高中光合作用教案
發(fā)表時(shí)間:2021-03-25高三生物知識(shí)點(diǎn):光合作用。
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高三生物知識(shí)點(diǎn):光合作用
名詞:
1、光合作用:發(fā)生范圍(綠色植物)、場(chǎng)所(葉綠體)、能量來(lái)源(光能)、原料(二氧化碳和水)、產(chǎn)物(儲(chǔ)存能量的有機(jī)物和氧氣)。
語(yǔ)句:
1、光合作用的發(fā)現(xiàn):
①1771年英國(guó)科學(xué)家普里斯特利發(fā)現(xiàn),將點(diǎn)燃的蠟燭與綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內(nèi),蠟燭不容易熄滅;將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內(nèi),小鼠不容易窒息而死,證明:植物可以更新空氣。
②1864年,德國(guó)科學(xué)家把綠葉放在暗處理的綠色葉片一半暴光,另一半遮光。過(guò)一段時(shí)間后,用碘蒸氣處理葉片,發(fā)現(xiàn)遮光的那一半葉片沒(méi)有發(fā)生顏色變化,曝光的那一半葉片則呈深藍(lán)色。證明:綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。
③1880年,德國(guó)科學(xué)家思吉爾曼用水綿進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)。證明:葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所,氧是葉綠體釋放出來(lái)的。
④20世紀(jì)30年代美國(guó)科學(xué)家魯賓卡門(mén)采用同位素標(biāo)記法研究了光合作用。第一組相植物提供H218O和CO2,釋放的是18O2;第二組提供H2O和C18O,釋放的是O2。光合作用釋放的氧全部來(lái)自來(lái)水。
2、葉綠體的色素:
①分布:基粒片層結(jié)構(gòu)的薄膜上。
②色素的種類(lèi):高等植物葉綠體含有以下四種色素。A、葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,包括葉綠素a(藍(lán)綠色)和葉綠素b(;B、類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光,包括胡蘿卜素和葉素
3、葉綠體的酶:分布在葉綠體基粒片層膜上(光反應(yīng)階段的酶)和葉綠體的基質(zhì)中(暗反應(yīng)階段的酶)。
4、光合作用的過(guò)程:
①光反應(yīng)階段a、水的光解:2H2O→4[H]+O2(為暗反應(yīng)提供氫)b、ATP的形成:ADP+Pi+光能—→ATP(為暗反應(yīng)提供能量)
②暗反應(yīng)階段:a、CO2的固定:CO2+C5→2C3b、C3化合物的還原:2C3+[H]+ATP→(CH2O)+C5
5、光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系:
①場(chǎng)所:光反應(yīng)在葉綠體基粒片層膜上,暗反應(yīng)在葉綠體的基質(zhì)中。
②條件:光反應(yīng)需要光、葉綠素等色素、酶,暗反應(yīng)需要許多有關(guān)的酶。
③物質(zhì)變化:光反應(yīng)發(fā)生水的光解和ATP的形成,暗反應(yīng)發(fā)生CO2的固定和C3化合物的還原。
④能量變化:光反應(yīng)中光能→ATP中活躍的化學(xué)能,在暗反應(yīng)中ATP中活躍的化學(xué)能→CH2O中穩(wěn)定的化學(xué)能。⑤聯(lián)系:光反應(yīng)產(chǎn)物[H]是暗反應(yīng)中CO2的還原劑,ATP為暗反應(yīng)的進(jìn)行提供了能量,暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)形成ATP提供了原料。
6、光合作用的意義:
①提供了物質(zhì)來(lái)源和能量來(lái)源。
②維持大氣中氧和二氧化碳含量的相對(duì)穩(wěn)定。
③對(duì)生物的進(jìn)化具有重要作用??傊?,光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。
7、影響光合作用的因素:有光照(包括光照的強(qiáng)度、光照的時(shí)間長(zhǎng)短)、二氧化碳濃度、溫度(主要影響酶的作用)和水等。這些因素中任何一種的改變都將影響光合作用過(guò)程。如:在大棚蔬菜等植物栽種過(guò)程中,可采用白天適當(dāng)提高溫度、夜間適當(dāng)降低溫度(減少唿吸作用消耗有機(jī)物)的方法,來(lái)提高作物的產(chǎn)量。再如,二氧化碳是光合作用不可缺少的原料,在一定范圍內(nèi)提高二氧化碳濃度,有利于增加光合作用的產(chǎn)物。當(dāng)?shù)蜏貢r(shí)暗反應(yīng)中(CH2O)的產(chǎn)量會(huì)減少,主要由于低溫會(huì)抑制酶的活性;適當(dāng)提高溫度能提高暗反應(yīng)中(CH2O)的產(chǎn)量,主要由于提高了暗反應(yīng)中酶的活性。
8、光合作用過(guò)程可以分為兩個(gè)階段,即光反應(yīng)和暗反應(yīng)。前者的進(jìn)行必須在光下才能進(jìn)行,并隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng),后者有光、無(wú)光都可以進(jìn)行。暗反應(yīng)需要光反應(yīng)提供能量和[H],在較弱光照下生長(zhǎng)的植物,其光反應(yīng)進(jìn)行較慢,故當(dāng)提高二氧化碳濃度時(shí),光合作用速率并沒(méi)有隨之增加。光照增強(qiáng),蒸騰作用隨之增加,從而避免葉片的灼傷,但炎熱夏天的中午光照過(guò)強(qiáng)時(shí),為了防止植物體內(nèi)水分過(guò)度散失,通過(guò)植物進(jìn)行適應(yīng)性的調(diào)節(jié),氣孔關(guān)閉。雖然光反應(yīng)產(chǎn)生了足夠的ATP和〔H〕,但是氣孔關(guān)閉,CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞葉綠體中的分子數(shù)減少,影響了暗反應(yīng)中葡萄糖的產(chǎn)生。[唯美句子 WwW.weI890.Com]
9、在光合作用中:a、由強(qiáng)光變成弱光時(shí),[產(chǎn)生的H]、ATP數(shù)量減少,此時(shí)C3還原過(guò)程減弱,而CO2仍在短時(shí)間內(nèi)被一定程度的固定,因而C3含量上升,C5含量下降,(CH2O)的合成率也降低。b、CO2濃度降低時(shí),CO2固定減弱,因而產(chǎn)生的C3數(shù)量減少,C5的消耗量降低,而細(xì)胞的C3仍被還原,同時(shí)再生,因而此時(shí),C3含量降低,C5含量上升。
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高三生物教案:《能量之源光與光合作用說(shuō)課稿》教學(xué)設(shè)計(jì)
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本文題目:高三生物教案:能量之源光與光合作用說(shuō)課稿
第四節(jié)《能量之源----光與光合作用》說(shuō)課稿
一、說(shuō)教材
《能量之源---光與光合作用》是人教版必修一第五章第四節(jié)的內(nèi)容,本節(jié)是在初中生物光合作用的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上,分別從生物科學(xué)史、物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)變、結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)這三個(gè)角度進(jìn)一步學(xué)習(xí)光合作用,包括捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)、光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程,光合作用的原理和應(yīng)用,環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響,期望學(xué)生不僅能從光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中深化對(duì)光合作用概念的理解,而且可以從光合作用經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中學(xué)習(xí)到科學(xué)家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的智慧,培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,還能感受到科學(xué)研究方法的重要,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙。本節(jié)與其他章節(jié)有密切的聯(lián)系,具有承上啟下的重要作用,尤其是在綠色植物新陳代謝、以及整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中具有重要意義,是必修一的重點(diǎn)內(nèi)容之一。
1、教學(xué)目標(biāo)
1).知識(shí)目標(biāo):①簡(jiǎn)述葉綠體中色素的種類(lèi)和作用,描述葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。(Ⅰ)
②說(shuō)明光合作用以及對(duì)它的認(rèn)識(shí)過(guò)程。(Ⅱ)
③比較光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系。(Ⅱ)
④?chē)L試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。(Ⅲ)
⑤說(shuō)出光合作用原理的應(yīng)用。(Ⅰ)
⑥簡(jiǎn)述化能合成作用。(Ⅰ)
2).技能目標(biāo):正確使用實(shí)驗(yàn)器材,完成“綠葉中色素的提取和分離”的實(shí)驗(yàn)操作。
3).情感目標(biāo):體驗(yàn)前人探索光合作用的研究歷程,并作出相關(guān)的評(píng)價(jià);關(guān)注農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題,討論提高光合作用效率的意義。
2、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析:
1.)教學(xué)重點(diǎn):①葉綠體中色素的種類(lèi)及其作用。
②光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史。
③光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)過(guò)程及相互關(guān)系。
④影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。
