導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇植物光合作用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

光合作用本質(zhì)上就是綠色植物通過(guò)葉綠體貯存太陽(yáng)光能的過(guò)程。隨著一天中二氧化碳濃度和溫度以及光照強(qiáng)度的變化，植物的光合作用也發(fā)生著變化［8］。本研究擬對(duì)浙江省天臺(tái)山森林生態(tài)系統(tǒng)海拔700m處的以喬木木荷(SchimasuPerba)為優(yōu)勢(shì)種的功能群植物光合生理特性進(jìn)行分析，以期為天臺(tái)山森林生態(tài)系統(tǒng)的合理利用和森林群落的恢復(fù)重建提供依據(jù)。

1研究區(qū)域與研究方法

1.1自然地理概況

天臺(tái)山位于浙江省天臺(tái)縣境內(nèi)，系武夷山仙霞嶺中支由南向北延伸而來(lái)。境內(nèi)峰巒迭嶂，萬(wàn)壑爭(zhēng)流，主峰華頂山(海撥1098m)，地處北緯29°15'，東經(jīng)121°06'，在天臺(tái)縣東北30km處，這里屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，氣候溫暖，雨水充沛，年降水量為1700mm，平均相對(duì)濕度達(dá)85%以上。年平均氣溫為13℃，無(wú)霜期約230d。山地土壤系水成巖及火成的花崗巖母質(zhì)形成的黃壤土，土層厚度在30～100cm，濕潤(rùn)肥沃。由于水熱條件好，植物生長(zhǎng)茂盛，地帶性植被類型主要為中亞熱帶常綠闊葉林，并且發(fā)育保存較好［9］。

1.2取樣與測(cè)定方法

本研究工作地點(diǎn)在天臺(tái)山華頂國(guó)家森林公園內(nèi)，于2011年7月中旬，使用LI－6400便攜式光合測(cè)定系統(tǒng)對(duì)功能群植物喬木木荷(SchimasuPerba)、灌木柃木(Euryajaponica)和草本茫萁(Dicranopterisdicho-toma)功能葉片(無(wú)病蟲(chóng)害，營(yíng)養(yǎng)狀況良好)的光合生理生態(tài)日變化特性進(jìn)行測(cè)定，主要測(cè)定指標(biāo)包括光合作用速率、氣孔導(dǎo)度等。喬木植株采取離體測(cè)定［10］，具體方法:使用剪枝剪獲取枝條，迅速將枝條下端浸入水中，剪去5cm長(zhǎng)的枝柄，為避免葉片因水分脅迫導(dǎo)致光合能力下降，每測(cè)定一個(gè)循環(huán)后更換一個(gè)枝條(約2～3h)，灌木和草本植物采取連體測(cè)定，測(cè)定時(shí)選擇天氣晴好，日照充足的天氣。日變化測(cè)定時(shí)間為8∶00～16∶00，每隔2h進(jìn)行一次，每類測(cè)定5個(gè)葉片，每個(gè)葉片3個(gè)存儲(chǔ)點(diǎn)。同時(shí)進(jìn)行葉片葉綠素含量測(cè)定，方法是取與測(cè)定光合作用相同位置和成熟程度葉片，用Arnon法［11］，使用日本島津UV2401PC型紫外分光光度計(jì)測(cè)定，各測(cè)3片樣葉，每片樣葉重復(fù)測(cè)試3次，取平均值。

2結(jié)果與分析

2．1功能群植物葉片葉綠素含量

葉綠素含量與光合能力成正比，通過(guò)對(duì)比海拔700m處的植物功能群?jiǎn)棠灸竞?SchimasuPerba)、灌木柃木(Euryajaponica)和草本茫萁(Dicranopterisdichotoma)的葉片葉綠素含量(表1)，可以看出，木荷(SchimasuPerba)和柃木(Euryajaponica)的葉綠素a、葉綠素b含量以及Chla/Chlb均低于茫萁，這說(shuō)明草本植物茫萁(Dicranopterisdichotoma)由于葉綠素含量高，從而可以吸收較多的太陽(yáng)輻射，是草本植物對(duì)林下長(zhǎng)期低光照的生態(tài)適應(yīng)。草本植物茫萁(Dicranopterisdicho-toma)的Chla/Chlb較低，說(shuō)明其葉片中葉綠素b的含量相對(duì)較高。這樣就能在林下散射光中有效地利用藍(lán)紫光，能利用弱光環(huán)境中有限的紅光，維持光合作用中心Ⅰ和光合作用中心Ⅱ之間的能量平衡，有利于對(duì)弱光環(huán)境的適應(yīng)。

2.2功能群植物光合作用速率日變化

喬木植物木荷(SchimasuPerba)由于植株高大，在功能群的最頂層，因此所接受的陽(yáng)光也較強(qiáng)，出現(xiàn)了光合午休現(xiàn)象，葉片光合速率日變化曲線呈“雙峰”型，分別于10∶00和14∶00出現(xiàn)峰值，而位于功能群中層和下層的灌木柃木(Euryajaponi-ca)、和草本茫萁(Dicranopterisdichotoma)，則由于林下光強(qiáng)遠(yuǎn)較上層低，因此葉片凈光合速率低于喬木木荷(Schi-masuPerba)，并且沒(méi)有出現(xiàn)光合午休現(xiàn)象，其日變化呈單峰曲線。3種植物的凈光合速率日平均值以木荷的為最高，達(dá)8.204μmolCO2•m2•g－1，以茫萁的為最低，只有6.812μmolCO2•m2•g－1，柃木為7.564μmolCO2•m2•g－1，介于二者之間。

2.3功能群植物氣孔導(dǎo)度日變化

從功能群植物氣孔導(dǎo)度日變化曲線來(lái)看，3種植物葉片的氣孔導(dǎo)度都呈單峰曲線，峰值出現(xiàn)在光照最強(qiáng)時(shí)的12∶00，從日平均值來(lái)看，3種植物葉片的氣孔導(dǎo)度以接受強(qiáng)光照的喬木木荷(SchimasuPerba)為最高，為0.156mmol•m－2•s－1，以草本茫萁(Dicranopterisdichotoma)的氣孔導(dǎo)度值為最低，只有0.098mmol•m－2•s－1，灌木柃木(Euryajaponica)的氣孔導(dǎo)度日平均值則介于二者之間。

篇2

只有細(xì)胞內(nèi)含有葉綠素的植物才能進(jìn)行光合作用。水晶蘭、天麻、菟絲子、鎖陽(yáng)等都不能進(jìn)行光合作用。也就是異養(yǎng)植物一般不進(jìn)行光合作用。

光合作用是指綠色植物利用太陽(yáng)的光能，同化二氧化碳和水制造有機(jī)物質(zhì)并釋放氧氣的過(guò)程。光合作用所產(chǎn)生的有機(jī)物主要是碳水化合物，并釋放出能量。

（來(lái)源：文章屋網(wǎng) ）

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【關(guān)鍵詞】植物；光合作用；產(chǎn)物

光合作用和其他生理過(guò)程一樣，受到一系列內(nèi)外因素的影響，植物的種類，植株的年齡和器官以及植物體內(nèi)葉綠素的含量等都對(duì)光合作用有影響，在相同條件下，不同植物光合速率不同是由植物本身的遺傳特性決定的，同一品種植物的光合速率主要受光照、CO2濃度、溫度、水分和礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)等環(huán)境因素的影響，下面簡(jiǎn)述外界因素對(duì)光合作用的影響。

1.光照強(qiáng)度

光是光合作用的能源，沒(méi)有光，光合作用就無(wú)法進(jìn)行。光合強(qiáng)度與光照強(qiáng)度有密切的關(guān)系。

常用的光照強(qiáng)度單位為lx（勒克斯）。實(shí)際的光照強(qiáng)度，可用照度汁直接測(cè)量出來(lái)。夏季晴天中午，露地的光照強(qiáng)度約為35.28×105lx，冬季晴天露地光照強(qiáng)度約為88.1×104lx，而陰雨天僅及晴天光照的1/5―1/4。一般植物在很弱的光照下，便能進(jìn)行光合作用。光愈弱，光合作用也愈弱，如果光照強(qiáng)度增大，光合作用也就增強(qiáng)。但是光照強(qiáng)度達(dá)到一定程度時(shí)，光照強(qiáng)度再加強(qiáng)，光合作用并不再隨之增高，這時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。在達(dá)到光飽和點(diǎn)以后，如果再繼續(xù)增加光照強(qiáng)度，有些植物的光合作用將會(huì)下降。這是由于強(qiáng)光引起光合色素和重要的酶類鈍化，同時(shí)強(qiáng)光往往導(dǎo)致高溫，易造成水分虧缺、氣孔關(guān)閉和CO2供應(yīng)不足等。根據(jù)植物對(duì)光強(qiáng)度的需要不同，可以將植物分為兩類：陽(yáng)性植物（如月季、扶桑、白蘭、唐菖蒲等）的光飽和點(diǎn)接近于全部光照強(qiáng)度的一半；耐陰植物（如茶花、杜鵑、萬(wàn)年青、蘭花等）在全部光強(qiáng)的l/10，即能正常地進(jìn)行光合作用，光照強(qiáng)度過(guò)高時(shí)，反而導(dǎo)致光合作用減弱。在兩類之間還有一些中間類型的植物（如萱草、天門冬、紅楓、含笑、蘇鐵等），它們?cè)谡陉幒腿咳照障露寄苓M(jìn)行正常的光合作用。

