初中生物 20 绿色植物是生物圈中有机物的制造者

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光合作用的产物

有机物：绿色植物通过光合作用制造的有机物主要是淀粉等糖类。在实验中，通过对天竺葵等植物进行“绿叶在光下制造有机物”的实验，可以证明光合作用的产物之一是淀粉。将天竺葵放在黑暗处一昼夜，目的是让叶片中的淀粉运走耗尽，然后用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，移到阳光下照射几小时后，摘下叶片，去掉遮光的黑纸片，将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。用清水漂洗叶片后，向叶片滴加碘液，稍停片刻，用清水冲掉碘液，观察发现，遮光部分不变蓝，未遮光部分变蓝，说明光合作用制造了淀粉，淀粉是光合作用的产物，且光合作用需要光。

氧气：绿色植物在进行光合作用时，还会产生氧气。可以通过金鱼藻等水生植物在光下产生气泡的实验来证明。将金鱼藻放在盛有清水的大烧杯中，用漏斗罩住金鱼藻，在漏斗的颈部套上一个充满水的试管，将该装置放在阳光下照射一段时间后，可观察到试管内有气泡产生，待试管内收集到一定量的气体后，将带火星的木条伸进试管内，木条复燃，证明光合作用产生了氧气。

光合作用的条件和场所

条件：光合作用需要光，光是光合作用的能量来源。只有在光照条件下，绿色植物才能进行光合作用，制造有机物和释放氧气。不同的植物对光照强度和光照时间的要求不同，例如，阳生植物需要较强的光照，而阴生植物则能在较弱的光照条件下进行光合作用。

场所：光合作用的场所是叶绿体。叶绿体主要存在于植物的叶肉细胞中，在幼嫩的茎等部位的细胞中也有叶绿体。叶绿体中含有叶绿素等光合色素，叶绿素能够吸收、传递和转化光能，是光合作用的关键物质。叶绿体的内部结构包括基粒和基质，基粒由类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上分布着与光合作用有关的色素和酶，基质中也含有与光合作用有关的酶，这些色素和酶共同参与了光合作用的光反应和暗反应过程。

光合作用的概念

光合作用是指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着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。其反应式可表示为：二氧化碳 + 水 ==[叶绿体]{光能}=》有机物（储存着能量） + 氧气。光合作用是地球上最重要的化学反应之一，它为地球上几乎所有的生物提供了食物和氧气，维持了生物圈中的碳 - 氧平衡。

光合作用的实质

从物质转化角度来看，光合作用是将简单的无机物（二氧化碳和水）转化为复杂的有机物，并释放出氧气的过程。这一过程实现了物质的合成与转化，将无机环境中的物质引入到生物群落中，为生物的生存和发展提供了物质基础。

从能量转化角度来看，光合作用是将光能转化为化学能，并将化学能储存在有机物中的过程。通过光合作用，绿色植物将太阳的光能转化为化学能，固定在有机物中，这些有机物中的化学能为植物自身的生长、发育和繁殖提供了能量，同时也为其他生物的生命活动提供了能量来源。

绿色植物制造有机物的意义

构建植物体自身：有机物是植物体的组成成分，植物通过光合作用制造的有机物构建了自身的细胞壁、细胞膜、细胞质等结构，为植物的生长、发育和繁殖提供了物质基础。例如，纤维素是植物细胞壁的主要成分，蛋白质是细胞中各种酶、膜结构等的重要组成部分，这些有机物都是由植物通过光合作用制造的。

为其他生物提供食物来源：绿色植物制造的有机物是生物圈中其他生物的食物来源。植物是生态系统中的生产者，它们通过光合作用制造的有机物，一部分用于自身的生长和繁殖，另一部分则被消费者（如动物）摄取，经过消化、吸收后，在动物体内重新合成自身的有机物，从而实现了物质和能量在生物群落中的传递。

维持生物圈的碳 - 氧平衡：绿色植物在光合作用过程中吸收二氧化碳，释放氧气，而生物的呼吸作用和燃料的燃烧等过程则消耗氧气，产生二氧化碳。绿色植物制造的有机物中的碳元素来自于二氧化碳，通过光合作用，将大气中的二氧化碳固定在有机物中，从而维持了大气中二氧化碳和氧气的相对平衡，对维持生物圈的生态平衡具有重要意义。

绿色植物作为生物圈中有机物的制造者，通过光合作用为整个生物圈的物质循环和能量流动奠定了基础，对地球上生物的生存和发展起着至关重要的作用。