“绿色植物制造有机物为什么必须要有光？”教师可进一步追问学生，引导学生回忆第二单元第二章第一节中“细胞质中有能量转换器”的有关内容，使学生能够说出光是一种能量，叶绿体能将光能转化为化学能，储存在它所制造的有机物中。在此基础上总结概括出光合作用的概念。

　为了帮助学生理解光合作用的场所是叶绿体，可以增加彩叶草或银边天竺葵的实验。由于彩叶草和银边天竺葵的叶片中有一部分不含叶绿体，所以按照教材实验步骤4-6进行处理后，叶片也会出现部分变蓝的现象。老师引导学生观察是哪部分变蓝了，学生通过分析能够得出结论：光合作用在叶绿体中进行。老师进一步指出：叶绿体不仅仅存在于叶片中，植物体其他的绿色部位都能进行光合作用。

　老师组织学生经过了设计实验的讨论，以及对教材中实验步骤的理解，学生已经对实验验证的原理和逻辑关系非常清楚，通过实验结果不难推导出结论

　老师也可以通过问题帮助学生推导：“加碘后，叶片部分变蓝，这说明叶片中含有什么？”“而遮光部分叶片没变蓝，这说明叶片中的淀粉是从何而来？”由此推出：叶片中的淀粉是通过光合作用制造出来的。老师再问：“造成叶片一部分有淀粉，一部分没有淀粉的实验因素是什么？这与我们的实验假设相符吗？对此，你能得出什么结论？”(光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件)

　最后老师紧扣实验标题“绿叶在光下制造有机物”总结实验结论。同时，老师应指出：绿色植物在光下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成蛋白质、脂类等其他有机物。

　学生小学的自然常识课中已经了解绿色植物能够进行光合作用制造有机物，在这一基础上，老师引导学生逐渐明确探究的课题：光是不是制造有机物的不可缺少的条件？如何确定光合作用是否发生？学生对这两个问题进行分组讨论，然后各组提出自己的探究方案。

　各组交流的过程中，教师应充分肯定各组在实验设计中的优点，尤其是有创新意义的设计，教师要不吝赞美之词，鼓励保护学生的创造性思维。同时，又请同学互相找出实验设计中不够严谨的地方，训练学生的分析和思维能力。对于有机物的鉴定，老师可提示学生回忆：观察玉米种子结构时，我们是用什么方法区分胚和胚乳的？由此学生可联想到淀粉的鉴定方法。

　通过讨论，将同学们的实验设计逐步完善。对确实可行的实验方案，老师应给学生提供实施实验计划的机会。同时，引导学生对照教材中的实验设计，找出其中的巧妙之处，弥补自己设计中的不足。

　进行实验之前，请生物小组的同学介绍本实验的前期准备工作：暗处理、部分遮光照射。教师要注意引导学生对每个一实验步骤中的科学道理的理解。老师可设计一系列思考题，启发学生：

　①实验前，为什么要将天竺葵进行暗处理？

　②对一片叶子部分遮光的目的是什么？这样的实验设计有什么好处？

　③取下遮光的黑纸时，叶片上遮光部位和未遮光部位有什么明显的差别吗？

　④将叶片放到酒精中加热的目的是什么？为什么要用酒精而不是水煮叶片呢？

　⑤为什么要将盛酒精的小烧杯隔水加热？

　⑥当绿叶在酒精中变成黄白色时，此时能看出遮光部位和未遮光部位的区别吗？

　⑦往叶片上滴加碘液的目的是什么？

　⑧经过碘液处理后，叶片发生了什么变化？如何解释这一现象？

　以上问题穿插在整个实验进行的过程中，隔水加热、酒精脱色这一步骤需要等待一段时间，老师可在等待实验进行的过程中引导学生思考讨论问题①-⑤，在叶片脱色之后按步骤进行问题⑥-⑧的讨论。

　实验过程中，教师指导学生的操作技能，并提示注意酒精灯的安全。

　活动：请同学列举出昨天晚餐的主要食物或最喜爱的几种食物，分析这些食物与绿色植物的关系。

　学生发现，人们的食物都直接或间接来自于绿色植物。教师总结：绿色植物就象一个巨大的生产有机物的天然工厂，它制造的有机物养活了地球上几乎所有的生物。

　那么，“绿色植物制造的有机物是什么？如何检验呢？”“绿叶制造有机物需要什么条件吗？怎样证明？”

