点内容总结
易误易混警示
1．误认为能进行光合作用的植物一定是绿色的
能进行光合作用的植物并不一定是绿色的，有些植物细胞内除含有叶绿素外，还含有其他色素，从而使植物体呈现不同的颜色。但只要植物细胞内含有叶绿体（叶绿素），植物就能进行光合作用，如
海带。
2．光合作用实验中叶片脱色的方法
在“绿叶在光下制造有机物”的实验中验证产生淀粉时，要先使叶片本身的绿色脱去，即把叶片中的叶绿素溶解到酒精中。脱色的一般方法是把叶片放入酒精内隔水加热。不能直接放入清水中加热，
因为清水不能溶解叶绿素；也不能直接加热酒精，因为直接加热酒精可能引起酒精外溢、燃烧而发生危险。
例
在“绿叶在光下制造有机物”的实验中，如图中对叶片进行酒精脱色的装置，正确的是（
）
【答案】B
【解析】对叶片进行脱色处理时，要把叶片放入酒精中，然后隔水加热。
故选择B选项。
综合提升训练
1．（2014湖南常德）做“绿叶在光下制造淀粉”的实验时，涉及如下操作步骤：①选叶遮光；②酒精水浴；③黑暗处理；④碘酒显影；⑤清水漂洗；⑥观察变化。该实验正确的操作顺序是（
）
A．①③②⑤④⑥
B．③①②⑤④⑥
C．①③⑤②④⑥
D．③①④⑤②⑥
【答案】B
【解析】该实验首先要进行暗处理，以消耗掉叶片内原有的淀粉；之后选叶遮光，形成对照实验；光照一段时间后，取下叶片，用隔水加热的方法，让酒精脱去叶片中的叶绿素；再用清水漂洗掉叶片表面的酒精；然后滴加碘液，观察变化。
故选择B选项。
2．（2014广东韶关）某实验小组为了验证绿色植物进行光合作用是否需要光，设置了如图所示装置，正确的组合是（
）
A
．②③
B．①②
C．②④
D．①③
【答案】A
【解析】要验证光合作用是否需要光，就应该保证选取的两组装置中光是唯一的变量，其他条件都相
同且适宜。
故选择A选项。
3．（教材内容全解例2变式）（2014广东普宁）将如图所示装置先放在黑暗处一昼夜，然后用铝箔纸将甲叶片全部包裹，乙叶片不包裹。在连续照光数天后，摘下甲、乙叶片，经去除叶绿素和漂洗等处理后，再滴加碘液。下列叙述正确的是（
）
A．包铝箔纸的目的是防止水分散失
B．该实验证明光合作用需要二氧化碳
C．滴加碘液之后，甲叶片呈蓝色，乙叶片呈黄白色
D．该实验证明光合作用的产物需要照光后才能由叶片合成
【答案】D
【解析】实验中包铝箔纸的目的是遮光，以形成以光为唯一变量的一组对照实验；滴加碘液后，见光的叶片乙变蓝色，用铝箔纸包裹的叶片甲不变蓝；该实验证明了光合作用必须在光下进行，淀粉是光合作用的产物。
故选择D选项。
4．（2015黑龙江龙东）如图是“绿叶在光下制造有机物”的部分实验过程图，请据图回答问题：
（1）过程②的目的是形成_____________。
（2）过程③的目的是将叶片中的____________溶解在酒精中，使叶片变成___________色。
（3）过程④的目的是检验光合作用合成的有机物是不是__________________。
（4）叶片见光部分变成蓝色，说明光合作用不可缺少的条件是_______________。
【答案】（1）对照
（2）叶绿素
黄白
（3）淀粉
（4）光
【解析】（1）用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，是为了形成对照实验，实验变量是光。
（2）光照几个小时后把叶片放入盛有酒精的烧杯中，隔水加热，使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中至叶片变成黄白色。
（3）过程④表示漂洗后滴加碘液，向叶片滴加碘液的目的是根据淀粉遇碘变蓝色的特性，检验是否产生淀粉。滴碘液前要先用清水将叶片上的酒精冲洗干净，以免影响实验效果。
（4）在叶片上滴加碘液后所看到的现象是：叶片见光部分遇碘变蓝色，叶片遮光部分遇碘不变蓝色，说明叶片见光部分进行了光合作用，产生了淀粉；光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
教材练习解析
1．（1）×
解析：叶绿素存在于叶绿体中，叶绿体是绿叶进行光合作用的场所。
（2）√
（3）×
解析：绿色植物通过光合作用，将光能转变成化学能，储存在它所制造的有机物中。
（4）√
2．营养组织。营养组织的细胞壁薄，液泡较大，有储藏营养物质的功能。含有叶绿体的营养组织还能进行光合作用。
3．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。如果没有绿色植物，食物链、食物网将会因为失去起点而解体，其他生物就会饿死。可以说，绿色植物是生物圈的基石。
4．实验方法：光照是本实验的变量，设计有光照和无光照的对照实验。
实验步骤：①准备某种植物的种子（如绿豆、大豆、芥菜子）20粒，两个能够盖紧的罐头瓶，一把小勺，四张餐巾纸（或卫生纸），两张标签纸和胶水（或直接用黏性标签）。②在两个标签上分别写上“有光”“无光”，分别贴在两个罐头瓶上。将两个罐头瓶放倒，每个瓶中放入两张餐巾纸。用小勺在两个瓶中分别撒上10粒种子，再洒上一点儿水，使里面的纸变得潮湿，拧紧瓶盖。③将“有光”的瓶放在室内有光的地方，将“无光”的瓶放在壁橱里。一周后观察种子萌发长出的幼苗的颜色。
预期结果：“有光”的瓶中的幼苗是绿色的，“无光”的瓶中的幼苗是淡黄色的。
本章大归纳（三、四章）