了解葉綠體中色素的種類(lèi)和作用,有助于理解光合作用過(guò)程中能量的捕獲和轉(zhuǎn)化。光反應(yīng)和暗反應(yīng)是光合作用相互聯(lián)系、相互影響的兩個(gè)過(guò)程,弄清其中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化,才能算是真正理解了光合作用的原理,才能分析和討論哪些環(huán)境因素將對(duì)光合作用產(chǎn)生什么樣的影響。分析前人的研究歷程,評(píng)價(jià)他們的研究方法,得出對(duì)科學(xué)研究的一般規(guī)律性的認(rèn)識(shí),結(jié)合當(dāng)代科學(xué)研究的成果,將所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用于對(duì)實(shí)際問(wèn)題的探索和討論,對(duì)于鞏固所學(xué)的知識(shí),培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力有重要的意義。
2).教學(xué)難點(diǎn):①光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過(guò)程。
②探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。
光反應(yīng)和暗反應(yīng)過(guò)程中物質(zhì)和能量的變化,以及光照強(qiáng)度、溫度、大氣中CO2含量、植物體內(nèi)H2O的含量、葉齡、礦質(zhì)元素、呼吸作用、蒸騰作用等等因素綜合在一起,都將對(duì)光合作用產(chǎn)生影響,要引導(dǎo)學(xué)生理解這其中的知識(shí),并進(jìn)行相關(guān)的討論,是教學(xué)中的一大難點(diǎn)。
二、說(shuō)學(xué)生
本節(jié)的授課對(duì)象是高一的學(xué)生,
1)他們?cè)诔踔械纳飳W(xué)學(xué)習(xí)中已具備了一定的關(guān)于光合作用的基礎(chǔ)知識(shí),也做過(guò)“綠葉在光下制造淀粉”這個(gè)實(shí)驗(yàn)。
2)他們具備物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量變化等相關(guān)的化學(xué)知識(shí)。
3)在前面的《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》一節(jié)的學(xué)習(xí)中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)簡(jiǎn)單的對(duì)照實(shí)驗(yàn)和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則,使本節(jié)課最后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得以順利進(jìn)行。
4)他們具有一定的 分析問(wèn)題的能力,實(shí)施問(wèn)題探究教學(xué)是可行的。
三、教法和學(xué)法
根據(jù)上述對(duì)教材和學(xué)生的分析,本節(jié)采用以下教法和學(xué)法:
1)實(shí)驗(yàn)法:以實(shí)驗(yàn)說(shuō)明結(jié)論。生物學(xué)的教學(xué)就是實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程,實(shí)驗(yàn)的展示形式有學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、老師示范實(shí)驗(yàn)、動(dòng)畫(huà)和圖片演示實(shí)驗(yàn)等,讓實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明問(wèn)題,而不是直接讓學(xué)生記住結(jié)論。
2)問(wèn)題探究教學(xué)發(fā):以問(wèn)題引發(fā)興趣。整個(gè)教學(xué)過(guò)程要設(shè)置好問(wèn)題,層層展開(kāi),層層遞進(jìn),讓新知識(shí)與舊知識(shí)融為一個(gè)整體,讓學(xué)生在步步上升中攀登到知識(shí)的頂峰。
3)比較學(xué)習(xí)法,同時(shí)采用多媒體輔助教學(xué),解決光合作用抽象的過(guò)程。
四、課時(shí)安排:4課時(shí)(其中1課時(shí)為本節(jié)練習(xí)、講評(píng)、復(fù)習(xí))
第一課時(shí):捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)。(在實(shí)驗(yàn)室上)
第二課時(shí):光合作用的探究歷程。
第三課時(shí):光合作用的原理和應(yīng)用、化能合成作用。
五、說(shuō)教學(xué)過(guò)程
第一課時(shí)
1、 引入新課:(情景導(dǎo)入 )
2、 “萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)”,對(duì)絕大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)活細(xì)胞所需能量的最終來(lái)源是光能,將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞能夠利用的化學(xué)能的是光合作用,光合作用的過(guò)程是怎樣的呢?綠色植物又是怎樣把光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的?這是本節(jié)課要掌握的內(nèi)容,
植物細(xì)胞進(jìn)行光合作用,將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,首先要能夠捕獲光能,因此,我們先來(lái)學(xué)習(xí)捕獲光能的色素與結(jié)構(gòu)。 說(shuō)明:此導(dǎo)入方式先導(dǎo)入到節(jié)再到課時(shí),用情景加問(wèn)題的模式在最短的時(shí)間內(nèi)把學(xué)生的注意力引向?qū)W習(xí)的主題-----光合作用,即明確了本節(jié)要掌握的目標(biāo),又清楚本節(jié)課的內(nèi)容。
2捕獲光能的色素。包括色素的提取、分離,色素的種類(lèi)、含量、捕獲的光譜、作用 教學(xué)策略:
采用實(shí)驗(yàn)法和問(wèn)題探究法來(lái)突破此教學(xué)重點(diǎn)。
1實(shí)驗(yàn)法幫助學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)的原理、方法、步驟。
2本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的藥品和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)較多,故采用問(wèn)題探究法讓學(xué)生經(jīng)過(guò)自主、探究、合作學(xué)習(xí)與師生共同探究相結(jié)合(含自學(xué)、實(shí)驗(yàn)、演示、談話、討論、講授等)來(lái)突破。
色素分布在哪里? 過(guò)渡到學(xué)習(xí)捕獲光能的結(jié)構(gòu)
3捕獲光能的結(jié)構(gòu)-----葉綠體
包括葉綠體的分布、形狀、結(jié)構(gòu)組成、功能。
哪些細(xì)胞才有葉綠體?葉綠體的形狀是怎樣的?有哪些結(jié)構(gòu)組成?基粒和內(nèi)囊體有什么作用?葉綠體的膜表面和基質(zhì)中分布了什么?葉綠體的功能是? 從“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的角度,采用問(wèn)題探究法教學(xué)。
小結(jié),課堂練習(xí) 鞏固所學(xué)內(nèi)容
第二課時(shí)
1導(dǎo)入新課:(復(fù)習(xí)導(dǎo)入)
復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容和初中生物所學(xué)的光合作用的概念 說(shuō)明: 先復(fù)習(xí)概念,讓學(xué)生形成初步的印象,同時(shí)激發(fā)學(xué)生的好奇心:現(xiàn)在呈現(xiàn)在我們面前的光合作用只有幾句話,但人們得出這一認(rèn)識(shí)卻經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的探究歷程,科學(xué)家用了200多年的時(shí)間經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)才總結(jié)出來(lái)的。自然進(jìn)入光合作用的探究歷程的學(xué)習(xí)。
現(xiàn)在呈現(xiàn)在我們面前的光合作用只有幾句話,但人們得出這一認(rèn)識(shí)卻經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的探究歷程,科學(xué)家用了200多年的時(shí)間經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)才總結(jié)出來(lái)的,現(xiàn)在我們就沿著科學(xué)家們探究光合作用的足跡,來(lái)體驗(yàn)他們認(rèn)識(shí)問(wèn)題的思維過(guò)程和科學(xué)探究的樂(lè)趣。
光合作用的探究歷程 由于實(shí)驗(yàn)較多,不利于學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和結(jié)論。所以打破以時(shí)間為線索的常規(guī)教學(xué),而把實(shí)驗(yàn)分為五類(lèi):植物為什么會(huì)生長(zhǎng)?植物放出氧氣之謎?植物進(jìn)行光合作用的條件、產(chǎn)物、場(chǎng)所、分別是什么?釋放的氧氣來(lái)自于水還是二氧化碳?有機(jī)物是如何合成的?通過(guò)五個(gè)問(wèn)題貫穿本節(jié)課,有利于學(xué)生對(duì)光合作用探究歷程的理解?
一植物為什么會(huì)生長(zhǎng)?
1亞里士多德的觀點(diǎn);
亞里士多德的結(jié)論正確嗎?你認(rèn)同嗎?
2海爾蒙特的柳樹(shù)盆栽實(shí)驗(yàn)
根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則,海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有什么缺陷?是誰(shuí)首先想到植物的生長(zhǎng)與空氣的作用有關(guān)? 多角度、多種方法引導(dǎo)質(zhì)疑、激發(fā)興趣。
在關(guān)注經(jīng)典實(shí)驗(yàn)過(guò)程的同時(shí),強(qiáng)調(diào)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路、優(yōu)缺點(diǎn)的分析,通過(guò)啟發(fā)學(xué)生質(zhì)疑,進(jìn)行合理假設(shè),參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
二植物放出氧氣之謎?
1普利斯特利的實(shí)驗(yàn)
2英格豪斯實(shí)驗(yàn)
是誰(shuí)發(fā)現(xiàn)了光在其中的關(guān)鍵作用?
與前人相比,英格豪斯的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改進(jìn)在什么地方?
三植物進(jìn)行光合作用的條件、產(chǎn)物、場(chǎng)所的探究
1索緒爾的實(shí)驗(yàn)
2梅耶的觀點(diǎn)
3薩克斯的天竺葵實(shí)驗(yàn)
4恩格爾曼的水綿實(shí)驗(yàn)
1897年,首次在教科書(shū)中稱(chēng)它為光合作用。
根據(jù)以上科學(xué)家的探究里程歸納光合作用的過(guò)程歸納得出光合作用的化學(xué)方程式。
從化學(xué)方程式引出問(wèn)題四和五。
四釋放的氧氣來(lái)自于水還是二氧化碳?
魯賓和卡門(mén)的氧同位素示蹤實(shí)驗(yàn)
五有機(jī)物是如何合成的?
