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光合作用的理解范文第1篇

論文關(guān)鍵詞：交替呼吸途徑，細(xì)胞色素途徑，異戊二烯，光合作用

 

盡管只有部分植物種類(lèi)都能釋放異戊二烯，但異戊二烯是植物向大氣中釋放的最主要的揮發(fā)性化合物[1]。異戊二烯的釋放對(duì)植物自身起著重要的保護(hù)作用，可降低高溫和強(qiáng)光等環(huán)境因素對(duì)植物造成的氧化壓力。并且，異戊二烯在植物開(kāi)花等生理學(xué)過(guò)程中也扮演著重要的角色[2]。

異戊二烯的釋放很早就被發(fā)現(xiàn)受到了光照的誘導(dǎo)，表明了異戊二烯的釋放依賴(lài)于光合作用。此后，利用同位素等技術(shù)證實(shí)了植物合成異戊二烯的底物和能量均來(lái)自于是光合作用，并通過(guò)葉綠體中的甲基蘇糖醇磷酸酯（MEP）途徑合成[3]。

隨著植物生理學(xué)研究的深入，人們認(rèn)識(shí)到，光合作用的運(yùn)行并不僅依賴(lài)于光合作用自身，也需要其他代謝路徑的配合。最近的研究發(fā)現(xiàn)，光合作用和呼吸作用之間存在著緊密的聯(lián)系：呼吸作用在光照下會(huì)明顯上升；呼吸作用的運(yùn)行能夠優(yōu)化光合作用；呼吸作用也能為葉綠體的早期發(fā)育提供部分能量和底物[4~7]。因此，從理論上講，如果異戊二烯的釋放依賴(lài)于光合作用，那么它也可能受到了呼吸作用的調(diào)節(jié)。遺憾的是，目前關(guān)于呼吸作用是否能夠影響異戊二烯釋放的研究仍然較少，這限制了人們對(duì)植物異戊二烯釋放機(jī)理更加深入和全面的認(rèn)識(shí)。

在高等植物中生物論文，呼吸電子傳遞中的電子流主要通過(guò)細(xì)胞色素途徑(cytochrome pathway) 傳遞；同時(shí)，植物線粒體電子傳遞鏈中也具有另一條呼吸途徑–––交替呼吸途徑（alternative pathway）。交替途徑的存在可以使得電子從呼吸電子傳遞鏈的泛醌處分支，繞過(guò)呼吸鏈中的復(fù)合物III和復(fù)合物IV，直接將氧還原成水[8]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞色素途徑和交替途徑均在優(yōu)化光合作用中扮演著重要的角色 [9]。然而，目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)呼吸作用對(duì)光合作用調(diào)節(jié)的研究多集中于非異戊二烯釋放的植物種類(lèi)中，使得人們對(duì)光合作用過(guò)程中異戊二烯釋放與呼吸作用之間的關(guān)系缺少了解?；诖耍狙芯吭跅顦?shù)（典型的異戊二烯釋放型植物）葉片中調(diào)查了呼吸作用對(duì)異戊二烯釋放、光合作用和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響，探討了呼吸作用對(duì)異戊二烯釋放可能的調(diào)節(jié)機(jī)理。相信該研究有利于進(jìn)一步豐富人們對(duì)植物異戊二烯釋放內(nèi)在機(jī)理的認(rèn)識(shí)，對(duì)進(jìn)一步了解植物代謝途徑之間的相互聯(lián)系也具有一定的參考價(jià)值。

1 材料與方法

1植物材料與處理

多年生的白楊樹(shù)（36.056°N, 103.440° E, 海拔1542米）在夏季清晨切取向陰生長(zhǎng)的枝條，立刻將莖部浸入蒸餾水中并轉(zhuǎn)至培養(yǎng)室（光照1000 lux，溫度30°C），使其在培養(yǎng)室中適應(yīng)環(huán)境2小時(shí)左右，從相同位置選取大小一致且完全伸展的葉片作為實(shí)驗(yàn)材料。