基础知识梳理
本章重点归纳
重点
植物体内物质的运输
1．水分和无机盐的吸收和运输
绿色植物的根尖成熟区有大量的根毛，大大增加了吸收的面积。根毛细胞在结构上适于吸收水分、无机盐，其细胞壁薄、细胞质少、液泡大。从根尖的成熟区开始出现了细胞分化，形成了导管，根、茎、叶等器官中的导管都是相通的，在蒸腾作用产生的拉力下，水分由根吸收，沿茎中的导管向上运输到叶、花、果实等植物体的各个部位。导管在结构上也适于运输水分，它是由一些细胞质和细胞核消失、上下连接处细胞壁也消失的细胞所形成的畅通管道，位于木质部中。
2．有机物的运输
植物体的生命活动需要消耗有机物，这些有机物是由植物通过光合作用产生的。由于光合作用在有叶绿体的部位进行，所以产生的有机物需通过管道才能运输到植物体各处，这种管道就是筛管。筛管位于韧皮部，分布在树皮内部。叶片的叶肉细胞内含有大量的叶绿体，叶绿体是植物进行光合作用的场所，因此筛管运输有机物是自上而下的。
重点二
植物体内水分的散失
植物体内水分的散失主要是通过蒸腾作用完成的，散失的水分约占植物吸水总量的99%。蒸腾作
用是植物体的一项重要生理功能，叶是植物进行蒸腾作用的主要器官。在叶片的表皮细胞之间分布着许多成对的保卫细胞，两个保卫细胞围成的空腔是气孔，保卫细胞控制若气孔的张开和闭合。蒸腾作用对植物自身和生物圈都有重要的作用，一方面可以拉动水分和无机盐在植物体内的运输，同时降低植物体的温度；另一方面，植物通过蒸腾作用促进了生物圈的水循环，可以降低空气的温度，提高大气湿度，增加降水等。
重点三
光合作用
光合作用是绿色植物的一项重要的生理功能。光合作用必须在光下进行，光合作用的场所是叶绿体。在植物细胞中，叶肉细胞含有较多的叶绿体，因此，叶是植物进行光合作用的主要器官。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，这个过程就是人们常说的光合作用。
绿色植物通过光合作用制造的有机物，一方面用来构建自身细胞、组织、器官等，供给自身生命活动所需的物质和能量；另一方面也养育了生物圈中的其他生物，是生物圈中生物生存的基础。
中考考点对接
中考考点解读
本部分的主要考点有：（1）根部适于吸收水分的特点；（2）水分在植物体内的运输途径；（3）叶片的结构；（4）植物体内水分的散失——蒸腾作用；（5）绿叶在光下制造有机物的实验；（6）光合作用的含义及意义。
中考时，植物生活需要水分和水分进入植物体的途径常与生活中的一些现象联系起来，考查对生
命现象的分析能力和实践运用能力。叶片的结构及蒸腾作用对植物自身和生物圈的意义是历年中考的
热点，常常和实验、生活实际等相结合，注重对实验探究能力、资料分析能力和实践运用能力的考查。
本部分内容中，绿色植物的光合作用是考查的重患，注重考查实验探究和综合运用能力以及与生
活、生产实践的联系，“绿叶在光下制造有机物”的实验、光合作用在生物圈中的重要作用是命题的主
要切入点。
中考典题剖析
热考点1
叶片的结构
例1（2015四川资阳2分）如图是显微镜下观察到的某种陆生植物叶的上下表皮（a、b表示细胞）。以下判断错误的是（
）
A．甲是上表皮
B．a能进行光合作用
C．乙是下表皮
D．b能进行光合作用
【答案】B
【解析】叶的表皮分为上表皮和下表皮，一般情况下，陆生植物叶的下表皮的气孔比上表皮的气孔多，故乙为下表皮，甲为上表皮。表皮上有不合叶绿体的表皮细胞和含有叶绿体的保卫细胞。b为保卫细胞，能进行光合作用；a为表皮细胞，不能进行光合作用。
故选择B选项。
热考点2
“绿叶在光下制造有机物”的实验
例2（2015山东菏泽2分）科学家萨克斯曾做过这样的实验：把绿叶放在暗处数小时，然后把叶片的一部分暴露在光下，另一部分遮光。经过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，结果未遮光部分的叶片变为深蓝色，而遮光部分的叶片不变蓝。对这一实验现象的解释，错误的是（
）
A．该实验可以证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉
B．该实验可以证明光是绿色叶片进行光合作用的条件
C．将绿色叶片先放在暗处几小时的目的是消耗掉其中原有的淀粉
D．在萨克斯的实验中变量木是单一的，所以没有形成对照
【答案】D
【解析】根据题意可知，本实验的变量是光，用碘蒸气处理叶片，遮光部分不变蓝，原因是没有进行光合作用，不能产生淀粉；不遮光部分变成蓝色，原因是进行了光合作用，产生了淀粉。故可得出结论：光是植物进行光合作用的必要条件；绿色植物进行光合作用能够制造淀粉，A、B两项正确。
把天竺葵放到黑暗处一昼夜，使叶片内的淀粉运走或耗尽，以排除原有淀粉对实验的干扰，保证实验结果所检测到的淀粉是在实验过程中产生的，C项正确。
对照实验要求有且只有一个变量，该实验中只有一个变量即光照，其他条件都相同且适宜，因此可以形成对照，D项错误。
故选择D选项。
例3（2014黑龙江绥化7分）在“绿叶在光下制造有机物”的实验中，将一盆天竺葵放置黑暗处一昼夜，选取其中一个叶片，用三角形的黑纸片将叶片的上下两面遮盖起来（如图中图一所示），置于阳光下照射一段时间以后，摘下该叶片，经酒精脱色、漂洗，最后用碘液检验。请分析回答：
