【导语】下面小编给大家整理的光合作用的产物生物课程教案(共20篇),希望大家喜欢!

篇1:光合作用的产物生物课程教案
光合作用的产物生物课程教案
一、设计思路:
绿色植物光合作用的知识和实验,是生物学的重要内容。这部分知识比较抽象,难以理解。同时本节中又有重要的科学方法教育内容,如学习设计探究实验,控制单一实验变量,利用对照实验结果得出科学实验结论。利用学生的乐于动手实验的特点,引导组织学生,积极进行讨论交流设计探究实验,本节课利用探究实验的几个步骤作为主线,层层深入引导学生自主完成实验,从中获得探究实验设计的经验,经历实验探究的过程,归纳出绿色植物光合作用的产物和光是光合作用的必要条件的结论。
二、教学目标:
1、知识方面:知道淀粉是光合作用的产物;光是光合作用的必要条件。
2、能力方面:会利用探究实验的方法解决问题;能够灵活运用对照实验的方法。
3、情感方面:确立实事求是的科学态度;养成与他人合作交流的习惯;树立利用实验的方法探求知识。
三、教学重点:
1、设计探究“淀粉是光合作用的产物”的实验;
2、设计“光是光合作用的必要条件”的探究方案。
四、教学难点:
1、设计探究淀粉是光合作用的产物;光是光合作用的必要条件的'探究方案。
2、探究实验的实验操作过程。
五、教学方法:
实验法、讨论法、讲解法。
六、教具、学具准备:
课件、经过暗处理和光照以后的叶子、酒精灯、大小烧杯、三角架及石棉网、培养皿、碘液
七、课件设计思路:
利用提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论为主线贯穿始终。
八、教学过程:
(一)运用生活事例,引出学习课题
很高兴和同学们共同探讨生物的奥秘。大家请看大屏幕:屏幕上所展示的是我们经常吃到食物,它们里面蕴藏着许许多多的营养物质,这些营养物质来自于绿色植物的光合作用。从这节课开始我们就研究绿色植物的光合作用。
(二)观察分析课件,提出探究问题
师:大家看(课件)这是我们平时所吃的土豆,你知道它里面含有哪些营养物质吗?
生:蛋白质、淀粉等。
师:这些营养物质都是由光合作用产生的吗?
生:是(不是)。
师:是,不是,我们需要用实验的方法来探索。
生:实验的方法。
师:对,我们就利用实验探究的方法来研究其中的一种营养物质----淀粉是不是光合作用的产物。
提到光合作用,从字面上来看你认为它应当在什么条件下进行?
生:有光的条件下。
师:我们再作出一个大胆的假设:光是光合作用的条件。同时我们利用实验来研究光合作用的其中一种产物。(出示课件)
(三)展示实验材料,制定实验方案
设计方案:出示君子兰、天竺葵、槐树的图片,让学生分析应当选取哪一种材料。
提供给学生酒精、碘液等物质的性质以及一些小的帮助,学生合作作出实验计划,小组交流合作作出合理的实验方案。(大约5分钟)
(四)小组交流讨论,完善展示方案
交流方案:找取2、3组谈谈他们自己的方案,同时要求其他组对比看与自己的方案有什么不同,有哪些可以为自己利用。交流结束后师总结出一个最科学的实验方案。(利用课件向全班同学演示)
(五)合作探究实验,剖析疑难困惑
实施方案:
教师利用课件提出实验中的注意事项,学生分组合作动手实验操作。
由于加热酒精脱色时间大约10分钟,指导学生开始试验操作后,用课件展示思考题:
1怎样才能避免叶中原有淀粉对实验的影响?
2用黑纸片遮住叶片的目的是什么?
3为什么要把绿叶放入酒精中隔水加热?
4观看加热过程你感觉需要注意哪些安全问题?
5采取什么办法证明淀粉的存在?
(六)分析现象结果,归纳实验结论
观察现象、分析结果:
师:科学的发现往往来自于仔细的观察中,仔细观察实验结果看有什么发现?
生:……
师:这些现象说明了什么?
学生讨论总结。
得出结论:(课件)光合作用的产物之一是淀粉;
光是光合作用的必要条件。
(七)回顾探究过程,梳理实验得失
刚刚我们的实验很成功,大家再回顾这个实验的整个过程。开始我们根据土豆发现了问题,并且我们提出了两个假设,接着我们通过讨论交流作出了一个科学的计划,实施计划以后我们看到了现象,经过仔细观察、分析以后我们得出了结论。在这些环节中你认为最重要的是哪一个?
生答后,师:作出计划是实验成功的关键。这个实验我们正是由于有了一个科学的计划才成功的。对于前面的知识大家学习的效果好不好呢?我来考一考大家。
(八)合作自主并用,提升知识技能
课堂演练(出示课件)
(九)畅谈体验感悟,发掘学科新知
1、大家交流交流通过本节课你有哪些收获?(课堂小结)
学生交流后总结(出示课件)。
2、光合作用的产物不仅仅是淀粉还有其它的物质,它们是什么呢?下节课我们继续研究。课下大家收集关于光合作用的小知识。
今天的内容就介绍到这里了。
篇2:光合作用产物高二生物教案
【教学重点】光合作用的发现过程;叶绿体中色素的种类;颜色及其吸收的光谱;光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布;光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程;光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义;植物栽培与合理利用光能的关系。
【教学难点】光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布;光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义
【课时安排】2课时
【教学手段】板图、挂图、多媒体课件、实验
【教学过程】
第一课时
1、引言
本节可引入的话题很多,如:
①可从全世界面临的一些生态危机,如粮食、化石能源、环境污染等入手;
②或从花卉、农作物、果蔬的栽培方法或增产的措施入手;
③或从一些自然灾害,蝗灾、沙尘暴等入手;
④或动物、植物的同化作用区别等等方面切入光合作用;
⑤还可通过教材提供的光合作用的发现所列举的几个实验为切入点进入光合作用的学习,其中较易作为切入点的实验有:德国科学家萨克斯成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生淀粉的实验(学生在初中就做过);德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用场所,且氧由叶绿体释放出来的实验;20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验。
教师应特别重视光合作用发现这部分内容的教学,因为通过分析科学家对光合作用的研究历程,学生可以不仅了解到放射性元素示踪技术在生物学研究中的重要作用,从中也可以深切体会到技术的发现和应用,特别是物理、化学技术的使用对生物学起到的推动作用,因此有人说“技术是人类延长了的手臂”。
2、叶绿体及其光合色素
用板图或挂图显示出叶绿体结构模式图,提问复习叶绿体的亚显微结构,教师应适时指出,光合作用所以能在叶绿体中进行一是由于其中含有催化光合作用的酶系,这些酶分布在叶绿体的基质中和片层的薄膜上;二是在基粒片层的薄膜上,有吸收转化光能的色素,这样就引出了叶绿体上的光合色素这一教学内容。
(1)学生做《实验八叶绿体中色素的提取和分离》
可作为探究实验,也可作为验证实验,但实验过程都应让学生自己看书总结,之后引导学生讨论下面的问题:
①“想要做好《叶绿体中色素的提取和分离》实验,学生应注意哪些问题?