將枝條切下的葉片放置于盛有緩沖液（(50 mM HEPES-KOH pH 7.2, 0.5 mM CaSO4 和20 mM NaHCO3）的培養(yǎng)皿中，進(jìn)行真空滲透1小時(shí)。第一組葉片緩沖液中含有1 mM SHAM (水楊基氧肟酸);第二組葉片緩沖液中含有0.5 mM KCN (氰化鉀)；第三組葉片緩沖液中同時(shí)含有1 mM SHAM和0.5 mM KCN龍?jiān)雌诳?。以不含抑制劑的緩沖液處理作為對(duì)照。滲透結(jié)束后，將葉片從培養(yǎng)皿中取出，清洗并吸去葉片表面殘余的緩沖液。將葉柄浸入上述緩沖液中，并將葉片置于持續(xù)的光照下 (40000 lux)，分別在光照1、2、3和4小時(shí)后取樣測(cè)定參數(shù)。

2葉片的光合作用、葉綠素?zé)晒鈪?shù)和異戊二烯釋放的檢測(cè)

葉片光合作用通過(guò)使用英國(guó)PP Systems的TPS-2光合儀測(cè)定。葉綠素?zé)晒鈪?shù)使用德國(guó)PAM葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)量：在上述光照強(qiáng)度下，當(dāng)光合作用達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)得到熒光參數(shù)Fs；再給葉片一個(gè)飽和脈沖光后得到PSII中心關(guān)閉時(shí)光下最大熒光參數(shù)Fm'，通過(guò)公式(Fm'-Fs)/Fm'得到該作用光下PSII的實(shí)際光合效率(ФPSII）。利用遠(yuǎn)紅光脈沖得到熒光參數(shù)Fo', 分別依據(jù)公式(Fm'-Fo')/Fm'和(Fm'-Fs)/(Fm'-Fo')計(jì)算該光照強(qiáng)度下PSII的光合效率（Fv'/ Fm'）和光化學(xué)猝滅系數(shù)（qP）。異戊二烯釋放的檢測(cè)依據(jù)Zeidler和Lichtenthaler描述的方法進(jìn)行[10]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為至少3次測(cè)量的平均值。

3葉片呼吸參數(shù)的測(cè)定

葉片稱(chēng)重后切成小塊并放置于測(cè)量杯中。依據(jù)Bingham和Farrar的方法使用Clark型氧電極 (中國(guó)科學(xué)院植物生理與生態(tài)研究所制)測(cè)量和計(jì)算總呼吸、交替呼吸途徑和細(xì)胞色素途徑的最大容量[11]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為至少3次測(cè)量的平均值。

2 結(jié)果分析

2.1光照對(duì)楊樹(shù)葉片呼吸的影響

在光照1小時(shí)后，葉片總呼吸速率為0.41 μmolO2 g-1FW min-1。持續(xù)的光照誘導(dǎo)了總呼吸速率的增加，在光照4小時(shí)后，總呼吸速率達(dá)到了0.63 μmolO2 g-1FW min-1，增加了1.5倍。細(xì)胞色素途徑和交替呼吸途徑容量也隨著光照時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。在光照4小時(shí)過(guò)程中，細(xì)胞色素途徑增加幅度較小，增加了1.3倍；交替呼吸途徑容量增加幅度最大，增加了2.4倍（圖.1）。

圖.1 光照對(duì)總呼吸（total respiration）、交替呼吸途徑容量(alternative pathwaycapacity)和細(xì)胞色素途徑（cytochtome pathway capacity）的影響。

Fig. 1. The effect of illumination on the total respiration, capacities of the alternative and cytochrome respiratorypathways of poplar leaves.

2.2光照和呼吸抑制劑對(duì)異戊二烯釋放的影響

黑暗下的葉片沒(méi)有檢測(cè)到異戊二烯的釋放。當(dāng)葉片置于1小時(shí)的光照下，我們檢測(cè)到了葉片異戊二烯的釋放，且異戊二烯的釋放水平隨著光照時(shí)間的增加而增加。為了研究呼吸及不同的呼吸途徑是否會(huì)對(duì)光照下異戊二烯的釋放造成影響，在光照前，我們分別用1.0 mM SHAM (水楊基氧肟酸，交替呼吸途徑抑制劑)和0.5 mM KCN (氰化鉀生物論文，細(xì)胞色素途徑抑制劑) 處理了楊樹(shù)葉片，這些呼吸抑制劑的濃度已被報(bào)道不會(huì)對(duì)光合作用等其他代謝造成影響 [7] [9]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，1 mM SHAM和0.5 mM KCN分別能夠?qū)惶婧粑緩胶图?xì)胞色素途徑造成大約66%和68%的抑制；而1mM SHAM和0.5mM KCN復(fù)合處理能夠抑制大約85%的總呼吸。且抑制率在光照4小時(shí)內(nèi)基本保持穩(wěn)定（表.1）。