（1）实验前将盆栽天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是让叶片中原有的淀粉_________。
（2）叶片的一部分遮光，一部分不遮光，这样处理可起到_________作用。
（3）图二是对叶片脱色的装置，正确的是________图，图中标号_________代表酒精。
（4）脱色过程中，图二装置乙盛有叶片的烧杯中的液体逐渐变成绿色。脱色后的叶片呈现的颜色是______．
（5）在脱色的叶片上滴加碘液，图一中未遮光的部分变成________色，说明该部分产生了淀粉。
（6）通过该实验可以得出结论：_________是绿色植物进行光合作用的条件。
【答案】（1）运走或耗尽
（2）对照
（3）乙
2
（4）黄白色
（5）蓝
（6）光（每空1分）
【解析】本实验进行暗处理的目的是要把叶片内原有的淀粉运走或耗尽。叶片一部分遮光，一部分见光是为了形成对照。酒精脱色时，应该把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，然后把小烧杯放入盛有水的大烧杯中。叶片脱去叶绿素后变为黄白色，滴加碘液后，未遮光的部分变成了蓝色，而遮光部分未变蓝色，说明光是绿色植物进行光合作用的条件。
热考点3
光合作用对植物自身及生物圈的意义
例4（2013黑龙江大庆2分）绿色植物是生物圈中作用很大的一类生物，下列叙述错误的是（
）
A．绿色植物为人类提供了丰富的自然资源
B．绿色植物直接或间接为其他生物提供食物和能量
C．绿色植物对维持生物圈中氧和水等物质的循环发挥重要作用
D．绿色植物通过光合作用影响氧循环，通过呼吸作用参与水循环
【答案】D
【解析】绿色植物通过光合作用制造的有机物，不仅满足了自身的生长、发育、繁殖的需要，而且为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源。另外，绿色植物还通过蒸腾作用参与了生物圈的水循环。
故选择D选项。
中考能力提升
1．（2014山东烟台）小麦的生长发育需要大量的水分，如图是小麦根尖的结构图，吸水的主要部位和生长最快的部位分别是（
）
A．①和②
B．②和③
C．①和③
D．②和④
【答案】A
【解析】图中①是成熟区，②是伸长区，③是分生区，④是根冠。根吸水的主要部位是①成熟区，该部位的表面生有大量的根毛。根生长最快的部位是②伸长区。
故选择A选项。
2．（2015福建漳州）从同一植株上取大小相同的两根枝条，把其中的一根枝条摘除叶片，将它们分别放入装有等量清水的烧杯中，往烧杯内滴入油，使之铺满水面，将烧杯置于天平上，调节平衡，装置如图所示，将该装置放在阳光下照射一段时间，天平将会（
）
A．左盘下沉
B．右盘下沉
C．保持平衡
D．先左盘下沉后保持平衡
【答案】B
【解析】植物体内的水分通过蒸腾作用由气孔散失到体外，进行蒸腾作用的主要部位是叶片。将题中所示装置放在阳光下照射一段时间，由于左边枝条的叶片比右边枝条的叶片多，左边枝条通过蒸腾作用散失的水分也多，使左边装置的总质量低于右边装置的总质量，因此天平右盘会下沉。
故选择B选项。
3．（2015广东）如图为叶片结构示意图，下列对相关结构和功能的叙述，错误的是（
）
A．①是导管，可运输水
B．②③具有保护作用
C．④中能进行光合作用
D．⑤可以张开或闭合
【答案】A
【解析】①是叶脉，具有支持和输导作用，其内有导管和筛管，导管可运输水分和无机盐，筛管可运输有机物；②③合称为表皮，作用是保护内部组织；④是叶肉，含有大量叶绿体，能进行光合作用；⑤气孔是叶片与外界进行气体交换的“窗口”，也是植物体蒸腾作用的“门户”，由保卫细胞控制其张开或闭合。
故选择A选项。
4．（2015山东潍坊）下列有关植物蒸腾作用的叙述，错误的是（
）
A．蒸腾作用越强，根对无机盐和水的吸收速度越快
B．多数陆生植物的叶片通过下表皮散失的水分比上表皮多
C．干旱地区植物的叶片往往较小，这反映了生物对环境的适应
D．蒸腾作用的强弱受光照强度、环境温度等因素的影响
【答案】A
【解析】蒸腾作用能促进根部对水分的吸收，促进植物体内水分及无机盐的运输，不能促进无机盐的吸收，A项错误；
多数陆生植物叶片的下表皮的气孔比上表皮多，通过下表皮散失的水分比上表皮多，B项正确；
干旱地区的植物叶片退化为刺，可以降低蒸腾作用，减少水分的散失，以适应干旱缺水的环境，C项正确；
在自然环境中，蒸腾作用的强弱受光照强度、环境温度、空气湿度、空气流动情况等因素的影响，D项正确。
故选择A选项。
5．（2015浙江金华）在验证“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，要对如图甲的叶片进行脱色处理，处理方法如图乙所示，图乙中大烧杯内盛放液体A，小烧杯内盛放液体B，下列说法正确的是（
）
A．液体A、B都是清水
B．液体A、B都是酒精
C．液体A是清水，液体B是酒精
D．液体A是酒精，液体B是清水
【答案】C
【解析】对叶片进行脱色处理时，要把叶片放在盛有酒精的小烧杯中，再将小烧杯放入盛有清水的大烧杯中，隔水加热。
故选择C选项。
6．（2015湖北孝感）玉兰、海棠等植物在早春时节，当叶片还没有完全长出时，却可以开出满树娇艳的花朵。推测这些花瓣中有机物的主要来源，正确的是（
）
A．它们是根从土壤中吸收并运输到花瓣的
B．它们是花瓣在光照条件下进行光合作用合成的