植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，還在進(jìn)行呼吸作用。當(dāng)光照強(qiáng)度較高時(shí)，植物的光合強(qiáng)度往往要比吸收強(qiáng)度高若干倍；當(dāng)光照強(qiáng)度下降，光合強(qiáng)度也下降，光強(qiáng)度降到一定程度時(shí)，光合作用吸收的CO2與呼吸作用放出的CO2相等，這時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。陽(yáng)性植物的光補(bǔ)償點(diǎn)比耐陰植物高，通常陽(yáng)性植物在全部光強(qiáng)的3%～5%時(shí)達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)；而耐陰植物的光補(bǔ)償點(diǎn)則不超過(guò)全部光強(qiáng)的1%。植物在光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)不能積累干物質(zhì)，而且夜間還要消耗干物質(zhì)，這對(duì)植物的生活是很不利的。因此，植物所需的最低光照強(qiáng)度，必須高于光補(bǔ)償點(diǎn)。

光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)代表植物的葉片對(duì)強(qiáng)光和弱光的利用能力，可用來(lái)衡量植物的需光量。因此，光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)的確定對(duì)于栽培植物有重要作用，特別是光補(bǔ)償點(diǎn)可作為園林植物配置、樹(shù)木修剪的根據(jù)。栽培在溫室中的植物，通過(guò)維持一個(gè)最適的溫度條件，補(bǔ)償點(diǎn)的位置可以適當(dāng)降低，這對(duì)于有效地利用較弱的光照維持正常光合作用具有重要意義。

2.CO2的濃度

C02是光合作用的主要原料，其含量直接影響到光合作用的進(jìn)行。大多數(shù)植物，當(dāng)空氣中的CO2含量低于60×10-6ppm時(shí)，光合作用則顯著降低，甚至完全停止，這一CO2濃度稱為CO2補(bǔ)償點(diǎn)。提高CO2濃度，在一定范圍內(nèi)能夠提高光合強(qiáng)度。一般情況下，光合作用的最適CO2濃度約為0.1%，而空氣中的CO2含量通常為0.02%一0.03%左右，所以，如果能適當(dāng)?shù)卦黾涌諝庵蠧O2濃度，光合作用便能顯著增加。目前國(guó)外的溫室及塑料薄膜棚室已大面積應(yīng)用CO2施肥的方法增加空氣CO2含量。國(guó)內(nèi)也有不少單位在進(jìn)行試驗(yàn)。一般在育苗和生長(zhǎng)旺盛期進(jìn)行CO2施肥效果較好。在試驗(yàn)條件下，CO2施肥一般用于冰，它是一種低溫固態(tài)的CO2，在常溫下升華為氣態(tài)。用干冰時(shí)要注意人體不要直接接觸，以免發(fā)生低溫傷害。也可用強(qiáng)酸和碳酸鹽反應(yīng)，使其產(chǎn)生CO2，但要注意強(qiáng)酸不可太濃，以免發(fā)生有害氣體。另外，可以結(jié)合糖化飼料發(fā)酵，或用水缸盛廄肥發(fā)酵，不時(shí)攪拌，即可達(dá)到增加室內(nèi)CO2濃度的目的。

在室外條件下，目前施用CO2肥料還有相當(dāng)大的困難，主要是依靠風(fēng)引起空氣流動(dòng)，使CO2的空氣接近葉面，以保證光合作用的正常進(jìn)行。另外可施用碳酸鹽肥料和有機(jī)肥，來(lái)增加土壤的CO2含量。施用有機(jī)肥料可提高土壤中的腐殖質(zhì)，增加土壤中微生物的數(shù)量并改變土壤微生物的群落，這樣也可達(dá)到CO2施肥的目的。土壤中的CO2一部分?jǐn)U散到空氣中為植物的葉子所吸收，另一部分則直接被根所吸收。在通常情況下，空氣中CO2含量過(guò)高對(duì)光合作用也是不利的，當(dāng)濃度超過(guò)1%時(shí)，將引起原生質(zhì)中毒、氣孔關(guān)閉，從而抑制光合作用，但若同時(shí)增強(qiáng)光照強(qiáng)度時(shí)，則CO2的利用濃度就可以相對(duì)地提高。

3.溫度

植物進(jìn)行光合作用的溫度范圍很寬，通常溫度對(duì)光合作用的影響和植物的起源有關(guān)。溫帶植物光合作用的最低溫度為。0～5℃；在寒帶地區(qū)生長(zhǎng)的植物，最低可達(dá)-6～7℃；然而熱帶植物在4～8℃時(shí)光介作用被抑制。從溫度的低限開(kāi)始，光合強(qiáng)度隨溫度升高而加強(qiáng)，超過(guò)最適點(diǎn)后，光合作用便下降。一般來(lái)講，植物可在10～35℃的范圍進(jìn)行正常的光合作用，最適點(diǎn)約為25～30℃。一般植物光合作用的最高溫度為40～50℃，這時(shí)光合作用很微弱，其至停止，溫度對(duì)于光合作用的影響，與光照強(qiáng)度和CO2濃度都有關(guān)系，在光強(qiáng)度較高和CO2濃度較大的條件下，光合作用的最適溫度也隨之提高。在光強(qiáng)度低和CO濃度小時(shí)，提高濕度反而對(duì)植物生長(zhǎng)不利。因此，冬天在溫室栽培植物和溫床育苗時(shí)，在夜間和光線不足的陰雨天，應(yīng)該適當(dāng)降低室內(nèi)溫度。

4.水分和礦質(zhì)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過(guò)程和通過(guò)蒸騰作用而散失掉了。因此，水分對(duì)于光合作用的影響并不是直接的，水分主要是影響其他的各種生理活動(dòng)，從而間接地影響光合作用的進(jìn)行。當(dāng)植物的水分代謝被破壞時(shí)，葉子含水量減少，而引起氣孔的閉合，阻止了CO2進(jìn)入葉內(nèi)，使光合作用降低。

植物生命活動(dòng)所必需的十幾種礦質(zhì)元素，對(duì)光合作用也有直接或間接的影響。如鎂和氮是葉綠素的組成元素，鐵和錳參與葉綠素的形成過(guò)程，硼、鉀、磷等能促進(jìn)有機(jī)物的輸導(dǎo)和轉(zhuǎn)化。因此，合理施肥對(duì)保證光合作用的順利進(jìn)行，是非常重要的。

上述因素對(duì)光合作用的影響并不是孤立的，而是互相依存、互相制約的，對(duì)光合作用發(fā)生著錯(cuò)綜復(fù)雜的綜合影響。我們了解影響光合作用的因素后，在園林植物的栽培管理上，就應(yīng)綜合考慮各種因素的相互關(guān)系和綜合影響，創(chuàng)造植物生長(zhǎng)的適宜環(huán)境，來(lái)提高植物對(duì)光能的利用率和光合效率。

參考文獻(xiàn)

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【關(guān)鍵詞】對(duì)比式教學(xué) 光合作用 呼吸作用 有氧呼吸 無(wú)氧呼吸

教育不僅需要傳授知識(shí)，把人類已獲得的知識(shí)傳授給新的一代，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力和對(duì)比能力，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用獲得的知識(shí)去解決面臨的新問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生繼續(xù)獲得新知識(shí)、總結(jié)新經(jīng)驗(yàn)、發(fā)展新理論的科學(xué)思維方法。

什么是對(duì)比式？把兩種人或事物、同一人或事物的前后不同的方面組合在一起，進(jìn)行對(duì)比。采用對(duì)比式進(jìn)行教學(xué)，就是使學(xué)生弄清容易混淆的概念、內(nèi)容之間的區(qū)別和聯(lián)系。

植物的光合作用與呼吸作用對(duì)生物界是極為重要的，同樣在教學(xué)中也是兩塊重點(diǎn)，但內(nèi)容都比較抽象，無(wú)任何生活中的實(shí)物體進(jìn)行對(duì)比例證，對(duì)于職高的學(xué)生來(lái)說(shuō)，本來(lái)學(xué)習(xí)基礎(chǔ)就差，講解這兩個(gè)問(wèn)題的時(shí)候不容易弄懂，所以給老師的教與學(xué)生的學(xué)帶來(lái)了很大的困難。用對(duì)比式的教學(xué)方法能讓老師在教和學(xué)生學(xué)的過(guò)程中更好的掌握其原理、難點(diǎn)。

植物的光合作用與呼吸作用是兩個(gè)截然相反的過(guò)程：光合作用主要是儲(chǔ)能和制造有機(jī)物的過(guò)程；呼吸作用是放能和分解有機(jī)物的過(guò)程。針對(duì)于二者的不同，可用以下的對(duì)比教學(xué)來(lái)進(jìn)行教學(xué)：

1.圖例對(duì)比

1.1 植物的光合作用示例圖

植物光合作用

1.2 植物有氧呼吸示例圖

植物有氧呼吸

2.植物光合作用與呼吸作用剖析對(duì)比

2.1 概念：

2.1.1 植物的光合作用

植物的光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水合成為貯藏著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧的過(guò)程。

2.1.2 植物的呼吸作用

生物體內(nèi)的有機(jī)物在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列的氧化分解，最終生成二氧化碳或其他產(chǎn)物，并且釋放出能量的總過(guò)程，叫做呼吸作用。

（1）有氧呼吸：有氧呼吸是指植物細(xì)胞在氧的參與下，通過(guò)酶的作用，把葡萄糖等有機(jī)物徹底氧化分解，最終產(chǎn)生出二氧化碳和水，同時(shí)釋放出大量能量的過(guò)程。