 

 

 

抑制率（%）

1 2 3 4 (hours)

1 mM SHAM對(duì)交替途徑抑制率

63.3%

67.6%

65.3%

66.7%

0.5 mM KCN對(duì)細(xì)胞色素途徑抑制率

70.2%

66.8%

63.9%

72.5%

1 mM SHAM和0.5 mM KCN對(duì)總呼吸抑制率

84.3%

87.6%

光合作用的理解范文第2篇

關(guān)鍵詞：高中生物； 光合作用； 概念教學(xué)； 研究

中圖分類(lèi)號(hào)：G633．91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315（2012）04-034-001

一、光合作用概念的導(dǎo)入策略

概念導(dǎo)入是概念教學(xué)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。做任何事情都需要有良好的開(kāi)端，一節(jié)課的開(kāi)頭就應(yīng)該能夠吸引住學(xué)生，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。一個(gè)好的導(dǎo)入應(yīng)該能引發(fā)學(xué)生的思考，引發(fā)學(xué)生的求知欲。

《能量之源——光與光合作用》我們可以采取創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入：

有些蔬菜大棚內(nèi)是掛發(fā)紅色或藍(lán)色光的燈管，并且在白天也開(kāi)燈。

討論：1.用這種方法有什么好處？不同顏色的光照對(duì)植物的光合作用會(huì)有影響嗎？2.為什么不使用發(fā)綠色光的燈管作補(bǔ)充光源？

通過(guò)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)，同學(xué)們了解了蔬菜大棚中為提高產(chǎn)量和改善品質(zhì)而使用不同顏色的光，特別是紅光或藍(lán)光的作用導(dǎo)入本節(jié)的學(xué)習(xí)，既結(jié)合了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，又緊扣“能量之源——光與光合作用”的課題。

二、光合作用概念的生成策略

1．尋找關(guān)鍵詞

先給出光合作用的概念，讓學(xué)生試著去找一找本概念中的關(guān)鍵詞，培養(yǎng)學(xué)生遇概念尋找關(guān)鍵詞的習(xí)慣和能力，積累到一定程度，能自己找出概念中的關(guān)鍵詞，這對(duì)學(xué)習(xí)生物學(xué)中的概念很重要。例如：光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成存儲(chǔ)著能量的有機(jī)物，并且放出氧氣的過(guò)程。這樣學(xué)生對(duì)光合作用的概念就有了一個(gè)大概的了解。

2．實(shí)驗(yàn)法

學(xué)生實(shí)驗(yàn)：綠葉中色素的提出和分離

本節(jié)課中捕獲光能的色素這部分內(nèi)容，我們可以采用實(shí)驗(yàn)法。實(shí)驗(yàn)中要讓學(xué)生仔細(xì)觀察分離出的不同色帶，注意色帶的不同顏色、分布順序和寬窄，思考其中的原因。

3．分析法

分析科學(xué)家的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，了解光合作用的探究歷程。教材上介紹的歷史非常經(jīng)典，所介紹的都是在光合作用探索歷程中所出現(xiàn)的問(wèn)題和解決的方法，學(xué)生認(rèn)真了解其重要過(guò)程，等于沿著科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)思路作了一次思維的探究，這對(duì)于學(xué)生認(rèn)識(shí)和掌握光合作用的具體過(guò)程是必要的。