C．它们是树皮将二氧化碳和水转变成有机物再运输到花瓣的
D．它们是叶在上一年通过光合作用制造并储存于树干，在开花时通过筛管辖运到花瓣的
【答案】D
【解析】根从土壤中吸收的是水和无机盐，并输送到植物体的各个器官，A项错误；
花瓣属于植物体的生殖器官，不能进行光合作用，B项错误；
树皮中的导管将从根部吸收的水和无机盐运输到花等各个器官，水和无机盐不能转化成有机物，C项错误；
有机物是植物的叶通过光合作用制造的，玉兰、海棠等植物在早春时节，当叶片还没有完全长出时就可开花，此时，有机物来自上一年叶通过光合作用制造并储存的，D项正确。
故选择D选项。
7．（2015安徽淮北）“绿叶在光下制造淀粉”的实验证明了（
）
A．光合作用只有在光下才能进行，并产生氧气
B．光合作用的条件之一是光，并产生淀粉
C．光合作用的产物是氧和淀粉
D．光合作用在有光无光时都能进行
【答案】B
【解析】光合作用即绿色植物通过叶绿体利用光能把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，同时放出氧气的过程。“绿叶在光下制造淀粉”实验的步骤为：（1）暗处理：把盆栽的天竺葵放到黑暗处一昼夜。（2）遮光：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，几小时后，摘下叶片，去掉遮光的纸片。（3）脱色：把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，使叶片中的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色。（4）漂洗、染色：用清水漂洗叶片，再把叶片放到培养皿里，向叶片上滴加碘液。（5）观察：稍停片刻，用清水冲掉碘液，观察叶片颜色发生了什么变化。可见本实验的变量是光，实验现象：遮光部分没有变蓝色，未遮光部分变成蓝色，故得出结论：光合作用的条件是光，淀粉是光合作用的产物。
故选择B选项。
8．（2014天津）请根据“绿叶在光下制造有机物”的部分实验步骤示意图（如图）回答问题。
（1）把天竺葵放到黑暗处一昼夜后，如图①处理，经过几小时，去掉叶片上遮光纸片。图②中，把叶
片放入盛有________的小烧杯中隔水加热，脱去叶片中的叶绿素。
（2）如图③所示，向漂洗后的叶片滴加碘液，稍候片刻用清水冲洗，观察到叶片见光部分变成______色，说明叶片的见光部分产生了有机物——________。
（3）对照叶片遮光部分和见光部分的实验现象，说明_______是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
【答案】（1）酒精
（2）蓝淀粉
两类植物在叶绿体的结构及分布上不同（见表1），因C3植物的维管束不含叶绿体，叶脉颜色较浅；C4植物的维管束含叶绿体，叶脉绿色较深有呈“花环型”的两圈细胞。
表1 C3和C4植物的叶绿体分布、结构与功能比较
二、光合作用途径的区别
C3植物与C4植物在光反应阶段完全相同，都通过光反应产生O2、[H]（实质是NADPH）和ATP，为暗反应阶段提供同化力[H]和ATP。但其暗反应途径不一样，见表2。
表2C3植物与C4植物光合作用暗反应阶段的场所与过程比较
三、光合作用产物积累部位的区别
C3植物整个光合作用过程都是在叶肉细胞里进行的，光合作用的产物只积累在叶肉细胞中。C4植物中C4途径固定的CO2转移到C3途径是在维管束鞘细胞中进行的，光合作用的暗反应过程也是在维管束鞘细胞中进行的，光合作用的产物也主要积累在维管束鞘细胞中。
四、适应能力的区别
一是因C4植物叶肉细胞的叶绿体固定CO2的酶——磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（简称PEP羧化酶）与CO2的亲和力强于C3植物叶绿体内固定CO2的酶。
二是C4植物与C3植物相比，光照较强时，其光呼吸明显弱于C3植物，因而在光照较强的环境中，前者的产量较高。
基于以上原因，在高温、光照强烈和干旱的条件下，绿色植物的气孔关闭。此时，C4植物能够利用叶片内细胞间隙中含量很低的CO2进行光合作用、光呼吸较弱，而C3植物不仅不能利用细胞间隙中的CO2进行光合作用、光呼吸也较强，因而，C4植物比C3植物更能适应高温、光照强烈和干旱的环境
五、光照强度,温度, CO2浓度对C3, C4植物的影响
1、光照强度对C3和C4植物光合强度的影响
C4植物：在一般光照下, C4植物没有明显的光饱和现象,要高温高光强下C4植物仍保持较高洮合速率,利用光能优于C3植物, 即C4植物的光饱和点高于C3植物
C3植物：光饱和点和补偿点低,因其固定CO2能力弱.在高温高光强下, C3植物光合速到一定程度后不再增加
一天日变化对C3和C4植物光合作用的影响：在夏季的中午由于温度过高或干旱,叶片气孔关闭, C4植物能利用叶肉细胞间隙的低浓度CO2进行光合作用,不受影响,而C3植物不能,光合效率降低。
2、CO2浓度对C3和C4植物光合强度的影响
C4植物：CO2的补偿点和饱和点均低于C3植物,故C固定CO2能力强,尤其在低浓度CO2时。
C3植物：CO2的补偿点和饱和点均较高,在低浓度CO2时C4植物光合效率高于C3植物.在一定范围内提高CO2浓度时C3植物的光合效率提高更快.