（2）無(wú)氧呼吸：無(wú)氧呼吸是指植物細(xì)胞在缺氧的條件下，通過(guò)酶的催化作用，把葡萄糖等有機(jī)物分解成不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放出少量能量的過(guò)程。

2.2 產(chǎn)生場(chǎng)所

2.2.1 光合作用

植物進(jìn)行光合作用是在綠色植物細(xì)胞內(nèi)的葉綠體內(nèi)完成的。

2.2.2 呼吸作用

植物進(jìn)行呼吸作用是在細(xì)胞內(nèi)的線粒體內(nèi)完成的，所以線粒體我們又把它叫做植物的“動(dòng)力工廠”。

2.3 產(chǎn)生的條件

2.3.1 植物光合作用分為光反映和暗反映，即是說(shuō)在有光和無(wú)光條件下都能，但必須有水和二氧化碳。

2.3.2 呼吸作用分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸，既呼吸作用有氧的情況下在進(jìn)行，沒(méi)有氧的情況下也在進(jìn)行。

2.4 產(chǎn)生過(guò)程

2.4.1 植物的光合作用

植物光合作用可用反應(yīng)式表示：

CO2+H2O光能葉綠體(CH2O)+O2

植物進(jìn)行光合作用時(shí)，可分為兩個(gè)階段：光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。光反應(yīng)階段中一是將水分子分解成氧和［H］，氧直接以分子的形式釋放出去，而［H］則參加到暗反應(yīng)階段；二是葉綠體中的色素，在酶的作用下，利用所吸收的光能，促成ATP的形成，這些ATP也參加到暗反應(yīng)中。

暗反應(yīng)階段：二氧化碳與植物體內(nèi)的一種含有5個(gè)碳原子的化合物結(jié)合，叫二氧化碳的固定，一個(gè)二氧化碳分子與一個(gè)五碳化合物分子固定以后，形成兩個(gè)含有3個(gè)碳原子的化合物。在酶的作用下，一些三碳化合物接受ATP釋放出的能量，并且被氫還原，然后經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的變化，形成糖類；另一些三碳化合物經(jīng)過(guò)復(fù)雜的變化，又形成了五碳化合物，從而使暗反應(yīng)不斷的進(jìn)行下去。

2.5 產(chǎn)物

植物進(jìn)行光合作用生成糖類和能量，并貯存在ATP中，同時(shí)釋放出氧氣。

植物進(jìn)行呼吸作用：有氧呼吸時(shí)最終形成的是二氧化碳、水，同時(shí)釋放出大量的能量；無(wú)氧呼吸時(shí)最終形成的是酒精、二氧化碳或乳酸，同時(shí)釋放出少量的能量。

2.6 影響因素對(duì)比

2.6.1 植物光合作用的強(qiáng)弱受光照強(qiáng)度、二氧化碳的濃度的影響。不同的植物對(duì)光照的需求不同，陽(yáng)生植物需在陽(yáng)光充足的地方，陰生植物需在陽(yáng)光較弱的地方；二氧化碳不足減低植物光合作用，充足的二氧化碳才能保障光合作用的正常進(jìn)行。

2.6.2 植物進(jìn)行呼吸作用受溫度、氧和二氧化碳的影響。只有在適宜的溫度下，酶才能夠起到生物催化劑的作用；氧氣不足，會(huì)直接影響植物呼吸作用的進(jìn)程，二氧化碳到達(dá)一定濃度時(shí)，植物體的呼吸作用就會(huì)明顯地收到抑制。

3.結(jié)束語(yǔ)

從以上的圖例、概念、產(chǎn)生場(chǎng)所、產(chǎn)生條件、產(chǎn)生過(guò)程和影響因素環(huán)節(jié)可看出：在教學(xué)中，采用對(duì)比式進(jìn)行教學(xué)，可以讓學(xué)生更容易掌握這一部分，特別是對(duì)于基礎(chǔ)薄弱的職高生，讓老師在教學(xué)過(guò)程中也更容易掌握所涉及內(nèi)容，講解的時(shí)候也不會(huì)感覺(jué)到這一部分內(nèi)容的過(guò)分枯燥。

教師在不斷教授基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上，要根據(jù)所授內(nèi)容的差異，選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式，讓每一個(gè)學(xué)生都可以充分得到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣和學(xué)習(xí)的動(dòng)力與能力。同時(shí)也讓學(xué)生學(xué)會(huì)了生活中一些東西不一定靠原始的方式進(jìn)行，同樣可以用對(duì)比式來(lái)看待一些問(wèn)題和一些事物。一個(gè)優(yōu)秀的老師需要在課堂上不斷的完善教學(xué)方法，不斷探索與時(shí)代相適應(yīng)，讓學(xué)生可以在輕松愉悅的環(huán)境中得到知識(shí)和能力。

參考文獻(xiàn)

篇5

一、利用光合作用發(fā)現(xiàn)史，了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法

教材在光合作用一節(jié)中首先通過(guò)幾個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)講述了光合作用發(fā)現(xiàn)的過(guò)程。教學(xué)時(shí)，我重點(diǎn)介紹了科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和方法。例如，在介紹1880年德國(guó)科學(xué)家恩吉爾曼用水綿做實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我簡(jiǎn)要介紹了水綿的生理特征之后，先請(qǐng)學(xué)生自己閱讀“實(shí)驗(yàn)過(guò)程”，然后提出問(wèn)題：此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處何在？大部分學(xué)生都是從實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程上找答案，惟獨(dú)忽略了“選擇實(shí)驗(yàn)材料的重要性”這個(gè)問(wèn)題。我就引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合水綿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，葉綠體在細(xì)胞中又呈螺旋狀分布。想到這樣的葉綠體不僅受光面積大，也便于觀察、分析和研究，并且強(qiáng)調(diào)科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的選擇是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵因素之一。聯(lián)系前不久剛做過(guò)的“觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)”實(shí)驗(yàn)，觀察不到細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的原因，主要是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)材料選擇不當(dāng)造成的。這樣使學(xué)生認(rèn)識(shí)到選擇一種理想的實(shí)驗(yàn)材料，可以使實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯可靠，也是成功的先決條件。通過(guò)這些講述不僅拓寬了學(xué)生的思路，而且使學(xué)生清醒地意識(shí)到選擇實(shí)驗(yàn)材料的重要性。接著提問(wèn)：恩吉爾曼設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，為何要把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣并且是黑暗的環(huán)境里呢？學(xué)生經(jīng)過(guò)討論，一致認(rèn)為：排除了氧氣和光線的影響，保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。為什么要選用極細(xì)的光束照射，并且用好氧細(xì)菌檢測(cè)？ 學(xué)生回答：這樣能夠準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧氣的部位。再問(wèn)為什么要做黑暗、局部、曝光的對(duì)比實(shí)驗(yàn)？ 學(xué)生回答：可明確結(jié)果全是由光照引起的。這樣學(xué)生就自然得出氧是葉綠體釋放的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所的結(jié)論。

通過(guò)啟發(fā)誘導(dǎo)使學(xué)生明確：提出問(wèn)題創(chuàng)立假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果再實(shí)驗(yàn)再觀察，直到找出事物內(nèi)在的必然聯(lián)系，這不僅是光合作用發(fā)現(xiàn)的基本過(guò)程，而且還是生物科學(xué)研究的基本過(guò)程。從科學(xué)的角度看生物學(xué)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)，可訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力、思維能力和分析能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法，從而達(dá)到提高其綜合素質(zhì)的目的。

二、利用色素的提取分離實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力

物學(xué)是落實(shí)素質(zhì)教育的極好時(shí)機(jī)，如在光合作用中安排的“葉綠體中色素的提取及分離”實(shí)驗(yàn)中，毛細(xì)吸管劃濾液細(xì)線不是太粗就是不齊，要不就是把紙劃破，直接影響實(shí)驗(yàn)效果。后來(lái)學(xué)生自己想辦法，不用毛細(xì)吸管，而是把濾紙?jiān)阢U筆線處折疊，直接在濾液上劃。這樣的濾液細(xì)線不僅細(xì)齊，而且沾上的色素多，在濾紙上析出的色素帶明顯，學(xué)生不僅了解了葉綠體中色素的種類及含量，鞏固強(qiáng)化了課本知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力和思維能力，使教學(xué)質(zhì)量明顯提高。

三、利用同位素標(biāo)記法，了解學(xué)科間的滲透作用

隨著科學(xué)的發(fā)展和人們研究的深入，各學(xué)科之間的聯(lián)系越來(lái)越密切，在教學(xué)中客觀地把握它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，提高學(xué)生的思維能力，而且能促進(jìn)知識(shí)的發(fā)散。生物學(xué)的發(fā)展與物理、化學(xué)的發(fā)展關(guān)系密切。也正是由于理化知識(shí)的介入，才使人們對(duì)生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到分子水平。例如，光合作用關(guān)于產(chǎn)物之一的O2究竟來(lái)自反應(yīng)物中的H2O還是CO2，就是利用物理學(xué)方法――同位素標(biāo)記法來(lái)解決的。再如，葉綠體中色素的分離是利用化學(xué)方法――紙層析法來(lái)達(dá)到目的的。

另外，在生物教學(xué)中我還經(jīng)常運(yùn)用哲學(xué)原理。哲學(xué)似乎與生物學(xué)毫不相干，事實(shí)上量變與質(zhì)變、運(yùn)動(dòng)與靜止、內(nèi)因與外因、對(duì)立與統(tǒng)一辯證的觀點(diǎn)在生物學(xué)中隨處可見(jiàn)。例如，介紹光合作用過(guò)程時(shí)，我說(shuō)雖然從新陳代謝的角度看光合作用是一個(gè)同化過(guò)程，但是其中也伴隨著物質(zhì)和能量釋放即異化作用。如暗反應(yīng)中ATPADP+Pi+能量，我從對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律這一角度介紹說(shuō)：矛盾是一切事物發(fā)展的源泉，世界上任何事物都充滿著矛盾。生物體的生命活動(dòng)正是在物質(zhì)的合成與分解這對(duì)矛盾的對(duì)立統(tǒng)一中不斷完成新陳代謝等生命活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自我更新的。