卡爾文的碳同位素示蹤實(shí)驗(yàn)。
近代科學(xué)家對(duì)光合作用的研究:
袁隆平的雜交育種 總結(jié)歸納、感悟。
課后拓展:P103的第三題。
小結(jié),課堂聯(lián)系 鞏固所學(xué)知識(shí)。
第三課時(shí)光合作用的過(guò)程
1導(dǎo)入新課:(復(fù)習(xí)導(dǎo)入)
寫(xiě)出光合作用的總化學(xué)方程式 光合作用是非常復(fù)雜的多步反應(yīng),總反應(yīng)式不能表示光合作用具體的進(jìn)行歷程,這樣很自然地就引入了光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過(guò)程的學(xué)習(xí)。
2光合作用的過(guò)程
包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)的概念、場(chǎng)所、條件、原料、物質(zhì)變化、能量變化。 采用問(wèn)題探究教學(xué)模式突破,含自學(xué)、演示、談話、討論、講授等)
3出示光合作用過(guò)程示意圖并作適當(dāng)講解。
4光反應(yīng)與暗反應(yīng)關(guān)系的比較 列表比較法:用表格形式歸納,是內(nèi)容簡(jiǎn)潔明了。
5光反應(yīng)暗反應(yīng)之間的聯(lián)系:
當(dāng)光合作用的光反應(yīng)過(guò)程被人為阻斷,你認(rèn)為暗反應(yīng)會(huì)被停止嗎?反過(guò)來(lái),當(dāng)暗反應(yīng)過(guò)程被人為阻斷,你認(rèn)為光反應(yīng)會(huì)怎樣變化? 通過(guò)比較三碳化合物、五碳化合物之間的物質(zhì)的量變化,進(jìn)一步鞏固光合作用的過(guò)程。
6環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響
課外作業(yè),小組設(shè)計(jì),選一種環(huán)境因素,分析它對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響。通過(guò)小組討論,確定并實(shí)施本小組的實(shí)驗(yàn)方案,寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),待教師審閱后,與生物實(shí)驗(yàn)室聯(lián)系,而后利用課余時(shí)間分別安排各小組到生物實(shí)驗(yàn)室完成本小組的實(shí)驗(yàn)。
提供一些思路供同學(xué)借鑒,當(dāng)然還可以自己創(chuàng)出更有新意的實(shí)驗(yàn)。
①光照強(qiáng)度的變化
②不同波長(zhǎng)的光(紅光、綠光)
③不同的溫度(過(guò)度、適宜、過(guò)低)
④水分對(duì)植物光合作用強(qiáng)度的影響
7、化能合成作用
按小組學(xué)習(xí)教材中這部分的內(nèi)容,提取這二個(gè)自然段中的主要內(nèi)容,然后小組派代表說(shuō)說(shuō)從這部分內(nèi)容中獲得些什么知識(shí)。
講清:①自養(yǎng)生物(光能自養(yǎng)、化能自養(yǎng)及區(qū)別),
②異養(yǎng)生物。
結(jié)合上一節(jié)(第3節(jié) 細(xì)胞呼吸)的內(nèi)容,全面劃分生物的代謝類(lèi)型。 列表比較法
小結(jié),練習(xí) 鞏固本課時(shí)的知識(shí)
板書(shū)設(shè)計(jì)
第一課時(shí)
捕獲光能的色素
一、 綠葉中色素的提取和分離
提取色素 制備濾紙條 畫(huà)濾液細(xì)線 分離色素 觀察與記錄
二、 色素的種類(lèi)和作用
種類(lèi) 色素顏色 選擇吸收光能
葉綠素
(3/4) 葉綠素a 藍(lán)綠色 紅光和藍(lán)紫光
葉綠素b 黃綠色
類(lèi)胡蘿卜素(1/4) 胡蘿卜素 橙黃色 藍(lán)紫光
葉黃素 黃色
三、 葉綠體的結(jié)構(gòu)
外膜
內(nèi)膜
基粒:由兩個(gè)以上的類(lèi)囊體組成,含色素
基質(zhì):含多種光合作用所必需的酶,和少量的DNA
高二生物《光合作用》教案
古人云,工欲善其事,必先利其器。作為高中教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生們有一個(gè)良好的課堂環(huán)境,幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的高中教師教學(xué)。那么一篇好的高中教案要怎么才能寫(xiě)好呢?小編收集并整理了“高二生物《光合作用》教案”,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
高二生物《光合作用》教案
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)方面
1、使學(xué)生了解光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。
2、使學(xué)生了解葉綠體中色素的種類(lèi)、顏色及其吸收的光譜;初步學(xué)習(xí)光合色素的提取方法及其在濾紙上的分布。
3、掌握光合作用的概念、實(shí)質(zhì)、總反應(yīng)式、光反應(yīng)、暗反應(yīng)的具體過(guò)程、光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系及光合作用的意義。
4、應(yīng)用所學(xué)的光合作用的知識(shí),了解植物栽培與合理利用光能的關(guān)系。
二、能力方面
1、通過(guò)葉綠體色素的提取與分離實(shí)驗(yàn),初步訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)室操作技能及相關(guān)儀器、藥品的使用能力。
2、通過(guò)探討光合作用的氧來(lái)源,初步訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。
3、通過(guò)分析、討論光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)具體過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì)。
三、情感、態(tài)度、價(jià)值觀方面
1、通過(guò)學(xué)生對(duì)綠色植物的光合作用意義的理解,增強(qiáng)學(xué)生保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識(shí)。
2、通過(guò)學(xué)生討論“如何利用光合作用的原理提高作物產(chǎn)量”這一問(wèn)題,加強(qiáng)對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)(STS)的關(guān)注。
教學(xué)建議
教材分析
因?yàn)楣夂献饔迷诰G色植物的新陳代謝以及整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中,具有十分重要的意義,所以本節(jié)是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。教材這一節(jié)主要講述了光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程、葉綠體和其中的色素(并且安排了葉綠體中色素的提取和分離的學(xué)生實(shí)驗(yàn))、光合作用的過(guò)程、光合作用的重要意義以及植物栽培與光能的合理利用。義務(wù)教育初中生物教材已經(jīng)講述了光合作用的基礎(chǔ)知識(shí),安排了綠葉在光下制造淀粉的實(shí)驗(yàn)。本節(jié)在此基礎(chǔ)上,更加深入地從產(chǎn)物和場(chǎng)所等方面講述了光合作用發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的幾個(gè)著名的實(shí)驗(yàn);講述葉綠體和其中的色素、讓學(xué)生學(xué)會(huì)提取和分離葉綠體色素。
一、教材首先向?qū)W生展示了人類(lèi)研究光合作用這種地球上最重要的生理過(guò)程的艱苦歷程,同時(shí)介紹了在研究光合作用過(guò)程中的幾個(gè)著名實(shí)驗(yàn),如:1771年,英國(guó)科學(xué)家普利斯特利證明植物可以更新空氣實(shí)驗(yàn);1864年,德國(guó)科學(xué)家薩克斯證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn);1880年,德國(guó)科學(xué)家恩吉爾曼證明葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所,并從葉綠體放氧的實(shí)驗(yàn);20世紀(jì)30年代美國(guó)科學(xué)家魯賓和卡門(mén)采用同位素標(biāo)記法研究證明光合作用釋放的氧氣全部來(lái)自水的實(shí)驗(yàn)。介紹這些實(shí)驗(yàn)的目的是使學(xué)生懂得實(shí)驗(yàn)是探究生物科學(xué)的基本方法,從而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、不斷探求新知識(shí)的創(chuàng)新精神。
二、葉綠體中的色素是本節(jié)的重點(diǎn),實(shí)驗(yàn)是本節(jié)的難點(diǎn)。
學(xué)生必須在搞清楚葉綠體中色素的種類(lèi)及其吸收光譜,基粒片層結(jié)構(gòu)的垛疊形式、色素在片層上的分布、基粒和基質(zhì)的關(guān)系基礎(chǔ)上,才有可能深刻理解光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)及其相互關(guān)系。
教材在介紹葉綠體中的色素時(shí),設(shè)計(jì)了一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn),即《葉綠體中色素的提取和分離》,使學(xué)生易于對(duì)葉綠體色素有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。本實(shí)驗(yàn)可以在講授完葉綠體色素后作為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)處理,也可用于葉綠體色素的探究實(shí)驗(yàn);另外教材中葉綠體中各色素的吸收光譜也可作為課上學(xué)生討論葉綠體色素生理作用的探究課題處理。
三、教材中光合作用的過(guò)程是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容,也是本節(jié)的難點(diǎn)。
1、其中光合作用的總反應(yīng)式,即
概括出了光合作用的場(chǎng)所、條件、原料、產(chǎn)物及氧氣的來(lái)源,但是,該反應(yīng)式不足以表示光合作用的具體過(guò)程。因此,教材以圖解的形式簡(jiǎn)明扼要地介紹了光合作用的兩個(gè)重要過(guò)程,即光反應(yīng)和暗反應(yīng)。
2、光反應(yīng)階段
教材中光反應(yīng)階段可概括為光反應(yīng)場(chǎng)所和光反應(yīng)過(guò)程兩個(gè)方面。
(1)光反應(yīng)場(chǎng)所:葉綠體基粒片層結(jié)構(gòu)的薄膜(類(lèi)囊體)上進(jìn)行。
(2)光反應(yīng)過(guò)程:光反應(yīng)的本質(zhì)是由可見(jiàn)光引起的光化學(xué)反應(yīng),可分為兩方面內(nèi)容:
①水的光解反應(yīng):通過(guò)光合色素對(duì)光能的吸收、傳遞,在其中部分光能作用下把水分解為氫和氧,氧原子結(jié)合形成氧氣釋放出去,氫與NADP結(jié)合形成NADPH,用[H]表示,叫做還原性氫,作為還原劑參與暗反應(yīng)。
?、贏TP的合成反應(yīng):另一部分光能由光合色素吸收、傳遞的光能轉(zhuǎn)移給ADP,結(jié)合一個(gè)磷酸形成ATP,也就將光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在高能磷酸鍵上。
3、暗反應(yīng)階段
教材中暗反應(yīng)階段也可概括為暗反應(yīng)場(chǎng)所和暗合應(yīng)過(guò)程兩個(gè)方面。
(1)暗反應(yīng)場(chǎng)所:葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行。
(2)暗反應(yīng)過(guò)程:暗反應(yīng)實(shí)際上是一個(gè)由多種酶的催化才能完成的酶促反應(yīng),光對(duì)暗反應(yīng)沒(méi)有影響。主要包括三個(gè)步驟:
①二氧化碳的固定:一個(gè)二氧化碳分子與一個(gè)五碳化合物分子結(jié)合形成兩個(gè)三碳化合物分子,這個(gè)反應(yīng)的作用在于使反應(yīng)活性不高的二氧化碳分子活化。
②三碳化合物的還原:在有關(guān)酶的催化下,一些三碳化合物接受光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP分解時(shí)釋放的能量并被光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]還原,經(jīng)一系列復(fù)雜的變化,形成糖類(lèi),一部分氨基酸和脂肪也是由光合作用直接產(chǎn)生的。
③五碳化合物的再生:另一些三碳化合物則經(jīng)復(fù)雜的變化,又重新生成五碳化合物,從而使暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去。
4、教材中光合作用的意義可從以下幾個(gè)方面歸納:光合作用是生物界有機(jī)物的來(lái)源;光合作用是生物生命活動(dòng)所需要能量的來(lái)源;光合作用可調(diào)節(jié)大氣中氧氣和二氧化碳的含量;光合作用在生物的進(jìn)化具有重要作用,即:使無(wú)氧呼吸進(jìn)化為有氧呼吸成為可能,同時(shí)為水生生物進(jìn)化到陸生生物創(chuàng)造了條件。
教材在最后總結(jié)道:“光合作用是生物界最基本的能量和物質(zhì)代謝”,充分概括光合作用在生態(tài)系統(tǒng)中的地位。
5、植物栽培與光能的合理利用是教材的選學(xué)內(nèi)容,其目的是使學(xué)生意識(shí)到科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)(STS)的理念,這部分內(nèi)容易于調(diào)動(dòng)起學(xué)生的討論熱情。
教法建議
1、引言
因?yàn)榕c光合作用相關(guān)的問(wèn)題涉及面非常廣泛,尤其是一些廣為人們關(guān)注的話題,所以本節(jié)可引入的話題很多,如可從全世界面臨的一些生態(tài)危機(jī),如糧食、化石能源、環(huán)境污染等,或從花卉、農(nóng)作物、果蔬的栽培方法或增產(chǎn)的措施;或從一些自然災(zāi)害,蝗災(zāi)、沙塵暴等入手;或動(dòng)物、植物的同化作用區(qū)別等等方面切入光合作用的。這樣的引入方式,可有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感,也可較好地體現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的教育的精神。
2、光合作用的發(fā)現(xiàn)
這部分的教學(xué)要特別重視,這不僅僅是進(jìn)行科學(xué)史的教育,學(xué)生可從科學(xué)家二百多年的研究歷程體會(huì)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱難;同時(shí)還能感受到科學(xué)研究方法的重要;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙,如1880年德國(guó)科學(xué)家恩吉爾曼證明葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所,并從葉綠體放氧的實(shí)驗(yàn);以及新技術(shù)、新理論的發(fā)現(xiàn)和綜合應(yīng)用在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要作用,再一次體驗(yàn)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的理念。例如,沒(méi)有核科學(xué)的進(jìn)展,就不會(huì)有放射性同位素示技術(shù),也就不會(huì)有美國(guó)科學(xué)家魯賓和卡門(mén)采用同位素標(biāo)記法研究證明光合作用釋放的氧氣全部來(lái)自水的實(shí)驗(yàn)。
3、引導(dǎo)學(xué)生討論葉綠體中的光合色素及其生理功能時(shí),《實(shí)驗(yàn)八葉綠體中色素的提取和分離》可以在講授完光合色素后作為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)處理,也可用于光合色素的探究實(shí)驗(yàn),這樣做不但可使學(xué)生學(xué)會(huì)有關(guān)方法,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣,還可加深對(duì)這部分知識(shí)的認(rèn)識(shí),同時(shí)訓(xùn)練其實(shí)驗(yàn)探究能力;在引導(dǎo)學(xué)生討論葉綠體中各色素的吸收光譜時(shí),教材上的光合色素吸收光譜曲線可作為課本探究的素材,以訓(xùn)練學(xué)生分析曲線的能力。
4、光合作用過(guò)程的的教學(xué)是本節(jié)的核心內(nèi)容。教學(xué)時(shí)可從光合作用的總反應(yīng)式入手,或從與初中階段的光合作用總反應(yīng)式的比較入手,可采用老師講授,或?qū)W生討論,或?qū)W生根據(jù)總反應(yīng)式提出光合作用氧來(lái)源假設(shè),即水中的氧是來(lái)源于水還是二氧化碳,還是共同來(lái)源于二者,條件好的班還可讓學(xué)生想辦法證明這些假設(shè),以訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。通過(guò)總反應(yīng)式的分析,應(yīng)使學(xué)生明確光合作用氧來(lái)源這一關(guān)鍵問(wèn)題。
在學(xué)生理解了光合作用總反應(yīng)式的基礎(chǔ)上,使學(xué)生明確另一個(gè)重要觀點(diǎn),即光合作用是非常復(fù)雜的多步反應(yīng),總反應(yīng)式不能表示光合作用具體的進(jìn)行歷程,這樣很自然地就引入了光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過(guò)程的學(xué)習(xí)。
光合作用光反應(yīng)與暗反應(yīng)教學(xué)時(shí),因?yàn)槎际禽^為枯燥的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,且又無(wú)法在實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生看到這些變化,可采取圖解、表解或多媒體動(dòng)畫(huà)的方式展示給學(xué)生,這樣學(xué)生一是樂(lè)于接受,二是學(xué)生能“親眼看到”物質(zhì)的微觀化學(xué)變化,也降低了理解這部分知識(shí)內(nèi)容的難度。還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生討論光合作用的光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間的區(qū)別和聯(lián)系,尤其是二者的聯(lián)系應(yīng)多加注意。
時(shí)間允許的話,還可引導(dǎo)學(xué)生討論影響光合作用的因素,進(jìn)而討論“如何提高光合效率的途徑”,“采取哪些措施提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量?”等問(wèn)題,使學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)生物學(xué)理論的實(shí)際價(jià)值,強(qiáng)化學(xué)生學(xué)以致用、理論聯(lián)系的理念。
5、進(jìn)行光合作用的意義的教學(xué)時(shí),可以在課前自己收集或讓學(xué)生收集諸如當(dāng)今世界面臨的糧食、化石能源、環(huán)境污染、生物多樣性受到破壞等資料,課上選擇幾個(gè)典型的事例,圍繞光合作用的生態(tài)意義這個(gè)中心,引發(fā)學(xué)生的思考和討論,使學(xué)生切實(shí)體會(huì)到“光合作用是生物界最基本的能量和物質(zhì)代謝”。
6、植物栽培與光能的合理利用的教學(xué),可以綜合性討論題的形式,比如:學(xué)生能利用光合作用原理,提出在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高作物產(chǎn)量的具體措施嗎?這樣的問(wèn)題容量使學(xué)生有更大的想象和思維的空間,也易于在高中學(xué)生中展開(kāi)討論。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
第三節(jié)光合作用
光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程;葉綠體中色素的種類(lèi);顏色及其吸收的光譜;光合色素的提取方法及其在濾紙上的分布;光合作用的概念、實(shí)質(zhì)、總反應(yīng)式、光反應(yīng)、暗反應(yīng)的具體過(guò)程;光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系及光合作用的意義;植物栽培與合理利用光能的關(guān)系。
光合色素的提取方法及其在濾紙上的分布;光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系及光合作用的意義
2課時(shí)
板圖、掛圖、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)
第一課時(shí)
1、引言
本節(jié)可引入的話題很多,如:
①可從全世界面臨的一些生態(tài)危機(jī),如糧食、化石能源、環(huán)境污染等入手;
②或從花卉、農(nóng)作物、果蔬的栽培方法或增產(chǎn)的措施入手;
③或從一些自然災(zāi)害,蝗災(zāi)、沙塵暴等入手;
④或動(dòng)物、植物的同化作用區(qū)別等等方面切入光合作用;
⑤還可通過(guò)教材提供的光合作用的發(fā)現(xiàn)所列舉的幾個(gè)著名實(shí)驗(yàn)為切入點(diǎn)進(jìn)入光合作用的學(xué)習(xí),其中較易作為切入點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)有:德國(guó)科學(xué)家薩克斯成功地證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn)(學(xué)生在初中就做過(guò));德國(guó)科學(xué)家恩吉爾曼證明葉綠體是進(jìn)行光合作用場(chǎng)所,且氧由葉綠體釋放出來(lái)的實(shí)驗(yàn);20世紀(jì)30年代美國(guó)科學(xué)家魯賓和卡門(mén)采用同位素標(biāo)記法研究證明光合作用釋放的氧氣全部來(lái)自水的實(shí)驗(yàn)。
教師應(yīng)特別重視光合作用發(fā)現(xiàn)這部分內(nèi)容的教學(xué),因?yàn)橥ㄟ^(guò)分析科學(xué)家對(duì)光合作用的研究歷程,學(xué)生可以不僅了解到放射性元素示蹤技術(shù)在生物學(xué)研究中的重要作用,從中也可以深切體會(huì)到技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用,特別是物理、化學(xué)技術(shù)的使用對(duì)生物學(xué)起到的推動(dòng)作用,因此有人說(shuō)“技術(shù)是人類(lèi)延長(zhǎng)了的手臂”。
2、葉綠體及其光合色素
用板圖或掛圖顯示出葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖,提問(wèn)復(fù)習(xí)葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu),教師應(yīng)適時(shí)指出,光合作用所以能在葉綠體中進(jìn)行一是由于其中含有催化光合作用的酶系,這些酶分布在葉綠體的基質(zhì)中和片層的薄膜上;二是在基粒片層的薄膜上,有吸收轉(zhuǎn)化光能的色素,這樣就引出了葉綠體上的光合色素這一教學(xué)內(nèi)容。
(1)學(xué)生做《實(shí)驗(yàn)八葉綠體中色素的提取和分離》
可作為探究實(shí)驗(yàn),也可作為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),但實(shí)驗(yàn)過(guò)程都應(yīng)讓學(xué)生自己看書(shū)總結(jié),之后引導(dǎo)學(xué)生討論下面的問(wèn)題:
①“想要做好《葉綠體中色素的提取和分離》實(shí)驗(yàn),學(xué)生應(yīng)注意哪些問(wèn)題?