六、C3植物和C4植物举例
1、C3植物：典型的温带植物，如水稻、小麦、大麦、大豆、烟草、马铃薯、菜豆和菠菜等；现在已经知道，蕨类植物、裸子植物和木本被子植物都是C3植物；
2、C4植物：典型的热带或亚热带植物，如玉米、高粱、甘蔗、苋菜等；只有草本被子植物中才有C4植物。
七、C3植物与C4植物的鉴别
1.同位素标记CO2转移途径方法鉴定:
C3植物: 14CO214C3(14CH2O)
C4植物：14CO214C414C3(14CH2O)
2.从植物形态方面鉴别
(1)叶肉细胞排列: 若排列疏松,则为C3植物;若呈花环型排列,则为C4植物.
(2)维管束鞘细胞叶绿体的有无: 若无,则为C3植物;若有,则为C4植物。
3.从生理方面利用碳同化能力差异鉴定:
饥饿处理的生长健壮的C3和C4植物——分别置于相同的低CO2浓度环境中(如玻璃罩下)培养——观察植株生长状况或鉴定淀粉的生成量或淀粉积累场所——若生长良好或淀粉的合成量大或)只有维管束鞘细胞被碘液染成蓝色,则为C4植物;若生长状差或淀粉合成量小或只有叶肉细胞被碘液染成蓝色,则为C3植物.
八、例题
例：为 了探究光照强度和CO2浓度对植物光合强度的影响,某校同学们进行下列有关实验探究.以下是两组同学用相同方法,相同装置对A,B两面三刀种植物进行探究得到的实验结果
甲组:A植物在不同条件下单位时间内O2释放量(mL)
乙组:B植物在不同条件下单位时间内O2释放量(mL)
（1）甲组同学的实验方案中确定的自变量是___________,实验中他们必须控制的主要无关变量是_____________.
（2）对比分析甲, 乙两同学获得的实验结果,你认为_______
_________植物最可能是C3植物,其理由是_________________
_____________________________________________________________.
（3）在阳光不充足的地区,大棚种植A,B两种植物时,光照将最可能成为限制__________植物正常生长的主要生态因素.
答案：(1) 光照强度过CO2浓度, 温度,
关键词：光合作用；有氧呼吸；图解过程
1.光合作用
光合作用发生的过程非常复杂，其中涉及到光照、二氧化碳和有机化合物等多种物质，并且由许多化学反应构成。在一定程度上还可根据绿色植物是否需要光能，将光合作用分成两个阶段，第一阶段是光反应，第二阶段是暗反应。光能合成作用在绿色植物生长过程中处处存在，其中需要借助绿色植物中的叶绿体和一些细菌共同参与，在光照充足的情况下，绿色植物就会进行光反应。这样绿色植物就会进行光反应，并且利用光照将植物所吸收的二氧化碳转化为有机化合物，在这个过程中还会释放一定的氧气和还原氢[H]。
2.有氧呼吸过程图解的改进
2.1增加“细胞质基质”“线粒体基质”的文字标注
在改进有氧呼吸图解的过程中，我们可以通过增加细胞质基质和线粒体基质的文字标注来实现。首先在第一个阶段中，两分子的丙酮酸是在酶的参与下，再加上一分子的葡萄糖共同构成的，分解的最后会形成少量的氢[H]，此外还会释放出一些能量。有氧呼吸的第一个阶段是在细胞质基质中发生的，上面提到过的参与有氧呼吸第一阶段的酶，我们通过实验得出这些酶也存在于细胞质基质中。然后就是有氧呼吸的第二个阶段，在该阶段中丙酮酸会通过一些渠道分散在绿色植物的线粒体中，在该阶段需要酶和水的共同参与。经过短暂的一系列反应后，产出物是二氧化碳和还原氢[H]，并且也会在一定时间内产出一些能量，经过研究我们可以得出，参与第二阶段的酶存在于线粒体的基质中。
2.2将前两阶段产生的[H]移到线粒体内膜上
改进有氧呼吸过程图解还有许多的办法，我们还可以通过将前两个阶段所产生的所有还原氢[H]，移送到线粒体内膜上。首先，我们要来了解一下线粒体，线粒体也是绿色植物中的一个细胞器，有氧呼吸的主要场所就是线粒体。还原氢传递和电子传递体共同构成了有氧呼吸的呼吸链，有氧呼吸的第三个阶段也发生与线粒体的内膜上，第三阶段会产生一些氧化磷酸化的酶。如果对这些还原氢[H]加以转移，我们就可以更加准确的分辨出有氧呼吸所需要的物质及反应的场所。
3.光合作用过程图解的改进
3.1增加叶绿体模式图
在学习绿色植物光合作用和有氧呼吸的图解知识时，图片上复杂的物质转换和物质形成，都会在学习的过程中提高难度。所以需要对光合作用的图解过程进行改进，比如说可以增加叶绿体模式图，叶绿体是细胞器，常常参与到绿色植物光合作用的过程。叶绿体在电子显微镜的观察下，可以发现叶绿体是具有双层膜的细胞器，在进行下一步观察我们会发现叶绿体的内部有许多基粒，这些基粒是由囊状结构的薄膜堆积而成。这些基粒之间又充满着许许多多的基质，对于以上的描述如果可以通过增加叶绿体模式图来展现出来，就可以让我们更好地去观察光合作用的每一个过程。
3.2增加“基粒囊状结构”“基质”的文字标注
改进光合作用的过程图解，还可以通过增加基粒囊状结构和基质的文字标注，通常情况下会将光合作用分为两阶段，一阶段是光反应另一个阶段就是暗反应。绿色植物在进行光合作用时，是通过是否需要光照来区别阶段的，叶绿体的囊状结构薄膜上是用来进行光反应的，在光反应阶段中色素分子和酶也是重要的⒂胝撸色素分子和酶分布在基粒的囊状结构薄膜上。叶绿体的基质是用来进行绿色植物暗反应阶段的，参与该阶段的是多种酶，这些酶大部分存在于叶绿体的基质中。这些绿色植物反应过程中所需要的各种物质种类繁杂，如果对这些物质加以文字标注，我们就可以更加准确的分辨出光反应和暗反应所需要的物质及反应的场所。
3.3移动了[H]、[ATP]的位置