這樣處理教材的目的是通過(guò)教材具體的事例向?qū)W生滲透辯證唯物主義的思想。一方面可以加深學(xué)生對(duì)生物知識(shí)及辯證唯物主義的理解，更重要的是有助于學(xué)生科學(xué)世界觀的形成。

四、利用光合作用的意義，對(duì)學(xué)生進(jìn)行德育教育

篇6

關(guān)鍵詞：形態(tài)指標(biāo)；光合作用；產(chǎn)量

中圖分類號(hào)：S532 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20150732008

前言

馬鈴薯種薯21世紀(jì)是重要的糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，未來(lái)在干旱病害多發(fā)的地區(qū)可能成為主要糧食作物。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)生物性拌種劑的使用對(duì)馬鈴薯種薯的生理、生化指標(biāo)的影響，采用荷蘭2-12和克新13兩個(gè)品種為供試品種，4種不同生物拌種劑對(duì)比試驗(yàn)對(duì)馬鈴薯種薯產(chǎn)量及品質(zhì)的作用。通過(guò)研究得到的主要結(jié)論如下：供試的4種拌種劑對(duì)馬鈴薯種薯各形態(tài)指標(biāo)（株高、莖粗、主莖數(shù)量等）、生理指標(biāo)、單株薯數(shù)等方面均有不同程度改善；與其他拌種劑相比，A拌種劑對(duì)馬鈴薯種薯形態(tài)性狀、光合作用的影響效果最佳，這可能就導(dǎo)致了A拌種劑對(duì)收獲馬鈴薯種薯的產(chǎn)量提高量最大，可見(jiàn)使用A拌種劑最有利于提高馬鈴薯種薯產(chǎn)量。

1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮囼?yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)就是通過(guò)對(duì)作物的各種指標(biāo)的表現(xiàn)結(jié)果來(lái)計(jì)算推測(cè)生物拌種劑對(duì)馬鈴薯的相關(guān)影響，從而為生產(chǎn)提供可靠的栽培依據(jù)。

試驗(yàn)地點(diǎn)：在黑龍江省齊齊哈爾市北安、林甸、哈爾濱等不同地區(qū)及東北農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室。試驗(yàn)在林甸縣大豆試驗(yàn)基地進(jìn)行，土壤類型為草甸黑鈣土，實(shí)驗(yàn)材料來(lái)自東北農(nóng)業(yè)大學(xué)。

試驗(yàn)?zāi)康募安牧?以荷蘭2-12和克新13兩個(gè)馬鈴薯種薯品種為供試品種，對(duì)比了4種拌種劑（A、B、C、D、）對(duì)種薯形態(tài)指標(biāo)和光合作用的影響。A為馬鈴薯專用生物拌種劑，ZSB系列生物種衣劑。B為多作物通用性生物拌種劑，選用了中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的種衣劑4號(hào)。C馬鈴薯化學(xué)拌種劑（2.5%適樂(lè)時(shí) （咯菌腈）懸浮種衣劑。D為70%的銳勝（噻蟲(chóng)嗪）濕劑拌種劑按種薯量的1%拌種。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)：于2013年4月28日播種，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每小區(qū)行長(zhǎng)5m，6壟區(qū)，株行距24cm，壟寬0.65cm，小區(qū)面積19.5O，3次重復(fù)。播種前對(duì)種薯進(jìn)行拌種，人工豁溝，人工精量點(diǎn)播，生育期間進(jìn)行田間管理，中耕除草，預(yù)防病蟲(chóng)害發(fā)生。按馬鈴薯生育時(shí)期進(jìn)行取樣，供形態(tài)生理指標(biāo)測(cè)定。于2012年9月25日收獲前，取樣進(jìn)行目標(biāo)的測(cè)定。

2 生物拌種劑對(duì)馬鈴薯種薯形態(tài)指標(biāo)的影響

2.1 生物拌種劑與株高

株高體現(xiàn)了植株光合營(yíng)養(yǎng)體外在生長(zhǎng)狀況，是植株生長(zhǎng)發(fā)育最明顯的特征之一。如圖1所示，在馬鈴薯種薯塊莖形成期，與對(duì)照相比，A和D處理促進(jìn)了植株生長(zhǎng)，提高了植株高度，D處理株高直到塊莖增長(zhǎng)期仍大于其他處理和對(duì)照，到了淀粉積累期對(duì)照株高高于其他處理，A、B和D處理此時(shí)期植株高度與前一時(shí)期相比無(wú)明顯變化，說(shuō)明此時(shí)期3個(gè)處理停止了地上部植株的生長(zhǎng)，此變化有利于淀粉積累期馬鈴薯種薯地上部營(yíng)養(yǎng)向地下塊莖轉(zhuǎn)移，為塊莖迅速增長(zhǎng)提供了保障。從圖中還可以看出，在馬鈴薯種薯3個(gè)重要生長(zhǎng)期內(nèi)，與對(duì)照比較，C處理降低了植株高度，說(shuō)明C拌種劑對(duì)馬鈴薯種薯株高具有抑制作用。

2.2 生物拌種劑與莖粗

由圖2可知，A處理的莖粗大于對(duì)照和其他處理，B、C和D均降低了馬鈴薯種薯莖粗，以C處理降低作用最明顯。D處理降低作用較小，與對(duì)照莖粗無(wú)明顯差異。在淀粉積累期處理和對(duì)照莖粗均呈下降趨勢(shì)，這可能與生育后期植株含水量下降有關(guān)。

2.3 生物拌種劑與主莖數(shù)

如圖3所示，拌種劑處理的馬鈴薯種薯主莖數(shù)數(shù)量均多于對(duì)照，各處理和對(duì)照主莖數(shù)量大小順序?yàn)镃>B>D>A>CK，由此可知，C處理對(duì)馬鈴薯種薯主莖數(shù)量的增加作用要大于其他處理和對(duì)照，可能與C屬于抑制性拌種劑有關(guān)。在馬鈴薯種薯塊莖形成期A處理與對(duì)照的主莖數(shù)量無(wú)明顯差異，但到了塊莖增長(zhǎng)期A處理平均主莖數(shù)量要比對(duì)照多0.5個(gè)，說(shuō)明在塊莖增長(zhǎng)期A處理對(duì)主莖數(shù)量的增加促進(jìn)作用較大。

3 生物拌種劑對(duì)馬鈴薯種薯形態(tài)指標(biāo)和光合作用相關(guān)指標(biāo)的影響

3.1 生物拌種劑與葉綠素含量

從表1中可以看出，在塊莖形成期對(duì)照葉綠素含量最高，其含量極顯著高于A和B處理，但與C和D處理比較差異不顯著。在塊莖形成期，A處理葉綠素含量最高，顯著高于對(duì)照，B和D處理葉綠素含量也高于對(duì)照但是與對(duì)照比較差異不顯著，C處理在此時(shí)期的葉綠素含量低于對(duì)照和其他處理，但與對(duì)照相比差異不顯著。塊莖形成期是馬鈴薯種薯產(chǎn)量和品質(zhì)形成的最關(guān)鍵時(shí)期，此期對(duì)葉綠素含量的提高有利于光合能力的增強(qiáng)，從而為產(chǎn)量和品質(zhì)的提高奠定了基礎(chǔ)。到了淀粉積累期，葉綠素含量仍以C處理最低，D、B和A葉綠素含量均高于對(duì)照，但是不同處理與對(duì)照葉綠素含量差異均不顯著。

3.2 生物拌種劑與光合性狀

從對(duì)馬鈴薯種薯塊莖增長(zhǎng)期光合性狀的測(cè)定結(jié)果中可以看出（如表2所示），不同拌種劑對(duì)馬鈴薯種薯光合速率都起到增加作用，但進(jìn)一步做方差分析得出，處理與對(duì)照間不存在顯著差異。此現(xiàn)象與不同拌種劑對(duì)水分利用效率的影響結(jié)果類似，除了B拌種劑的水分利用效率低于對(duì)照外，其他處理均高于對(duì)照，但處理與對(duì)照間也不存在顯著差異。從表2中還可以看出，A和C拌種劑處理提高了馬鈴薯種薯蒸騰速率，B和D拌種劑處理與對(duì)照比較降低了馬鈴薯種薯蒸騰速率，并且A與對(duì)照存在顯著差異，其他3個(gè)處理與對(duì)照差異不顯著。拌種劑對(duì)種薯氣孔導(dǎo)度的影響中，D拌種劑與對(duì)照比較降低了氣孔導(dǎo)度且差異顯著，其他處理對(duì)氣孔導(dǎo)度的影響無(wú)顯著差異。

4 結(jié)論

4.1 四種拌種 劑對(duì)馬鈴薯種薯形態(tài)指標(biāo)均有不同程度的改善，其中A和D增加了馬鈴薯種薯的株高，A促進(jìn)了莖粗的增加、提高了根體積以及根系、匍匐莖干物質(zhì)含量的增加，四種拌種劑均提高了馬鈴薯種薯的主莖數(shù)量。

