導(dǎo)語：如何才能寫好一篇光合作用的結(jié)論，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

【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)，也是中考的常考范圍。光合作用的概念是學(xué)生學(xué)到的第一個(gè)比較復(fù)雜的概念。本節(jié)主要通過幾個(gè)演示實(shí)驗(yàn)來講述這一生理功能，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。如何通過一根教學(xué)主線把這些知識(shí)串連起來，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)并能說出相應(yīng)的功能；熟記光合作用的概念、反應(yīng)式、過程和意義；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)揭示的問題，并用語言加以描述，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“植物體進(jìn)行蒸騰作用的主要部位是什么？”這個(gè)問題引出本節(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”，其開閉由（ ）控制 。

2.教學(xué)綠葉在光下制造有機(jī)物

提出問題：綠色植物的生活需要營養(yǎng)物質(zhì)，營養(yǎng)物質(zhì)分為無機(jī)物和有機(jī)物，有機(jī)物來自哪里？（綠色植物通過光合作用自己制造）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：葉片的見光部分遇到碘液變成藍(lán)色，不見光部分遇到碘液沒有變成藍(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，這些都可以通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)原理都離不開“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牛花進(jìn)行如圖6所示的光合作用實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)分析下列問題：

（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

篇2

但是,綠色植物的光合作用是微觀的生命活動(dòng),內(nèi)容抽象。對(duì)初中學(xué)生來說,要正確、全面地理解具有較大的難度。如何從學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律出發(fā),逐步呈現(xiàn)相關(guān)知識(shí)是值得研究的。

蘇科版初中生物教材,對(duì)光合作用知識(shí)的安排非常合理,是學(xué)生學(xué)習(xí)了生物與環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)之后,從生物、環(huán)境中獲取物質(zhì)和能量的角度進(jìn)行闡述的。筆者認(rèn)為美中不足的是對(duì)人類認(rèn)識(shí)光合作用的過程沒有作出一定的敘述,并依此逐步呈現(xiàn)相關(guān)知識(shí)以及教學(xué)的時(shí)間是在七年級(jí)第一學(xué)期末的12月份底,冬季對(duì)光合作用的實(shí)驗(yàn)有一定的影響。

七年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知水平基本上是知道植物會(huì)進(jìn)行光合作用,植物會(huì)吸收二氧化碳并放出氧氣,并且大多數(shù)學(xué)生就認(rèn)為植物吸收二氧化碳,放出氧氣就是光合作用。先入為主,根深蒂固。以至于一部分學(xué)生在學(xué)過光合作用知識(shí)以后仍是這樣認(rèn)為的。所以,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)光合作用產(chǎn)生有機(jī)物并實(shí)現(xiàn)光能轉(zhuǎn)化是初中生物學(xué)教學(xué)的重點(diǎn),為學(xué)生升入高中進(jìn)一步學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。

從人類認(rèn)識(shí)光合作用的歷史過程看,比較復(fù)雜:

一、時(shí)間:兩千多年前,亞里士多德(Aristotle)對(duì)植物營養(yǎng)的說法

早在兩千多年前,人們受古希臘著名哲學(xué)家亞里士多德的影響,認(rèn)為植物是由“土壤汁”構(gòu)成的,即植物生長發(fā)育所需的物質(zhì)完全來自土壤。

二、時(shí)間:1648年,海爾蒙特(Helmont)的實(shí)驗(yàn)過程

海爾蒙特提出了水參與植物有機(jī)物合成的觀點(diǎn),但是沒有考慮到空氣對(duì)植物體內(nèi)物質(zhì)形成所起的作用。

三、時(shí)間:1771年,普利斯特里(Priestley)實(shí)驗(yàn)

最先用實(shí)驗(yàn)方法證明綠色植物從空氣中吸收養(yǎng)分的是英國著名的化學(xué)家約瑟夫?普利斯特里。但他只是知道植物能凈化空氣,更新空氣,但不知更新了空氣的哪種成分;也沒有發(fā)現(xiàn)陽光在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵作用。隨后有人重復(fù)普利斯特里的實(shí)驗(yàn),得出與他相反的結(jié)論,認(rèn)為植物不僅不能把空氣變好,反而會(huì)把空氣變壞(這是由于植物同樣有呼吸作用的緣故)。而這一現(xiàn)象連普利斯特里本人也難以解釋。

這種截然不同的結(jié)論引起人們的極大關(guān)注,導(dǎo)致了1779年荷蘭的簡(jiǎn)?英格豪斯進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn),他的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了普利斯特利的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,確認(rèn)植物對(duì)污濁的空氣有“解毒”能力,同時(shí)指出這種能力是太陽光照射植物的結(jié)果,從而證明綠色植物只有在光下,才能把空氣變好。

四、時(shí)間:1864年,薩克斯實(shí)驗(yàn)

薩克斯的實(shí)驗(yàn)使人們認(rèn)識(shí)到,綠色植物在光下不僅能夠釋放氧氣,而且能夠合成淀粉等物質(zhì),供給植物生長發(fā)育等生命活動(dòng)。1897年,人們首次把綠色植物的上述生理活動(dòng)稱為光合作用。這樣,柳苗的生長之謎也終于被揭開了。

五、時(shí)間:1880年,恩吉爾曼(C.Engelmann)實(shí)驗(yàn)

證明了植物光合作用的放氧結(jié)構(gòu)是葉綠體由光照引起的。

六、時(shí)間:20世紀(jì)30年代,美國科學(xué)家魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)

1939年,美國科學(xué)家魯賓(S.Ruben)和卡門(M.Kamen)利用同位素標(biāo)記法進(jìn)行了探究。實(shí)驗(yàn)證明光合作用釋放的氧氣來自水。

美國科學(xué)家卡爾文等人用小球藻(一種單細(xì)胞的綠藻)做實(shí)驗(yàn),探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑。

很顯然,以上第六點(diǎn)是今后高中學(xué)習(xí)的內(nèi)容,初中生物學(xué)教學(xué)不應(yīng)涉及,第五點(diǎn)也沒有必要重點(diǎn)去講述,教材要求重點(diǎn)理解并掌握的是第四點(diǎn):薩克斯實(shí)驗(yàn)即光合作用實(shí)驗(yàn)。但如教材從海爾蒙特(Helmont)的實(shí)驗(yàn)直接跳到光合作用實(shí)驗(yàn),筆者認(rèn)為知識(shí)呈現(xiàn)顯得有點(diǎn)突兀,不利于讓學(xué)生從已知的知識(shí)過渡到新的知識(shí)。

所以,在教學(xué)過程中,向?qū)W生詳細(xì)介紹第三點(diǎn)的相關(guān)內(nèi)容是非常必要的。普利斯特里(Priestley)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生知道“植物會(huì)吸收二氧化碳并放出氧氣”或是“凈化空氣”這個(gè)已有知識(shí)的來源。有人重復(fù)普利斯特里的實(shí)驗(yàn)得出相反結(jié)論能讓學(xué)生充滿好奇心,了解植物也是有呼吸作用的(這一點(diǎn)對(duì)于很多學(xué)生來說是很容易被忽略或誤解的)。這一知識(shí)為引入光合作用的條件――光照做好鋪墊,也為下一章節(jié)《能量與呼吸》做好準(zhǔn)備。荷蘭的簡(jiǎn)?英格豪斯進(jìn)行的一系列實(shí)驗(yàn),是讓學(xué)生知道光合作用條件的光照的必要性,在光合作用中引入能量轉(zhuǎn)化的概念。在這個(gè)基礎(chǔ)上,呈現(xiàn)光合作用實(shí)驗(yàn)的知識(shí)才顯得順理成章。

高質(zhì)量地完成光合作用實(shí)驗(yàn)的教學(xué)任務(wù)是本節(jié)知識(shí)的關(guān)鍵所在。為圖省事,播放實(shí)驗(yàn)錄像的教學(xué)效果是不能代替學(xué)生親自實(shí)驗(yàn)的效果的。但是教材安排的內(nèi)容與季節(jié)不符。時(shí)值冬季,教材使用的“經(jīng)典材料”天竺葵在這個(gè)時(shí)候幾乎是無處可覓的;溫度條件也制約光合作用的強(qiáng)度和實(shí)驗(yàn)時(shí)間。所以,選擇合適的光合作用材料比較重要,小青菜或吊蘭等容易尋找的材料都是可以的。選取的植物葉片不宜太幼嫩或太老。太幼嫩的葉片制造有機(jī)物不多,遇碘反應(yīng)效果不明顯,且老葉脫色不容易。溫度和光照強(qiáng)度可以用白熾燈來控制。

做好實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生得出光合作用的產(chǎn)物不僅僅是以前知道的氧氣,還有更重要的是產(chǎn)生了有機(jī)物。是有機(jī)物的產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的轉(zhuǎn)變;是有機(jī)物的產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)化;是有機(jī)物的產(chǎn)生明確了生物圈中人、動(dòng)物、微生物和綠色植物的關(guān)系。

總而言之,綠色植物的光合作用內(nèi)容抽象,選擇性地借助人類對(duì)光合作用歷時(shí)三百多年的研究呈現(xiàn)知識(shí),比較尊重學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,也能讓學(xué)生知道經(jīng)過這么多位科學(xué)家的共同努力,才對(duì)其生理過程有了比較清楚的認(rèn)識(shí)。這里不僅包含著科學(xué)家們的艱辛勞動(dòng)與智慧,還與社會(huì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展密切相關(guān)。

參考文獻(xiàn):

[1]李榮季.《“光合作用”的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)》.《生物學(xué)教學(xué)》.2006年07期.