这个实验是高中生物学实验难度较大的一个,涉及的药品多,实验原理复杂,实验操作也较烦琐,而且实验现象也不是很明显。如何才能顺利地完成这个实验呢?下面就这个实验要注意的问题做一些说明。
提取光合色素过程中,关键是速度。提取光合色素过程中,因为光合色素都是脂溶性的,因此用丙酮这种有机溶剂作为提取液,因为丙酮易挥发且有一定毒性,因此提取过程要速度要快,同时提取液要用胶塞塞好,以防止其挥发;利用二氧化硅硬度极大的特点,其粉末可增加研磨时磨擦力,加快研磨的速度;又因为叶绿素容易破坏,因此需要保护,而碳酸钙的作用是防止叶绿素被破坏;把绿叶剪碎的目的也是为了加快研磨速度。
划滤液细线是本实验的结果明显清晰的关键。滤液细线必须待第一次完全干燥后才能划第二遍,重复次数可多一些,滤液细线要齐、细、颜色深,其中齐更重要一些。
用纸层析法分离色素时,特别要注意滤液细线一定要处于层析液的上面,否则光合色素会溶解于层析液中,而不会沿层析液向上扩散、分离,这会使实验效果极差,甚至不发生分离,导致实验无效;另外,层析液是石油醚、丙酮、苯等有机溶剂的混合液,具有挥发性且有毒,要注意密闭。
正常的实验现象从上到下应为:胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素(a)、叶绿素(b),一般可看到下面三种色素,最上面的胡萝卜素如果操作不适当效果可能不很明显。
还有这个实验过程用了有毒的有机药品,因此实验后要用肥皂把手洗干净。
在学生观察的基础上,教师总结光合色素的种类、色素颜色、色素的吸收光谱及在滤纸条分布。
②学生实验结束后,教师可给学生演示叶绿体的色素吸收光谱的现象。方法是:用红、橙黄、绿、蓝紫色的薄膜,分别遮住同一光源。把盛有叶绿体的色素提取液的试管,分别放在红、橙黄、绿、蓝紫色光前、让学生观察这些光透过色素提取液的情况。可明显地看到红和蓝紫色光透过的较少(暗),橙黄和绿色光透过的较多(亮)。引导学生分析这些现象,得出叶绿体中的色素,主要吸收红光和蓝紫光。在此基础上,出示教材中的光合色素吸收光谱曲线,引导学生分析曲线含义,总结光合色素吸收光波的不同特点。
③教师还可引导学生进一步分析叶绿体结构特点与其光合作用功能相适应的特点,例如:与光合作用有关的各种酶集中分布于叶绿体中,有利于光合反应高效地进行;再如,叶绿体内的片层薄膜,垛叠成基粒,每个基粒由10~100个片层结构组成,这样的结构可增大叶绿体内的膜表面,扩大色素的附着面,有利于提高光能的利用效率
(2)有条件的学校或班级还可引导学生对色素、光合色素有关的问题做较为深入的讨论,比如可讨论下面几个问题:
①学生知道我们平常吃的韭黄和蒜黄是怎么培育出来的吗?
这个问题涉及到了植物叶绿素合成时的条件问题。
叶绿素是光合色素中最重要的一类色素。绿色植物的叶绿体中有四种色素,绿色植物只在光下才能合成叶绿素,这样学生已经知道这个问题的答案了。韭黄、蒜黄是在黑暗条件下培育出来的,因为植物此时不能合成叶绿素,只能长成黄化苗,而黄化苗的薄壁细胞比较多,所以吃起来比较嫩,口感比韭菜、蒜苗好一些。但要注意,植物不能长期处于无光条件下,这个道理学生应该是明白的。
叶绿素的形成除了有光照之外,还与什么因素有关呢?叶绿素是一种较复杂有机化合物,其中心存在一个镁离子,因此叶绿素的形成还与镁这种矿质元素有关,没有镁,叶绿素也是形成不了的。
②如果土壤短期缺镁,植物的叶片会出现什么现象呢?
可给学生适当的提示,镁与叶绿素是以不稳定化合物的形式存在的。学生可以想一想我们在植物矿质代谢中学习的内容,还记得吗?有两类矿质元素可以移动,一是像氮、磷、钾这样以离子态运输的矿质元素,还有一就是像镁这样与不稳定化合态存在的矿质元素;另一类矿质元素不能自由地在植物体内移动,如钙、铁这样以稳定难溶的状态存在的化合物。能移动的矿质元素才能被重复利用,而且这些矿质元素一般都运输到植物体生长比较活跃的地方,如茎尖、芽尖、幼叶等处。因此土壤中短期缺乏镁这种可移动的离子时,整个植物体中的叶片受损伤的程度是不一样的,此时老叶先受损变黄,而幼叶暂时不会受到缺镁的损伤,依然鲜绿。反之,如果土壤中缺乏的是钙、铁这些不能移动的离子,植物体首先受损伤的则是新叶。
③浅海中自上而下为什么会出现绿藻、褐藻、红藻等藻类植物的分层分布现象?
这也是一个和光有关的生物学问题。
我们平常看到的物体的颜色实际上是这个物体反射的光,如学生看到叶片是绿色,说明叶片反射绿光,而吸收了其它色光;学生看到一个物体是白色的,说明这个物体不吸收任何光,并全部反射回来;学生看到一个物体是黑色的,说明这个物体把所有光都吸收了,没有反射任何光。这是理解这个问题的关键。通过上面的分析学生可能已经知道,绿藻反射了绿光;褐藻反射了黄光,而红藻反射了红光。
篇3:光合作用产物高二生物教案
教学目标
一、知识方面
1、使学生了解光合作用的发现过程。
2、使学生了解叶绿体中色素的种类、颜色及其吸收的光谱;初步学习光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布。
3、掌握光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程、光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义。
4、应用所学的光合作用的知识,了解植物栽培与合理利用光能的关系。
二、能力方面
1、通过叶绿体色素的提取与分离实验,初步训练学生的实验室操作技能及相关仪器、药品的使用能力。
2、通过探讨光合作用的氧来源,初步训练学生的实验设计能力。
3、通过分析、讨论光合作用的光反应和暗反应具体过程,培养学生良好的思维品质。
三、情感、态度、价值观方面
1、通过学生对绿色植物的光合作用意义的理解,增强学生保护生态环境的意识。
2、通过学生讨论“如何利用光合作用的原理提高作物产量”这一问题,加强对科学、技术、社会(STS)的关注。
教学建议
教材分析
因为光合作用在绿色植物的新陈代谢以及整个生态系统的物质循环和能量流动中,具有十分重要的意义,所以本节是本章的重点内容之一。教材这一节主要讲述了光合作用的发现过程、叶绿体和其中的色素(并且安排了叶绿体中色素的提取和分离的学生实验)、光合作用的过程、光合作用的重要意义以及植物栽培与光能的合理利用。义务教育初中生物教材已经讲述了光合作用的基础知识,安排了绿叶在光下制造淀粉的实验。本节在此基础上,更加深入地从产物和场所等方面讲述了光合作用发现过程中的几个的实验;讲述叶绿体和其中的色素、让学生学会提取和分离叶绿体色素。
一、教材首先向学生展示了人类研究光合作用这种地球上最重要的生理过程的艰苦历程,同时介绍了在研究光合作用过程中的几个实验,如:1771年,英国科学家普利斯特利证明植物可以更新空气实验;1864年,德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生淀粉的实验;1880年,德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用的场所,并从叶绿体放氧的实验;20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验。介绍这些实验的目的是使学生懂得实验是探究生物科学的基本方法,从而培养学生实事求是的科学态度、不断探求新知识的创新精神。
二、叶绿体中的色素是本节的重点,实验是本节的难点。
学生必须在搞清楚叶绿体中色素的种类及其吸收光谱,基粒片层结构的垛叠形式、色素在片层上的分布、基粒和基质的关系基础上,才有可能深刻理解光合作用的光反应和暗反应及其相互关系。
教材在介绍叶绿体中的色素时,设计了一个学生实验,即《叶绿体中色素的提取和分离》,使学生易于对叶绿体色素有一个感性认识。本实验可以在讲授完叶绿体色素后作为验证实验处理,也可用于叶绿体色素的探究实验;另外教材中叶绿体中各色素的吸收光谱也可作为课上学生讨论叶绿体色素生理作用的探究课题处理。
三、教材中光合作用的过程是本节的重点内容,也是本节的难点。
1、其中光合作用的总反应式,即
概括出了光合作用的场所、条件、原料、产物及氧气的来源,但是,该反应式不足以表示光合作用的具体过程。因此,教材以图解的形式简明扼要地介绍了光合作用的两个重要过程,即光反应和暗反应。
2、光反应阶段
教材中光反应阶段可概括为光反应场所和光反应过程两个方面。
(1)光反应场所:叶绿体基粒片层结构的薄膜(类囊体)上进行。
(2)光反应过程:光反应的本质是由可见光引起的光化学反应,可分为两方面内容:
①水的光解反应:通过光合色素对光能的吸收、传递,在其中部分光能作用下把水分解为氢和氧,氧原子结合形成氧气释放出去,氢与NADP结合形成NADPH,用[H]表示,叫做还原性氢,作为还原剂参与暗反应。
②ATP的合成反应:另一部分光能由光合色素吸收、传递的光能转移给ADP,结合一个磷酸形成ATP,也就将光能转变成活跃的化学能储存在高能磷酸键上。
3、暗反应阶段
教材中暗反应阶段也可概括为暗反应场所和暗合应过程两个方面。
(1)暗反应场所:叶绿体基质中进行。
(2)暗反应过程:暗反应实际上是一个由多种酶的催化才能完成的酶促反应,光对暗反应没有影响。主要包括三个步骤:
①二氧化碳的固定:一个二氧化碳分子与一个五碳化合物分子结合形成两个三碳化合物分子,这个反应的作用在于使反应活性不高的二氧化碳分子活化。
②三碳化合物的还原:在有关酶的催化下,一些三碳化合物接受光反应产生的ATP分解时释放的能量并被光反应产生的[H]还原,经一系列复杂的变化,形成糖类,一部分氨基酸和脂肪也是由光合作用直接产生的。
③五碳化合物的再生:另一些三碳化合物则经复杂的变化,又重新生成五碳化合物,从而使暗反应阶段的化学反应不断地进行下去。
4、教材中光合作用的意义可从以下几个方面归纳:光合作用是生物界有机物的来源;光合作用是生物生命活动所需要能量的来源;光合作用可调节大气中氧气和二氧化碳的含量;光合作用在生物的进化具有重要作用,即:使无氧呼吸进化为有氧呼吸成为可能,同时为水生生物进化到陆生生物创造了条件。
教材在最后总结道:“光合作用是生物界最基本的能量和物质代谢”,充分概括光合作用在生态系统中的地位。
5、植物栽培与光能的合理利用是教材的选学内容,其目的是使学生意识到科学、技术、社会(STS)的理念,这部分内容易于调动起学生的讨论热情。
篇4:光合作用产物高二生物教案
一、教材分析
新课标对光合作用的认识过程从原来的“了解”水平提高到了“说明”水平,教材中本部分内容从回顾科学家对光合作用的探究历程开始,让学生感知他们探索的科学精神和实事求是的科学态度,学习科学探究的一般方法和实验设计的原则,并且得出光合作用的反应式。教材中详细描述了各探究实验的关键环节,对学生的探究思维具有很好的启发性。
二、教学目标
1.知识目标:
1.知道光合作用被发现的基本过程
2.简述出光合作用的原料、产物、条件和反应场所。
2.能力目标:
1.重新走进科学家发现光合作用的有关实验,学会运用科学探究的手段发现问题、解决问题,发展科学探究能力;
2.在实验探究中掌握科学探究的一般原则,重点是对照实验原则和单因子变量原则
3.过读书和师生的讨论活动,培养学生[此文转于斐斐课件园 FFKJ.Net]自学和主动探索新知识的技能、技巧。
3.情感、态度和价值观目标:
1.体验科学探究历程,体会科学概念是在不断观察、实验、探索和争论中形成;
2.认同科学家不仅要继承前人的科研成果,而且要善于吸收不同学科中的有关知识,还要具有质疑、创新及勇于实践的科学精神和科学态度;
3.学会参与、合作和交流探究的内容和结果;
4.认识到技术的发展在科学研究中的作用,尊重科学且用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观。
三、教学重点难点
重点:光合作用的发现及研究历史过程中的各实验设计、优缺点和结论。
难点:光合作用的发现过程中各实验如何巧妙地连接起来,如何过渡,如何引导学生进行思考探究从而得出正确结论。
四、学情分析
学生在初中生物课中学习过有关光合作用的知识,而且生活实践中也对光合作用有所了解。但是,对于光合作用的发现历史却很陌生,关键对于我们这节课要达到的目标“科学探究的一般方法”知之甚少。高中学生具备了一定的观察和认知能力,分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立,但还很不完善,对事物的探索好奇,又往往具有盲目性,缺乏目的性,并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。在教学过程(本文来自优秀教育资源网斐.斐.课.件.园)中,教师要尽量创设学生活动的机会,让学生成为学习活动的主体,教师只是为学生的学习提供必要的指导和知识铺垫。
五、教学方法
探究式教学,结合问题、讨论、比较、归纳多种教学方法,并配以多媒体辅助教学,引导学生再现科学发现过程,并进行分析、讨论、归纳和总结。新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
1. 学生的学习准备
学生收集了解关于光合作用研究历史。兴趣小组做关于光合作用的探究实践
篇5:光合作用产物高二生物教案
[教学目标]
1、知识目标
①概述色素提取和分离实验的原理,并说出叶绿体中色素的种类和作用;
②解释光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系;
③说明环境因素对光合作用强度的影响;
2、能力目标
①尝试探究影响光合作用强度的环境因素,学习科学研究的一般方法。
3、德育目标
①通过对光合作用的学习,培养学生热爱绿色植物和自然的思想情感。
[教学重点与难点]
1、光合作用的过程,理解光反应与暗反应的过程比较。
2、影响光合作用的因素。
[课 时] 3课时
_________________________________________________________________________________
一、光合作用的发现:
年代 科学家 实验设计思路及现象 结论
1771年 普里斯
特利 点燃的蜡烛与绿色植物放在密闭玻璃罩内,
现象是______ __
小鼠与绿色植物放在密闭的玻璃罩内,
现象是________________
1779年 根豪斯 把带叶枝条放到水中,光下 ,
暗处 .
1864年 萨克斯 把绿色叶片放在暗处几小时,目的是____________,
然后一半曝光,另一半遮光一段时间后,用碘蒸气
处理叶片,发现____________
1880年 恩吉
尔曼 水 绵 黑暗、没有空气
好氧细菌 显微镜观察
完全曝光→现象_________________
极细光束照射叶绿体→现象__ __
1940年 鲁宾
和卡门 实验方法是______________________________
H218O,CO2→现象________________
H2O,C18O2→现象_______________
1948年 卡尔文 用14C标记CO2追踪光合作用过程中碳的行踪,
发现
二、光合色素与光能捕获
1、光合作用的细胞器是叶绿体,是因为其中含有与光合作用有关的 和 。其中酶分布于 。
色素的分布于: ;
色素的作用: 、 、 光能 。
2、叶绿体中色素的分类:
叶绿素a: 色
叶绿素: 主要吸收 光
叶绿素b: 色
③色素种类
胡萝卜素: 色
类胡萝卜素 主要吸收 光
叶黄素: 色
[思考与讨论]
(1)为什么夏天绿油油的树叶到秋天会变黄?
(2)叶绿体中色素的形成需哪些条件?
[实验]提取和分离叶绿体中的色素
三、光合作用的过程
1、光合作用的概念:
植物通过 ,利用 ,把 和
转化成储存能量的有机物,并且释放出 的过程。
2、光合作用的总反应式
3、光反应与暗反应的比较
光反应 暗反应
部位
条件
反应物
物质变化
能量变化
产物
两阶段的关系
实质
例题:下图是光合作用过程的图解,请对图仔细分析后回答下列问题:
(1)图中A代表________,其功能是_______ _。
(2)图中B是________,在光合作用过程中来自于______ __。
(3)图中C是________,它被传递到叶绿体的________部位,用于________。
(4)图中D是________,在叶绿体中合成D所需的能量来自__ ______。
(5)图中E是________;
(6)图中F是________,它是由CO2和________结合后形成。
(7)图中H是________,此阶段是在叶绿体的________上进行的;Ⅰ是________,此阶段是在叶绿体的________中进行的。
(8)由F到J称为______ __;由G到F称为__ ______。确切地说,
J代表____ ____。
四、影响光合作用的环境因素
1、农业上通过提高光能利用率来提高粮食产量,提高光能利用率的方法有:
、 、
。
2、影响光合作用强度(光合作用效率)的因素有哪些?