4.2 從生物拌 種劑對(duì)馬鈴薯種薯光合作用相關(guān)指標(biāo)的影響結(jié)果得出，A拌種劑提高了馬鈴薯種薯塊莖增長(zhǎng)期的葉綠素含量和蒸騰速率，并達(dá)到極顯著和顯著差異。其他三個(gè)拌種劑處理對(duì)葉綠素含量和光合性狀也有不同程度的改善但與對(duì)照比較不存在顯著差異。

4.3 不同種生 物拌種劑的成分含量的不同對(duì)于馬鈴薯的各生育期的生理生化表現(xiàn)也是不同的，本實(shí)驗(yàn)選用的品種和生物拌種劑數(shù)量較少，對(duì)于實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性比較大，以后需要測(cè)試更多的試驗(yàn)品種與多種生物拌種劑進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)，使數(shù)據(jù)更接近準(zhǔn)確、可靠。

參考文獻(xiàn)

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【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2013）03B-0051-02

一、教材分析

光合作用是植物十分重要的一項(xiàng)生理功能。在義務(wù)教育七年級(jí)生物教材中，“光合作用”是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是中考的?？挤秶９夂献饔玫母拍钍菍W(xué)生學(xué)到的第一個(gè)比較復(fù)雜的概念。本節(jié)主要通過(guò)幾個(gè)演示實(shí)驗(yàn)來(lái)講述這一生理功能，包含兩大知識(shí)點(diǎn)——探究綠葉在光下制造有機(jī)物和光合作用的概念、原料、條件、場(chǎng)所、產(chǎn)物、表達(dá)式、實(shí)質(zhì)和意義等，其中“綠葉如何在光下制造有機(jī)物”是最難的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)。到九年級(jí)上復(fù)習(xí)課時(shí)，雖然學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)了光合作用，但大部分學(xué)生對(duì)這一知識(shí)還是似懂非懂。如何通過(guò)一根教學(xué)主線把這些知識(shí)串連起來(lái)，是讓學(xué)生更好地理解和掌握光合作用這一知識(shí)的關(guān)鍵。

1.教學(xué)目標(biāo)

（1）知識(shí)目標(biāo)：學(xué)生學(xué)會(huì)觀察葉片的結(jié)構(gòu)并能說(shuō)出相應(yīng)的功能；熟記光合作用的概念、反應(yīng)式、過(guò)程和意義；明確葉片進(jìn)行光合作用的條件、原料、場(chǎng)所和產(chǎn)物，如何針對(duì)這些變量設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)；理解光合作用中物質(zhì)和能量的變化。

（2）能力目標(biāo)：學(xué)生通過(guò)光合作用的一組探究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)觀察和記錄植物生理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基本方法，初步認(rèn)識(shí)從現(xiàn)象到本質(zhì)的科學(xué)思維方式。

（3）情感目標(biāo)：通過(guò)學(xué)習(xí)光合作用的探究實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和一絲不茍的探究精神；讓學(xué)生理解光合作用的產(chǎn)物對(duì)人類的生活和生產(chǎn)及生物圈具有的重要意義，為培養(yǎng)學(xué)生愛(ài)護(hù)綠色植物的情感打下理性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)。

2.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

掌握光合作用所需原料、條件、產(chǎn)物、場(chǎng)所的探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理、方法、步驟，會(huì)觀察現(xiàn)象、得出結(jié)論；掌握光合作用的概念和實(shí)質(zhì)。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)

九年級(jí)的復(fù)習(xí)課以探究實(shí)驗(yàn)為線索，用PPT課件演示法向?qū)W生展示形象、生動(dòng)的畫面，豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，并使其向理性認(rèn)識(shí)升華。教學(xué)中，每展示一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，都要引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)揭示的問(wèn)題，并用語(yǔ)言加以描述，幫助學(xué)生更好地理解教材內(nèi)容，提高復(fù)習(xí)效率。

1.課堂引入

通過(guò)“植物體進(jìn)行蒸騰作用的主要部位是什么？”這個(gè)問(wèn)題引出本節(jié)課的復(fù)習(xí)內(nèi)容：光合作用，并指出綠色植物進(jìn)行光合作用的主要器官是葉。接著展示葉片的結(jié)構(gòu)示意圖（圖1），讓學(xué)生據(jù)圖回答問(wèn)題：

（1）圖中①是 。

（2）圖中②是 ，細(xì)胞內(nèi)含有 ，是植物進(jìn)行光合作用的主要結(jié)構(gòu)部位。

（3）具有支持和輸導(dǎo)作用的是（ ）

。

（4）結(jié)構(gòu)④是 ，它是植物 的“門戶”，也是 的“窗口”，其開(kāi)閉由（ ）控制 。

2.教學(xué)綠葉在光下制造有機(jī)物

提出問(wèn)題：綠色植物的生活需要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分為無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，有機(jī)物來(lái)自哪里？（綠色植物通過(guò)光合作用自己制造）綠色植物是如何制造有機(jī)物的？

回顧綠葉在光下制造有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，然后對(duì)綠葉在光下制造有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)作歸納總結(jié)：

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：葉片的見(jiàn)光部分遇到碘液變成藍(lán)色，不見(jiàn)光部分遇到碘液沒(méi)有變成藍(lán)色。

得出結(jié)論：光合作用的產(chǎn)物之一是淀粉，光是綠色植物制造有機(jī)物不可缺少的條件。

3.歸納光合作用的基本知識(shí)點(diǎn)

先展示下面的實(shí)驗(yàn)（圖2）：

然后引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)，明確實(shí)驗(yàn)的目的、現(xiàn)象、結(jié)論，最后作出總結(jié)，歸納出下面的知識(shí)點(diǎn)：

（1）光合作用的概念：綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)藏能量的有機(jī)物（淀粉），并釋放氧氣的過(guò)程叫做光合作用。

（3）光合作用的原料：二氧化碳、水。

（4）光合作用的條件：光。

（5）光合作用的場(chǎng)所：葉綠體。

（6）光合作用的產(chǎn)物：有機(jī)物（主要是淀粉）、氧氣。

（7）光合作用的反應(yīng)式及所包含的意義：

點(diǎn)撥：（1）光合作用的場(chǎng)所是葉綠體，條件是光，原料是二氧化碳和水，產(chǎn)物是有機(jī)物和氧，這些都可以通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)原理都離不開(kāi)“暗處理—設(shè)置對(duì)照—光照—脫色—碘液檢驗(yàn)”幾個(gè)階段。（2）綠色植物中并不是只有葉片才能制造有機(jī)物，凡是細(xì)胞中含有葉綠體的就能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物，只是葉片是綠色植物制造有機(jī)物的主要器官。

4.拓展學(xué)習(xí)

（1）用PPT展示探究光合作用的原料是二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖4所示：

①方法：甲裝置中放有 溶液，乙裝置中放等量的清水做 ，本實(shí)驗(yàn)的變量是 。

思考：本實(shí)驗(yàn)還需要哪些步驟才能完成？

②請(qǐng)你預(yù)測(cè)一下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：甲組葉片

；乙組葉片 。

③本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論： 是光合作用的原料之一。

（2）提出問(wèn)題：如何驗(yàn)證光合作用的原料是水？

對(duì)葉脈進(jìn)行切斷處理，使葉片形成a、b兩個(gè)對(duì)照部分，并給出提示：切斷葉脈可以使葉片部分得不到水。然后讓學(xué)生自己思考接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)步驟有哪些，最后會(huì)看到什么現(xiàn)象、什么結(jié)果。

（3）提出問(wèn)題：怎樣驗(yàn)證植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所是葉綠體？

根據(jù)前面的點(diǎn)撥，提示學(xué)生選擇怎么樣的植物才合適。（應(yīng)選取綠色葉片和有白斑葉片的植物進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)，如圖5所示）

讓學(xué)生回答：①葉片綠色部分含有葉綠體，銀邊部分 葉綠體；本實(shí)驗(yàn)的變量是 。②預(yù)測(cè)一下圖中的葉片經(jīng)過(guò)酒精隔水加熱處理后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：綠色部分 ，銀邊部分 。③本實(shí)驗(yàn)的結(jié)論： 是光合作用的場(chǎng)所。

5.對(duì)光合作用的探究實(shí)驗(yàn)做歸納總結(jié)

6.布置課堂作業(yè)

把以上的知識(shí)點(diǎn)整合到一道題：

選取有白斑葉片和綠色葉片的牽?；ㄟM(jìn)行如圖6所示的光合作用實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)分析下列問(wèn)題：

（1）將此裝置經(jīng)黑暗處理一晝夜后移至光下數(shù)小時(shí)，再將這四片葉子取下，分別放入盛有酒精的小燒杯中，隔水加熱，使 溶解到酒精中。

（2）清洗后，分別向這四片葉子滴加碘液，變成藍(lán)色的是（ ）。

A.甲葉未覆蓋鋁箔的部分

B.甲葉覆蓋鋁箔的部分

C.乙葉

D.丙葉的綠色部分

E.丙葉的白斑部分

F.丁葉

（3）本實(shí)驗(yàn)中有 組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，其中乙葉片與 葉片組成一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。