4．比較法

比較法就是找出概念間的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，在比較中加以理解、辨別和記憶。高中生物學(xué)很多概念既有區(qū)別又有聯(lián)系，為了區(qū)分新舊概念，不使其混淆，常以列表或圖解的形式進(jìn)行比較，加深對(duì)概念的理解和記憶。例如為了更好的理解光合作用的概念，將光合作用和呼吸作用相區(qū)別，我們可以從光合作用和呼吸作用所需的條件、場(chǎng)所、原料、產(chǎn)物等多方面列表比較。再如光合作用的光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段我們可以從場(chǎng)所、條件、物質(zhì)變化、能量變化、聯(lián)系等方面進(jìn)行列表比較，從而掌握光合作用的實(shí)質(zhì)及光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系。這樣能夠形成相對(duì)比較清晰的新概念。

5．比喻法

比喻法是指對(duì)難于理解的抽象概念，講授時(shí)采用恰當(dāng)?shù)谋扔骷右哉f(shuō)明?？梢园选肮夂献饔谩毙蜗蟮谋扔鞒删G色工廠：廠房是細(xì)胞，機(jī)器是葉綠體，原料是二氧化碳和水，產(chǎn)品是有機(jī)物，動(dòng)力是太陽(yáng)光光能。教師讓學(xué)生聯(lián)想自己所熟悉的工廠來(lái)聯(lián)想“光合作用”這一概念。

這樣使抽象的概念具體化、形象化，易于學(xué)生理解、掌握，有事半功倍之效。

三、光合作用概念的鞏固策略

1．練習(xí)法

學(xué)生在形成概念的初期，對(duì)概念的掌握往往不牢，不準(zhǔn)確，不完善，不深刻，還經(jīng)常會(huì)遺忘，并且會(huì)和舊概念相混淆。這需要通過(guò)一些練習(xí)，利用已學(xué)的概念解決問(wèn)題對(duì)概念進(jìn)行鞏固和加深。通過(guò)反復(fù)的訓(xùn)練，學(xué)生在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)對(duì)概念有更為全面和深入的理解。

2．構(gòu)建概念圖法

新課程理念認(rèn)為學(xué)習(xí)是一個(gè)主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)的過(guò)程。構(gòu)建概念圖策略能很好地體現(xiàn)這一概念，它是鞏固概念的主要策略，它指引學(xué)生對(duì)已學(xué)概念的回顧，梳理概念間的邏輯關(guān)系，通過(guò)畫(huà)概念圖的方法，組成概念體系，使新概念恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)入學(xué)生已有的認(rèn)知機(jī)構(gòu)中從而構(gòu)建出概念圖。例光合作用的概念圖如下：

構(gòu)建概念圖，一方面能真正實(shí)現(xiàn)有意義學(xué)習(xí)，條理清晰，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，從整體上對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行把握，避免機(jī)械記憶；另一方面還可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間記憶，使回憶更容易。

四、光合作用概念的強(qiáng)化策略

俗話(huà)說(shuō)：學(xué)以致用，學(xué)習(xí)的目的就是為了很好地應(yīng)用，概念的學(xué)習(xí)也是如此。只有通過(guò)對(duì)你所學(xué)習(xí)的概念的具體應(yīng)用，即在所給的具體情境中解釋或解決實(shí)際的問(wèn)題，才能使概念內(nèi)化到相關(guān)的概念體系當(dāng)中去，才能把所學(xué)的知識(shí)真正變成自己的知識(shí)，才能運(yùn)用自如。例如我們可以設(shè)計(jì)這樣的問(wèn)題：如何提高農(nóng)作物的產(chǎn)量？用所學(xué)知識(shí)解釋和解決了實(shí)際的問(wèn)題，更進(jìn)一步強(qiáng)化了光合作用的概念。

高中生物《新課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確規(guī)定生物課程的重要目標(biāo)之一是讓學(xué)生獲得生物學(xué)基本概念方面的知識(shí)。如何提高生物學(xué)概念教學(xué)，是一個(gè)需要不斷探索的問(wèn)題。實(shí)踐證明，充分利用生物學(xué)事實(shí)和學(xué)生已有的生活經(jīng)歷經(jīng)驗(yàn)引發(fā)概念教學(xué)，啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察分析比較交流，歸納概念深化概念，及時(shí)運(yùn)用所學(xué)概念解釋和解決實(shí)際問(wèn)題，鞏固和強(qiáng)化概念教學(xué)，是提高高中生物概念教學(xué)的有效策略。