[练习]
1、在光合作用实验里,如果所用的水中有0.2%的水分子含18О,二氧化碳中有0.68%的二氧化碳分子含18О。那么,植物进行光合作用释放的氧气中,含18О的比例为
A.0.20% B.0.44% C.0.64% D.0.88% ( )
2、下图所示,某植物上的绿叶经阳光照射24小时后,经脱色并用碘液处理,结果有锡箔覆视部位不呈蓝色,而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色。本实验证明 ( )
①光合作用需要二氧化碳 ②光合作用需要光 ③光合作用需要叶绿素 ④光合作用放出氧气 ⑤光合作用制造淀粉
A.①② B.③⑤ C.②⑤ D.①③
[补充] 化能合成作用
绿色植物以光能为能源,以二氧化碳和水为原料合成糖类,糖类中贮存着由光能转换来的能量。因此绿色植物属于自养生物。相反,人、动物、真菌及大多数细菌,细胞中没有叶绿素,不能进行光合作用,它们只能利用环境中现成的有机物来维持自身生命活动,它们属于异养生物。
除了绿色植物,自然界中少数种类的细菌,虽然细胞内没有叶绿素,不能进行光合作用,但能够利用体外环境中的某些无机物氧化分解时释放的能量来制造有机物,这种合成作用叫化能合成作用,这些细菌也属于自养生物。例如,生活在土壤中的硝化细菌能利用土壤中的氨(NH3)氧化成亚硝酸(HNO2),进而将亚硝酸氧化成硝酸(HNO3)。硝化细菌能够利用这两个化学反应中释放的能量,将二氧化碳合成糖类,这些糖类可供硝化细菌维持自身的生命活动。
[校本作业]
1、下图为用分光光度计测定叶片中两类色素吸收不同波长光波的曲线图,请判定A和B分别为何种色素 (A )
A.叶绿素、类胡萝卜素 B.类胡萝卜素、叶绿素
C.叶黄素、叶绿素a D.叶绿素a、叶绿素b
2、关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,不正确的是 ( C )
A.可以用无水乙醇提取叶绿体中的色素
B.叶绿体中色素能够分离的原因是在不同色素在层析液中的溶解度不同
C.研钵中加入二氧化硅、碳酸钙和绿叶后直接用杵棒进行研磨,不用作任何处理
D.滤液细线要画得细而直,避免色素带间的部分重叠
3、.普里斯特利把一只小白鼠和一盆植物一同放到一个玻璃罩内,结果小白鼠和植物都能存活很长时间。但后来有人重复这个实验,却有的能成功,有的不能成功。以下关于这一现象的说法,不正确的是( A )
A.该实验并不科学,没有可重复性
B.该实验的成功与否,要看是否将装置置于阳光下
C.该实验说明光合作用释放的氧气与小白鼠需要的氧达到了平衡
D.该实验说明光合作用需要的CO2与小白鼠呼出的CO2达到了平衡
4、下列关于光合作用的叙述中,正确的是 ( A )
A.光反应在叶绿体的类囊体薄膜上进行,暗反应在叶绿体的基质中进行
B.光反应需要光,不需要酶,暗反应不需要光,需要多种酶
C.当对植物突然停止光照以后,暗反应也马上停止
D.光反应分解水生成O2,暗反应消耗O2生成水
5、如图是一晴朗夏日某植物光合作用强度随时间变化的曲线图,C点与B点相比较,叶肉细胞内的C3、C5、ATP和[H]的含量发生的变化依次是 ( C )
A.升、升、升、升
B.降、降、降、降
C.降、升、升、升
D.升、升、降、降
6、科学家研究CO2 浓度、光照强度和温度对同一种植物光合作用强度的影响,得到实验结果如右图。请据图判断下列叙述不正确的是 ( D )
A.光照强度为b时,造成曲线 Ⅱ 和 Ⅲ 光合作用强度差异的原因是CO2 浓度不同
B.光照强度为 c 时,造成曲线Ⅰ和Ⅱ光合作用强度差异的原因是温度不同
C.光照强度为a~b时,曲线Ⅰ、Ⅱ光合作用强度随光照强度升高而升高
D.光照强度为a~c时,曲线Ⅰ、Ⅲ光合作用强度随光照强度升高而升高]
7、图甲表示某种植物光合速率受光照强度影响的变化曲线,图乙表示某种植物在不同光照强度下,光合速率受CO2浓度影响的变化曲线。a点与c点相比较,c点时叶肉细胞中C3的含量 ;b点与c点相比较,b点时叶肉细胞中C5的含量
A.高、高 B.低、基本一致
C.低、高 D.高、基本一致
8、如图为光反应、暗反应联系示意图,据图回答下列问题:
(1)填出图中字母所表示的物质:
a ,b ,c ,d 。
(2)如小麦在适宜条件下栽培,突然将d降至极低水平,则小麦叶片中的三碳化合物的含量会突然减少,其原因是 ;若降低d的同时,又停止光照,则不会出现上述现象,其原因是 。
(3)若对某植物作如下处理:(甲)持续光照10分钟,(乙)光照5秒后再黑暗处理5秒,连续交替进行20分钟。若其他条件不变,则在甲、乙两种情况下植物所制造的有机物总量是 ( )
A.甲多于乙 B.甲少于乙 C.甲和乙相等 D.无法确定
答案 (1)O2 ATP [H] CO2 (2)CO2固定减弱 C3还原也减弱 (3)B
9、下图为某植物光合作用速率与环境因素之间的关系,请据图回答:
(1)甲图表示在光照弱的情况下,光合作用随 的增加成正比增加,这种情况下,可以认为此时影响光合作用的过程是 阶段。
(2)从图甲可见,光照强度超过某一强度时,光合作用速度不再增加,且有稳定发展的趋势,这种变化主要决定于 ,此时光合作用的 阶段受到限制。
(3)图乙中C点表示光照强度为B时,是植物生长的 ,出现CD段的原因是 。
(4)请在图甲中绘制50℃时植物光合作用速度变化的曲线。
(5)根据图甲,在图乙绘制光照强度为A时,不同温度下光合作用速率变化曲线。
答案 (1)光照强度 光反应 (2)温度 暗反应
(3)最适温度 酶活性降低,光合作用速率降低
(4)如图
(5)如图
10、图甲和图乙表示某植物在适宜的CO2条件下光合作用速率与环境因素之间的关系,图丙是光合作用图解。请据图回答:
(1)由甲图可见,B点光合作用的速率主要受 的限制,此时主要影响丙图中 等过程(填序号)。
(2)乙图表示光照强度为甲图中的B点时,植物光合速率的变化曲线。乙图中曲线后段出现下降趋势的原因是 。
(3)丙图中 吸收的光能将用于 过程(填序号);过程⑥的反应物还包括来自光反应的 。
答案 (1)温度 ④⑤⑥ (2)温度过高,酶活性降低,光合作用速率降低 (3)光合色素 ③④ [H]
篇6:生物教案-光合作用
生物教案-光合作用
教学目标
一、知识方面
1、使学生了解光合作用的发现过程。
2、使学生了解叶绿体中色素的种类、颜色及其吸收的光谱;初步学习光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布。
3、掌握光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程、光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义。
4、应用所学的光合作用的知识,了解植物栽培与合理利用光能的关系。
二、能力方面
1、通过叶绿体色素的提取与分离实验,初步训练学生的实验室操作技能及相关仪器、药品的使用能力。
2、通过探讨光合作用的氧来源,初步训练学生的实验设计能力。
3、通过分析、讨论光合作用的光反应和暗反应具体过程,培养学生良好的思维品质。
三、情感、态度、价值观方面
1、通过学生对绿色植物的光合作用意义的理解,增强学生保护生态环境的意识。
2、通过学生讨论“如何利用光合作用的原理提高作物产量”这一问题,加强对科学、技术、社会(STS)的关注。
④很多植物的叶片到秋天会变红,很多植物的花在一天的不同时间中也会呈现不同的颜色,学生知道这是什么的原因吗?