（4）通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是（ ）。

A.光合作用需要光

B.光合作用需要水

C.光合作用需要二氧化碳

D.光合作用需要適宜的溫度

E.光合作用需要葉綠體

F.光合作用的產(chǎn)物中有淀粉

G.光合作用釋放氧氣

三、教學(xué)反思

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正是因?yàn)楣夂献饔醚芯繉?duì)于生命科學(xué)乃至人類未來(lái)發(fā)展具有重大意義，所以很多科學(xué)家致力于光合作用領(lǐng)域的研究，諾貝爾獎(jiǎng)曾被先后六次授予從事光合作用研究并作出杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家。利用生物化學(xué)、分子生物學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等學(xué)科資源，從不同側(cè)面相互結(jié)合進(jìn)行光合作用研究是國(guó)際上光合作用研究領(lǐng)域的新趨勢(shì)。國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)1997年底啟動(dòng)了“光合作用中高效吸能、傳能和轉(zhuǎn)能的分子機(jī)理”的國(guó)家自然科學(xué)基金九五重大項(xiàng)目，科技部1999年初將光合作用列為我國(guó)具有重要應(yīng)用價(jià)值的首批十五項(xiàng)重大基礎(chǔ)理論問(wèn)題之一(“973”項(xiàng)目)，國(guó)家投入巨資，以中科院植物所光合作用研究中心以及生物物理所為首的科學(xué)工作者積極參與到國(guó)際光合作用這一競(jìng)爭(zhēng)十分激烈、特別熱門的研究當(dāng)中。

菠菜主要捕光復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)

2004年3月18日，世界著名雜志《自然》以主題論文的方式發(fā)表了由中國(guó)科學(xué)院生物物理所、植物研究所合作完成的“菠菜主要捕光復(fù)合物(LHC-II)2.72A分辨率的晶體結(jié)構(gòu)”的研究成果，其晶體的結(jié)構(gòu)彩圖被選作該期雜志的封面照片。

光合作用機(jī)理一直是國(guó)際上長(zhǎng)盛不衰的研究熱點(diǎn)，LHC-II是綠色植物中含量最豐富的主要捕光復(fù)合物。這一復(fù)合物是由蛋白質(zhì)分子、葉綠素分子、類胡蘿卜素分子和脂質(zhì)分子所組成的一個(gè)復(fù)雜分子體系，它們被鑲嵌在生物膜中，具有很強(qiáng)的疏水，難以分離和結(jié)晶。測(cè)定這樣的膜蛋白復(fù)合體的晶體結(jié)構(gòu)，是國(guó)際公認(rèn)的高難課題，也是一個(gè)國(guó)家結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究水平的重要標(biāo)志。

中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所常文瑞研究員主持的研究小組經(jīng)過(guò)6年的艱苦努力終于完成了這一重要復(fù)合體三維結(jié)構(gòu)的測(cè)定工作。中國(guó)科學(xué)院植物研究所匡廷云院士主持的研究小組，經(jīng)過(guò)多年的艱苦努力，分離、純化了這一重要的光合膜蛋白(LHC-II)，為晶體和空間結(jié)構(gòu)的解析打下了物質(zhì)基礎(chǔ)，這是生物化學(xué)、結(jié)晶學(xué)及結(jié)構(gòu)生物學(xué)的有機(jī)結(jié)合所取得的重大成果，使我國(guó)在高等植物L(fēng)HC-II三維結(jié)構(gòu)測(cè)定方面成功地超越了德國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的多家實(shí)驗(yàn)室，率先完成了這一具有高度挑戰(zhàn)性的國(guó)際前沿課題。

這一成就已經(jīng)引起了眾多國(guó)際同行的廣泛關(guān)注，正如他們所評(píng)價(jià)的：“這是光合作用研究領(lǐng)域的一大突破，對(duì)于理解植物光合作用中所發(fā)生的捕光和能量傳遞過(guò)程是必不可少的，這一成果標(biāo)志著光合作用研究的重大跨越”。

太陽(yáng)能電池

澳大利亞研究員表示，模仿植物中的葉綠素創(chuàng)造的合成分子，據(jù)此也許有一天能研制出高效的太陽(yáng)能電池。

由悉尼大學(xué)的馬克斯?克魯斯雷教授領(lǐng)導(dǎo)的分子電子學(xué)科研組，最近在羅馬舉行的國(guó)際卟啉和酞菁染料大會(huì)上提出了他們的研究成果?？唆斔估渍f(shuō)：“經(jīng)過(guò)數(shù)百萬(wàn)年的演變，自然能很有效地捕獲到光并把它轉(zhuǎn)化成能量。我們正在設(shè)法模仿自然的光合作用方式?！?/p>

葉子利用體內(nèi)排列密集的葉綠素分子將光能轉(zhuǎn)變成電能，然后再轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。促成葉綠素這一功能的必不可少的元素是色素卟啉，它位于鎂離子的中心。研究員制造了一個(gè)形狀像足球的合成葉綠素分子。它有一個(gè)樹(shù)狀大分子支架，是一個(gè)由碳、氫、氮合成的高度分岔的納米聚合體。黏附在樹(shù)狀大分子上的是捕獲光的色素卟啉的人工合成版本。一種被稱作“巴基球”的球形碳分子坐落在卟啉之間，從收集到的太陽(yáng)光子中吸收電子。

克魯斯雷和他的科研組已經(jīng)利用合成葉綠素建造一個(gè)有機(jī)太陽(yáng)能電池的雛形。它以自然釋放為基礎(chǔ)，他們希望最終能制造出比現(xiàn)有太陽(yáng)能電池更有效的電池。綠葉能有效的將30％-40％的光能轉(zhuǎn)變成電能，而通常以硅元素為基礎(chǔ)的太陽(yáng)能電池只能有效地將12％的光能轉(zhuǎn)變成電能。

克魯斯雷說(shuō)：“我們已經(jīng)擁有了模仿光電設(shè)備或太陽(yáng)能電池的主要成分。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，我們必須設(shè)法生產(chǎn)出一種能像薄薄的一層油漆那樣，簡(jiǎn)單地涂抹在屋頂上的東西。”他表示，科研組還希望能制造出存儲(chǔ)裝置，用來(lái)代替以金屬為基礎(chǔ)的電池。

計(jì)算機(jī)模擬光合作用

美國(guó)科學(xué)家近日稱，他們最近在實(shí)驗(yàn)室成功地用計(jì)算機(jī)模擬了植物的光合作用，并據(jù)此培育出品種更加優(yōu)良的植物。這種新植物不需要額外增加養(yǎng)分，就可以長(zhǎng)出更茂盛的枝葉和果實(shí)。

美國(guó)伊利諾伊大學(xué)植物生物學(xué)和作物科學(xué)教授斯蒂夫?隆表示，在農(nóng)作物結(jié)出谷粒前，絕大部分被吸收的氮都變成了植物葉片中的用來(lái)促進(jìn)光合作用的蛋白質(zhì)。為此，研究人員們提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題：“我們能不能像植物那樣給不同的光合蛋白質(zhì)準(zhǔn)備一定數(shù)量的氮，甚至比植物做得更漂亮呢?”

首先，研究人員建立子一個(gè)可靠的光合作用模型，以便精確模擬植物對(duì)環(huán)境變化的光合反應(yīng)。為了完成這個(gè)艱巨的任務(wù)，科學(xué)家們使用了由美國(guó)國(guó)家超級(jí)電腦應(yīng)用中心提供的計(jì)算資源。在確定光合作用中每種蛋白質(zhì)的相對(duì)數(shù)量后，研究人員設(shè)計(jì)出了一系列連鎖微分方程式，每個(gè)方程模擬了光合作用中的一個(gè)步驟。通過(guò)不斷地測(cè)試和調(diào)整模型，研究小組最終成功預(yù)測(cè)了在真實(shí)葉片上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，其中包括葉片對(duì)環(huán)境變化的動(dòng)態(tài)反應(yīng)。

接下來(lái)，模型運(yùn)用“進(jìn)化算法”搜尋各種酶，以提高植物的產(chǎn)量。一旦實(shí)驗(yàn)證明某種酶的相對(duì)高濃度可以提高光合作用的效率，該模型就會(huì)利用此實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行下階段的測(cè)試，科學(xué)家們通過(guò)這種方法確定了許多可以大大提高植物生產(chǎn)力的蛋白質(zhì)。這個(gè)最新發(fā)現(xiàn)也印證了其他一些研究人員的研究結(jié)果：在基因改造植物中，當(dāng)這些蛋白質(zhì)中某一種的含量增加，植物產(chǎn)量就會(huì)隨之提高。

斯蒂夫，隆說(shuō)：“水稻與小麥的高產(chǎn)品種的光合作用效率可以達(dá)到1％至1.5％，而甘蔗或者玉米的效率則可達(dá)到5％或者更高。如果人類可以人為地調(diào)控光能利用效率，農(nóng)作物產(chǎn)量就會(huì)大幅度增加。通過(guò)改變氮的投入，我們幾乎可以使光合作用效率提高兩倍。然而，隨之而來(lái)的一個(gè)顯而易見(jiàn)的問(wèn)題是，為何植物的生產(chǎn)力可以提高如此之多，為何植物還未能進(jìn)化到可以自身進(jìn)行如此高效的光合作用?這個(gè)問(wèn)題的答案可能在于，進(jìn)化的目的是生存和繁殖，而我們實(shí)驗(yàn)的目的是增加產(chǎn)量。模型中顯示的變化很可能會(huì)破壞植物在野外的生存，因此這種模擬只適合在農(nóng)民的農(nóng)場(chǎng)中進(jìn)行?！?/p>

“作物高產(chǎn)與肥水高效利用相結(jié)合理論”

我國(guó)科學(xué)家以“不投入大量水、肥、藥，利用提高植物的非葉片器官的比例和功能，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)和超高產(chǎn)”的技術(shù)理論，修正了“作物高產(chǎn)只能通過(guò)葉片光合作用貢獻(xiàn)率”的傳統(tǒng)理論。