传统的光合作用和有氧呼吸的图解过程过于复杂，[H]、[ATP]的位置摆放错乱，众所周知叶绿体的囊状结构薄膜上是进行光合作用的场所，所以我们可以得出叶绿体的囊状结构薄膜上存在大量的还原氢[H]和[ATP]，首先ATP是由ADP+Pi所形成的，而还原氢[H]是水在光下分解产生的。通过移动[H]、[ATP]的位置，可以更加直观的查看叶绿体的囊状结构，方便我们记忆光合作用和有氧呼吸的全过程。
4.结语
综上所述，光合作用和有氧呼吸是不可分离的两个部分，在整个过程中可以将光能变成化学能，绿色植物通过吸收二氧化碳，可以在内部结构中将太阳光吸收，然后进行转换变成化学能，并且将留在自身的物质合成有机化合物。目前人们所能利用的一些能源，比如说天然气、木材和煤炭，都离不开植物的光合作用和有氧呼吸。以上是本人的粗浅之见，由于本人的知识水平及文字组织能力有限，文中如有不当之处，还望教师和同学们能批评指正。
[参考文献]
[1]李永军.光能转变成化学能[J].陕西科技，2010.
[2]李学友，王立海.多种酶存在于叶绿体的基质[J].生物工程，2010.
一、模式图角度
用模式图直观表示叶绿体吸收的CO2总量等于线粒体放出的CO2总量。
例1 下列四个选项中，能表示呼吸速率与光合速率相等是（ ）
分析：在不考虑无氧呼吸的情况下，C图中线粒体放出的CO2全部被叶绿体利用，叶绿体也不从外界吸收CO2，说明此时光合速率与呼吸速率相等。A图是光合速率小于呼吸速率；B图是只进行呼吸作用；D图是光合速率大于呼吸速率。
答案：C
例2 如图表示该植物叶肉细胞的部分结构，图中字母代表两种气体的体积，不考虑无氧呼吸，当呼吸速率等于光合速率时，图中字母之间的关系式是 。
分析：在不考虑无氧呼吸的情况下，当呼吸速率等于光合速率时，线粒体放出的CO2全部被叶绿体利用，线粒体不向外界放出的CO2，叶绿体也不从外界吸收CO2，此时h=c，a=0，b=0，同理g=d，f=0，e=0。再考虑到有氧呼吸消耗O2量与产生CO2量相等，光合作用消耗CO2量与放出O2量相等，又有g=h，c=d。
答案：c=d=g=h，a=b=f=e=0
二、曲线图角度
这是最常见的命题角度，将实验测得的数据绘制成曲线，通过分析曲线图上的点、线段、面积来判断“呼吸速率等于光合速率”。通常有以下几种表现方式。
1.两条曲线相交点
例3 以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。图中两曲线的交点表示 。
解析：题干已经明确告诉我们，以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，可见图中曲线应分别为净光合作用和呼吸作用。又图中虚线曲线标为“光照下CO2的吸收量”，进一步说明，它是净光合作用曲线，而真光合速率则为图中虚线和实线表示的数值之和。两曲线的交点应表示净光合速率与呼吸速率相等，而真光合速率则为呼吸速率的2倍。
答案：净光合速率等于呼吸速率
2.与横坐标相交点
光合曲线与横坐标的交点可分别表示一种生物或多种生物的“呼吸速率等于光合速率”。
例4 科学家研究小麦20 ℃时光合作用强度与光照强度的关系，得到如图所示曲线。请叙述b点的含义是 。
分析：b点时曲线与横坐标相交，CO2的吸收量和释放量都是0，说明光合速率与呼吸速率相等。
答案：光合作用吸收CO2速率与呼吸作用释放CO2的速率基本相等
例5 下图表示某密闭生态系统中3种生物的二氧化碳释放量（相对量）的曲线图。请据图回答：
（1）a曲线代表的生物可能属于生态系统成分中的 ，c曲线代表的生物可能是 。
（2）从图中可以看出，早晨7时该生态系统所处的状态是 。
分析：图中横坐标代表一天的时间，同时也表示光照强弱的变化。
（1）生态系统的a、c成分不随光照强度的变化而变化，说明它们不是绿色植物，a始终释放CO2，证明其是消费者或分解者，c始终吸收CO2，证明其是生产者中不能进行光合作用但能进行化能合成作用的一类的生物，如硝化细菌。
（2）b曲线随光照强度的变化而变化，说明它们是绿色植物。6点时b曲线与横坐标相交，说明6点时b植物的呼吸速率等于光合速率。7点时b曲线与横坐标下的-1虚线相交，此时此刻整个系统中a释放CO2量是10，b释放CO2量是-1，c释放CO2量是-9，整个系统的CO2总释放量是0，吸收量也是0，说明7点时该生态系统全部生物异化作用释放CO2的速率与生产者同化作用消耗CO2的速率相等。
答案：（1）消费者或分解者 硝化细菌
（2）该生态系统全部生物异化作用释放CO2的速率与生产者同化作用消耗CO2的速率相等
3.曲线顶点或最低点
在光照强度有变化的情况下，密闭容器中CO2的气体浓度不断上升，在某时刻达到顶点后又逐渐下降，该顶点可代表“呼吸速率等于光合速率”。同理，密闭容器中CO2的气体浓度不断下降，在某时刻达到最低点后又逐渐上升，该最低点也可代表“呼吸速率等于光合速率”。
例6 将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2浓度测定仪测得该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如图所示的曲线，据图回答：D、H点时植物的生理状态是 。
分析：D点时，也就是早晨6点时，玻璃罩内CO2浓度达到最高值，6点之前CO2浓度是上升的，说明呼吸速率大于光合速率；6点之后CO2浓度却是下降的，说明光合速率大于呼吸速率，则6点时该植物的呼吸速率正好等于光合速率。H点同理。
答案：植物呼吸作用释放CO2的速率与光合作用消耗CO2的速率相等