參考文獻(xiàn)：

[1]高中生物必修1教師用書(shū)，人教版

光合作用的理解范文第3篇

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(lái)說(shuō),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(lèi)認(rèn)識(shí)光合作用的過(guò)程沒(méi)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(guò)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(lèi)認(rèn)識(shí)光合作用的歷史過(guò)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(yíng)養(yǎng)的說(shuō)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(zhǎng)發(fā)育所需的物質(zhì)完全來(lái)自土壤。

二、時(shí)間:1648年,海爾蒙特(Helmont)的實(shí)驗(yàn)過(guò)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(méi)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(guó)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(méi)有發(fā)現(xiàn)陽(yáng)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(yáng)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(zhǎng)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(chēng)為光合作用。這樣,柳苗的生長(zhǎng)之謎也終于被揭開(kāi)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(guó)科學(xué)家魯賓和卡門(mén)的實(shí)驗(yàn)

1939年,美國(guó)科學(xué)家魯賓(S.Ruben)和卡門(mén)(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(lái)自水。

美國(guó)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(méi)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(guò)渡到新的知識(shí)。

所以,在教學(xué)過(guò)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(lái)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(mǎn)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(lái)說(shuō)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(wú)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(lái)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(lèi)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(guò)這么多位科學(xué)家的共同努力,才對(duì)其生理過(guò)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.

光合作用的理解范文第4篇

〔中圖分類(lèi)號(hào)〕 G633.91〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 C

〔文章編號(hào)〕 1004―0463（2011）09（B）―0093―01

一、 教材分析

《光合作用》一課主要講述光合作用的發(fā)現(xiàn)、葉綠體中的色素、光合作用的過(guò)程及重要意義。根據(jù)近年來(lái)高考命題的發(fā)展趨勢(shì)，這部分內(nèi)容主要考查影響光合作用的因素、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析及相關(guān)原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。

二、 教學(xué)目標(biāo)

1．知識(shí)目標(biāo)。（1）光合作用的發(fā)現(xiàn)（了解）；（2）葉綠體中的色素（理解）；（3）光合作用的過(guò)程和重要意義（應(yīng)用）。

2.能力目標(biāo)。（1）在光合作用的教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生獲取、解讀實(shí)體中以圖解、圖表、文字等形式所傳達(dá)生物信息的能力；（2）在分析實(shí)例的過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

3．情感目標(biāo)。通過(guò)多媒體演示光合作用的發(fā)現(xiàn)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱難、科學(xué)研究方法的重要，培養(yǎng)嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。

三、 教學(xué)過(guò)程

教師課前制作好Microsoft PowerPoint課件。教學(xué)過(guò)程如下：

1．明確學(xué)習(xí)任務(wù)。（1）光合作用的概念；（2）光合作用的發(fā)現(xiàn)；（3）葉綠體中的色素；（4）光合作用的總反應(yīng)式；（5）光合作用的過(guò)程；（6）光合作用的實(shí)質(zhì)；（7）光合作用的重要意義；（8）植物栽培與光能的合理利用。

2.邊引導(dǎo)邊學(xué)習(xí)，并積極創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，實(shí)施啟發(fā)式、討論式教學(xué)，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

（1）提問(wèn)：光合作用的概念；

（2）多媒體演示光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程：①18世紀(jì)中期，荷蘭赫爾蒙特的實(shí)驗(yàn)。②1771年，英國(guó)普里斯特利的實(shí)驗(yàn)。③1864年，德國(guó)薩克斯的實(shí)驗(yàn)。④ 1880年，美國(guó)恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)。⑤20世紀(jì)30年代，美國(guó)魯賓和卡門(mén)的實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生觀察每個(gè)實(shí)驗(yàn)之后,通過(guò)教師提問(wèn)讓學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,回答實(shí)驗(yàn)的原理、結(jié)論。

問(wèn)題1：恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)在設(shè)計(jì)上有何巧妙之處？

(3)依次投影出示：①高等植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。②植物細(xì)胞中葉綠體立體結(jié)構(gòu)模型圖和電子顯微鏡下的結(jié)構(gòu)圖。③葉綠體中的色素系統(tǒng)示意圖。④葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素的吸收光譜。讓學(xué)生觀察并回答葉綠體中色素的種類(lèi)、含量、溶解度、擴(kuò)散速度、各種色素的顏色、生理作用及在條形濾紙和圓形濾紙上的擴(kuò)散圖譜 。