[2]《植物“光合作用”實(shí)驗(yàn)材料探尋》.《生物學(xué)通報(bào)》.1999.6.

篇3

關(guān)鍵詞：看實(shí)驗(yàn) 做實(shí)驗(yàn) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 連貫體驗(yàn)探究教學(xué) 光合作用

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1.教材分析

1.1教材地位

蘇教版高中生物必修1第四章第二節(jié)第1課時(shí)光合作用的發(fā)現(xiàn)史是在初中所學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，回顧了光合作用發(fā)現(xiàn)的漫長過程。本節(jié)材料容量大，但對(duì)光合作用概念的建立有重要作用。因此，本節(jié)課對(duì)學(xué)生的能力要求較高。教師可結(jié)合科學(xué)史實(shí)，運(yùn)用連貫體驗(yàn)探究教學(xué)的方法，構(gòu)建光合作用的產(chǎn)物、場(chǎng)所、原料等一步步發(fā)現(xiàn)的過程，將有利于學(xué)生拓展學(xué)科思維，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)探究能力的提高，并培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。

1.2教學(xué)重難點(diǎn)

光合作用的發(fā)現(xiàn)過程中各實(shí)驗(yàn)的研究方法、步驟、結(jié)論及其優(yōu)缺點(diǎn)。

2.教學(xué)目標(biāo)

2.1知識(shí)目標(biāo)

了解光合作用的發(fā)現(xiàn)過程，并從中理解光合作用的概念，掌握有關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本理論知識(shí)。

2.2能力目標(biāo)

培養(yǎng)分析實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，掌握科學(xué)探究的一般原則，掌握參與、合作、交流、表達(dá)等基本技能。

2.3情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

通過對(duì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的分析、討論，培養(yǎng)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，認(rèn)識(shí)到科學(xué)家的艱辛，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)和求知欲望。

3.教學(xué)過程

3.1創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

播放視頻，展示大自然的美景，配樂詩朗誦《葉子》。教師提示學(xué)生結(jié)合初中學(xué)習(xí)內(nèi)容思考：為什么要贊美葉子？它有什么作用？學(xué)生很自然就會(huì)想到，綠葉可以進(jìn)行光合作用。

教師借機(jī)導(dǎo)人，綠色植物可以通過光合作用制造氧氣、合成有機(jī)物，但在200多年前，人們并不知道這些，現(xiàn)在沿著科學(xué)家的足跡，一起探究一下光合作用的發(fā)現(xiàn)過程。

3.2看實(shí)驗(yàn)，直觀感悟

光合作用的發(fā)現(xiàn)史是由一個(gè)個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)組成的，網(wǎng)絡(luò)上有很多相關(guān)的視頻、動(dòng)畫和圖片，教師可充分利用這些課程資源進(jìn)行情景再現(xiàn)，讓學(xué)生在直觀上感悟科學(xué)家的艱辛及科學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究方法，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，師生可以在探究過程中逐步總結(jié)出光合作用的反應(yīng)式。

3.2.1范·海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)

教師展示實(shí)驗(yàn)過程的圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考：小小的種子之所以能夠長成參天大樹，是否完全依靠土壤？從海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)中可以得出什么結(jié)論？學(xué)生得出：水是建造植物體的原料；植物生長所需的養(yǎng)料主要來自水，而不是土壤。教師再問：海爾蒙特的這一結(jié)論是否精確？為什么？學(xué)生答：他沒有考慮到空氣的作用。

3.2.2普利斯特萊的實(shí)驗(yàn)

教師利用動(dòng)畫演示蠟燭、小鼠和植物在密閉鐘罩中的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后，分析：蠟燭燃燒和小白鼠呼吸需要的是什么氣體？這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明什么問題？學(xué)生很容易答出：綠色植物可以更新空氣；植物生長需要吸收CO2，同時(shí)釋放出O2。

教師設(shè)疑：可是當(dāng)人們重復(fù)普利斯特萊的實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的成功，有的卻失敗了，這是為什么呢？在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，他忽略了哪一個(gè)重要的因素呢？學(xué)生思考后答：光照。

3.2.3揚(yáng)·英根豪斯的實(shí)驗(yàn)

教師播放金魚藻的實(shí)驗(yàn)視頻，提示學(xué)生：金魚藻在光照下有氣泡產(chǎn)生，此氣體可使帶火星的木條復(fù)燃，說明綠色植物釋放的是什么氣體？再次觀看小鼠實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)密閉鐘罩中的小鼠在有光的條件下存活時(shí)間較長。

師生共同得出結(jié)論：植物需要陽光才能制造出O2。

3.2.4聯(lián)系實(shí)際，問題探討

教師：人們通常認(rèn)為樹林中早上空氣清新，是鍛煉身體的適宜時(shí)間。你認(rèn)為最佳的鍛煉時(shí)問是什么時(shí)候，（晴天的早上、中午、傍晚；陰天的早上、中午、傍晚）學(xué)習(xí)小組討論后，有幾種意見，以支持晴天早上和傍晚的居多，再各派代表進(jìn)行辯論，找出依據(jù)。最后學(xué)生達(dá)成一致，晴天植物經(jīng)過白天的光合作用后，到傍晚時(shí)空氣中的氧含量相對(duì)較多，更適合鍛煉身體。

3.2.5恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)

觀看動(dòng)畫，教師設(shè)問：該實(shí)驗(yàn)的巧妙之處在哪里？為什么選用水綿作為實(shí)驗(yàn)材料？為什么用好氧型細(xì)菌？為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？學(xué)生總結(jié)出葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。

3.3做實(shí)驗(yàn)，親身體驗(yàn)

有學(xué)者說，讀到某件事，你能記住10%：看到某件事，你能記住30%；做某件事后，你能記住90%。教師講得再多，也沒有讓學(xué)生親自嘗試一下后得到的印象更深刻。

薩克斯的實(shí)驗(yàn)（課堂實(shí)錄）。

師：初中時(shí)我們就學(xué)過，植物的光合作用除了能產(chǎn)生氧氣外，還能產(chǎn)生什么？如何驗(yàn)證？生：可生成淀粉，用碘液鑒定。教師展示事先處理過的植物，引導(dǎo)學(xué)生分析：

①在實(shí)驗(yàn)前先用黑紙箱將植物罩住，進(jìn)行暗處理，這樣做的目的是什么？（消耗掉葉片內(nèi)原有的淀粉，避免其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾）

②觀察這盆植物有什么特別之處？為什么要這樣做？（一半遮光，一半照光，可相互對(duì)照）

③葉片是綠色的，淀粉遇碘變藍(lán)，若顏色對(duì)比不明顯怎么辦？（想辦法讓綠色褪去）

教師給出實(shí)驗(yàn)材料：酒精、培養(yǎng)皿、大小燒杯、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、碘液等指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教師使學(xué)生明確此實(shí)驗(yàn)中酒精是用來進(jìn)行脫綠處理的，照光部分變藍(lán)，遮光部分呈棕色。最終得出緒論：光合作用在有光照的條件下會(huì)產(chǎn)生淀粉。

3.4設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，能力提升

新課程的基本理念就是要提高生物科學(xué)素養(yǎng)，提倡探究性學(xué)習(xí)。學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備雖然有限，但當(dāng)他們?nèi)σ愿疤接懶枰鉀Q的疑難時(shí)，就會(huì)像真正科學(xué)家那樣肯于動(dòng)腦筋和費(fèi)心血。而模仿科學(xué)家的思維去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，也更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.4.1魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)

結(jié)合前面的實(shí)驗(yàn)寫出光合作用的反應(yīng)式，教師要求學(xué)生思考光合作用釋放的氧氣是來自水還是二氧化碳？或者兩者兼而有之？介紹同位素標(biāo)記法，給出實(shí)驗(yàn)材料用具，如試管、小球藻、細(xì)玻璃管等，引導(dǎo)學(xué)生分組畫圖設(shè)計(jì)，并請(qǐng)學(xué)生講解其設(shè)計(jì)思路。然后教師用多媒體播放魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫，與學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比，師生共同得出結(jié)論：光合作用的氧氣全部來自于水。

3.4.2卡爾文的實(shí)驗(yàn)

教師簡(jiǎn)述卡爾文循環(huán)的基本過程，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)光合作用反應(yīng)式思考其采用的方法以及標(biāo)記元素的種類。

3.5總結(jié)

教師列表，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)光合作用探究歷程中各科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)及其結(jié)論，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感教育，使他們認(rèn)識(shí)到生物學(xué)的發(fā)展史就是一部眾多科學(xué)家不計(jì)個(gè)人名利，為科學(xué)事業(yè)奉獻(xiàn)畢生精力的奮斗史，如果大家對(duì)生物學(xué)科感興趣，也可以像科學(xué)家們一樣去細(xì)心觀察、勇于實(shí)踐、積極探索，相信一定會(huì)有所收獲。

4.教學(xué)反思

篇4

其實(shí)，該節(jié)內(nèi)容蘊(yùn)涵著豐富的教育教學(xué)內(nèi)容。通過對(duì)光合作用發(fā)現(xiàn)史的介紹，不僅可以讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的方法、過程，更能感悟到科學(xué)家追求真理的科學(xué)精神，是一節(jié)不可多得的教育素材。如何把握和處理該節(jié)課的教育教學(xué)呢？下面是筆者的一點(diǎn)拙見，以與同仁共享。