本题涉及了植物细胞中色素及其比例变化的问题。一般来说,正常叶片的叶绿体中有两大类光合色素,其中叶绿素和类胡萝卜的分子比例为三比一,叶绿素a和叶绿素b也约三比一,叶黄素和胡萝卜的比为二比一。由于绿色的叶绿素比黄色的类胡萝卜素多,占优势,所以正常叶子总是呈现绿色。秋天、条件不正常或叶衰老时,由于叶绿素较易被破坏或先降解,数量减少,而类胡萝卜素比较稳定,所以叶片呈现黄色。
至于红叶,不是叶片中叶绿体的色素造成的,而是由细胞液泡中的花色素引起的。因秋天温度降低,植物体内积累较多糖分以适应寒冷,体内的可溶性糖多了,就形成较多的花色素储存于液泡中。而花色素类似于酸碱指示剂,从碱性到酸性会呈现从蓝色到红色颜色渐变,具体而言是,pH=7~8 时呈淡紫色;pH<3时,呈红色;pH>11则呈蓝色。由于秋天时液泡中花色素增多,且细胞液pH值又偏酸性,因此叶子就变红了。
不仅如此,花色素的颜色也会随环境中存在的不同的金属离子而改变,所以同一种花色素在不同的花中,或是同一种花由于种植的土壤不同,都能显出不同的颜色。
学生可以回家做一个小实验,找一朵开红花的牵牛花,用手把花瓣使劲揉一揉,使花瓣细胞的液泡破裂,然后把这朵花放到洗衣粉水中(碱性环境),花瓣的颜色会由红色变为蓝色。这样学生就可以理解其中的原因了。
第二课时
1、引言
教学时可从光合作用的总反应式入手,或从与初中阶段的光合作用总反应式的比较入手,可采用老师讲授,或学生讨论,或学生根据总反应式提出光合作用氧来源假设,即水中的氧是来源于水还是二氧化碳,还是共同来源于二者,条件好的班还可让学生想办法证明这些假设,以训练学生的实验设计能力。
在搞清楚光合作用中的全部氧气来自于水中的氧后,让学生回忆初中生物学课本中的光合总反应式,并让学生对该反应式配平,要求尤其要求反应式左右氧原子的配平,通过这个工作,可使学生深切认识到,光合作用的反应物与产物中都需要水这一重要生物学事实。
2、光合作用的具体过程
可以教师讲解为主,可用板图、挂图、或多媒体课件的形式尽量把微观的物质变化形象化。
在讲清楚光合作用光反应与暗反应的过程后,应把重点放在光反应与暗反应的区别和联系上,可利用表解的形式让学生分析讨论:
光反应
暗反应
区
别
反应性质
光化学反应
酶促反应
与光的关系
必须在光下进行
与光无直接关系,在光下和暗处都能进行
与温度的关系
与温度无直接关系
与温度关系密切
场所
叶绿体基粒片层结构的薄膜上
叶绿体的基质中
必要条件
光、叶绿体光合色素、酶
多种酶
物质变化
水光解为还原性氢和氧气;由ADP合成ATP
二氧化碳的固定、三碳化合物的还原、五碳化合的再生
能量变化
光能转变ATP中活跃的化学能
ATP中活跃的化学能转变为葡萄糖等光合产物中稳定的化学能
联系
准备阶段:为暗反应的顺利进行准备了还原性氢和能量ATP
完成阶段:在多种酶的作用下,接受光反应提供的还原性氢和ATP,最终将二氧化碳还原为葡萄糖。
之后,还可提出一些综合性的问题,加深学生对光合作用的理解,例如可以提出下面的问题:
“当光合作用的光反应过程被人为阻断,你认为暗反应会停止吗?反过来,当暗反应过程被人为阻断,你认为光反应会怎样变化?”
通过以上的分析可以看出,光合作用的光反应与暗反应是相互联系的,而它们之间的联系纽带是还原力,即ATP和还原性氢。当光反应停止时(如植物在黑暗条件下),暗反应的ATP和还原性氢的来源被阻断,暗反应会停止;而反过来,当暗反应停止时(如植物在气孔完全关闭,或无二氧化碳),光反应是不是也受到影响呢?答案是肯定的,暗反应停止,光反应也会随之停止,因为光反应产生的ATP和还原性氢没有被暗反应消耗,根据化学平衡的原理,相当于光反应的产物浓度升高,化学平衡会向反向进行,从而光反应就停止了。
时间允许的话,还可引导学生讨论影响光合作用的因素,进而讨论“如何提高光合效率的途径”,“采取哪些措施提高农业产量?”等问题,使学生体会到学习生物学理论的实际价值,强化学生学以致用、理论联系的理念。例如,可提出下面的问题供学生讨论:
“你能利用光合作用原理,提出在农业生产中提高作物产量的具体措施吗?”
对光合作用的影响
在生产上的应有
光
光合作用是光化学反应,所以光合作用随着光照强度的变化而变化。光照弱,光合作用减慢,光照逐步增强时光合作用随着加快;但是光照增强到一定程度,光合作用速度不再增加,另外,光的波长也影响光合作用速度,通常在红光下光合作用最快,蓝、紫光次之,绿光最差。
延长光合作用时间;通过轮作,延长全年内单位土地面积上绿色植物进行光合作用的时间,是合理利用光的一项重要措施。
增加光合作用面积,合理密植是增加光合作用面积的一项重要措施。
温度℃
光合作用的暗反应是酶促反应,温度低,酶促反应慢,光合速率降低,随着温度提高,光合作用加快;温度过高时会影响酶的活性,使光合作用速率降低,一般植物的光合作用最适温度在25-30℃之间。
适时播种:温室栽培植物时,可以适当提高室内温度。
二氧化碳浓度
二氧化碳是光合作用的原料,原料增加,产物必然增加,大气中的二氧化碳含量是0.03%,如果浓度提高到0.1%, 产量可提高一倍。如果浓度提高到一定程度后,产量不再提高。如果二氧化碳浓度降低到0.005%,光合作用就不能正常进行。
施用有机肥:温室栽培植物时,可以适当提高室内的二氧化碳浓度。
总之,光合作用涉及的知识多、综合性强,在复习时要全面,特别是光合作用的反应场所、总反应式、反应具体过程、条件、反应物、产物、释放能量、光反应与暗反应之间的相互联系与区别、影响光合作用的诸多因素等方面做全面的比较、总结,并注重这些知识能与生产生活等实际相联系,培养分析、综合、读图、理论联系实际的能力。
3、进行光合作用的意义的教学时,可以在课前自己收集或让学生收集诸如当今世界面临的粮食、化石能源、环境污染、生物多样性受到破坏等资料,课上可以采取分组讨论的形式,选择几个典型的事例,围绕光合作用的生态意义这个中心,引发学生的思考和讨论,使学生切实体会到“光合作用是生物界最基本的能量和物质代谢”和生产、环境,激发学生学习的兴趣。
探究活动
探究光强、光质、温度、二氧化碳浓度对光合作用的影响
【实验目的】学习光强、光质、温度、二氧化碳浓度等外界条件对光合作用的影响
【实验原理】