5．光合作用的产物

大多数植物的光合作用产物为淀粉，但芭蕉科植物的绿色细胞中不含淀粉而含油类，其他多数单子叶植物的光合作用只产生糖类。

光合作用的直接生成物因种而异，大多数情况下为糖类，有的为多聚糖(淀粉)，有的为双糖(蔗糖)，也有的为单糖(葡萄糖和果糖)。至于单糖中葡萄糖与果糖哪种为直接生成物，还有争论；当前大多数学者都赞同葡萄糖为直接生成物的学说。产生淀粉的叶与叶柄脱离后，如浮于数种糖液，在黑暗处能使糖转变为淀粉。这种在黑暗处能转变为淀粉的糖，为乳糖、麦芽糖、蔗糖及葡萄糖(乳糖是由一分子半乳糖和一分子葡萄糖结合而成，麦芽糖由两分子葡萄糖构成，蔗糖则是由一分子果糖和一分子葡萄糖结合而成)。

光合作用产物的种类还与光照强度、CO₂和O₂浓度、叶片年龄和光质等因素有关。叶片年龄对产物的影响：成熟的叶片主要形成糖类，幼嫩的叶片除了形成糖类外，还产生蛋白质。光质对叶片光合作用产物的影响：在红光下大量形成糖类，蛋白质生成根少；在蓝光下叶片光合作用的产物中蛋白质增加较多。

4．植物栽培与光能的合理利用

光能是绿色植物进行光合作用的动力。在植物栽培中，合理利用光能，可以使绿色植物充分地进行光合作用。合理利用光能主要包括延长光合作用的时间和增加光合作用的面积两个方面。①延长光合作用的时间。延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间，是合理利用光能的一项重要措施。例如，同一块土地由一年之内只种植和收获一次小麦，改为一年之内收获一次小麦后，又种植并收获一次玉米，可以提高单位面积的产量。②增加光合作用的面积。合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。合理密植是指在单位面积的土地上，根据土壤肥沃程度等情况种植适当密度的植物。如果种植得太稀，光能就得不到充分的利用；如果种植得太密，植株互相遮挡，植物也不会茁壮地生长。总之，无论是栽种农作物，还是植树、养花，种植的密度都应当合理。

3．光合作用的重要意义

光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此，光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。光合作用的意义可以概括为以下几个方面：第一，制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计，地球上的绿色植物每年大约制造四五千亿吨有机物，这远远超过了地球上每年工业产品的总产量。所以，人们把地球上的绿色植物比作庞大的“绿色工厂”。绿色植物的生存离不开自身通过光合作用制造的有机物。人类和动物的食物也都直接或间接地来自光合作用制造的有机物。第二，转化并储存太阳能。绿色植物通过光合作用将太阳能转化成化学能，并储存在光合作用制造的有机物中。地球上几乎所有的生物，都是直接或间接利用这些能量作为生命活动的能源的。煤炭、石油、天然气等燃料中所含有的能量，归根到底都是古代的绿色植物通过光合作用储存起来的。第三，使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定。据估计，全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所消耗的氧，平均为10000 t/s(吨每秒)。以这样的消耗氧的速度计算，大气中的氧大约只需二千年就会用完。然而，这种情况并没有发生。这是因为绿色植物广泛地分布在地球上，不断地通过光合作用呼吸二氧化碳和释放氧，从而使大气中的氧和二氧化碳的含量保持着相对的稳定。第四，对生物的进化具有重要的作用。在绿色植物出现以前，地球的大气中并没有氧。只是在距今20亿至30亿年以前，绿色植物在地球上出现并逐渐占有优势以后，地球的大气中才逐渐含有氧，从而使地球上其他进行有氧呼吸的生物得以发生和发展。由于大气中的一部分氧转化成臭氧(O₃)。臭氧在大气上层形成的臭氧层，能够有效地滤去太阳辐射中对生物具有强烈破坏作用的紫外线，从而使水生生物开始逐渐能够在陆地上生活。经过长期的生物进化过程，最后才出现广泛分布在自然界的各种动植物。

2．1880年，德国科学家恩吉尔曼用水绵进行了光合作用的实验：把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里，然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现，好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射到的部位附近；如果上述临时装片完全暴露在光下，好氧细菌则集中在叶绿体所有受光部位的周围。恩吉尔曼的实验证明：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。

1．18世纪中期以前，人们认为植物体内的营养物质，都是从土壤中获得的，并不认为植物体能从空气中得到什么。1684年，比利时科学家海尔蒙把一棵2．5千克的柳树苗栽种到一个木桶里，桶里有事先称量过的土壤。此后，他只用纯净的雨水浇灌幼苗。为防止灰尘落入，他还专门制作了桶盖。5年过去了，柳树逐渐长大了，经过称量，他大吃一惊，柳树增加了80多千克，而土壤却只减少了不到100克。海尔蒙最先指出，水是植物体建造自身的原料，但空气也起了作用。

3．光合作用的意义

①光合作用制造的有机物，满足自身生长、发育、繁殖的需要。

②为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源。

●备课资料

光合作用发现史的有关实验