一、課程教學(xué)目標(biāo)三個(gè)維度之間的關(guān)系問題

新課程明確了三維教學(xué)目標(biāo)之間的關(guān)系，即知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三者是一種有機(jī)統(tǒng)一、相互協(xié)調(diào)、彼此促進(jìn)的關(guān)系，彼此可以作為對(duì)方的手段。但受傳統(tǒng)知識(shí)觀教育思想的影響，很多教師還有一個(gè)錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為這三維目標(biāo)中“知識(shí)和技能”是第一位，是最重要的，也是每一堂必須要完成的目標(biāo)。其他的二維目標(biāo)只是輔助配角，很少有教師會(huì)在一堂課別關(guān)注另外的二維目標(biāo)的達(dá)成。

其實(shí)，在每一堂課中，三者目標(biāo)也不是均衡實(shí)施的，教師應(yīng)根據(jù)課程資源的不同內(nèi)容或素材，教師要有所傾斜，最大效率地利用好相應(yīng)的教學(xué)素材進(jìn)行有效教學(xué)。也就是說一堂課的三維目標(biāo)之間可能會(huì)側(cè)重于知識(shí)目標(biāo)外的另外兩維目標(biāo)。“光合作用的發(fā)現(xiàn)”這節(jié)課就是如此。從知識(shí)目標(biāo)的角度來看，這節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容就是光合作用過程需要水，二氧化碳，產(chǎn)生氧氣等結(jié)論性的知識(shí)。而如果從“過程方法”和“價(jià)值觀目標(biāo)”達(dá)成的視角看，該節(jié)課教學(xué)目標(biāo)應(yīng)落腳于對(duì)學(xué)生科學(xué)研究方法的指導(dǎo)和科學(xué)精神的培養(yǎng)上。“光合作用的發(fā)現(xiàn)”這節(jié)內(nèi)容中的兩個(gè)經(jīng)典科學(xué)實(shí)驗(yàn)在很大程度上反映了科學(xué)家的探究活動(dòng)，能夠作為理解科學(xué)探究，掌握科學(xué)方法的范例。如范海爾蒙特實(shí)驗(yàn)，教師不僅可據(jù)此啟發(fā)學(xué)生掌握科學(xué)探究的一般方法，而且教師還可以通過精確地?cái)?shù)據(jù)分析，讓學(xué)生明白范海爾蒙特實(shí)驗(yàn)的精妙之所在，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到定量實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。而普利斯特利所做的實(shí)驗(yàn)二、實(shí)驗(yàn)三正好可以進(jìn)一步說明對(duì)照實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究不可缺少的關(guān)鍵步驟。另一方面，結(jié)合光合作用的發(fā)現(xiàn)史，介紹一些科學(xué)家的小故事，可以使學(xué)生感悟到科學(xué)研究的曲折性、繼承性，這對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神是有很大幫助的

二、學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家探究過程的問題

考慮到初中學(xué)生天真可愛，善于模仿，很容易進(jìn)入角色的心理特點(diǎn)。筆者在這節(jié)課采用的教學(xué)技術(shù)策略是讓學(xué)生假想自己就是范海爾蒙特等科學(xué)家。教師則按照科學(xué)探索的一般過程，引導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)科學(xué)研究的問題，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出研究結(jié)論。讓學(xué)生以發(fā)現(xiàn)者的姿態(tài)去進(jìn)行活動(dòng)，體驗(yàn)用全部的心智去感受、關(guān)注、欣賞、評(píng)價(jià)等過程和思想。許多教育實(shí)踐均已證明，只有重溫科學(xué)家的探索過程，才能把學(xué)生真正帶入科學(xué)前人的探索過程中，學(xué)生才能把一個(gè)陌生的、外在的、與己無關(guān)的科學(xué)研究過程，變成熟悉的可以交流的，甚至是融于心智的思維習(xí)慣了。在這個(gè)教學(xué)過程當(dāng)中，教師還要注意充分利用多媒體教學(xué)手段的優(yōu)勢(shì)，適時(shí)地用幻燈片打出范海爾蒙特、普利撕特萊等科學(xué)家的畫像，以及他們所使用的實(shí)驗(yàn)裝置。此外，再配以播放一些舒緩的古典音樂，努力營造出一個(gè)跨越時(shí)間長河的科學(xué)研究氛圍，使科學(xué)家的研究過程更加真實(shí)，使扮演者處于身臨其境的狀態(tài)中。

三、課程資源開發(fā)和延伸的問題

如果單純從知識(shí)、技能目標(biāo)維度來說，教師只要讓學(xué)生知道光合作用需要水和二氧化碳，以及產(chǎn)生氧氣等結(jié)論性知識(shí)即可。而光合作用的產(chǎn)物，光合作用的場(chǎng)所、條件等均已分散在后面的幾節(jié)內(nèi)容里了。但我們考慮到本課的情感態(tài)度和價(jià)值觀這一維教學(xué)目標(biāo)時(shí)，我們覺得不僅要讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，掌握一些科學(xué)結(jié)論，更應(yīng)該讓他們親身感受科學(xué)研究的曲折和艱辛的過程。所以筆者對(duì)該節(jié)課的課程內(nèi)容進(jìn)行了一定的擴(kuò)充和延伸，向?qū)W生們展示了光合作用發(fā)現(xiàn)的全部歷程，以及相應(yīng)科學(xué)家的研究故事。如普利斯特萊在他的實(shí)驗(yàn)受到質(zhì)疑后，他又重復(fù)了他的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果出現(xiàn)了意外的情節(jié)；英格豪斯共

做了500多次更新空氣實(shí)驗(yàn)的動(dòng)人故事；光合作用的發(fā)現(xiàn)從范海爾蒙特算起，通過英格豪斯、薩克斯、恩吉爾曼和卡爾文等十多位科學(xué)家的努力，前后歷經(jīng)了300多年漫長時(shí)間的科學(xué)史詩等。

篇5

一、光合作用強(qiáng)度的測(cè)量指標(biāo)

光合作用強(qiáng)度通常以光合速率為指標(biāo)。光合速率一般用每小時(shí)每平方分米葉面積吸收CO2（或釋放O2）的毫克數(shù)來表示。

測(cè)定光合速率必須在光下進(jìn)行，由于呼吸作用時(shí)刻都在進(jìn)行，所以測(cè)定出來的氣體變化量只是凈光合速率或表觀光合速率，而實(shí)際光合速率應(yīng)等于凈光合速率與呼吸速率之和，即真正光合作用CO2消耗量=實(shí)測(cè)CO2消耗量+呼吸作用CO2釋放量（或真正光合作用O2釋放量）=實(shí)測(cè)O2釋放量+呼吸作用O2消耗量。

二、光照強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響

光是光合作用的能量來源，光照強(qiáng)度直接影響光合速率。在其他條件都適宜的情況下，光合速率隨光照強(qiáng)度的增加而加快。當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定數(shù)值后，如果再提高光照強(qiáng)度，光合速率不再加快，這種現(xiàn)象叫光飽和現(xiàn)象。開始出現(xiàn)光飽和現(xiàn)象的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)（上圖中C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度）。在光飽和點(diǎn)以下，隨著光照強(qiáng)度的減弱，光合速率減慢。當(dāng)減弱到一定光照強(qiáng)度時(shí)，光合作用吸收CO2量與呼吸作用釋放CO2量相等，這時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光補(bǔ)償點(diǎn)（上圖中B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度）。當(dāng)光照強(qiáng)度低于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，光合作用速率小于呼吸作用速率；當(dāng)光照強(qiáng)度達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，光合作用速率與呼吸作用速率相等；當(dāng)光照強(qiáng)度高于光補(bǔ)償點(diǎn)時(shí)，光合作用速率大于呼吸作用速率；當(dāng)光照強(qiáng)度長期處于光飽和點(diǎn)時(shí)，對(duì)光合作用最有利。由此看來，如果植物長期處于弱光或較強(qiáng)光照下，則不能正常生長；植物只有處于光照強(qiáng)度大于光補(bǔ)償點(diǎn)的環(huán)境中，才能正常生長。值得注意的是，不同類型植物的光飽和點(diǎn)與補(bǔ)償點(diǎn)是不同的，陽生植物的光飽和點(diǎn)與光補(bǔ)償點(diǎn)一般都高于陰生植物。

三、高考試題解析

【例1】（2006年全國理綜卷Ⅰ）為了驗(yàn)證葉片在光合作用和呼吸作用過程中有氣體的產(chǎn)生和消耗，請(qǐng)用所提供的實(shí)驗(yàn)材料與用具，在給出的實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)你的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。

實(shí)驗(yàn)材料和用具：煙草幼苗、試管兩支、蒸餾水、NaHCO3稀溶液（為光合作用提供原料）、真空泵、暗培養(yǎng)箱、日光燈（實(shí)驗(yàn)過程中光照和溫度等條件適宜，空氣中O2和CO2在水中的溶解量及無氧呼吸忽略不計(jì)）。

實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

（1）剪取兩小塊相同的煙草葉片，分別放入盛有等量蒸餾水和NaHCO3稀溶液的兩支試管中。此時(shí)，葉片浮在液面上。

（2）用真空泵抽去兩支試管內(nèi)液體中和葉肉細(xì)胞間隙中的氣體后，敞開試管口，可觀察到葉片均下沉到試管底部。

（3）分析預(yù)測(cè)的結(jié)果。

【命題解讀】 這是一道驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題，看起來容易，得高分卻很難。本題要求考生在給出的實(shí)驗(yàn)步驟和預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)預(yù)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行解釋、分析。該題充分體現(xiàn)了2006年《考試大綱》中“具備驗(yàn)證簡(jiǎn)單生物學(xué)事實(shí)的能力，并能對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理”的能力要求。本題考查的能力層次高，包括四大能力中的理解能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

【解題指導(dǎo)】 解答設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)分析題時(shí)，應(yīng)按規(guī)律性的思路進(jìn)行。