因为影响光合作用的内部及外部因素不断变化而相起,因此植物光合作用强度经常改变着。影响光合作用的外界因素主要有光强、光质、温度、二氧化碳浓度。影响光合作用的内部因素主要有叶片叶绿素的含量、叶片含水量、叶片的发育阶段等等。
一般而言,光强增加,光合作用强度增强。但由于植物的生活习性不同,在光强增加相同的情况下,光合作用强度的增强程度并不相同,并且当光强增加到一定限度时,光合作用不再增加了。
因光合色素对不同性质的光的吸收值是不同的,因此不同颜色的光也会影响光合作用的强度,红光、蓝紫光光合作用强度大,其它颜色的光会使光合强度下降,绿光的光合强度几乎为零。
因温度直接影响光合作用过程中光反应与暗反应酶的催化活性,因此也会影响光合作用的强度。一般而言,温度在0℃-35℃之间时,每增加10℃光合强度增加一倍;但超过40℃-50℃后,光合强度下降。
因二氧化碳是光合作用的底物之一,因此它的含直接影响光合强度,在一定的浓度范围内,增加二氧化碳浓度,光合作用强度加强。
【实验材料和用具】黑藻或金鱼藻、碳酸氢钠、高瓦数聚光灯、温度计、大烧杯等。
【实验步骤】
1、光强度对光合作用的`影响。
取几条黑藻或金鱼藻,将其剪成几段,放在装有自来水的大烧杯中(杯中已放入少量的碳酸氢钠以产生二氧化碳),使烧杯中水高于植物体2-3厘米。
把此装置放在聚光灯下,很快有气泡从切口中冒出。
把此装置放在距光源分别为10cm、30cm、50cm的地方(用冰块控制各烧杯中的水温,用温度计监测水温)。
每个距离都每隔一定的时间计数排出的气泡数。
2、光质对光合作用的影响。
取几条黑藻或金鱼藻,将其剪成几段,放在装有自来水的大烧杯中(杯中已放入少量的碳酸氢钠以产生二氧化碳),使烧杯中水高于植物体2-3厘米。
把此装置放在聚光灯下,很快有气泡从切口中冒出。
把此装置放在距光源300cm地方(控制各烧杯中的水温一致),分别用红色、蓝色、黄色、绿色的透明玻璃纸把该装置包起来。
每种颜色的光质都每隔一定的时间计数排出的气泡数。
3、温度对光合作用的影响。
取几条黑藻或金鱼藻,将其剪成几段,放在装有自来水的大烧杯中(杯中已放入少量的碳酸氢钠以产生二氧化碳),使烧杯中水高于植物体2-3厘米。
把此装置放在聚光灯下,很快有气泡从切口中冒出。
把此装置放在距光源300cm地方,用冰块和热水控制各烧杯中的水温在室温、0摄氏度、50摄氏度。
每种温度都每隔一定的时间计数排出的气泡数。
4、二氧化碳浓度对光合作用的影响。
取几条黑藻或金鱼藻,将其剪成几段,放在装有自来水的大烧杯中,使烧杯中水高于植物体2-3厘米。
放在黑暗处一天,使黑藻或金鱼藻体内的机物消耗掉。
把此装置放在聚光灯下,很快有气泡从切口中冒出。
把此装置放在距光源300cm地方(控制各烧杯中的水温一致),各烧杯中放入碳酸氢钠量分别从0依次增加一些,并用玻璃棒搅拌一下。
每个烧杯都每隔一定的时间计数排出的气泡数。
探究观察气孔运动及估测气孔数量
【实验目的】学习观察气孔运动和估测气孔数量的技术和方法
【实验原理】
用透明直尺与显微镜测量气孔数量的方法:
1、微米是一毫米的一千分之一。用符号表示微米就是 。
2、可以通过将微观物体的大小与圆形视野的大小做比较而估计出微观物体的大小。要确定视野的大小,可以在载物台上放一把透明的直尺,用低倍物镜获得尺子上分格的清晰图像。小心移动尺子使它有刻度的一边通过视野的正中心,并数在你的视野中所看到的分格的数目。尺子上刻度将显示得相当宽,l 是从一个刻度的中心到另一个刻度的中心的距离。用 记录你的显微镜中低倍物镜的视野直径。
3、计算高倍物镜的视野直径是多少毫米,使用下面的等式:
高倍物镜的放大倍数/低倍物镜的放大倍数=A
低倍物镜的视野直径/A=高倍物镜的视野直径
例如,如果你的低倍物镜的放大倍数是12X,而你的高倍物镜的放大倍数是48X,则A=4。若低倍物镜的视野直径是l.6mm,则高倍物境的视野直径是1.6mm/4,或0.4mm。
【实验材料和用具】
显微镜、透明直尺(最小刻度为1mm)、载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、清水、滴管等;吸水纸、50%甘油、不同种的植物叶片等。
【实验步骤】
一、观察气孔的运动
实验前把植物放在光线充足及比较湿润的地方,以便使用时气孔更好地张开。撕下叶子的下表皮,放在载玻片上的清水中,展平后盖上盖玻片。然后在显微镜下观察正常状态的气孔。
找到清晰的开放着的气孔物像后,在盖玻片的一侧滴加2-3滴50%的甘油,同时在盖玻片的另一侧用吸水纸吸,同时在显微镜下观察。此时可以观察保卫细胞开始发生质壁分离现象,气孔也随之关闭了。
10-15分种后,由于甘油可透过保卫细胞的原生质层而进入液泡,从而导致保卫细胞发生质壁分离复原现象,这时会发现气孔又随之张开了。
在盖玻片的一侧滴加2-3滴清水,同时在盖玻片的另一侧用吸水纸吸,同时在显微镜下观察。此时可以观察到由于保卫细胞大量吸水而导致气孔张得更大了。
二、估测叶片气孔的数量
1、请用自己组的设计方案,或者用参考的设计方案来研究:
(1)同种植物单位面积叶片上、下表皮气孔数量有何差异?
(2)不同植物单位面积叶片上的气孔数量差异如何?
2、一些提示:
临时装片的制作方法要点:滴清水、撕叶片表皮(只要透明部分)、展平、盖盖玻片(注意防气泡)、观察(注意显微镜的正确使用)。
3、实验步骤
(1)拿起叶片,使下表面朝上,以一定角度撕取一部分下表皮。撕下的应是伸到叶片绿色部分以外的、窄而无色的边缘部分。
(2)把表皮放在载玻片上,用解剖刀切成小块,滴加一滴清水,盖上盖玻片,勿使表皮干燥。
(3)在低倍境下找到一些气孔。换到高倍镜下观察。
(4)在高倍镜下,数出下表皮5个不同区域中的气孔数目。计算每 叶表皮上的平均气孔数目(方法见前面的实验原理部分)。
(5)用同样的方法对同一叶片的上表皮上的气扎进行计数,尽可能现察多种类型的叶。比较每类叶的上、下表皮上的每 的气孔教目。
4、测量记录:
你所用的显微镜,其低倍物镜的视野直径及视野面积
视野直径
视野面积
气孔数目个
你所用的显微镜,其高倍物镜的视野直径及视野面积
视野直径
视野面积
气孔数目个
植物种类
上表皮
下表皮
5、讨论:
(1)叶片上表皮不同区域每平方毫米的气孔数目有何不同?叶片下表皮不同区域的气孔数目有何不同?叶片上表皮与下表皮相比,气孔数目有何不同?在你得出结论前,必须做出什么假设?