這個(gè)實(shí)驗(yàn)是高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)難度較大的一個(gè),涉及的藥品多,實(shí)驗(yàn)原理復(fù)雜,實(shí)驗(yàn)操作也較煩瑣,而且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也不是很明顯。如何才能順利地完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀肯旅婢瓦@個(gè)實(shí)驗(yàn)要注意的問(wèn)題做一些說(shuō)明。
提取光合色素過(guò)程中,關(guān)鍵是速度。提取光合色素過(guò)程中,因?yàn)楣夂仙囟际侵苄缘?,因此用丙酮這種有機(jī)溶劑作為提取液,因?yàn)楸讚]發(fā)且有一定毒性,因此提取過(guò)程要速度要快,同時(shí)提取液要用膠塞塞好,以防止其揮發(fā);利用二氧化硅硬度極大的特點(diǎn),其粉末可增加研磨時(shí)磨擦力,加快研磨的速度;又因?yàn)槿~綠素容易破壞,因此需要保護(hù),而碳酸鈣的作用是防止葉綠素被破壞;把綠葉剪碎的目的也是為了加快研磨速度。
劃濾液細(xì)線是本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果明顯清晰的關(guān)鍵。濾液細(xì)線必須待第一次完全干燥后才能劃第二遍,重復(fù)次數(shù)可多一些,濾液細(xì)線要齊、細(xì)、顏色深,其中齊更重要一些。
用紙層析法分離色素時(shí),特別要注意濾液細(xì)線一定要處于層析液的上面,否則光合色素會(huì)溶解于層析液中,而不會(huì)沿層析液向上擴(kuò)散、分離,這會(huì)使實(shí)驗(yàn)效果極差,甚至不發(fā)生分離,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)效;另外,層析液是石油醚、丙酮、苯等有機(jī)溶劑的混合液,具有揮發(fā)性且有毒,要注意密閉。
正常的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象從上到下應(yīng)為:胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素(a)、葉綠素(b),一般可看到下面三種色素,最上面的胡蘿卜素如果操作不適當(dāng)效果可能不很明顯。
還有這個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程用了有毒的有機(jī)藥品,因此實(shí)驗(yàn)后要用肥皂把手洗干凈。
在學(xué)生觀察的基礎(chǔ)上,教師總結(jié)光合色素的種類(lèi)、色素顏色、色素的吸收光譜及在濾紙條分布。
②學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,教師可給學(xué)生演示葉綠體的色素吸收光譜的現(xiàn)象。方法是:用紅、橙黃、綠、藍(lán)紫色的薄膜,分別遮住同一光源。把盛有葉綠體的色素提取液的試管,分別放在紅、橙黃、綠、藍(lán)紫色光前、讓學(xué)生觀察這些光透過(guò)色素提取液的情況??擅黠@地看到紅和藍(lán)紫色光透過(guò)的較少(暗),橙黃和綠色光透過(guò)的較多(亮)。引導(dǎo)學(xué)生分析這些現(xiàn)象,得出葉綠體中的色素,主要吸收紅光和藍(lán)紫光。在此基礎(chǔ)上,出示教材中的光合色素吸收光譜曲線,引導(dǎo)學(xué)生分析曲線含義,總結(jié)光合色素吸收光波的不同特點(diǎn)。
③教師還可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析葉綠體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其光合作用功能相適應(yīng)的特點(diǎn),例如:與光合作用有關(guān)的各種酶集中分布于葉綠體中,有利于光合反應(yīng)高效地進(jìn)行;再如,葉綠體內(nèi)的片層薄膜,垛疊成基粒,每個(gè)基粒由10~100個(gè)片層結(jié)構(gòu)組成,這樣的結(jié)構(gòu)可增大葉綠體內(nèi)的膜表面,擴(kuò)大色素的附著面,有利于提高光能的利用效率
(2)有條件的學(xué)?;虬嗉?jí)還可引導(dǎo)學(xué)生對(duì)色素、光合色素有關(guān)的問(wèn)題做較為深入的討論,比如可討論下面幾個(gè)問(wèn)題:
①學(xué)生知道我們平常吃的韭黃和蒜黃是怎么培育出來(lái)的嗎?
這個(gè)問(wèn)題涉及到了植物葉綠素合成時(shí)的條件問(wèn)題。
葉綠素是光合色素中最重要的一類(lèi)色素。綠色植物的葉綠體中有四種色素,綠色植物只在光下才能合成葉綠素,這樣學(xué)生已經(jīng)知道這個(gè)問(wèn)題的答案了。韭黃、蒜黃是在黑暗條件下培育出來(lái)的,因?yàn)橹参锎藭r(shí)不能合成葉綠素,只能長(zhǎng)成黃化苗,而黃化苗的薄壁細(xì)胞比較多,所以吃起來(lái)比較嫩,口感比韭菜、蒜苗好一些。但要注意,植物不能長(zhǎng)期處于無(wú)光條件下,這個(gè)道理學(xué)生應(yīng)該是明白的。
葉綠素的形成除了有光照之外,還與什么因素有關(guān)呢?葉綠素是一種較復(fù)雜有機(jī)化合物,其中心存在一個(gè)鎂離子,因此葉綠素的形成還與鎂這種礦質(zhì)元素有關(guān),沒(méi)有鎂,葉綠素也是形成不了的。
②如果土壤短期缺鎂,植物的葉片會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢?
可給學(xué)生適當(dāng)?shù)奶崾?,鎂與葉綠素是以不穩(wěn)定化合物的形式存在的。學(xué)生可以想一想我們?cè)谥参锏V質(zhì)代謝中學(xué)習(xí)的內(nèi)容,還記得嗎?有兩類(lèi)礦質(zhì)元素可以移動(dòng),一是像氮、磷、鉀這樣以離子態(tài)運(yùn)輸?shù)牡V質(zhì)元素,還有一就是像鎂這樣與不穩(wěn)定化合態(tài)存在的礦質(zhì)元素;另一類(lèi)礦質(zhì)元素不能自由地在植物體內(nèi)移動(dòng),如鈣、鐵這樣以穩(wěn)定難溶的狀態(tài)存在的化合物。能移動(dòng)的礦質(zhì)元素才能被重復(fù)利用,而且這些礦質(zhì)元素一般都運(yùn)輸?shù)街参矬w生長(zhǎng)比較活躍的地方,如莖尖、芽尖、幼葉等處。因此土壤中短期缺乏鎂這種可移動(dòng)的離子時(shí),整個(gè)植物體中的葉片受損傷的程度是不一樣的,此時(shí)老葉先受損變黃,而幼葉暫時(shí)不會(huì)受到缺鎂的損傷,依然鮮綠。反之,如果土壤中缺乏的是鈣、鐵這些不能移動(dòng)的離子,植物體首先受損傷的則是新葉。
③淺海中自上而下為什么會(huì)出現(xiàn)綠藻、褐藻、紅藻等藻類(lèi)植物的分層分布現(xiàn)象?
這也是一個(gè)和光有關(guān)的生物學(xué)問(wèn)題。
我們平常看到的物體的顏色實(shí)際上是這個(gè)物體反射的光,如學(xué)生看到葉片是綠色,說(shuō)明葉片反射綠光,而吸收了其它色光;學(xué)生看到一個(gè)物體是白色的,說(shuō)明這個(gè)物體不吸收任何光,并全部反射回來(lái);學(xué)生看到一個(gè)物體是黑色的,說(shuō)明這個(gè)物體把所有光都吸收了,沒(méi)有反射任何光。這是理解這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵。通過(guò)上面的分析學(xué)生可能已經(jīng)知道,綠藻反射了綠光;褐藻反射了黃光,而紅藻反射了紅光。
綠藻中含有葉綠素等光合色素,紅藻中有藻紅蛋白(藻紅素)和類(lèi)胡蘿卜素等光合色素。圖1是太陽(yáng)光的光譜示意圖;圖2中A是藻紅蛋白的吸收光譜示意圖。
圖1
圖2
通過(guò)學(xué)生所學(xué)的物理學(xué)知識(shí),知道光子能量E=hυ,光速c=λυ,則:υ=c/λ,從而E=(hc)/λ,即波長(zhǎng)越短,光子的能量越高。由此可知,水層對(duì)光波中的紅、橙部分吸收顯著多于對(duì)藍(lán)、綠部分的吸收,即水深層的光線相對(duì)富含短波長(zhǎng)的光。
所以吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層;含藻紅蛋白和類(lèi)胡蘿卜素,吸收由藍(lán)紫光和綠色光較多的紅藻分布于海水深的地方。這是植物在演化過(guò)程中,對(duì)于深水中光譜成分發(fā)生變化的一種生理適應(yīng)。
光反應(yīng)
暗反應(yīng)
區(qū)
別
反應(yīng)性質(zhì)
光化學(xué)反應(yīng)
酶促反應(yīng)
與光的關(guān)系
必須在光下進(jìn)行
與光無(wú)直接關(guān)系,在光下和暗處都能進(jìn)行
與溫度的關(guān)系
與溫度無(wú)直接關(guān)系
與溫度關(guān)系密切
場(chǎng)所
葉綠體基粒片層結(jié)構(gòu)的薄膜上
葉綠體的基質(zhì)中
必要條件
光、葉綠體光合色素、酶
多種酶
物質(zhì)變化
水光解為還原性氫和氧氣;由ADP合成ATP
二氧化碳的固定、三碳化合物的還原、五碳化合的再生
能量變化
光能轉(zhuǎn)變ATP中活躍的化學(xué)能
ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟堑裙夂袭a(chǎn)物中穩(wěn)定的化學(xué)能
聯(lián)系
準(zhǔn)備階段:為暗反應(yīng)的順利進(jìn)行準(zhǔn)備了還原性氫和能量ATP
完成階段:在多種酶的作用下,接受光反應(yīng)提供的還原性氫和ATP,最終將二氧化碳還原為葡萄糖。
之后,還可提出一些綜合性的問(wèn)題,加深學(xué)生對(duì)光合作用的理解,例如可以提出下面的問(wèn)題:
“當(dāng)光合作用的光反應(yīng)過(guò)程被人為阻斷,你認(rèn)為暗反應(yīng)會(huì)停止嗎?反過(guò)來(lái),當(dāng)暗反應(yīng)過(guò)程被人為阻斷,你認(rèn)為光反應(yīng)會(huì)怎樣變化?”