（1）了解題目要求。解題時(shí)，首先必須明白題意。本題的具體要求有三個(gè)：①續(xù)寫實(shí)驗(yàn)步驟；②預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果；③分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

（2）明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。把握具體要求后，接著就要搞清楚該實(shí)驗(yàn)所要解決的問題是什么。如果對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康陌盐詹粶?zhǔn)，則整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就無從談起。本實(shí)驗(yàn)的目的是：①驗(yàn)證葉片在光合作用過程中有氣體的產(chǎn)生和消耗；②驗(yàn)證葉片在呼吸作用過程中有氣體的產(chǎn)生和消耗。

（3）分析實(shí)驗(yàn)原理。實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的靈魂，決定著實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)及相應(yīng)實(shí)驗(yàn)材料和用具的選擇。只有理解了實(shí)驗(yàn)原理，才能正確選擇實(shí)驗(yàn)器材，安排實(shí)驗(yàn)程序，進(jìn)行正確的操作和預(yù)測(cè)、分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。本實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的原理是：在光照強(qiáng)度和溫度都適宜的條件下，葉片利用NaHCO3稀溶液中的CO2和H2O，通過葉綠體進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生O2；在黑暗時(shí)，葉片利用光合作用產(chǎn)生的O2，進(jìn)行有氧呼吸，釋放CO2。

（4）確定實(shí)驗(yàn)思路。根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，充分利用所給的實(shí)驗(yàn)用具設(shè)計(jì)思路，并對(duì)產(chǎn)生的現(xiàn)象做出預(yù)測(cè)。從給出的實(shí)驗(yàn)步驟中，可知本題的實(shí)驗(yàn)思路是：首先將盛有等量蒸餾水和NaHCO3稀溶液的兩支試管放在日光燈下被照射一段時(shí)間，通過觀察兩試管底部葉肉細(xì)胞間隙已沒有氣體的葉片上浮，來說明光合作用產(chǎn)生了氣體（O2），然后，將上述兩試管在暗處放置一段時(shí)間，通過觀察已上浮的葉片下沉，來說明呼吸作用消耗了氣體（O2）。

（5）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。實(shí)驗(yàn)步驟是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的核心。實(shí)驗(yàn)程序的安排一定要遵循科學(xué)性原則、可操作性原則、對(duì)照原則和單一變量原則。本題要求續(xù)寫實(shí)驗(yàn)步驟，考生應(yīng)在前兩步的基礎(chǔ)上完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)。步驟是：先將這兩支試管放在日光燈下被照射一段時(shí)間。再將這兩支試管放在暗培養(yǎng)箱中一段時(shí)間。

（6）預(yù)測(cè)和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題一般都會(huì)有實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期和分析。如果是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果的預(yù)期應(yīng)該是唯一的，且與事實(shí)相符；如果是探究（索）性實(shí)驗(yàn)，其結(jié)果的預(yù)期是未知的或不確定的，可能出現(xiàn)的結(jié)果和相應(yīng)的結(jié)論有多種。本題是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果是確定的，那就是：①光照下，NaHCO3稀溶液中的葉片上浮，蒸餾水中的葉片仍在試管底部。這是因?yàn)楣庹障拢琋aHCO3稀溶液中的葉片進(jìn)行光合作用，釋放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，葉肉細(xì)胞間隙中的O2增加，葉片上浮。而蒸餾水中缺乏CO2和O2，葉片不能進(jìn)行光合作用和有氧呼吸，葉肉細(xì)胞間隙缺乏氣體，因此葉片仍位于試管底部。②黑暗下，NaHCO3稀溶液中的葉片下沉，蒸餾水中的葉片仍在試管底部。這是因?yàn)楹诎抵?，NaHCO3稀溶液中的葉片進(jìn)行呼吸作用，消耗了葉肉細(xì)胞間隙中的O2，放出的CO2溶于NaHCO3稀溶液中，葉肉細(xì)胞間隙缺乏氣體，葉片下沉。而蒸餾水中缺乏O2，葉片不能進(jìn)行有氧呼吸，葉肉細(xì)胞間隙缺乏氣體，因此葉片仍位于試管底部。

【參考答案】見解題指導(dǎo)。

篇6

本節(jié)內(nèi)容是學(xué)生深刻理解植物葉片代謝的切入點(diǎn)。通過理解光合作用強(qiáng)度的概念，學(xué)生可以把植物光合作用和細(xì)胞呼吸的知識(shí)體系構(gòu)建起來。教材僅簡(jiǎn)單提及光合作用強(qiáng)度的概念；而且在新課中，教學(xué)目標(biāo)的著力點(diǎn)在于引導(dǎo)學(xué)生通過“探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”的實(shí)驗(yàn)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。因此在第一輪復(fù)習(xí)中，教師引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建光合作用強(qiáng)度概念模型就顯得尤為重要。

2　教學(xué)目標(biāo)

(1)知識(shí)目標(biāo)：理解光合作用強(qiáng)度的概念；分析影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素；理解和運(yùn)用光合作用與細(xì)胞呼吸過程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)變及相互關(guān)系。

(2)能力目標(biāo)：實(shí)踐自主學(xué)習(xí)的方式，提高學(xué)生思維能力、分析問題的能力；在有關(guān)的情境中，運(yùn)用語言表達(dá)的能力和歸納知識(shí)的能力。

3　教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

(1)重點(diǎn)：探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素；說出光合作用原理的應(yīng)用。

(2)難點(diǎn)：探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。

4　教學(xué)設(shè)計(jì)思路

光合作用強(qiáng)度是“環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”中重要的核心概念，幫助學(xué)生構(gòu)建光合作用強(qiáng)度的概念是以學(xué)生已掌握光合作用和細(xì)胞呼吸的概念等內(nèi)容為前提的。教師利用多媒體資源創(chuàng)設(shè)課堂情境，引導(dǎo)學(xué)生利用已有的知識(shí)、通過純思維方式的探究，自己構(gòu)建光合作用強(qiáng)度概念的模型。這不僅有助于學(xué)生理解和掌握光合作用強(qiáng)度的概念，也有助于學(xué)生提高光合作用原理的應(yīng)用能力。

5　課型

第一輪復(fù)習(xí)課。

6　教學(xué)環(huán)節(jié)

6.1談話導(dǎo)入，明確教學(xué)目標(biāo)

師：影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素一節(jié)的內(nèi)容在我省考試說明中是屬于二類要求的知識(shí)內(nèi)容，是歷年高考的一個(gè)熱點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)。這一節(jié)中有兩個(gè)很重要的內(nèi)容需要大家認(rèn)真理解和記憶：光合作用強(qiáng)度的概念和測(cè)定；各種環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響情況及其應(yīng)用。

6.2學(xué)習(xí)光合作用強(qiáng)度概念和測(cè)定

師：首先大家一起來回顧光合作用強(qiáng)度的概念。請(qǐng)大家打開教材P104，回顧概念。光合作用強(qiáng)度是指植物在單位時(shí)間通過光合作用制造糖類的量，可以通過測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)原料消耗或產(chǎn)物生成的數(shù)量來定量地表示――是一種量化的指標(biāo)。那么，通過光合作用的哪些原料或產(chǎn)物表示光合強(qiáng)度的大小呢?請(qǐng)大家通過回顧光合作用的過程來弄清楚這個(gè)問題。

課件展示光合作用過程的圖解。

生：可用光合作用消耗的H2O、產(chǎn)生的O2、固定的CO2、制造的(CH2O)來表示光合作用強(qiáng)度的大小。

師總結(jié)：都可以嗎?在植物細(xì)胞中涉及O2、CO2、(CH2O)只有光合作用和細(xì)胞呼吸，而涉及水的反應(yīng)實(shí)在太多了，很難區(qū)分開。因此一般可用光合作用產(chǎn)生的O2量、固定的CO2量或者制造的(CH2O)量來表示光合作用強(qiáng)度的大小。那么，利用相應(yīng)的儀器直接測(cè)定光合作用產(chǎn)生的O2量、固定的CO2量或者制造的(CH2O)量嗎?

生討論：不行，有光照時(shí)，植物葉肉細(xì)胞既進(jìn)行光合作用又進(jìn)行細(xì)胞呼吸，光合作用產(chǎn)生的O2從葉綠體出來后，會(huì)被有氧呼吸消耗一部分。因此，要測(cè)定光合作用產(chǎn)生的O2量、利用的CO2量或者制造的(CH2O)量就必須把和呼吸有關(guān)的部分量考慮在內(nèi)。

課件展示：有氧呼吸反應(yīng)方程式。

師：那么，葉片中葉肉細(xì)胞內(nèi)光合作用和細(xì)胞呼吸的關(guān)系是怎樣的呢?接下來大家利用圖解(圖1)一起分析當(dāng)光合強(qiáng)度大于呼吸強(qiáng)度時(shí)兩者之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系。

課件展示代謝情況：按照O2、CO2、(CH2O)的順序。

光合作用產(chǎn)生的O2量①=實(shí)測(cè)O2釋放量②+有氧呼吸耗O2量③；

光合作用CO2利用量(1)=實(shí)測(cè)CO2吸收量(2)+有氧呼吸產(chǎn)CO2量(3)；

光合作用糖類制造量I=實(shí)測(cè)糖類積累量Ⅱ+有氧呼吸糖類消耗量Ⅲ。

師：由上述公式可知，①、(1)或I都可代表光合強(qiáng)度，③、(3)或Ⅲ則可代表呼吸速率，而實(shí)測(cè)的②、(2)或Ⅱ則代表凈光合速率。那么可以用一個(gè)公式總結(jié)上述結(jié)論。

生：光合強(qiáng)度(真正光合速率)=凈光合速率+呼吸速率。

師：由圖1分析可知，我們只能直接測(cè)得②、(2)或Ⅱ代表某光照強(qiáng)度下的凈光合速率。想要知道光合強(qiáng)度大小，是不是只要再測(cè)定呼吸速率就可以最終知道光合強(qiáng)度的大小了，那么，此時(shí)葉片的呼吸速率怎么測(cè)?