(2)不同的植物叶片上表皮或下表皮气孔数目及分布有何差异?教学建议
教材分析
因为光合作用在绿色植物的新陈代谢以及整个生态系统的物质循环和能量流动中,具有十分重要的意义,所以本节是本章的重点内容之一。教材这一节主要讲述了光合作用的发现过程、叶绿体和其中的色素(并且安排了叶绿体中色素的提取和分离的学生实验)、光合作用的过程、光合作用的重要意义以及植物栽培与光能的合理利用。义务教育初中生物教材已经讲述了光合作用的基础知识,安排了绿叶在光下制造淀粉的实验。本节在此基础上,更加深入地从产物和场所等方面讲述了光合作用发现过程中的几个著名的实验;讲述叶绿体和其中的色素、让学生学会提取和分离叶绿体色素。
一、教材首先向学生展示了人类研究光合作用这种地球上最重要的生理过程的艰苦历程,同时介绍了在研究光合作用过程中的几个著名实验,如:1771年,英国科学家普利斯特利证明植物可以更新空气实验;1864年,德国科学家萨克斯证明了绿色叶片在光合作用中产生淀粉的实验;1880年,德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用的场所,并从叶绿体放氧的实验;20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验。介绍这些实验的目的是使学生懂得实验是探究生物科学的基本方法,从而培养学生实事求是的科学态度、不断探求新知识的创新精神。
二、叶绿体中的色素是本节的重点,实验是本节的难点。
学生必须在搞清楚叶绿体中色素的种类及其吸收光谱,基粒片层结构的垛叠形式、色素在片层上的分布、基粒和基质的关系基础上,才有可能深刻理解光合作用的光反应和暗反应及其相互关系。
教材在介绍叶绿体中的色素时,设计了一个学生实验,即《叶绿体中色素的提取和分离》,使学生易于对叶绿体色素有一个感性认识。本实验可以在讲授完叶绿体色素后作为验证实验处理,也可用于叶绿体色素的探究实验;另外教材中叶绿体中各色素的吸收光谱也可作为课上学生讨论叶绿体色素生理作用的探究课题处理。
三、教材中光合作用的过程是本节的重点内容,也是本节的难点。
1、其中光合作用的总反应式,即
概括出了光合作用的场所、条件、原料、产物及氧气的来源,但是,该反应式不足以表示光合作用的具体过程。因此,教材以图解的形式简明扼要地介绍了光合作用的两个重要过程,即光反应和暗反应。
2、光反应阶段
教材中光反应阶段可概括为光反应场所和光反应过程两个方面。
(1)光反应场所:叶绿体基粒片层结构的薄膜(类囊体)上进行。
(2)光反应过程:光反应的本质是由可见光引起的光化学反应,可分为两方面内容:
①水的光解反应:通过光合色素对光能的吸收、传递,在其中部分光能作用下把水分解为氢和氧,氧原子结合形成氧气释放出去,氢与NADP结合形成NADPH,用[H]表示,叫做还原性氢,作为还原剂参与暗反应。
②ATP的合成反应:另一部分光能由光合色素吸收、传递的光能转移给ADP,结合一个磷酸形成ATP,也就将光能转变成活跃的化学能储存在高能磷酸键上。
3、暗反应阶段
教材中暗反应阶段也可概括为暗反应场所和暗合应过程两个方面。
(1)暗反应场所:叶绿体基质中进行。
(2)暗反应过程:暗反应实际上是一个由多种酶的催化才能完成的酶促反应,光对暗反应没有影响。主要包括三个步骤:
①二氧化碳的固定:一个二氧化碳分子与一个五碳化合物分子结合形成两个三碳化合物分子,这个反应的作用在于使反应活性不高的二氧化碳分子活化。
②三碳化合物的还原:在有关酶的催化下,一些三碳化合物接受光反应产生的ATP分解时释放的能量并被光反应产生的[H]还原,经一系列复杂的变化,形成糖类,一部分氨基酸和脂肪也是由光合作用直接产生的。
③五碳化合物的再生:另一些三碳化合物则经复杂的变化,又重新生成五碳化合物,从而使暗反应阶段的化学反应不断地进行下去。
4、教材中光合作用的意义可从以下几个方面归纳:光合作用是生物界有机物的来源; 光合作用是生物生命活动所需要能量的来源;光合作用可调节大气中氧气和二氧化碳的含量;光合作用在生物的进化具有重要作用,即:使无氧呼吸进化为有氧呼吸成为可能,同时为水生生物进化到陆生生物创造了条件。
教材在最后总结道:“光合作用是生物界最基本的能量和物质代谢”,充分概括光合作用在生态系统中的地位。
5、植物栽培与光能的合理利用是教材的选学内容,其目的是使学生意识到科学、技术、社会(STS)的理念,这部分内容易于调动起学生的讨论热情。
教法建议
1、引言
因为与光合作用相关的问题涉及面非常广泛,尤其是一些广为人们关注的话题,所以本节可引入的话题很多,如可从全世界面临的一些生态危机,如粮食、化石能源、环境污染等,或从花卉、农作物、果蔬的栽培方法或增产的措施;或从一些自然灾害,蝗灾、沙尘暴等入手;或动物、植物的同化作用区别等等方面切入光合作用的。这样的引入方式,可有意识地培养学生的社会责任感,也可较好地体现科学、技术、社会的教育的精神。
2、光合作用的发现
这部分的教学要特别重视,这不仅仅是进行科学史的教育,学生可从科学家二百多年的研究历程体会到科学发现的艰难;同时还能感受到科学研究方法的重要;实验设计的巧妙,如1880年德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用的场所,并从叶绿体放氧的实验;以及新技术、新理论的发现和综合应用在科学发现中的重要作用,再一次体验科学、技术、社会的理念。例如,没有核科学的进展,就不会有放射性同位素示技术,也就不会有美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验。
3、引导学生讨论叶绿体中的光合色素及其生理功能时,《实验八 叶绿体中色素的提取和分离》可以在讲授完光合色素后作为验证实验处理,也可用于光合色素的探究实验,这样做不但可使学生学会有关方法,激发学生学习生物学的兴趣,还可加深对这部分知识的认识,同时训练其实验探究能力;在引导学生讨论叶绿体中各色素的吸收光谱时,教材上的光合色素吸收光谱曲线可作为课本探究的素材,以训练学生分析曲线的能力。
4、光合作用过程的的教学是本节的核心内容。教学时可从光合作用的总反应式入手,或从与初中阶段的光合作用总反应式的比较入手,可采用老师讲授,或学生讨论,或学生根据总反应式提出光合作用氧来源假设,即水中的氧是来源于水还是二氧化碳,还是共同来源于二者,条件好的班还可让学生想办法证明这些假设,以训练学生的实验设计能力。通过总反应式的分析,应使学生明确光合作用氧来源这一关键问题。
在学生理解了光合作用总反应式的基础上,使学生明确另一个重要观点,即光合作用是非常复杂的多步反应,总反应式不能表示光合作用具体的进行历程,这样很自然地就引入了光合作用的光反应和暗反应的过程的学习。
光合作用光反应与暗反应教学时,因为都是较为枯燥的化学反应过程,且又无法在实验中让学生看到这些变化,可采取图解、表解或多媒体动画的方式展示给学生,这样学生一是乐于接受,二是学生能“亲眼看到”物质的微观化学变化,也降低了理解这部分知识内容的难度。还应引导学生讨论光合作用的光反应与暗反应之间的区别和联系,尤其是二者的联系应多加注意。
时间允许的话,还可引导学生讨论影响光合作用的因素,进而讨论“如何提高光合效率的途径”,“采取哪些措施提高农业产量?”等问题,使学生体会到学习生物学理论的实际价值,强化学生学以致用、理论联系的理念。
5、进行光合作用的意义的教学时,可以在课前自己收集或让学生收集诸如当今世界面临的粮食、化石能源、环境污染、生物多样性受到破坏等资料,课上选择几个典型的事例,围绕光合作用的生态意义这个中心,引发学生的思考和讨论,使学生切实体会到“光合作用是生物界最基本的能量和物质代谢”。
6、植物栽培与光能的合理利用的教学,可以综合性讨论题的形式,比如:学生能利用光合作用原理,提出在农业生产中提高作物产量的具体措施吗?这样的问题容量使学生有更大的想象和思维的空间,也易于在高中学生中展开讨论。
教学设计方案
【课题】 第三节 光合作用
【教学重点】光合作用的发现过程;叶绿体中色素的种类;颜色及其吸收的光谱;光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布;光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程;光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义;植物栽培与合理利用光能的关系。
【教学难点】光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布;光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义
【课时安排】2课时
【教学手段】板图、挂图、多媒体课件、实验
【教学过程()】
第一课时
1、引言
本节可引入的话题很多,如:
①可从全世界面临的一些生态危机,如粮食、化石能源、环境污染等入手;
②或从花卉、农作物、果蔬的栽培方法或增产的措施入手;
③或从一些自然灾害,蝗灾、沙尘暴等入手;
④或动物、植物的同化作用区别等等方面切入光合作用;
⑤还可通过教材提供的光合作用的发现所列举的几个著名实验为切入点进入光合作用的学习,其中较易作为切入点的实验有:德国科学家萨克斯成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生淀粉的实验(学生在初中就做过);德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用场所,且氧由叶绿体释放出来的实验;20世纪30年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验。
教师应特别重视光合作用发现这部分内容的教学,因为通过分析科学家对光合作用的研究历程,学生可以不仅了解到放射性元素示踪技术在生物学研究中的重要作用,从中也可以深切体会到技术的发现和应用,特别是物理、化学技术的使用对生物学起到的推动作用,因此有人说“技术是人类延长了的手臂”。
2、叶绿体及其光合色素
用板图或挂图显示出叶绿体结构模式图,提问复习叶绿体的亚显微结构,教师应适时指出,光合作用所以能在叶绿体中进行一是由于其中含有催化光合作用的酶系,这些酶分布在叶绿体的基质中和片层的薄膜上;二是在基粒片层的薄膜上,有吸收转化光能的色素,这样就引出了叶绿体上的光合色素这一教学内容。
(1)学生做《实验八 叶绿体中色素的提取和分离》
可作为探究实验,也可作为验证实验,但实验过程都应让学生自己看书总结,之后引导学生讨论下面的问题:
①“想要做好《叶绿体中色素的提取和分离》实验,学生应注意哪些问题?