通過(guò)以上的分析可以看出,光合作用的光反應(yīng)與暗反應(yīng)是相互聯(lián)系的,而它們之間的聯(lián)系紐帶是還原力,即ATP和還原性氫。當(dāng)光反應(yīng)停止時(shí)(如植物在黑暗條件下),暗反應(yīng)的ATP和還原性氫的來(lái)源被阻斷,暗反應(yīng)會(huì)停止;而反過(guò)來(lái),當(dāng)暗反應(yīng)停止時(shí)(如植物在氣孔完全關(guān)閉,或無(wú)二氧化碳),光反應(yīng)是不是也受到影響呢?答案是肯定的,暗反應(yīng)停止,光反應(yīng)也會(huì)隨之停止,因?yàn)楣夥磻?yīng)產(chǎn)生的ATP和還原性氫沒(méi)有被暗反應(yīng)消耗,根據(jù)化學(xué)平衡的原理,相當(dāng)于光反應(yīng)的產(chǎn)物濃度升高,化學(xué)平衡會(huì)向反向進(jìn)行,從而光反應(yīng)就停止了。
時(shí)間允許的話,還可引導(dǎo)學(xué)生討論影響光合作用的因素,進(jìn)而討論“如何提高光合效率的途徑”,“采取哪些措施提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量?”等問(wèn)題,使學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)生物學(xué)理論的實(shí)際價(jià)值,強(qiáng)化學(xué)生學(xué)以致用、理論聯(lián)系的理念。例如,可提出下面的問(wèn)題供學(xué)生討論:
“你能利用光合作用原理,提出在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高作物產(chǎn)量的具體措施嗎?”
對(duì)光合作用的影響
在生產(chǎn)上的應(yīng)有
光
光合作用是光化學(xué)反應(yīng),所以光合作用隨著光照強(qiáng)度的變化而變化。光照弱,光合作用減慢,光照逐步增強(qiáng)時(shí)光合作用隨著加快;但是光照增強(qiáng)到一定程度,光合作用速度不再增加,另外,光的波長(zhǎng)也影響光合作用速度,通常在紅光下光合作用最快,藍(lán)、紫光次之,綠光最差。
延長(zhǎng)光合作用時(shí)間;通過(guò)輪作,延長(zhǎng)全年內(nèi)單位土地面積上綠色植物進(jìn)行光合作用的時(shí)間,是合理利用光的一項(xiàng)重要措施。
增加光合作用面積,合理密植是增加光合作用面積的一項(xiàng)重要措施。
溫度℃
光合作用的暗反應(yīng)是酶促反應(yīng),溫度低,酶促反應(yīng)慢,光合速率降低,隨著溫度提高,光合作用加快;溫度過(guò)高時(shí)會(huì)影響酶的活性,使光合作用速率降低,一般植物的光合作用最適溫度在25-30℃之間。
適時(shí)播種:溫室栽培植物時(shí),可以適當(dāng)提高室內(nèi)溫度。
二氧化碳濃度
二氧化碳是光合作用的原料,原料增加,產(chǎn)物必然增加,大氣中的二氧化碳含量是0.03%,如果濃度提高到0.1%,產(chǎn)量可提高一倍。如果濃度提高到一定程度后,產(chǎn)量不再提高。如果二氧化碳濃度降低到0.005%,光合作用就不能正常進(jìn)行。
施用有機(jī)肥:溫室栽培植物時(shí),可以適當(dāng)提高室內(nèi)的二氧化碳濃度。
總之,光合作用涉及的知識(shí)多、綜合性強(qiáng),在復(fù)習(xí)時(shí)要全面,特別是光合作用的反應(yīng)場(chǎng)所、總反應(yīng)式、反應(yīng)具體過(guò)程、條件、反應(yīng)物、產(chǎn)物、釋放能量、光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間的相互聯(lián)系與區(qū)別、影響光合作用的諸多因素等方面做全面的比較、總結(jié),并注重這些知識(shí)能與生產(chǎn)生活等實(shí)際相聯(lián)系,培養(yǎng)分析、綜合、讀圖、理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
?、芎芏嘀参锏娜~片到秋天會(huì)變紅,很多植物的花在一天的不同時(shí)間中也會(huì)呈現(xiàn)不同的顏色,學(xué)生知道這是什么的原因嗎?
本題涉及了植物細(xì)胞中色素及其比例變化的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō),正常葉片的葉綠體中有兩大類(lèi)光合色素,其中葉綠素和類(lèi)胡蘿卜的分子比例為三比一,葉綠素a和葉綠素b也約三比一,葉黃素和胡蘿卜的比為二比一。由于綠色的葉綠素比黃色的類(lèi)胡蘿卜素多,占優(yōu)勢(shì),所以正常葉子總是呈現(xiàn)綠色。秋天、條件不正?;蛉~衰老時(shí),由于葉綠素較易被破壞或先降解,數(shù)量減少,而類(lèi)胡蘿卜素比較穩(wěn)定,所以葉片呈現(xiàn)黃色。
至于紅葉,不是葉片中葉綠體的色素造成的,而是由細(xì)胞液泡中的花色素引起的。因秋天溫度降低,植物體內(nèi)積累較多糖分以適應(yīng)寒冷,體內(nèi)的可溶性糖多了,就形成較多的花色素儲(chǔ)存于液泡中。而花色素類(lèi)似于酸堿指示劑,從堿性到酸性會(huì)呈現(xiàn)從藍(lán)色到紅色顏色漸變,具體而言是,pH=7~8時(shí)呈淡紫色;pH3時(shí),呈紅色;pH11則呈藍(lán)色。由于秋天時(shí)液泡中花色素增多,且細(xì)胞液pH值又偏酸性,因此葉子就變紅了。
不僅如此,花色素的顏色也會(huì)隨環(huán)境中存在的不同的金屬離子而改變,所以同一種花色素在不同的花中,或是同一種花由于種植的土壤不同,都能顯出不同的顏色。
學(xué)生可以回家做一個(gè)小實(shí)驗(yàn),找一朵開(kāi)紅花的牽?;ǎ檬职鸦ò晔箘湃嘁蝗啵够ò昙?xì)胞的液泡破裂,然后把這朵花放到洗衣粉水中(堿性環(huán)境),花瓣的顏色會(huì)由紅色變?yōu)樗{(lán)色。這樣學(xué)生就可以理解其中的原因了。
第二課時(shí)
1、引言
教學(xué)時(shí)可從光合作用的總反應(yīng)式入手,或從與初中階段的光合作用總反應(yīng)式的比較入手,可采用老師講授,或?qū)W生討論,或?qū)W生根據(jù)總反應(yīng)式提出光合作用氧來(lái)源假設(shè),即水中的氧是來(lái)源于水還是二氧化碳,還是共同來(lái)源于二者,條件好的班還可讓學(xué)生想辦法證明這些假設(shè),以訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。
在搞清楚光合作用中的全部氧氣來(lái)自于水中的氧后,讓學(xué)生回憶初中生物學(xué)課本中的光合總反應(yīng)式,并讓學(xué)生對(duì)該反應(yīng)式配平,要求尤其要求反應(yīng)式左右氧原子的配平,通過(guò)這個(gè)工作,可使學(xué)生深切認(rèn)識(shí)到,光合作用的反應(yīng)物與產(chǎn)物中都需要水這一重要生物學(xué)事實(shí)。
2、光合作用的具體過(guò)程
可以教師講解為主,可用板圖、掛圖、或多媒體課件的形式盡量把微觀的物質(zhì)變化形象化。
在講清楚光合作用光反應(yīng)與暗反應(yīng)的過(guò)程后,應(yīng)把重點(diǎn)放在光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系上,可利用表解的形式讓學(xué)生分析討論:
3、進(jìn)行光合作用的意義的教學(xué)時(shí),可以在課前自己收集或讓學(xué)生收集諸如當(dāng)今世界面臨的糧食、化石能源、環(huán)境污染、生物多樣性受到破壞等資料,課上可以采取分組討論的形式,選擇幾個(gè)典型的事例,圍繞光合作用的生態(tài)意義這個(gè)中心,引發(fā)學(xué)生的思考和討論,使學(xué)生切實(shí)體會(huì)到“光合作用是生物界最基本的能量和物質(zhì)代謝”和生產(chǎn)、環(huán)境,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
探究活動(dòng)
探究光強(qiáng)、光質(zhì)、溫度、二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響
學(xué)習(xí)光強(qiáng)、光質(zhì)、溫度、二氧化碳濃度等外界條件對(duì)光合作用的影響
