绿色植物是生物圈中有机物
搞懂光合作用原理:叶绿体如何把光能、二氧化碳和水变成有机物
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绿色植物是生物圈中有机物
搞懂光合作用原理:叶绿体如何把光能、二氧化碳和水变成有机物
光合作用
前面我们看到,绿色植物能把无机物变成有机物。可是,阳光、二氧化碳和水怎样在叶片中变成有机物和氧气?这就进入光合作用的原理。
原料是二氧化碳和水,电力是光能,车间是叶绿体;有机物储存化学能,氧气作为副产品释放。
对照实验法(遮光对照)
上一页说绿色植物能制造有机物——但凭什么断定是「光」在起作用,而不是植物本身或水?要回答这种「到底是谁造成的」问题,就得请出对照实验法。
两碗汤其余配料相同,只有一碗加了盐——通过对比确认盐的效果,对应「单一变量 + 对照」
淀粉的化学鉴定(碘液检验
上节课用遮光对照证明了光是光合作用的必要条件。但遮光组与见光组的判定,本质都建立在同一个终点——'叶片加碘是否变蓝'。这一步到底是如何'看见'淀粉的?
碘分子像珠子逐个嵌入螺旋槽,盘旋填满后整体显示蓝黑色
叶绿体
前面已知道,绿色植物借光合作用把CO₂和水合成有机物,遮光对照又显示淀粉会减少。现在把镜头推进到叶片内部:这套“绿色机器”究竟如何完成能量转换?
光能是输入,类囊体膜像发电区把光能转为化学能,基质再把CO₂加工成糖前体。
光是绿色植物制造有机物不
上一节的遮光对照实验还记得吗?见光的叶片滴碘变蓝,遮光的部分不变蓝——这组对照直接揭示了今天的主角:光。
板子把光变成电存入电池;叶片把光变成化学能存入有机物
光合作用的产物(淀粉等有
上一页我们用碘液检验出了叶片里的淀粉,证明光是制造有机物的必要条件。但叶绿体这个「绿色工厂」到底生产了哪些产品?它们各自扮演什么角色?
原料(葡萄糖即时用)、成品(淀粉储存)、建材(纤维素搭结构)
叶绿素
前几页我们看到:光是光合作用不可缺少的条件,叶绿体是光合作用的场所。但光能被谁"吃"进去?答案藏在叶绿体里的一种特殊色素——叶绿素身上。
都把光转化为可利用能量,且只响应特定波长的光
叶片是制造有机物的主要部
叶片是制造有机物的主要部位:背景、意义与延伸了解
遇碘变蓝是淀粉的特性
上页我们用碘液检验叶片里的淀粉——叶片变蓝,说明有淀粉;不变蓝,说明没有。但你有没有想过:为什么是碘遇淀粉会变蓝?葡萄糖、蔗糖、纤维素为什么不会?这背后有个有意思的分子故事。
淀粉螺旋像螺母空腔,碘分子像螺丝,尺寸匹配才能嵌入显色;加热相当于拧出,颜色便消失
筛管运输有机物
上一页讲到叶片通过光合作用制造出有机物。但问题来了——根、果实、花都离叶片有距离,有机物怎么送过去?这就要靠植物体内的"物流网络"——筛管。
中央厨房(叶)做好饭派单,骑手沿固定路线配送到各餐桌(根、果、花)
有机物构建植物体并提供能
筛管把叶片制造的有机物运向全身,运到之后这些有机物去哪了?它们并不会凭空消失——一部分变身植物的身体,一部分默默囤积,更多一部分则在细胞里被"燃烧",释放出生命活动所需的能量。
盖新厂房(构建)、进仓库备用(储存)、烧煤发电驱动机器(提供能量)
绿色植物是生物圈中的生产
前面我们看到了绿叶在光下制造出淀粉。现在把视角拉到整个生物圈——是谁在持续「生产」有机物、养活所有其他生命?这就引出「生产者」这个核心角色。
工厂把原料加工成产品供大家消费;植物把CO₂和H₂O加工成有机物(食物),养活了所有生物
绿色植物制造的有机物养育
一块牛肉的"前世今生":牛吃草,草的有机物靠光合作用制造——肉、奶、蛋、粮食、蔬菜,所有食物追根溯源都指向绿色植物。生物圈的餐桌,由它们一人掌勺。
妈妈(生产者)是唯一做饭的人;家人(消费者)吃;剩菜垃圾(遗体粪便)由微生物(分解者)处理
本节要点
- ✓光合作用把光能转化为有机物中的化学能
- ✓对照实验只动一个变量,其他条件必须一致
- ✓碘液变蓝是鉴定手段,不是实验结论本身
- ✓绿色植物是生物圈有机物与能量的起点
课后思考
先遮住答案想一会,再对照参考答案检查自己的思路。
参考答案把叶片内原有淀粉运走耗尽,避免干扰实验,保证只有光合作用新产生的淀粉被检测到。
参考答案不能。黄色叶子缺少叶绿素,无法吸收光能进行光合作用,因此不能制造有机物。
参考答案不是。蓝藻等含光合色素的微生物也能制造有机物,它们同样是生物圈中的生产者。