4.某区段曲线恒定不变
光照强度恒定不变时，密闭容器中的气体CO2含量不断下降，当降到一定值后，便保持恒定不再变化，此时状态代表“呼吸速率等于光合速率”。
例7 将长势相同、数量相等的甲、乙两个品种的大豆幼苗分别置于两个相同的密闭透明玻璃罩内，在光照、温度等相同且适宜的条件下培养，定时测定玻璃罩内的CO2含量，结果如图。据图回答：30～45 min期间两个玻璃罩内CO2含量相对稳定的原因是 。
分析：由曲线图看出，实验开始阶段容器内的CO2气体量在不断下降，30～45 min期间两个玻璃罩内CO2含量相对稳定，既不上升也不下降，说明其中的大豆幼苗此时既不向玻璃罩内释放CO2，也不从玻璃罩内吸收CO2，则光合速率与呼吸速率相等。
答案：此时植物呼吸作用释放CO2的速率与光合作用消耗CO2的速率相等
三、数据表格角度
将实验测得的数据以表格的形式展示出来，通过分析表中某特定数值，确定某时刻“呼吸速率等于光合速率”。
例8 将一新鲜叶片放在特殊的装置内给予不同强度的光照（其他条件保持不变），测得氧气释放速率如下表所示：
光照强度（klx） 0 2 4 6 8 10 12 14
O2（μL/cm2叶面・min） -0.2 0 0.2 0.4 0.8 1.2 1.2 1.2
请分析光照强度为2 klx时该植物的生理特点： 。
分析：光照强度为2 klx时测得的数据是0，表示该植物既不释放O2也不吸收O2，则光合速率与呼吸速率相等。
答案：光合作用释放O2速率与呼吸作用吸收O2的速率基本相等
例9 从瘦西湖的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10 mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种光照强度下24小时后，实测获得六对黑白瓶中的溶解氧的含量，记录数据如下：
光照强度（klx） 0 a b c d e
白瓶溶解氧mg/L 4 10 16 24 30 30
黑瓶溶解氧mg/L 4 4 4 4 4 4
（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为4 mg/L的原因是
。
（2）当水层光照强度为a时，白瓶中的氧含量不变的原因是 。
解析：（1）六对黑白瓶中水样的原初溶解氧含量为10 mg/L，24小时后黑瓶中的氧含量降至4 mg/L，减少量为6 mg/L，为水中微生物的呼吸消耗。
（2）水层光照强度为a时，白瓶中的氧含量为10 mg/L，与原初溶解氧含量相等，说明瓶中光合作用产生的氧气量等于瓶中呼吸作用消耗的氧气量。
摘 要 以光合作用与呼吸作用在高考中常见的装置图为例进行了总结，并选择了经典例题剖析了该类型题目的解题策略。
关键词 装置图 光合作用 细胞呼吸 解题策略
中图分类号 G633.91 文献标识码B
装置图是高考中的新题型，该题型所占的分值呈逐年上升趋势。在2009年天津卷生物部分解读中也明确规定：通过概念图。装置图、实验装置图、曲线图和表格等形式，从基本、核心、重点等知识领域，考查学生运用所学生物学知识科学分析实验的能力、识图能力、运用数学模型解释生物学知识的能力。装置图题符合新课程理念，对于能力考查等具有积极的导向作用，所以在二轮复习中教师应给予重点训练。
1 物理模型与装置图概述
模型是人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性描述。模型的形式很多，包括物理模型、概念模型、数学模型等。物理模型以实物或图画形式直观表达认识对象的特征，可以模拟客观事物的某些功能和性质，它包括实物模型和思想模型两类。在高中生物课程中经常使用的实物模型如反映生物体结构的标本，模拟模型如细胞结构模型、各种组织器官的立体结构模型等。思想模型是物质模型在思维中的引申，根据构建模型的思想方法的不同，又可以分为两类。一类是以形象化方法构建的具象模型，它是人们在思维中通过对生物原型的简化和纯化而构思出来的。具象模型具有一定的形态结构特征，如DNA分子双螺旋结构模型、生物膜液态镶嵌模型等，它能使研究对象直观化，既可以促进研究，又可以简略描述研究成果，使之便于理解和传播。另一类是以抽象思维方法构建的抽象模型，是人们抽象出生物原型某些方面的本质属性而构思出来的，例如呼吸作用过程图解、光合作用过程图解等过程抽象模型、食物链和食物网等系统抽象模型。这类模型使研究对象简化，在科学研究中常被用于计算推导，引申观察和实验的结论等方面。装置图是高考物理模型类题中最重要的呈现方式，主要包括渗透装置。光合和呼吸作用装置、神经调节(电流表)装置及生长素装置，光合作用和呼吸作用是历年高考的重点和难点，下面以该部分装置图为例。
2 光合作用与呼吸作用常见装置图总结
2.1 呼吸作用装置：密闭小室+二氧化碳吸收剂(图1)
2.2 光合作用装置：密闭透光小室+二氧化碳缓冲剂(图2)
3 光合作用与呼吸作用装置图题解题策略
3.1 两大装置图中实验控制方法小结 (1)除去光合对呼吸的干扰――给植株遮光(黑暗处理)。
(2)除去叶中原有淀粉――置于黑暗环境(饥饿处理)。
(3)除去容器中CO2――NaOH溶液(KOH溶液)。
(4)维持小室内CO2浓度的相对恒定――CO2缓冲液(NaHCO3溶液)。
(5)测定密闭小室气体变化量――带刻度的液滴。
3.2 经典例题解析