問(wèn)題2：為什么通?？吹降娜~片是綠色的？

問(wèn)題3：葉綠素溶液在透射光下呈綠色，在反射光下呈紅色，原因是什么？

（4）投影光合作用的總反應(yīng)式：

6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2

問(wèn)題4：光合作用生成物C6H12O6、H2O、O2中氧分別來(lái)自何種反應(yīng)物？

（5）多媒體演示：光合作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程，以問(wèn)題導(dǎo)學(xué)，解決光反應(yīng)和暗反應(yīng)的場(chǎng)所、條件、物質(zhì)變化、能量變化、反應(yīng)產(chǎn)物以及光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系。

討論1：光照與CO2 的變化對(duì)C5、C3、NADPH、 ATP以及葡萄糖的合成量的影響。

（6）提問(wèn)：光合作用的實(shí)質(zhì)。（要求依據(jù)光合作用的動(dòng)態(tài)過(guò)程回答）

（7）提問(wèn)：光合 作用的重要意義。（依據(jù)光合作用的總反應(yīng)式回答）

（8）演示植物栽培與光能的合理利用。

討論2：影響光合作用速率的因素：①光的波長(zhǎng)和光照強(qiáng)度（注意：光的補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)）。②溫度。③CO2濃度（注意：CO2的補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)）。④ 必 需礦質(zhì)元素的供應(yīng) 。

討論3：光合作用中CO2 的濃度是否越高越好？

（9）課后思考題：圖解說(shuō)明下述因素對(duì)光合作用速率的影響，并指出每一個(gè)圖解中關(guān)鍵點(diǎn)的含義及基本應(yīng)用。①單因子影響：光照強(qiáng)度、葉面積、CO2 濃度、溫度、葉齡。②多因子影響：當(dāng)溫度分別為10℃、20℃、30℃時(shí)，光合速率隨光照強(qiáng)度變化的曲線；當(dāng)光照強(qiáng)度分別為：高光強(qiáng)、中光強(qiáng)、低光強(qiáng)時(shí)，光合速率隨溫度變化的曲線；當(dāng)CO2 濃度分別為：高CO2 濃度、中CO2 濃度、低CO2 濃度時(shí)，光合速率隨光照強(qiáng)度變化的曲線。

光合作用的理解范文第5篇

一、教材中的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

在人教版高中《生物》教材的第五章“細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用”的內(nèi)容中，安排了 “光合作用的原理和應(yīng)用”[1]的教學(xué)內(nèi)容，這一內(nèi)容緊緊圍繞第五章“細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用”為主題而設(shè)定，地位重要，又在教學(xué)中存在與其他學(xué)科之間聯(lián)系多，高一又未開(kāi)設(shè)有機(jī)化學(xué)，因而成為第五章的教學(xué)難點(diǎn)，同時(shí)也是高考命題的重點(diǎn)?，F(xiàn)將對(duì)本節(jié)內(nèi)容的教材結(jié)構(gòu)進(jìn)行解讀，呈給廣大讀者。

根據(jù)教材的編著特點(diǎn)，分析該教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)有：光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史；光合作用過(guò)程中光反應(yīng)、暗反應(yīng)的區(qū)別；光反應(yīng)、暗反應(yīng)的聯(lián)系。難點(diǎn)有：光反應(yīng)、暗反應(yīng)的過(guò)程及聯(lián)系；探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素（探究性實(shí)驗(yàn)）。根據(jù)對(duì)教材的重點(diǎn)和難點(diǎn)分析，確定教學(xué)中的三維目標(biāo)。

二、確定三維目標(biāo)

由于本節(jié)內(nèi)容為2課時(shí)，根據(jù)教材的具體內(nèi)容，結(jié)合重點(diǎn)和難點(diǎn)，教學(xué)中的三維目標(biāo)如下：

1.知識(shí)目標(biāo)