教師邊分析，邊引導(dǎo)學(xué)生思考：此時(shí)有光照，植物葉片既有光合作用又有細(xì)胞呼吸，要測(cè)定呼吸速率會(huì)受到光合作用的影響。

生：只能通過測(cè)定黑暗時(shí)，植物葉片耗氧量、產(chǎn)CO2量或者糖類消耗量來衡量有氧呼吸速率。

課件展示圖解(圖2)。

師：那在黑暗時(shí)和光照時(shí)條件不一樣，有氧呼吸速率會(huì)一樣嗎?

生：植物葉片進(jìn)行的有氧呼吸不會(huì)受光照強(qiáng)度的影響。

師：在理清這些思路之后，我們最后來總結(jié)一下該怎么對(duì)光合作用強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定。

課件展示：測(cè)定光合強(qiáng)度(真正光合速率)時(shí)，應(yīng)該要在黑暗下測(cè)定呼吸速率，然后在某種光照強(qiáng)度下測(cè)定凈光合速率，再把測(cè)得的值進(jìn)行處理可得真正光合速率，如圖3所示。

學(xué)生填寫表1：(括號(hào)內(nèi)的內(nèi)容由學(xué)生填寫，教師總結(jié))

師：接下來大家一起通過一道例題理解鞏固一下前面的內(nèi)容。

課件展示例題(橫線上的內(nèi)容由學(xué)生填寫，教師總結(jié))。

例：用某種大小相似的綠色植物葉片，分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：已知葉片實(shí)驗(yàn)前的重量，在不同溫度下分別暗處理1h，測(cè)其重量變化；立刻再光照1h(光強(qiáng)度相同)，再測(cè)其重量變化。得到如下結(jié)果(表2)。

(1)暗處理時(shí)，隨溫度升高，葉片重量下降，其原因是在暗處，葉片只進(jìn)行呼吸作用，溫度升高，酶的活性增強(qiáng)，分解有機(jī)物增多，葉片重量下降；

(2)在28℃條件下，每小時(shí)光合作用合成的有機(jī)物為7mg，氧氣產(chǎn)生量最多的是第四組葉片。

師：(1)暗處理后的重量變化可以用來衡量每小時(shí)呼吸消耗量，并且由于溫度對(duì)呼吸酶活性的影響，呼吸速率表現(xiàn)出不同的情況。

(2)光照后的重量變化可以用來衡量光照1h，葉片的凈增重量，即用來衡量凈光合速率。如第四組，光照1h葉片由－4變成+2，葉片凈增重6mg。

(3)(2)問的是合成的有機(jī)物，說明問的是真正

光合速率，那就得呼吸速率+凈光合速率，如第四組真正光合速率=呼吸速率4+凈光合速率6=10，是四個(gè)組中最多的，因此第四組的氧氣產(chǎn)生量也是最多。

6.3各種環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響情況

師：在植物生長的環(huán)境中，有諸多的因素能影響到光合作用，如光、溫度…，光有光照強(qiáng)度和光質(zhì)兩個(gè)方面都會(huì)影響到光合作用強(qiáng)度。以前，通過實(shí)驗(yàn)了解了光照強(qiáng)度對(duì)光合作用強(qiáng)度有影響，有什么影響呢?

生：在一定范圍內(nèi)，光照強(qiáng)度增加，植物光合強(qiáng)度加強(qiáng)，但超出一定限度(光飽和點(diǎn))，光照增加，光合強(qiáng)度也不再增大。

實(shí)驗(yàn)視頻：探究光照強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響。

師：請(qǐng)觀察圖4：找出表示前面復(fù)習(xí)的真正光合速率，凈光合速率和呼吸速率的位置；光補(bǔ)償點(diǎn)和光飽和點(diǎn)分別表示什么意思?

課件展示：(1)光①光照強(qiáng)度

生：光補(bǔ)償點(diǎn)是光合強(qiáng)度和呼吸強(qiáng)度相等時(shí)的光照強(qiáng)度。

光飽和點(diǎn)是光合強(qiáng)度達(dá)到最大值的光照強(qiáng)度。

師：為什么達(dá)到飽和點(diǎn)后光合強(qiáng)度不會(huì)再增加?

生：受單位葉面積中的葉綠體數(shù)量、溫度或CO2濃度的限制。

師：根據(jù)這個(gè)原理，在大棚種植作物時(shí)，可以給植物提供什么樣的光照條件?

生：可根據(jù)植物對(duì)光的需求情況提供適宜的光照條件，讓植物處于光飽和點(diǎn)以提高產(chǎn)量。

師：下面看一道例題。

課件展示：已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25℃和30℃。圖5表示在30℃時(shí)，該植物光合強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系。若將溫度調(diào)節(jié)到25℃，其他條件不變，從理論上講，圖中相應(yīng)點(diǎn)的移動(dòng)應(yīng)該是(　)

A　a點(diǎn)上移，b點(diǎn)左移，m值上升

B　a點(diǎn)不動(dòng)，b點(diǎn)左移，m值不動(dòng)

c　a點(diǎn)上移，b點(diǎn)右移，m值下降

D　a點(diǎn)下移，b點(diǎn)不移，m值上升

生：A。

教師總結(jié)：

a點(diǎn)時(shí)，只有呼吸作用，當(dāng)溫度由呼吸最適溫度30℃降到非呼吸最適溫度25℃，呼吸速率變小，應(yīng)上移。

b點(diǎn)的含義是光補(bǔ)償點(diǎn)，即此時(shí)光合強(qiáng)度和呼吸強(qiáng)度相等，而溫度變化后，呼吸強(qiáng)度變小了，光合作用強(qiáng)度變大了，要繼續(xù)保持二者相等，光照強(qiáng)度要減弱。

c點(diǎn)是光飽和點(diǎn)，葉片的最大光合速率為m，而溫度由非光合作用最適溫度變成處于光合作用的最適溫度，m值會(huì)增大。

師：因?yàn)樗姆N色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，所以不同波長的光對(duì)光合作用也有一定的影響。

課件逐步展示：②光質(zhì)：

復(fù)合光(白光)>紅光(藍(lán)紫光)>綠光

應(yīng)用：建日光溫室時(shí)，選用無色透明的玻璃或薄膜做頂棚，光合作用的效率較高。

課件展示：(2)CO2濃度：

在一定的范圍內(nèi)，隨著CO2濃度的增加，光合作用強(qiáng)度隨之而增加。

應(yīng)用：可通過合理密植保證通風(fēng)、施加農(nóng)家肥料來確保有足夠的CO2供應(yīng)植物進(jìn)行光合作用。

(3)溫度。

師：溫度主要是通過影響與光合作用有關(guān)的酶的活性而影響光合速率。那么，請(qǐng)大家用一個(gè)曲線圖把溫度對(duì)光合速率的影響情況表示出來。

師：與光合作用有關(guān)的酶存在最適溫度。葉片在進(jìn)行光合作用的同時(shí)也在進(jìn)行呼吸作用，溫度同樣通過影響與呼吸作用有關(guān)的酶的活性來影響呼吸速率(圖6)。與呼吸作用有關(guān)的酶的最適溫度和光合作用不一樣。

課件展示：

怎么利用這個(gè)原理來提高作物的產(chǎn)量?

生：可通過白天適當(dāng)提高溫度、晚上適當(dāng)降低溫度提高一個(gè)晝夜的產(chǎn)量。

課件展示：(4)礦質(zhì)營養(yǎng)：

N：光合酶及NADP+和ATP的重要組分；

P：NADP+和ATP的重要組分；維持葉綠體正常。

結(jié)構(gòu)和功能：

K：促進(jìn)光合產(chǎn)物向貯藏器官運(yùn)輸；

Mg：葉綠素的重要組分。

篇7

一、利用科學(xué)史教學(xué)需要“創(chuàng)設(shè)情景”

光合作用是自然界中最為重要作用之一，它的作用結(jié)果是為世界上幾乎所有的生物提供了物質(zhì)與能量。植物體內(nèi)的有機(jī)物的來源經(jīng)歷了許多科學(xué)家的探討，亞里斯多德曾認(rèn)為，植物體內(nèi)的有機(jī)物來自于土壤汁。今天，雖然有許多學(xué)生隱約知道了光合作用的相關(guān)知識(shí)，但事實(shí)上更多的學(xué)生還是認(rèn)為植物體內(nèi)的有機(jī)物來自于土壤。

課堂中，老師拋出問題――“植物體內(nèi)的有機(jī)物來自何處”讓學(xué)生思考，結(jié)果有部分學(xué)生認(rèn)為植物體內(nèi)的有機(jī)物來自植物的光合作用，但更多的學(xué)生是保持沉默（其實(shí)就是不認(rèn)同植物體內(nèi)的物質(zhì)來自光合作用）。在老師的疏導(dǎo)解壓下，沉默部分的學(xué)生大多認(rèn)為是通過植物的根從土壤中吸收獲得。于是老師讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證植物體內(nèi)的物質(zhì)是否來自土壤，并將學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行論證，通過學(xué)生間的討論逐步完善了實(shí)驗(yàn)探究的基本要求。由于本實(shí)驗(yàn)不可能在課堂中完成，所以老師將海爾蒙特的“柳樹實(shí)驗(yàn)”結(jié)果呈現(xiàn)出并讓學(xué)生進(jìn)行分析。最終學(xué)生在前人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果上得出：1.土壤減輕的可能是誤差或被植物吸收；2.柳樹質(zhì)量的增加主要不是來自土壤。海爾蒙特的結(jié)論是：植物體內(nèi)的有機(jī)物來自水。通過所得出的結(jié)論差異為下面的實(shí)驗(yàn)探究創(chuàng)設(shè)的新的情景。