某转基因作物有很强的光合作用强度。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合强度测试的研究课题，设计了如下装置(图3)。请你利用下列装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题。
I 实验步骤
(1)先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤是：
①_____________________________________；
②______________________________________。
③30 min后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。
(2)测定植物的净光合作用强度，方法步骤是：
①______________________________________；
②______________________________________。
③30 min后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。
(3)实验操作30 min后，记录甲装置红墨水滴移动情况(表1)。
Ⅱ 实验分析：
假设红墨水滴每移动1 cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1g。那么该植物的呼吸作用速率是_______g／h。白天光照15h，一昼夜葡萄糖的积累量是_____g(不考虑昼夜温差影响)。
解析：
(1)明确装置类型是基础。
首先要看清实验材料，如果是植物则白天既可以进行光合作用又能进行呼吸作用，而夜晚只能进行呼吸作用；如果是植物的种子或果实、动物及酵母菌等都只能进行呼吸作用。本题中的实验材料为转基因作物，所以可以用作测定两种代谢活动的装置。
其次根据常见装置图总结规律，配备好恰当的仪器或设备，尤其要注意细节。在本题中如果是测定呼吸作用强度的装置，D中应为NaOH，而且要做到遮光处理，如果是测定净光合作用强度的装置，D中应为NaHCO3。
最后应用单一变量原则和对照原则做出正确的答案，在本题中乙装置的实验材料为死的转基因作物，应该使学生明确乙装置是对照组，起到校正作用，还要注意实验的其他条件(如温度)要相同。
(2)分析重要试剂及设备作用是关键。
本题中要明确NaOH溶液、NaHCO3溶液及带刻度的液滴的作用。在测定呼吸作用装置中，由于NaOH溶液吸收了二氧化碳，所以液滴的移动是因为消耗了氧气，甲装置应向左移动1.5cm。在测定净光合作用装置中，NaHC03溶液维持了小室中二氧化碳浓度的相对恒定，液滴的移动是光合作用产生的氧气与呼吸作用消耗氧气的差值，但因为白天时净光合作用大于零，所以甲装置应向右移4.5cm。
(3)迁移知识、灵活应用是灵魂。
在测定呼吸作用的装置中，甲装置左移1.5cm，乙装置右移0.5cm，所以30 min后实际向左移动了2cm。根据红墨水每移动1cm，植物体内葡萄糖增加或减少1g，那么每小时植物呼吸作用消耗了4g葡萄糖。这一设问形式体 现了对学生灵活应用知识能力的考查。
在测定净光合作用的装置中，甲装置右移了4.5cm，乙装置右移了0.5cm，所以30min后实际向右移动了4cm。所以每小时净光合积累葡萄糖量为8g。一昼夜葡萄糖积累量=葡萄糖产生量一呼吸作用消耗量，在计算时用(8+4)x15-4x24=84g。在这一问中体现了培养学生迁移光合作用与呼吸作用知识点的能力。
参考答案：
I (1)①甲乙两装置的D中都放入NaOH溶液，装置乙做对照组(校正作用)。
⑦将装置甲乙的玻璃钟罩遮光处理，放在温度
等相同的环境中。
(2)①甲乙两装置的D中都放入NaHCO3溶液，装置乙做对照组(校正作用)。
②将装置甲乙放在光照充分、温度等相同的环境中。
(3)测定植物呼吸作用甲装置左移1.5cm；测定植物净光合作用甲装置向右移4.5cm
Ⅱ 4 84
3.3 变式训练
利用下列装置(图4)研究CO2含量和光照强度对大豆光合作用的综合影响。实验时使用生长发育状况一致的大豆植株在室温25℃下进行，通过缓冲液调节密室空间内C02浓度的相对恒定。对各组试验装置精确测量的液滴移动数值记录于表2。据图表分析回答：
(1)在较强光照下，每组装置中液滴右移的生理原因是_______________________________________。
(2)由6组状态到7组状态，大豆叶绿体内C3 和c，化合物的含量变化是__________________。
(3)若在6组、7组之间增加一组实验，光强为800lx,CO2浓度为0.05％。预期这一条件下装置中液滴向右移动的范围是____________mm・h-2之间。
(4)第8组、9组的实验结果相同，限制第9组装置光合作用的主要因素是_____________________。
(5)若将该装置放置于黑暗条件下，则装置中毛细刻度管内的液滴应向――方移动，原因是_________________。
(6)为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设置对照实验，对照实验装置与实验组装置的区别是_________________。
(7)如果将试管中的CO2缓冲液改为水，则黑暗条件下实验测得的数据指标是________________值。
参考答案：
(1)光合作用O2释放量大于呼吸作用吸收O2量
(2)C3化合物含量减少，C3化合物增多
(3)60-112
(4)CO2浓度
(5)左 细胞呼吸时消耗O2释放CO2，CO2被缓冲液吸收，使密室内气体总量减少，气压降低