通過(guò)介紹多位科學(xué)家對(duì)光合作用的探究歷程，體驗(yàn)科學(xué)家每項(xiàng)科研成果的取得都必須付出艱辛的勞動(dòng)，強(qiáng)化對(duì)科學(xué)家科研成果的珍重，從而認(rèn)識(shí)環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響；通過(guò)人工控制環(huán)境因素中光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度介紹，認(rèn)識(shí)增加農(nóng)作物產(chǎn)量應(yīng)采取的措施；通過(guò)化能合成作用的學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物的本質(zhì)區(qū)別。

2.情感態(tài)度和價(jià)值觀的目標(biāo)

通過(guò)以科學(xué)家對(duì)光合作用先后研究的時(shí)間為序，認(rèn)同科學(xué)與技術(shù)的相互支持；認(rèn)同科學(xué)是在不斷觀察、多次實(shí)驗(yàn)探索中前進(jìn)的，是科學(xué)家在繼承前人科研成果的基礎(chǔ)上開(kāi)拓創(chuàng)新、踐行科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度的結(jié)果；認(rèn)同科學(xué)家是平凡而偉大的人；認(rèn)同自己將來(lái)通過(guò)努力，也可以成為一名科學(xué)家。

3.能力目標(biāo)

科學(xué)家對(duì)光合作用過(guò)程的探究實(shí)驗(yàn)，厘清對(duì)比實(shí)驗(yàn)和對(duì)照實(shí)驗(yàn)的區(qū)別；學(xué)會(huì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，控制自變量來(lái)觀察因變量的變化；學(xué)會(huì)提取和分離色素的方法，在本節(jié)內(nèi)容的資料分析、思考與討論、實(shí)驗(yàn)探究等問(wèn)題討論中，注重語(yǔ)言表達(dá)能力和分享信息能力的培養(yǎng)。為了達(dá)到以上的目標(biāo)，建議采取以下教學(xué)策略。

三、課堂教學(xué)策略

“光合作用的原理和運(yùn)應(yīng)用”的教學(xué)策略定位：以科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想，引領(lǐng)“光合作用的探究歷程”教學(xué)， 通過(guò)制作教材中的“圖5-12普利斯特利的實(shí)驗(yàn)、圖5-13證明光合作用產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn)、圖5-14卡爾文的肖像、圖5-15光合作用過(guò)程的圖解、圖5-16電子顯微鏡下的一種硝化細(xì)菌”共計(jì)5張幻燈片，引導(dǎo)學(xué)生識(shí)圖和釋圖，準(zhǔn)確說(shuō)出圖中包含的生物學(xué)知識(shí)，有利于圖文轉(zhuǎn)換能力的培養(yǎng)，以此來(lái)實(shí)施“光合作用過(guò)程”的教學(xué)，使難點(diǎn)得到突破。

在“光合作用的原理和運(yùn)用”的教學(xué)內(nèi)容中，由于有2個(gè)教學(xué)難點(diǎn)，一課一難點(diǎn)，共安排2課時(shí)完成，第一課時(shí)：光合作用的探究歷程（重點(diǎn)）光合作用的過(guò)程（難點(diǎn)）；第二課時(shí)：光合作用原理的應(yīng)用（環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響，難點(diǎn)）化能合成作用。

1.光合作用的探究歷程

在介紹該內(nèi)容之前，先處理好光合作用的概念，教學(xué)流程為：提問(wèn)初中的光合作用相關(guān)知識(shí)再現(xiàn)初中文字描述的反應(yīng)式教師板書(shū)（或?qū)W生板書(shū)）引導(dǎo)學(xué)生用反應(yīng)式說(shuō)出光合作用概念的不同描述與教材中光合作用的概念形成對(duì)比學(xué)生朗讀教材中光合作用的概念（黑體字）教師要求學(xué)生記住反應(yīng)式。

在“光合作用的探究歷程”中，主要向?qū)W生介紹每位科學(xué)家對(duì)光合作用研究方法及其成果，尤其是每位科學(xué)家用科學(xué)實(shí)驗(yàn)思想及理性思維正確看待和分析不同時(shí)代背景（技術(shù)手段的應(yīng)用）取得的成果，同樣是一個(gè)偉大的成果，從而推動(dòng)了光合作用研究的歷史進(jìn)程，研究方法呈現(xiàn)出由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的趨勢(shì)，體現(xiàn)了技術(shù)手段的進(jìn)步對(duì)生命科學(xué)研究的支持，以時(shí)間為順序，總結(jié)科學(xué)家的研究成果（見(jiàn)表1）。