教學(xué)情境是指在課堂教學(xué)中，根據(jù)教學(xué)的內(nèi)容，為落實(shí)教學(xué)目標(biāo)所設(shè)定的，適合學(xué)習(xí)主體并作用于學(xué)習(xí)主體，產(chǎn)生一定情感反應(yīng)，能夠使其主動(dòng)積極建構(gòu)性學(xué)習(xí)的具有學(xué)習(xí)背景、景象和學(xué)習(xí)活動(dòng)條件的學(xué)習(xí)環(huán)境。關(guān)于科學(xué)現(xiàn)象學(xué)生一般都有一定的前概念，前概念的形成往往來自生活經(jīng)驗(yàn)但往往不一定科學(xué)，所以教學(xué)中我們要暴露學(xué)生的前概念，并通過還原認(rèn)知規(guī)律進(jìn)行釋疑抽除學(xué)生錯(cuò)誤的前概念。通過還原科學(xué)史的教學(xué)可以讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)人類探索科學(xué)的足跡，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與學(xué)習(xí)動(dòng)力。開展科學(xué)史教學(xué)也需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境，只有這樣才會(huì)是教學(xué)過度的自然流暢，才會(huì)不至于讓人感到別扭，才是利用科學(xué)史組織先學(xué)習(xí)。

二、科學(xué)史教學(xué)需要“實(shí)事求是”

科學(xué)往往使人感覺到神秘，科學(xué)家的事業(yè)往往讓人覺得高不可攀，心理上的距離往往終止學(xué)生的科學(xué)探究。實(shí)事求是的科學(xué)史展現(xiàn)有助于縮短學(xué)生與科學(xué)家的距離，也會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生科學(xué)探究的欲望。

普利斯特里實(shí)驗(yàn)往往被認(rèn)為是證明了植物光合作用吸收了二氧化碳產(chǎn)生了氧氣的實(shí)驗(yàn)，許多習(xí)題的標(biāo)準(zhǔn)答案也是如此。事實(shí)上，普利斯特里自己得出的結(jié)論并非如此，他的結(jié)論：植物可以使污濁的空氣變?yōu)榍逍?。教學(xué)中教師向?qū)W生呈現(xiàn)了普利斯特里實(shí)驗(yàn)：普利斯特里在一次偶然的實(shí)驗(yàn)中將一只小白鼠放在玻璃鐘罩內(nèi)，結(jié)果小白鼠死亡，于是他認(rèn)為是空氣被污染了的結(jié)果，于是他使用了很多方法如用水淋灌空氣、用陽光暴曬空氣、用薄荷植物凈化進(jìn)行很多次的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)植物在光照的條件下能讓小白鼠活的更久。于是得出結(jié)論，植物在光照條件下可以讓污濁的空氣轉(zhuǎn)變?yōu)榍逍碌目諝?。普利斯特里得出的結(jié)論應(yīng)該符合當(dāng)時(shí)的知識(shí)背景，也是符合人類放熱認(rèn)知規(guī)律。又如，海爾蒙特得出柳樹實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：植物體的物質(zhì)來自于水，也是符合當(dāng)時(shí)的科學(xué)背景。

實(shí)事求是的科學(xué)史介紹讓學(xué)生感覺到科學(xué)真實(shí)一面，科學(xué)的認(rèn)識(shí)需要不斷的完善而不是一撮而就的真理。通過實(shí)事求是的科學(xué)史介紹會(huì)讓學(xué)生科學(xué)的理解以前的科學(xué)家，特別是亞里斯多德。同時(shí)通過科學(xué)史的介紹也讓學(xué)生明白科學(xué)發(fā)現(xiàn)與科技發(fā)展的關(guān)系。

三、科學(xué)史教學(xué)需要“精神提煉”

科學(xué)史的教學(xué)除了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)之外還需要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，通過科學(xué)史教學(xué)要讓學(xué)生體悟科學(xué)家的科學(xué)探究精神與質(zhì)疑精神。利用科學(xué)史滲透的科學(xué)精神至少有以下幾點(diǎn)。

1.探索精神。課堂中，老師以植物體內(nèi)物質(zhì)的來源組織教學(xué)引入，解決之后帶出新的探索問題并引出植物體內(nèi)物質(zhì)來自水與空氣，接著引出如何驗(yàn)證來自空氣等許多探索問題。一節(jié)課內(nèi)老師就是在不斷的釋疑與生疑中進(jìn)行，在解決課堂教學(xué)任務(wù)之后，讓學(xué)生提出光合作用中的其他感興趣的科學(xué)問題并要求學(xué)生在課余時(shí)間進(jìn)行探索，讓學(xué)生帶著問題進(jìn)入課堂帶著問題離開課堂，整個(gè)流程就相當(dāng)于科學(xué)史。通過這樣的教學(xué)流程設(shè)計(jì)有助于激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探索意識(shí)。

2.質(zhì)疑精神。課堂中探究植物在光照下是否吸收二氧化碳釋放氧氣過程中，教師出示普里斯特利實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論中，學(xué)生回答的結(jié)論是：吸收二氧化碳釋放氧氣。課堂中，老師反問你怎么知道是這樣的結(jié)論，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，然后組織實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)行探索證明植物在光合作用下吸收了二氧化碳，也證明了釋放的是氧氣。科學(xué)就是在不斷的質(zhì)疑中被修整、被完善，科學(xué)的發(fā)現(xiàn)需要有質(zhì)疑精神，只有在不斷質(zhì)疑中進(jìn)行探究科學(xué)才會(huì)不斷被完善。

篇8

關(guān)鍵詞：干旱；蘆葦葉片；蘆葦幼苗；葉綠素?zé)晒?/p>

近百年來，濕地占世界土地資源的比例已經(jīng)下降了近一半，濕地水生植物的面積減少尤為嚴(yán)重，干旱對(duì)濕地的影響極為突出。以莫莫格國家自然保護(hù)區(qū)為例，該自然保護(hù)區(qū)在松嫩平原的西部邊緣地帶，且其蘆葦沼澤面積占總面積的40%還多，是莫莫格的重要生境類型，也是丹頂鶴等國家重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物的重要棲息地。但是，莫莫格濕地現(xiàn)在正處于干旱期，內(nèi)部嚴(yán)重缺水，蘆葦沼澤正大面積地退化，珍稀動(dòng)物的生存環(huán)境正受到嚴(yán)重危害。所以，研究干旱脅迫對(duì)于蘆葦葉片光合現(xiàn)象以及蘆葦幼苗生長的影響對(duì)濕地保護(hù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 干旱對(duì)于蘆葦幼苗生長速率的影響

經(jīng)過前期對(duì)蘆葦生長環(huán)境處理，增加干旱脅迫，記錄觀察數(shù)據(jù)分析可知，蘆葦幼苗生長速率隨著干旱天數(shù)的逐漸增加而逐步地受到抑制，且抑制效果越來越明顯。干旱前期（約15天內(nèi)），蘆葦幼苗的生長速率較穩(wěn)定，受干旱影響還不很明顯，這表明在短時(shí)間內(nèi)蘆葦幼苗對(duì)干旱環(huán)境的抵抗能力較強(qiáng)。但在實(shí)驗(yàn)后期（超過15天），蘆葦幼苗的生長狀況無法與前期相比，其生長速率明顯地受到了干旱環(huán)境的抑制作用?？芍?，干旱條件下，蘆葦葉面通過降低生長速率來減少水分流失，且20天是蘆葦對(duì)干旱條件的耐受極限，干旱若超過20天，蘆葦幼苗基本會(huì)停止生長。

2 干旱對(duì)于蘆葦葉片葉綠素含量的影響

植物能否有效地進(jìn)行光合作用與其葉片葉綠素含量有密切的關(guān)系，這在一定程度上反映出植物對(duì)于逆境的抵抗能力。由儀器測(cè)量、分析可得，在經(jīng)過前期干旱處理的情況下（時(shí)間約為5天），蘆葦葉片的葉綠素含量在增加。這是因?yàn)樵诟珊登捌冢m然未給予蘆葦幼苗水分，但此時(shí)，土壤中的水分尚處于飽和狀態(tài)，所以蘆葦葉片的葉綠素含量還保持在較高水平。但隨著干旱時(shí)間的增加，蘆葦葉片的葉綠素含量開始緩慢下降，在干旱20天后，蘆葦葉片的葉綠素含量開始明顯下降。據(jù)了解，不同強(qiáng)度的干旱都會(huì)使葉綠素含量降低，這就一定程度上肯定了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性。實(shí)驗(yàn)表明長期的干旱條件會(huì)對(duì)蘆葦葉片葉綠素的合成和含量起到嚴(yán)重的影響。干旱降低葉綠素的含量，使得植物葉面對(duì)光的獲取減少，植物的光合作用也隨之降低，這是植物自身適應(yīng)干旱條件的一種自我保護(hù)調(diào)節(jié)機(jī)制。最后總結(jié)，干旱對(duì)蘆葦葉片葉綠素含量的影響不具有相對(duì)的及時(shí)性，干旱條件在超過20天以后才能顯現(xiàn)出對(duì)蘆葦葉片葉綠素含量的明顯的抑制作用。