因?yàn)橛绊懝夂献饔玫膬?nèi)部及外部因素不斷變化而相起,因此植物光合作用強(qiáng)度經(jīng)常改變著。影響光合作用的外界因素主要有光強(qiáng)、光質(zhì)、溫度、二氧化碳濃度。影響光合作用的內(nèi)部因素主要有葉片葉綠素的含量、葉片含水量、葉片的發(fā)育階段等等。
一般而言,光強(qiáng)增加,光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)。但由于植物的生活習(xí)性不同,在光強(qiáng)增加相同的情況下,光合作用強(qiáng)度的增強(qiáng)程度并不相同,并且當(dāng)光強(qiáng)增加到一定限度時(shí),光合作用不再增加了。
因光合色素對(duì)不同性質(zhì)的光的吸收值是不同的,因此不同顏色的光也會(huì)影響光合作用的強(qiáng)度,紅光、藍(lán)紫光光合作用強(qiáng)度大,其它顏色的光會(huì)使光合強(qiáng)度下降,綠光的光合強(qiáng)度幾乎為零。
因溫度直接影響光合作用過(guò)程中光反應(yīng)與暗反應(yīng)酶的催化活性,因此也會(huì)影響光合作用的強(qiáng)度。一般而言,溫度在0℃-35℃之間時(shí),每增加10℃光合強(qiáng)度增加一倍;但超過(guò)40℃-50℃后,光合強(qiáng)度下降。
因二氧化碳是光合作用的底物之一,因此它的含直接影響光合強(qiáng)度,在一定的濃度范圍內(nèi),增加二氧化碳濃度,光合作用強(qiáng)度加強(qiáng)。
黑藻或金魚(yú)藻、碳酸氫鈉、高瓦數(shù)聚光燈、溫度計(jì)、大燒杯等。
1、光強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響。
取幾條黑藻或金魚(yú)藻,將其剪成幾段,放在裝有自來(lái)水的大燒杯中(杯中已放入少量的碳酸氫鈉以產(chǎn)生二氧化碳),使燒杯中水高于植物體2-3厘米。
把此裝置放在聚光燈下,很快有氣泡從切口中冒出。
把此裝置放在距光源分別為10cm、30cm、50cm的地方(用冰塊控制各燒杯中的水溫,用溫度計(jì)監(jiān)測(cè)水溫)。
每個(gè)距離都每隔一定的時(shí)間計(jì)數(shù)排出的氣泡數(shù)。
2、光質(zhì)對(duì)光合作用的影響。
取幾條黑藻或金魚(yú)藻,將其剪成幾段,放在裝有自來(lái)水的大燒杯中(杯中已放入少量的碳酸氫鈉以產(chǎn)生二氧化碳),使燒杯中水高于植物體2-3厘米。
把此裝置放在聚光燈下,很快有氣泡從切口中冒出。
把此裝置放在距光源300cm地方(控制各燒杯中的水溫一致),分別用紅色、藍(lán)色、黃色、綠色的透明玻璃紙把該裝置包起來(lái)。
每種顏色的光質(zhì)都每隔一定的時(shí)間計(jì)數(shù)排出的氣泡數(shù)。
3、溫度對(duì)光合作用的影響。
取幾條黑藻或金魚(yú)藻,將其剪成幾段,放在裝有自來(lái)水的大燒杯中(杯中已放入少量的碳酸氫鈉以產(chǎn)生二氧化碳),使燒杯中水高于植物體2-3厘米。
把此裝置放在聚光燈下,很快有氣泡從切口中冒出。
把此裝置放在距光源300cm地方,用冰塊和熱水控制各燒杯中的水溫在室溫、0攝氏度、50攝氏度。
每種溫度都每隔一定的時(shí)間計(jì)數(shù)排出的氣泡數(shù)。
4、二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響。
取幾條黑藻或金魚(yú)藻,將其剪成幾段,放在裝有自來(lái)水的大燒杯中,使燒杯中水高于植物體2-3厘米。
放在黑暗處一天,使黑藻或金魚(yú)藻體內(nèi)的機(jī)物消耗掉。
把此裝置放在聚光燈下,很快有氣泡從切口中冒出。
把此裝置放在距光源300cm地方(控制各燒杯中的水溫一致),各燒杯中放入碳酸氫鈉量分別從0依次增加一些,并用玻璃棒攪拌一下。
每個(gè)燒杯都每隔一定的時(shí)間計(jì)數(shù)排出的氣泡數(shù)。
探究觀察氣孔運(yùn)動(dòng)及估測(cè)氣孔數(shù)量
學(xué)習(xí)觀察氣孔運(yùn)動(dòng)和估測(cè)氣孔數(shù)量的技術(shù)和方法
用透明直尺與顯微鏡測(cè)量氣孔數(shù)量的方法:
1、微米是一毫米的一千分之一。用符號(hào)表示微米就是um。
2、可以通過(guò)將微觀物體的大小與圓形視野的大小做比較而估計(jì)出微觀物體的大小。要確定視野的大小,可以在載物臺(tái)上放一把透明的直尺,用低倍物鏡獲得尺子上分格的清晰圖像。小心移動(dòng)尺子使它有刻度的一邊通過(guò)視野的正中心,并數(shù)在你的視野中所看到的分格的數(shù)目。尺子上刻度將顯示得相當(dāng)寬,lmm是從一個(gè)刻度的中心到另一個(gè)刻度的中心的距離。用mm記錄你的顯微鏡中低倍物鏡的視野直徑。
3、計(jì)算高倍物鏡的視野直徑是多少毫米,使用下面的等式:
高倍物鏡的放大倍數(shù)/低倍物鏡的放大倍數(shù)=A
低倍物鏡的視野直徑/A=高倍物鏡的視野直徑
例如,如果你的低倍物鏡的放大倍數(shù)是12X,而你的高倍物鏡的放大倍數(shù)是48X,則A=4。若低倍物鏡的視野直徑是l.6mm,則高倍物境的視野直徑是1.6mm/4,或0.4mm。
顯微鏡、透明直尺(最小刻度為1mm)、載玻片、蓋玻片、鑷子、解剖針、清水、滴管等;吸水紙、50%甘油、不同種的植物葉片等。
一、觀察氣孔的運(yùn)動(dòng)
實(shí)驗(yàn)前把植物放在光線充足及比較濕潤(rùn)的地方,以便使用時(shí)氣孔更好地張開(kāi)。撕下葉子的下表皮,放在載玻片上的清水中,展平后蓋上蓋玻片。然后在顯微鏡下觀察正常狀態(tài)的氣孔。
找到清晰的開(kāi)放著的氣孔物像后,在蓋玻片的一側(cè)滴加2-3滴50%的甘油,同時(shí)在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸,同時(shí)在顯微鏡下觀察。此時(shí)可以觀察保衛(wèi)細(xì)胞開(kāi)始發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,氣孔也隨之關(guān)閉了。
10-15分種后,由于甘油可透過(guò)保衛(wèi)細(xì)胞的原生質(zhì)層而進(jìn)入液泡,從而導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象,這時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)氣孔又隨之張開(kāi)了。
在蓋玻片的一側(cè)滴加2-3滴清水,同時(shí)在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸,同時(shí)在顯微鏡下觀察。此時(shí)可以觀察到由于保衛(wèi)細(xì)胞大量吸水而導(dǎo)致氣孔張得更大了。
二、估測(cè)葉片氣孔的數(shù)量
1、請(qǐng)用自己組的設(shè)計(jì)方案,或者用參考的設(shè)計(jì)方案來(lái)研究:
(1)同種植物單位面積葉片上、下表皮氣孔數(shù)量有何差異?
(2)不同植物單位面積葉片上的氣孔數(shù)量差異如何?
2、一些提示:
臨時(shí)裝片的制作方法要點(diǎn):滴清水、撕葉片表皮(只要透明部分)、展平、蓋蓋玻片(注意防氣泡)、觀察(注意顯微鏡的正確使用)。
3、實(shí)驗(yàn)步驟
(1)拿起葉片,使下表面朝上,以一定角度撕取一部分下表皮。撕下的應(yīng)是伸到葉片綠色部分以外的、窄而無(wú)色的邊緣部分。
(2)把表皮放在載玻片上,用解剖刀切成小塊,滴加一滴清水,蓋上蓋玻片,勿使表皮干燥。
(3)在低倍境下找到一些氣孔。換到高倍鏡下觀察。
(4)在高倍鏡下,數(shù)出下表皮5個(gè)不同區(qū)域中的氣孔數(shù)目。計(jì)算每mm2葉表皮上的平均氣孔數(shù)目(方法見(jiàn)前面的實(shí)驗(yàn)原理部分)。
(5)用同樣的方法對(duì)同一葉片的上表皮上的氣扎進(jìn)行計(jì)數(shù),盡可能現(xiàn)察多種類(lèi)型的葉。比較每類(lèi)葉的上、下表皮上的每mm2的氣孔教目。
4、測(cè)量記錄:
你所用的顯微鏡,其低倍物鏡的視野直徑及視野面積
視野直徑
mm2
視野面積mm2
氣孔數(shù)目個(gè)mm2
你所用的顯微鏡,其高倍物鏡的視野直徑及視野面積
視野直徑mm2
視野面積mm2
氣孔數(shù)目個(gè)mm2
植物種類(lèi)
上表皮
下表皮
5、討論:
(1)葉片上表皮不同區(qū)域每平方毫米的氣孔數(shù)目有何不同?葉片下表皮不同區(qū)域的氣孔數(shù)目有何不同?葉片上表皮與下表皮相比,氣孔數(shù)目有何不同?在你得出結(jié)論前,必須做出什么假設(shè)?
(2)不同的植物葉片上表皮或下表皮氣孔數(shù)目及分布有何差異?