“葉片的光合作用對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率在90％以上”，是聞名于世的“第一次綠色革命”的經(jīng)典技術(shù)理論成果之一。這一理論忽視“非葉光合器官的作用”，認(rèn)為“作物高產(chǎn)的產(chǎn)量物質(zhì)來(lái)源于葉片的光合作用”。由此，“用大肥、大水促進(jìn)葉片的生長(zhǎng)，以增加其光合生產(chǎn)”。事實(shí)上，由此導(dǎo)致的植物葉片過(guò)大，形成了遮光，反而造成作物群體的光合效率低。

我國(guó)科學(xué)家試圖改變?cè)黾尤~片光合作用的通常做法。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)王志敏教授等研究發(fā)現(xiàn)，在高溫脅迫下，人們常見(jiàn)葉片器官衰敗，而小麥等作物的穗、穗下節(jié)間和葉鞘等非葉光合綠色器官不僅具有良好的受光空間，而且具有類似于“碳4型”的高效光合機(jī)制，它不僅彌補(bǔ)葉片光合作用的不足，而且有耐旱、耐熱、抗逆強(qiáng)的作用。

實(shí)踐證明，非葉片器官對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率可達(dá)70％以上。在這一理論指導(dǎo)下，科技人員建立了冬小麥節(jié)水、省肥、高產(chǎn)、簡(jiǎn)化“四統(tǒng)一技術(shù)體系：在嚴(yán)重缺水的河北滄州地區(qū)大面積示范獲得成功。從而結(jié)束了30多年來(lái)農(nóng)作物面對(duì)高產(chǎn)不能突破的徘徊局面。

地球早期光合作用可能產(chǎn)生“水”

植物能夠借助光合作用吸收二氧化碳釋放出氧氣，這已是人所共知的科學(xué)常識(shí)。然而美國(guó)科學(xué)家的最新研究發(fā)現(xiàn)，30多億年前的地球由于氧含量很少，當(dāng)時(shí)光合作用釋放出的“廢物”可能是水。

據(jù)美國(guó)《科學(xué)》雜志網(wǎng)站最新報(bào)道，美國(guó)斯坦福大學(xué)地質(zhì)學(xué)家唐納德，洛等人認(rèn)為，30億年前的地球大氣中存在大量氫，當(dāng)時(shí)的生物很可能是依賴氫再通過(guò)光合作用將二氧化碳轉(zhuǎn)化為自身必需的有機(jī)化合物，而這一過(guò)程最終產(chǎn)生的“廢物”很可能是水而不是今天的氧氣。這一結(jié)論來(lái)自一些有34億年歷史的微生物化石，化石是在南非黑硅石中發(fā)現(xiàn)的。對(duì)黑硅石進(jìn)行的生化分析發(fā)現(xiàn)，黑硅石中含有大量屬于碳酸鐵類礦物的菱鐵礦，卻幾乎找不到任何氧化鐵的蹤跡；黑硅石中的微生物曾生活在缺氧的海洋中；黑硅石中微量元素鈰的含量要高于現(xiàn)今海洋中的鈰含量，其中的鈾也大都和釷結(jié)合在一起。這些都表明，30多億年前的地球不是一個(gè)富含氧的環(huán)境。

有地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，黑硅石中的化學(xué)成分組成可能是由其他原因造成的，洛等人的觀點(diǎn)有待推敲。但一些業(yè)內(nèi)人士評(píng)論說(shuō)，洛等人的研究成果令人信服，“氫依賴型光合作用”的發(fā)現(xiàn)使人們對(duì)生命起源的理解向前邁出了一大步。

光合作用研究的發(fā)展前景

篇9

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關(guān)鍵詞 生物學(xué)教材 光合作用 曲線分析 模式構(gòu)建

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

光合作用是高中生物教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)光合作用影響因素的分析更是體現(xiàn)了學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。下面以美國(guó)中學(xué)生物核心教材《Biology》的實(shí)驗(yàn)手冊(cè)B中關(guān)于“光合作用速率的曲線分析”為例，與人教版高中生物教材必修1中有關(guān)光合作用強(qiáng)度的數(shù)據(jù)分析進(jìn)行比較，并作簡(jiǎn)要的評(píng)析，為國(guó)內(nèi)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析能力的教學(xué)提供新的思路。

1 教材實(shí)例介紹

1.1 國(guó)外教材實(shí)例介紹

Miller & Levine編著《Biology》教材2010年版的實(shí)驗(yàn)手冊(cè)BP251特別單獨(dú)設(shè)置了關(guān)于光合作用數(shù)據(jù)分析的相關(guān)實(shí)驗(yàn)――“數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)11光合作用速率”。該實(shí)驗(yàn)明確提出了實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)對(duì)曲線圖的分析來(lái)探究影響光合作用速率的因素。實(shí)驗(yàn)同時(shí)也明確了能力要求，包括“曲線圖解釋”“數(shù)據(jù)分析”及“比較與對(duì)比”。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是利用了光照強(qiáng)度對(duì)“陰生植物”和“陽(yáng)生植物”光合作用速率影響的曲線圖（圖1）。分析過(guò)程設(shè)置了3個(gè)層次的問(wèn)題：（1） 曲線圖解釋：① 光合作用速率的測(cè)量指標(biāo);② 觀察y軸，思考該因素和植物細(xì)胞光合作用的聯(lián)系;③ 沿著y軸上升，光合作用速率是上升還是下降？④ 沿著x軸向右，光照強(qiáng)度是增強(qiáng)還是下降？⑤ “陽(yáng)生植物”和“陰生植物”隨著光照強(qiáng)度增強(qiáng)光合作用速率怎么變化？（2） 比較與對(duì)比：① 當(dāng)光照強(qiáng)度低于200 μmol/m2/s或高于400 μmol/m2/s時(shí)，哪一類植物光合作用強(qiáng)度更高？（3） 推斷：① 沙漠里的平均光照強(qiáng)度大于400 μmol/m2/s，根據(jù)曲線圖判斷哪一類植物更適合生長(zhǎng)在沙漠環(huán)境？② 還有哪些因素會(huì)影響植物生存？

1.2 國(guó)內(nèi)教材實(shí)例介紹

人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《必修1?分子與細(xì)胞》生物教材中對(duì)光合作用的內(nèi)容作了詳細(xì)的闡述，也涉及了對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響因素的探究。該探究實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有列舉曲線圖進(jìn)行分析，在教材P106“光合作用課后練習(xí)”中出現(xiàn)了對(duì)曲線圖的解釋和分析，原題如下：下圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。分析曲線圖（圖2）并回答：（1） 為什么7～10時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)？（2） 為什么12時(shí)左右的光合作用強(qiáng)度明顯減弱？（3） 為什么14～17時(shí)的光合作用強(qiáng)度不斷下降？

2 教材實(shí)例比較與評(píng)析

2.1 美國(guó)教材實(shí)例特色

美國(guó)教材中曲線圖分析更注重在分析過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，從分析過(guò)程設(shè)置的5個(gè)問(wèn)題就體現(xiàn)出了對(duì)學(xué)生思維的培養(yǎng)，問(wèn)題設(shè)置由淺入深，并逐漸放開(kāi)?！扒€圖解釋”這一部分主要是分成三步對(duì)曲線圖的基本信息作出了描述：① 該數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)首先建立起曲線圖坐標(biāo)指數(shù)與生物學(xué)過(guò)程的聯(lián)系，在數(shù)據(jù)解釋中設(shè)置兩個(gè)問(wèn)題：光合作用速率的測(cè)量指標(biāo)及y軸和光合作用的聯(lián)系; 觀察曲線圖的坐標(biāo)變化，明確坐標(biāo)變化和光合作用的聯(lián)系;③ 描述坐標(biāo)中曲線隨著坐標(biāo)軸變化而變化的趨勢(shì)。這一部分明確了坐標(biāo)的基本信息，為更好地進(jìn)行曲線的比較和分析打下基礎(chǔ)?！氨容^與對(duì)比”是曲線圖分析中常會(huì)涉及到的一個(gè)分析角度。該實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)的“比較與對(duì)比”這一部分的問(wèn)題是：“當(dāng)光照強(qiáng)度低于200 μmol/m2/s或高于400 μmol/m2/s時(shí)，哪一類植物光合作用強(qiáng)度更高？”該問(wèn)題非常簡(jiǎn)單，卻為學(xué)生提供了一個(gè)分析的方向。學(xué)生可以發(fā)散地提出更多問(wèn)題，如比較曲線的趨勢(shì)，比較曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)等特殊點(diǎn)。最后一部分對(duì)學(xué)生的能力提出了更高的要求，在國(guó)內(nèi)很多試題中也會(huì)出現(xiàn)類似的考題，讓學(xué)生根據(jù)一定的信息推斷一種最可能的結(jié)果?！巴茢唷边@一部分就能夠在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生對(duì)信息的提取、處理和轉(zhuǎn)化能力，及依據(jù)信息去做出判斷的能力。

美國(guó)教材中曲線圖分析也注重分析過(guò)程的模式化構(gòu)建（圖3）。通過(guò)曲線圖的分析讓學(xué)生掌握曲線圖分析的大致步驟及需要關(guān)注的關(guān)鍵信息，避免學(xué)生拿到曲線圖無(wú)從下手。每一步設(shè)置的相關(guān)問(wèn)題可以起到前后分析過(guò)程的銜接，如該實(shí)驗(yàn)中相關(guān)問(wèn)題從坐標(biāo)、曲線、曲線比較及推斷的主線進(jìn)行設(shè)置。