3 干旱對(duì)蘆葦幼苗氣體交換的影響

實(shí)驗(yàn)具體操作光合儀，分析數(shù)據(jù)可知，隨著干旱時(shí)間的逐步加長，蘆葦葉片的凈光合速率在逐步的減小，20天后，其凈光合速率顯著降低，這明顯說明此時(shí)的蘆葦幼苗葉片的光合所用早已十分微弱；且蘆葦幼苗的葉片氣孔限制也開始作用；蘆葦幼苗細(xì)胞間的二氧化碳濃度也在輕微地波動(dòng)變化著，在干旱前期，細(xì)胞間二氧化碳濃度在逐步減小，但超過20天以后其濃度則會(huì)再次逐步上升。根據(jù)早期國外研究表明，植物的光合作用速率減小，將同時(shí)伴隨氣孔限制的作用和細(xì)胞間二氧化碳濃度減小，所以氣孔關(guān)閉減小了細(xì)胞間二氧化碳的濃度，從而葉片的光合速率也隨之減??；如光合作用速率減小伴隨著的是氣孔限制作用和細(xì)胞間二氧化碳濃度的增加，則是非氣孔限制的因素影響了植物葉面的光合作用速率。由此可見，干旱前期，蘆葦幼苗葉面的凈光合作用速率和細(xì)胞間二氧化碳的濃度同時(shí)減小，表示其凈光合作用速率減小的主要因素是氣孔關(guān)閉。而在干旱條件超過20天以后，蘆葦幼苗葉片以較低的凈光合作用速率并伴有細(xì)胞間二氧化碳濃度的增加，這都表明著其凈光合作用速率的減小的主要因素是非氣孔限制。據(jù)調(diào)查，前期某些學(xué)者在研究缺失水分對(duì)某種楊樹苗木光合作用的影響時(shí)，意外發(fā)現(xiàn)，在對(duì)土壤環(huán)境敏感的楊樹苗木進(jìn)行干旱脅迫后，楊樹苗木的光合作用速率下降趨勢(shì)極其明顯，其主要因素就是非氣孔限制；但是對(duì)于具有耐旱性的楊樹而言，增加干旱條件，卻對(duì)其凈光合作用速率的變化沒有明顯作用，其凈光合作用速率只是有小幅度的下降，這就說明了楊樹苗木的光合作用所受到的影響是氣孔因素和非氣孔因素共同作用的結(jié)果。

本研究表明，干旱前期影響蘆葦幼苗葉片的凈光合作用速率的主要因素是氣孔限制，隨著干旱時(shí)間的延長，影響因素也變?yōu)橐苑菤饪滓蛩貫橹?，與早前他人的研究結(jié)果具有相似性，也進(jìn)一步肯定了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性。

4 結(jié)論

蘆葦具有很強(qiáng)的抗旱能力，蘆葦葉片對(duì)外景環(huán)境變化具有敏感性，也為實(shí)驗(yàn)的成功帶來了一定的積極作用。干旱對(duì)于蘆葦葉片光合速率的影響是顯著的，干旱超過15天后，蘆葦幼苗的光合作用速率才開始逐步顯現(xiàn)出下降趨勢(shì)。超過20天后，蘆葦幼苗的生長也基本停止了。所以，干旱時(shí)及時(shí)對(duì)蘆葦濕地補(bǔ)水，并且盡量不超過20天，干旱就不會(huì)對(duì)蘆葦幼苗生長和蘆葦濕地造成嚴(yán)重影響。

篇9

一片綠葉，一縷陽光，吸收二氧化碳和水，釋放碳水化合物和氧氣，再簡(jiǎn)單不過。

“綠葉就像個(gè)來料加工廠，原料、產(chǎn)品我們都清楚，然而這個(gè)工廠的大門一直緊閉，我們不知道工廠內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，也不知道工人們?nèi)绾喂ぷ??！敝袊茖W(xué)院院士、結(jié)構(gòu)生物學(xué)家常文瑞，這樣比喻光合作用機(jī)理的“神秘感”。

“地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有1730億～2200億噸，其中蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全世界能源消耗總量的10倍～20倍，但目前的利用率不到3％。”他告訴《望東方周刊》，光合作用是高效利用太陽能的最好榜樣，破解光合作用神秘機(jī)制，將為建立“人工光合作用系統(tǒng)”，繼而開發(fā)清潔、高效的新能源提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

主持測(cè)定了我國第一個(gè)膜蛋白晶體結(jié)構(gòu)的常文瑞，向本刊記者展示了一幅高等植物(菠菜)捕光復(fù)合物在原子水平上的三維結(jié)構(gòu)圖，圖中，一些紅色、綠色、黃色的“色素分子”，附著在一條條白色的“飄帶”上，精巧而鮮艷。

“白色的飄帶代表蛋白質(zhì)，彩色的是葉綠索、胡蘿卜素等色素分子，它們是植物吸收太陽光的‘天線’?！背Ｎ娜鸾忉屨f，色素分子的定位并非雜亂無章，而是很巧妙地組成了一個(gè)高效吸收和傳遞太陽光能的網(wǎng)絡(luò)。考察色素分子相對(duì)的方位、距離和排布規(guī)律，為認(rèn)識(shí)和模擬植物捕光機(jī)制提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，人類在“跟著菠菜捕捉陽光”的道路上又往前邁進(jìn)了一步。

“高效捕光”的靈感

誰是最大的資源消費(fèi)國?常文瑞向記者展示了美國國防部的氣象衛(wèi)星拍攝的人造夜空?qǐng)D片：擁有世界4.6％人口的美國生產(chǎn)了16.8％的能源，消耗了23.4％的能源。

“十幾年前，中國的領(lǐng)土上，只有上海、北京附近的夜空有一點(diǎn)光亮，現(xiàn)在整個(gè)東部地區(qū)也都亮起來了。”他說，“已經(jīng)亮起燈光的地方我們不希望它熄滅，我們要做的是讓中國的廣大中西部地區(qū)也亮起來。中國需要更多的能源!”

但按照現(xiàn)有世界能源消費(fèi)水平計(jì)算，能源儲(chǔ)備僅夠用100年，樂觀點(diǎn)，200年。而且隨著社會(huì)的發(fā)展，能源需求量逐年增加，到2025年，世界各國對(duì)電力的需求將翻一番。

能源枯竭的同時(shí)，大氣中二氧化碳的濃度災(zāi)難性地持續(xù)增高。有研究表明，即使通過節(jié)能減排等人為方式把空氣中的二氧化碳水平降下來，其影響還是會(huì)持續(xù)幾百年。

“結(jié)論就是，節(jié)能減排和開發(fā)新的、可再生的清潔能源?！背Ｎ娜鹫J(rèn)為，太陽能無疑將是最主要的新能源。

太陽每小時(shí)灑向地球表面的能量，相當(dāng)于地球每年消耗的能量總和；太陽每天灑向地球表面的能量，相當(dāng)于地球現(xiàn)有能源儲(chǔ)備的總和，會(huì)不會(huì)利用、怎樣高效利用就成了關(guān)鍵。

常文瑞肯定地告訴記者：“植物的光合作用為高效利用太陽能提供了最好的榜樣。”

“到2050年，光合作用的最重要突破將與能源有關(guān)?！敝灰獙⑻柲芨行У乩闷饋?，未來的能源危機(jī)便可望迎刃而解，全球變曖也可得到有效控制。因此，光合作用已成為開發(fā)新一代清潔能源的重要方向。世界主要國家都已充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，光合作用在未來清潔能源發(fā)展中的戰(zhàn)略地位空前提高。

揭示光合作用神秘機(jī)制，打開“綠色工廠”的大門，一探工廠內(nèi)的生產(chǎn)機(jī)制，成了模擬天然綠葉的光合作用、生產(chǎn)清潔燃料解決未來能源問題的開局之戰(zhàn)。

開啟“綠色工廠”大門

常文瑞帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過6年時(shí)間，成功測(cè)定了“菠菜主要捕光復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)”，從而率先破解了這一國際公認(rèn)的、具有高度挑戰(zhàn)性的科技前沿難題。

“主要捕光復(fù)合物是什么?它有怎樣的重要性?”面對(duì)記者的疑問，常文瑞解釋說，如果把葉片的一角切下來放大，發(fā)現(xiàn)綠葉由葉綠體組成；再放大，發(fā)現(xiàn)葉綠體內(nèi)由一層層的類囊體膜組成；再放大，就會(huì)發(fā)現(xiàn)膜里鑲嵌著一團(tuán)團(tuán)由色素和蛋白組成的復(fù)合體。

“光合作用過程中的光反應(yīng)，就是通過一系列這樣的由色素分子和蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合體協(xié)作完成的。”常文瑞說，其中參與光能吸收、傳遞和光能轉(zhuǎn)換的兩類最基本的色素一蛋白復(fù)合體是：反應(yīng)中心和捕光天線復(fù)合物。捕光天線復(fù)合物吸收太陽能并將其傳遞給反應(yīng)中心；反應(yīng)中心是光誘導(dǎo)的電荷分離引起的能量轉(zhuǎn)換的“工廠”。

“捕光是光合作用中最原初的過程，它包含了光能的吸收以及激發(fā)能向引起電荷分離的反應(yīng)中心傳遞的過程?！背Ｎ娜鸶嬖V記者。

媲美“登月工程”的“人工葉”

基于目前對(duì)光合作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)，常文瑞告訴本刊記者：“利用光合作用中水裂解的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)從水中獲得氫能源的理想，在2050年有望實(shí)現(xiàn)?！?/p>