高一生物《光合作用》知識(shí)點(diǎn)整理
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高一生物《光合作用》知識(shí)點(diǎn)整理
光合作用 名詞: 1、光合作用:發(fā)生范圍(綠色植物)、場(chǎng)所(葉綠體)、能量來(lái)源(光能)、原料(二氧化碳和水)、產(chǎn)物(儲(chǔ)存能量的有機(jī)物和氧氣)。
語(yǔ)句:
1、光合作用的發(fā)現(xiàn):①1771年英國(guó)科學(xué)家普里斯特利發(fā)現(xiàn),將點(diǎn)燃的蠟燭與綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內(nèi),蠟燭不容易熄滅;將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內(nèi),小鼠不容易窒息而死,證明:植物可以更新空氣。②1864年,德國(guó)科學(xué)家把綠葉放在暗處理的綠色葉片一半暴光,另一半遮光。過(guò)一段時(shí)間后,用碘蒸氣處理葉片,發(fā)現(xiàn)遮光的那一半葉片沒(méi)有發(fā)生顏色變化,曝光的那一半葉片則呈深藍(lán)色。證明:綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。③1880年,德國(guó)科學(xué)家思吉爾曼用水綿進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)。證明:葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所,氧是葉綠體釋放出來(lái)的。④20世紀(jì)30年代美國(guó)科學(xué)家魯賓卡門(mén)采用同位素標(biāo)記法研究了光合作用。第一組相植物提供H218O和CO2,釋放的是18O2;第二組提供H2O和C18O,釋放的是O2。光合作用釋放的氧全部來(lái)自來(lái)水。
2、葉綠體的色素:①分布:基粒片層結(jié)構(gòu)的薄膜上。②色素的種類(lèi):高等植物葉綠體含有以下四種色素。A、葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,包括葉綠素a(藍(lán)綠色)和葉綠素b(B、類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光,包括胡蘿卜素和葉素
3、葉綠體的酶:分布在葉綠體基粒片層膜上(光反應(yīng)階段的酶)和葉綠體的基質(zhì)中(暗反應(yīng)階段的酶)。
4、光合作用的過(guò)程:①光反應(yīng)階段a、水的光解:2H2O→4[H]+O2(為暗反應(yīng)提供氫)b、ATP的形成:ADP+Pi+光能—→ATP(為暗反應(yīng)提供能量)②暗反應(yīng)階段:a、CO2的固定:CO2+C5→2C3b、C3化合物的還原:2C3+[H]+ATP→(CH2O)+C5
5、光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系:①場(chǎng)所:光反應(yīng)在葉綠體基粒片層膜上,暗反應(yīng)在葉綠體的基質(zhì)中。②條件:光反應(yīng)需要光、葉綠素等色素、酶,暗反應(yīng)需要許多有關(guān)的酶。③物質(zhì)變化:光反應(yīng)發(fā)生水的光解和ATP的形成,暗反應(yīng)發(fā)生CO2的固定和C3化合物的還原。④能量變化:光反應(yīng)中光能→ATP中活躍的化學(xué)能,在暗反應(yīng)中ATP中活躍的化學(xué)能→CH2O中穩(wěn)定的化學(xué)能。⑤聯(lián)系:光反應(yīng)產(chǎn)物[H]是暗反應(yīng)中CO2的還原劑,ATP為暗反應(yīng)的進(jìn)行提供了能量,暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)形成ATP提供了原料。
2017高考生物必考知識(shí)點(diǎn):光合作用
2017高考生物必考知識(shí)點(diǎn):光合作用
第三節(jié)、光合作用
名詞:1、光合作用:發(fā)生范圍(綠色植物)、場(chǎng)所(葉綠體)、能量來(lái)源(光能)、原料(二氧化碳和水)、產(chǎn)物(儲(chǔ)存能量的有機(jī)物和氧氣)。
語(yǔ)句:1、光合作用的發(fā)現(xiàn):①1771年英國(guó)科學(xué)家普里斯特利發(fā)現(xiàn),將點(diǎn)燃的蠟燭與綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內(nèi),蠟燭不容易熄滅;將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內(nèi),小鼠不容易窒息而死,證明:植物可以更新空氣。②1864年,德國(guó)科學(xué)家把綠葉放在暗處理的綠色葉片一半暴光,另一半遮光。過(guò)一段時(shí)間后,用碘蒸氣處理葉片,發(fā)現(xiàn)遮光的那一半葉片沒(méi)有發(fā)生顏色變化,曝光的那一半葉片則呈深藍(lán)色。證明:綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。③1880年,德國(guó)科學(xué)家思吉爾曼用水綿進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)。證明:葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所,氧是葉綠體釋放出來(lái)的。④20世紀(jì)30年代美國(guó)科學(xué)家魯賓卡門(mén)采用同位素標(biāo)記法研究了光合作用。第一組相植物提供H218O和CO2,釋放的是18O2;第二組提供H2O和C18O,釋放的是O2。光合作用釋放的氧全部來(lái)自來(lái)水。
2、葉綠體的色素:①分布:基粒片層結(jié)構(gòu)的薄膜上。②色素的種類(lèi):高等植物葉綠體含有以下四種色素。A、葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,包括葉綠素a(藍(lán)綠色)和葉綠素b(;B、類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光,包括胡蘿卜素和葉素
3、葉綠體的酶:分布在葉綠體基粒片層膜上(光反應(yīng)階段的酶)和葉綠體的基質(zhì)中(暗反應(yīng)階段的酶)。
4、光合作用的過(guò)程:①光反應(yīng)階段a、水的光解:2H2O→4[H]+O2(為暗反應(yīng)提供氫)b、ATP的形成:ADP+Pi+光能—→ATP(為暗反應(yīng)提供能量)②暗反應(yīng)階段:a、CO2的固定:CO2+C5→2C3b、C3化合物的還原:2C3+[H]+ATP→(CH2O)+C5
5、光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系:①場(chǎng)所:光反應(yīng)在葉綠體基粒片層膜上,暗反應(yīng)在葉綠體的基質(zhì)中。②條件:光反應(yīng)需要光、葉綠素等色素、酶,暗反應(yīng)需要許多有關(guān)的酶。③物質(zhì)變化:光反應(yīng)發(fā)生水的光解和ATP的形成,暗反應(yīng)發(fā)生CO2的固定和C3化合物的還原。④能量變化:光反應(yīng)中光能→ATP中活躍的化學(xué)能,在暗反應(yīng)中ATP中活躍的化學(xué)能→CH2O中穩(wěn)定的化學(xué)能。⑤聯(lián)系:光反應(yīng)產(chǎn)物[H]是暗反應(yīng)中CO2的還原劑,ATP為暗反應(yīng)的進(jìn)行提供了能量,暗反應(yīng)產(chǎn)生的ADP和Pi為光反應(yīng)形成ATP提供了原料。
6、光合作用的意義:①提供了物質(zhì)來(lái)源和能量來(lái)源。②維持大氣中氧和二氧化碳含量的相對(duì)穩(wěn)定。③對(duì)生物的進(jìn)化具有重要作用??傊?,光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。
7、影響光合作用的因素:有光照(包括光照的強(qiáng)度、光照的時(shí)間長(zhǎng)短)、二氧化碳濃度、溫度(主要影響酶的作用)和水等。這些因素中任何一種的改變都將影響光合作用過(guò)程。如:在大棚蔬菜等植物栽種過(guò)程中,可采用白天適當(dāng)提高溫度、夜間適當(dāng)降低溫度(減少呼吸作用消耗有機(jī)物)的方法,來(lái)提高作物的產(chǎn)量。再如,二氧化碳是光合作用不可缺少的原料,在一定范圍內(nèi)提高二氧化碳濃度,有利于增加光合作用的產(chǎn)物。當(dāng)?shù)蜏貢r(shí)暗反應(yīng)中(CH2O)的產(chǎn)量會(huì)減少,主要由于低溫會(huì)抑制酶的活性;適當(dāng)提高溫度能提高暗反應(yīng)中(CH2O)的產(chǎn)量,主要由于提高了暗反應(yīng)中酶的活性。
8、光合作用過(guò)程可以分為兩個(gè)階段,即光反應(yīng)和暗反應(yīng)。前者的進(jìn)行必須在光下才能進(jìn)行,并隨著光照強(qiáng)度的增加而增強(qiáng),后者有光、無(wú)光都可以進(jìn)行。暗反應(yīng)需要光反應(yīng)提供能量和[H],在較弱光照下生長(zhǎng)的植物,其光反應(yīng)進(jìn)行較慢,故當(dāng)提高二氧化碳濃度時(shí),光合作用速率并沒(méi)有隨之增加。光照增強(qiáng),蒸騰作用隨之增加,從而避免葉片的灼傷,但炎熱夏天的中午光照過(guò)強(qiáng)時(shí),為了防止植物體內(nèi)水分過(guò)度散失,通過(guò)植物進(jìn)行適應(yīng)性的調(diào)節(jié),氣孔關(guān)閉。雖然光反應(yīng)產(chǎn)生了足夠的ATP和〔H〕,但是氣孔關(guān)閉,CO2進(jìn)入葉肉細(xì)胞葉綠體中的分子數(shù)減少,影響了暗反應(yīng)中葡萄糖的產(chǎn)生。
9、在光合作用中:a、由強(qiáng)光變成弱光時(shí),[產(chǎn)生的H]、ATP數(shù)量減少,此時(shí)C3還原過(guò)程減弱,而CO2仍在短時(shí)間內(nèi)被一定程度的固定,因而C3含量上升,C5含量下降,(CH2O)的合成率也降低。b、CO2濃度降低時(shí),CO2固定減弱,因而產(chǎn)生的C3數(shù)量減少,C5的消耗量降低,而細(xì)胞的C3仍被還原,同時(shí)再生,因而此時(shí),C3含量降低,C5含量上升。