2.2 國(guó)內(nèi)教材實(shí)例的差異

國(guó)內(nèi)教材光合作用曲線圖分析注重從曲線變化的原因角度來(lái)分析，更關(guān)注對(duì)一些現(xiàn)象的解釋。通過(guò)對(duì)曲線圖呈現(xiàn)的生物學(xué)現(xiàn)象，然后結(jié)合生物學(xué)過(guò)程來(lái)解釋現(xiàn)象發(fā)生的因素，在一定程度上可以加深學(xué)生對(duì)生物學(xué)過(guò)程的理解和應(yīng)用。國(guó)內(nèi)教材在曲線描述和分析上有所深化，同時(shí)拓寬了學(xué)生的知識(shí)面。由于曲線分析過(guò)程缺乏一定的邏輯推理的分析過(guò)程，學(xué)生往往會(huì)憑借已有的記憶對(duì)一定的生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行分析。國(guó)內(nèi)教材對(duì)曲線的分析沒(méi)有注重對(duì)分析過(guò)程和步驟的模式構(gòu)建，導(dǎo)致學(xué)生拿到曲線以后會(huì)無(wú)從下手。對(duì)有些常見(jiàn)的生物學(xué)現(xiàn)象，學(xué)生會(huì)憑借記憶很快進(jìn)行分析和作答;如果是以新的研究數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，學(xué)生往往就無(wú)從作答，或者所分析的內(nèi)容與對(duì)應(yīng)問(wèn)題缺乏邏輯推理。

3 曲線圖分析模式的借鑒

曲線分析按照一定的分析模式，從“坐標(biāo)――曲線――運(yùn)用”的順序展開(kāi)教學(xué)，可以讓學(xué)生快速找到分析切入點(diǎn)，并對(duì)曲線圖有一個(gè)整體的把握。

3.1 坐標(biāo)分析

對(duì)坐標(biāo)分析，就要先建立坐標(biāo)指數(shù)和生物學(xué)過(guò)程之間的聯(lián)系。坐標(biāo)中y軸通常是觀測(cè)指標(biāo)，如光合作用速率用二氧化碳的消耗量來(lái)表示;酶的催化效率用單位時(shí)間底物的消耗量來(lái)表示，所以首先需要把觀測(cè)指標(biāo)和生物學(xué)過(guò)程進(jìn)行聯(lián)系。X軸通常是自變量，自變量的變化和生物學(xué)過(guò)程的變化之間的聯(lián)系需要學(xué)生通過(guò)一定的推理進(jìn)行構(gòu)建，如國(guó)內(nèi)教材中的光合作用曲線圖x軸是時(shí)間，時(shí)間本身不能影響光合作用速率，而是時(shí)間背后的光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響。

3.2 曲線分析

曲線分析包括某一曲線的分析及不同曲線的對(duì)比。某一曲線分析主要從曲線隨著自變量的變化趨勢(shì)、規(guī)律及變化幅度，比較同一曲線不同點(diǎn)之間的關(guān)系。不同曲線的對(duì)比會(huì)從趨勢(shì)、規(guī)律和變化幅度上進(jìn)行對(duì)比，也會(huì)對(duì)一些特殊點(diǎn)進(jìn)行比較，如起點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)等。

3.3 技能運(yùn)用

這一部分主要是運(yùn)用一定的生物學(xué)知識(shí)對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行解釋及推斷。利用的生物學(xué)知識(shí)可能是題干中的信息，如圖1中陽(yáng)生植物光飽和點(diǎn)比陰生植物要高，沙漠環(huán)境光照比較強(qiáng)烈，所以陽(yáng)生植物就更適應(yīng)沙漠環(huán)境;也可能是運(yùn)用已經(jīng)掌握的生物學(xué)知識(shí)結(jié)合題干信息進(jìn)行推斷，如圖2設(shè)置的問(wèn)題就需要運(yùn)用已知的生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析，更側(cè)重于對(duì)現(xiàn)象分析的記憶，缺乏從曲線去推斷結(jié)論和解釋原因。

國(guó)內(nèi)教材曲線分析注重對(duì)現(xiàn)象的解釋，對(duì)學(xué)生的知識(shí)要求較高，同時(shí)拓寬學(xué)生的知識(shí)面，屬于記憶層面的教學(xué)材料，缺乏對(duì)分析思路和邏輯推理能力的培養(yǎng)。在生物學(xué)曲線分析過(guò)程中，教師可以借鑒美國(guó)教材的“模式化”分析過(guò)程。這樣學(xué)生容易根據(jù)分析模式找到切入點(diǎn)進(jìn)行曲線的準(zhǔn)確分析，并學(xué)習(xí)運(yùn)用已經(jīng)具備的知識(shí)進(jìn)行邏輯推理來(lái)解釋現(xiàn)象和合理推斷，并不僅僅依靠知識(shí)面的拓展。

參考文獻(xiàn)：

篇10

一、理清經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，了解發(fā)現(xiàn)歷程

在光合作用發(fā)現(xiàn)的歷程中，有許多科學(xué)家做了大量實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)了解歷史，可以從中領(lǐng)略前人的思維和方法。例如，普里斯特利的實(shí)驗(yàn)只是證明了空氣可以被植物更新，不知道更換了什么氣體。而且該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)：放綠色植物與沒(méi)放綠色植物對(duì)照，結(jié)論可信度不高。教師在教學(xué)活動(dòng)中，一定要闡明普里斯特利的實(shí)驗(yàn)只是第一步，后來(lái)還有許多科學(xué)家，例如，薩克斯、恩格爾曼、魯賓和卡門等，他們前仆后繼，共同努力，才發(fā)現(xiàn)了這一偉大的生理過(guò)程。從中體現(xiàn)出前人幾十年努力得出的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)來(lái)之不易，要讓學(xué)生知道大科學(xué)家的結(jié)論都有可能被修改和補(bǔ)充。作為學(xué)生，更應(yīng)該總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)，刻苦學(xué)習(xí)，不怕挫折。

二、突破難點(diǎn)，注重考點(diǎn)

1.關(guān)于反應(yīng)式的理解

本節(jié)課難點(diǎn)之一，是光與光合作用過(guò)程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)變，課本給出的反應(yīng)式：H2O+CO2（CH2O）+O2只表明了光合作用的場(chǎng)所、條件、原料和產(chǎn)物，較為籠統(tǒng)，并未表示出反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系。利用同位素示蹤法標(biāo)記水和二氧化碳，先用氧的同位素標(biāo)記水，產(chǎn)生的氧氣全部有放射性。若標(biāo)記二氧化碳，除了糖類有放射性外，部分水也有放射性，釋放的氧氣全部無(wú)放射性。因此，反應(yīng)式又可以寫成：CO2+2H2O（CH2O）+O2+H2O。此外，光合作用其實(shí)是一個(gè)非常復(fù)雜的生理過(guò)程，中間包括許多化學(xué)反應(yīng)，但在許多試題中，總考到有關(guān)物質(zhì)數(shù)量關(guān)系的計(jì)算，我們知道如果把產(chǎn)物寫成最初的產(chǎn)物――葡萄糖，那么，總反應(yīng)式又可以寫成：6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O。所以對(duì)反應(yīng)的理解應(yīng)該更加靈活。

2.關(guān)于各類因素對(duì)光合作用的影響

對(duì)光合作用有影響的主要因素有光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、水、礦質(zhì)元素、溫度等。難點(diǎn)在于多種因素對(duì)光合作用的影響。如下圖所示：

以上三圖綜合分析，P點(diǎn)時(shí)，限制光合速率的主要因素應(yīng)該為橫坐標(biāo)所示的因素，隨該因素的一直加強(qiáng)，光合速率不斷提高。當(dāng)?shù)絈點(diǎn)時(shí)，自變量所表示的因素不再影響光合速率，要想提高光合速率，可以提高其他因素的強(qiáng)度。各種辦法相結(jié)合，可在學(xué)習(xí)過(guò)程中起到很大的作用。

3.關(guān)于光合作用和細(xì)胞呼吸之間的關(guān)系

呼吸作用這一生理過(guò)程和光合作用一樣，同樣在高中生物課本中占有極為重要的地位。以往的高考試題中，也是重要考點(diǎn)，其中實(shí)際光合速率、凈光合速率和呼吸速率三者之間的關(guān)系尤為重要，真正光合速率等于凈光合速率與呼吸速率之和。要讓學(xué)生理解三者的表示方法，如凈光合速率可以用氧氣的釋放量、二氧化碳的吸收量、有機(jī)物的積累量等不同方法來(lái)表示等。

三、對(duì)光合作用重要意義的理解

教師在教學(xué)活動(dòng)中，要強(qiáng)調(diào)光合作用的重要之處，甚至偉大之處在于它對(duì)整個(gè)生物圈，整個(gè)地球的意義，具體表現(xiàn)如下：

1.提供有機(jī)物給整個(gè)生物界

地球上的植物每年約合成5×1011噸有機(jī)物，能直接或間接作為人類和動(dòng)物的食物，地球上的自養(yǎng)植物，一年中通過(guò)光合作用約制造2×1011噸碳素，其中40%是由浮游植物制造的，另外60%是由陸生植物制造的。

2.為整個(gè)地球提供氧氣

整個(gè)地球上，生物呼吸和燃燒的作用，每年使3.15×1011噸氧氣被消耗，通過(guò)計(jì)算，可知大氣層中包含的氧氣將在3000年左右耗盡。但是，植物在吸收二氧化碳的同時(shí)也釋放出5.3×1011噸氧氣，所以，大氣中的氧仍然維持在21%。

3.給人類社會(huì)的發(fā)展提供能量