最近，英國倫敦帝國學(xué)院?jiǎn)?dòng)了一項(xiàng)金額達(dá)100萬英鎊的“人工葉”計(jì)劃，他們?cè)噲D創(chuàng)造一個(gè)可以模擬天然綠葉光合作用的人工系統(tǒng)，產(chǎn)生清潔燃料氫和甲醇，為燃料電池或環(huán)保汽車提供能量。

常文瑞告訴記者，歐洲科學(xué)基金會(huì)預(yù)計(jì)到2050年，在歐洲和一些別的地區(qū)大部分的燃料都將會(huì)從人工葉片中獲得，“他們認(rèn)為，如果人工葉片計(jì)劃成功實(shí)現(xiàn)，意義可以媲美登月工程。”

“利用光合作用原理可以實(shí)現(xiàn)從光能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)變，通過截流電子流直接生產(chǎn)電能，可以制造生物光伏電池?！彼榻B，2004年，美國科學(xué)家已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室把葉綠素光電池變成了現(xiàn)實(shí)?？茖W(xué)家把菠菜的色素蛋白復(fù)合體做成“三明治”，當(dāng)光線照射在這個(gè)“三明治”結(jié)構(gòu)上時(shí)就會(huì)釋放電子，傳到下面的金屬層形成電流，其測(cè)得的太陽能轉(zhuǎn)化效率達(dá)到12％。

找到最合適、最有效的利用光源的微生物，或者制造培養(yǎng)出專門用來吸收光源的微生物，也是未來光合作用研究的突破點(diǎn)。

40多年前，人們發(fā)現(xiàn)在無氧條件下，植物會(huì)激活細(xì)胞內(nèi)部一種可生成氫氣的酶――氫酶。如果這時(shí)讓這些藍(lán)藻照射陽光，便會(huì)產(chǎn)生氫氣。據(jù)估計(jì)，如果藻類光合作用的產(chǎn)氫效率能達(dá)到10％，那么5萬平方公里藻類接受太陽能放出的氫氣就可滿足美國的全部燃料需要。

但實(shí)際上，藍(lán)藻的產(chǎn)氫效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到10％。光合作用分解水分子時(shí)放出的氧分子，會(huì)使氫化酶的活性降低，并最終使其停止工作。這就是為什么藍(lán)藻的放氫活動(dòng)只能延續(xù)幾秒鐘，最多幾分鐘的原因。中國科學(xué)院植物所科研人員發(fā)明了微藻與需氧細(xì)菌共同培養(yǎng)技術(shù)，大大提高了藻類放氫效率。

篇10

關(guān)鍵詞 遮光；光合作用；葉綠素；光合速率；影響

中圖分類號(hào) S161.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2013）03-0074-01

光合作用是植物、藻類和某些細(xì)菌在可見光的照射下，經(jīng)過光反應(yīng)和暗反應(yīng)，利用光合色素將二氧化碳（或硫化氫）和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，并釋放出氧氣（或氫氣）的生化過程。植物種類不同，進(jìn)行光合作用的光飽和點(diǎn)也不同，對(duì)于陽生植物，充足的光照有利于生長，但超過光飽和點(diǎn)的光照會(huì)產(chǎn)生光破壞；對(duì)于陰生植物，夏季充足的光照，對(duì)生長尤其不利。因此，對(duì)植物進(jìn)行遮光處理，會(huì)達(dá)到增產(chǎn)增收的目的。

1 遮光后植物體內(nèi)葉綠素含量的變化

1.1 葉綠素含量的變化

葉綠素是植物體進(jìn)行光合作用的主要色素。葉綠素吸收大部分的紅橙光和藍(lán)紫光但反射綠光，所以葉綠素呈現(xiàn)綠色，它在光合作用的光吸收中起核心作用[1]。葉綠素含量受到光照、溫度、礦質(zhì)元素、逆境等外界因素及核基因、質(zhì)基因等內(nèi)在因素的共同影響，在外部因素中光對(duì)葉綠素的合成與分解起主導(dǎo)作用。將大白菜放在光下幾天后會(huì)變成綠色，放在避光處又會(huì)變成黃色，可以證明植物體中葉綠素的合成和分解處于一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡中，葉綠體光照后，才能順利地合成葉綠素，但形成葉綠素所要求光照強(qiáng)度相對(duì)較低，除680 nm以上波長以外，可見光中各種波長的光照都能促使葉綠素形成，光過強(qiáng)反而會(huì)發(fā)生光氧化而受破壞。

在遮光條件下，集光色素蛋白在光合單位中的相對(duì)含量會(huì)增加，從而導(dǎo)致結(jié)合態(tài)葉綠素增加。與此同時(shí)，降低了葉綠素的降解和光氧化，所以遮光后葉綠素的含量會(huì)增加。遮蔭環(huán)境下，植物通過增加單位葉面積色素密度和葉綠素含量，有利于提高植株的捕光能力，吸收更多的光，提高光能利用率，是對(duì)弱光環(huán)境的一種適應(yīng)。

1.2 遮光后葉綠素a/b比值的變化

從葉綠素吸收光譜圖可知，葉綠素a在紅光部分的吸收帶較葉綠素b偏向長波方面，且吸收光譜帶比葉綠素b寬，葉綠素b在藍(lán)紫光部分的吸收光譜帶比葉綠素a寬。在遮光的條件下，以藍(lán)紫光為主的散光占比增加，所以提高葉綠素b的含量（葉綠素b主要存在于集光色素蛋白中，主要是吸收、傳遞光能），更利于吸收藍(lán)紫光，所以葉綠素a/b的比值降低，弱光下的吸收能力就增強(qiáng)。

葉綠素a和葉綠素b的合成、分解速度影響了葉綠素a/b的比值，但調(diào)節(jié)葉綠素a/b的比值主要通過“葉綠素循環(huán)”實(shí)現(xiàn)[2]。葉綠素a和葉綠素b的相互轉(zhuǎn)化稱為“葉綠素循環(huán)”，在遮光條件下，葉綠素a向葉綠素b的轉(zhuǎn)化加快（葉綠素a水解形成脫植基葉綠素a，脫植基葉綠素a再轉(zhuǎn)化為脫植基葉綠素b，最后合成葉綠素b），從而降低了葉綠素a/b的比值。弱光下葉綠素b的相對(duì)含量增高有其生理適應(yīng)，有利于對(duì)弱光的利用，所以遮光不會(huì)減少光合作用所需的葉綠素。

2 遮光對(duì)光合速率的影響

2.1 強(qiáng)光對(duì)植物生長的影響

植物光呼吸增加，導(dǎo)致大量有機(jī)物消耗，從而降低了凈光合速率，光呼吸是所有使用卡爾文循環(huán)進(jìn)行碳固定的細(xì)胞在光照和高氧低二氧化碳情況下發(fā)生的一個(gè)生化過程，其發(fā)生的場(chǎng)所為葉綠體、過氧化物酶體和線粒體，光呼吸過程中要消耗氧氣、能量、[H]，它是卡爾文循環(huán)中一個(gè)損耗能量的副反應(yīng)，會(huì)抵消約30%的光合作用。光照增強(qiáng)會(huì)增加光呼吸消耗的有機(jī)物，從而降低了凈光合速率。

2.2 光照增強(qiáng)對(duì)植物光合速率的影響

光照增強(qiáng)引起溫度升高、蒸騰作用增強(qiáng)，葉片細(xì)胞失水過多，細(xì)胞滲透壓升高，引起氣孔關(guān)閉，導(dǎo)致細(xì)胞吸收CO2減少，從而影響卡爾文循環(huán)，降低光合作用的暗反應(yīng)，所以凈光合速率降低。光抑制導(dǎo)致光合速率降低，降低凈光合速率。

2.3 遮光后，降低光強(qiáng)度對(duì)光合速率的影響

在低光照強(qiáng)度時(shí)，植物的呼吸作用使消耗的有機(jī)物減少，進(jìn)而增加了光合速率。低光照強(qiáng)度可降低蒸騰作用，細(xì)胞滲透壓降低，氣孔開放，吸收更多的CO2 使光合作用的暗反應(yīng)增強(qiáng)，進(jìn)而提高了光合速率，避免強(qiáng)光照射，還會(huì)減少葉片、葉綠體、類囊體膜、PSⅡ顆?；蚍叛躅w粒的光破壞[3-4]。因此，在強(qiáng)光下進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼诠馓幚?，使光照?qiáng)度接近飽和點(diǎn)，不但不會(huì)降低光合速率，反而會(huì)使光合速率增加。

3 遮光對(duì)植物體內(nèi)干物質(zhì)形成的影響

遮光的目的不是單純地為了減少植物光照的時(shí)間，而是為植物的生長創(chuàng)造一個(gè)合適的光飽和條件，從而增加植物體內(nèi)葉綠素的含量，提高光合速率，降低呼吸速率，以達(dá)到積累更多有機(jī)物的目的。遮光的同時(shí)，還可以降低植物生長環(huán)境的溫度，一般來說，低溫有利于植物體內(nèi)糖類、淀粉類以及植物體內(nèi)特有的某些物質(zhì)的積累。如春季和秋季的西紅柿口感要比夏季的好，其中一個(gè)原因就是春秋季節(jié)的光照強(qiáng)度低于夏季，氣溫也低于夏季，糖類物質(zhì)得以貯存。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 李厚華，張萬春，葛紅心，等.漢中盆地萬畝油菜示范片超高產(chǎn)集成配套栽培技術(shù)[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（2）：215-216.

[2] 祁秀萍，計(jì)秀紅.油菜高產(chǎn)創(chuàng)建綜合栽培技術(shù)[J].農(nóng)業(yè)科技與信息，2011（11）：32.