表1 不同年代科學(xué)家對(duì)光合作用的研究方法及其成果表

在表1中，同位素標(biāo)記法的2個(gè)實(shí)驗(yàn)都是經(jīng)典的。先進(jìn)技術(shù)手段的應(yīng)用，標(biāo)志著科學(xué)研究能力的提升。魯賓和卡門(mén)在科學(xué)研究中，在研究方法上得到了先進(jìn)技術(shù)手段的支持。

2.光合作用的過(guò)程

由于高一未開(kāi)設(shè)有機(jī)化學(xué)課，學(xué)生無(wú)法知道什么是C5，C3化合物，教師只能簡(jiǎn)要說(shuō)明，它們分別是含有5個(gè)、3個(gè)碳原子的有機(jī)物。如熟悉C6H12O6，為六碳化合物，因?yàn)樘际怯袡C(jī)化合物的骨架，其他原子未標(biāo)出。這樣的介紹，使該內(nèi)容的教學(xué)難度降低了。

教學(xué)思路：教材展示圖1所制作的幻燈片（該圖讓教學(xué)難點(diǎn)一目了然，光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的發(fā)生部位、條件定性更準(zhǔn)確，更有利于難點(diǎn)的突破）引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，在葉綠體中，光反應(yīng)階段的發(fā)生部位、條件、物質(zhì)和能量的變化引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，在葉綠體中，暗反應(yīng)階段的發(fā)生部位、條件、物質(zhì)和能量的變化展示教材中P103頁(yè)圖5-15所制作的幻燈片（強(qiáng)化對(duì)光合作用過(guò)程的理解，進(jìn)一步加強(qiáng)圖文轉(zhuǎn)換的教學(xué)，突破教學(xué)難點(diǎn)，也有利于光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的對(duì)比）學(xué)生找出光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的區(qū)別和聯(lián)系教師引導(dǎo)，進(jìn)一步形成表格，使知識(shí)更加具有系統(tǒng)性。

3.光合作用原理的應(yīng)用

環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響，是第二課時(shí)教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，教學(xué)策略為：展示本文中全部插圖制作的幻燈片，引導(dǎo)學(xué)生思考，特別要注意邏輯推理，其一，如果光反應(yīng)階段沒(méi)有光，將會(huì)帶來(lái)什么樣的后果（水不能光解[H]不能產(chǎn)生、ATP不能形成暗反應(yīng)階段C3不能還原（CH2O）不能生成光合作用停止）？其二，在圖中，如果暗反應(yīng)階段停止CO2供應(yīng)，又會(huì)帶來(lái)什么樣的后果（C3不能形成（CH2O）同樣不能生成光合作用也會(huì)停止）？其三，光合作用整個(gè)過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)，始終都有酶的催化，溫度高低同樣影響化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，同樣導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度下降，甚至停止。從而認(rèn)識(shí)環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響，通過(guò)人工控制環(huán)境因素中光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度，大棚蔬菜的栽培，要處理好這3個(gè)重要的外界因素，才能增加蔬菜的產(chǎn)量。

教材中“探究環(huán)境因素（光照強(qiáng)度）對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”實(shí)驗(yàn)，特別要注意自變量（光照強(qiáng)弱的控制方法）改變來(lái)觀察因變量（單位時(shí)間內(nèi)葉片浮起的數(shù)量）的變化，并對(duì)可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出預(yù)測(cè)。

4.化能合成作用

本內(nèi)容較簡(jiǎn)單，根據(jù)教學(xué)時(shí)間，可安排學(xué)生自學(xué)，只提出要求：能區(qū)別自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物的異同、化能合成作用與光合作用的異同即可。

參考文獻(xiàn)

[1]朱正威，趙占良.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)：生物·必修1·分子與細(xì)胞[M].北京：人民教育出版社，2007.

收稿日期：2011-12-25

作者簡(jiǎn)介：周大剛，本科，中教一級(jí)。