这个实验是高中生物学实验难度较大的一个,涉及的药品多,实验原理复杂,实验操作也较烦琐,而且实验现象也不是很明显。如何才能顺利地完成这个实验呢?下面就这个实验要注意的问题做一些说明。
提取光合色素过程中,关键是速度。提取光合色素过程中,因为光合色素都是脂溶性的,因此用丙酮这种有机溶剂作为提取液,因为丙酮易挥发且有一定毒性,因此提取过程要速度要快,同时提取液要用胶塞塞好,以防止其挥发;利用二氧化硅硬度极大的特点,其粉末可增加研磨时磨擦力,加快研磨的速度;又因为叶绿素容易破坏,因此需要保护,而碳酸钙的作用是防止叶绿素被破坏;把绿叶剪碎的目的也是为了加快研磨速度。
划滤液细线是本实验的结果明显清晰的关键。滤液细线必须待第一次完全干燥后才能划第二遍,重复次数可多一些,滤液细线要齐、细、颜色深,其中齐更重要一些。
用纸层析法分离色素时,特别要注意滤液细线一定要处于层析液的上面,否则光合色素会溶解于层析液中,而不会沿层析液向上扩散、分离,这会使实验效果极差,甚至不发生分离,导致实验无效;另外,层析液是石油醚、丙酮、苯等有机溶剂的混合液,具有挥发性且有毒,要注意密闭。
正常的实验现象从上到下应为:胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素(a)、叶绿素(b),一般可看到下面三种色素,最上面的胡萝卜素如果操作不适当效果可能不很明显。
还有这个实验过程用了有毒的有机药品,因此实验后要用肥皂把手洗干净。
在学生观察的基础上,教师总结光合色素的种类、色素颜色、色素的吸收光谱及在滤纸条分布。
②学生实验结束后,教师可给学生演示叶绿体的色素吸收光谱的现象。方法是:用红、橙黄、绿、蓝紫色的薄膜,分别遮住同一光源。把盛有叶绿体的色素提取液的试管,分别放在红、橙黄、绿、蓝紫色光前、让学生观察这些光透过色素提取液的情况。可明显地看到红和蓝紫色光透过的较少(暗),橙黄和绿色光透过的较多(亮)。引导学生分析这些现象,得出叶绿体中的色素,主要吸收红光和蓝紫光。在此基础上,出示教材中的光合色素吸收光谱曲线,引导学生分析曲线含义,总结光合色素吸收光波的不同特点。
③教师还可引导学生进一步分析叶绿体结构特点与其光合作用功能相适应的特点,例如:与光合作用有关的各种酶集中分布于叶绿体中,有利于光合反应高效地进行;再如,叶绿体内的片层薄膜,垛叠成基粒,每个基粒由10~100个片层结构组成,这样的结构可增大叶绿体内的膜表面,扩大色素的附着面,有利于提高光能的利用效率
(2)有条件的学校或班级还可引导学生对色素、光合色素有关的问题做较为深入的讨论,比如可讨论下面几个问题:
①学生知道我们平常吃的韭黄和蒜黄是怎么培育出来的吗?
这个问题涉及到了植物叶绿素合成时的条件问题。
叶绿素是光合色素中最重要的一类色素。绿色植物的叶绿体中有四种色素,绿色植物只在光下才能合成叶绿素,这样学生已经知道这个问题的答案了。韭黄、蒜黄是在黑暗条件下培育出来的,因为植物此时不能合成叶绿素,只能长成黄化苗,而黄化苗的薄壁细胞比较多,所以吃起来比较嫩,口感比韭菜、蒜苗好一些。但要注意,植物不能长期处于无光条件下,这个道理学生应该是明白的。
叶绿素的形成除了有光照之外,还与什么因素有关呢?叶绿素是一种较复杂有机化合物,其中心存在一个镁离子,因此叶绿素的形成还与镁这种矿质元素有关,没有镁,叶绿素也是形成不了的。
②如果土壤短期缺镁,植物的叶片会出现什么现象呢?
可给学生适当的提示,镁与叶绿素是以不稳定化合物的形式存在的。学生可以想一想我们在植物矿质代谢中学习的内容,还记得吗?有两类矿质元素可以移动,一是像氮、磷、钾这样以离子态运输的矿质元素,还有一就是像镁这样与不稳定化合态存在的矿质元素;另一类矿质元素不能自由地在植物体内移动,如钙、铁这样以稳定难溶的状态存在的化合物。能移动的矿质元素才能被重复利用,而且这些矿质元素一般都运输到植物体生长比较活跃的地方,如茎尖、芽尖、幼叶等处。因此土壤中短期缺乏镁这种可移动的离子时,整个植物体中的叶片受损伤的程度是不一样的,此时老叶先受损变黄,而幼叶暂时不会受到缺镁的损伤,依然鲜绿。反之,如果土壤中缺乏的是钙、铁这些不能移动的离子,植物体首先受损伤的则是新叶。
③浅海中自上而下为什么会出现绿藻、褐藻、红藻等藻类植物的分层分布现象?
这也是一个和光有关的生物学问题。
我们平常看到的物体的颜色实际上是这个物体反射的光,如学生看到叶片是绿色,说明叶片反射绿光,而吸收了其它色光;学生看到一个物体是白色的,说明这个物体不吸收任何光,并全部反射回来;学生看到一个物体是黑色的,说明这个物体把所有光都吸收了,没有反射任何光。这是理解这个问题的关键。通过上面的分析学生可能已经知道,绿藻反射了绿光;褐藻反射了黄光,而红藻反射了红光。
绿藻中含有叶绿素等光合色素,红藻中有藻红蛋白(藻红素)和类胡萝卜素等光合色素。图1是太阳光的光谱示意图;图2中A是藻红蛋白的吸收光谱示意图。
通过学生所学的物理学知识,知道光子能量E=hυ,光速c =λυ, 则:υ=c/λ,从而E=(h c)/λ,即波长越短,光子的能量越高。由此可知,水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于对蓝、绿部分的吸收,即水深层的光线相对富含短波长的光。
所以吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层;含藻红蛋白和类胡萝卜素,吸收由蓝紫光和绿色光较多的红藻分布于海水深的地方。这是植物在演化过程中,对于深水中光谱成分发生变化的一种生理适应。
篇7:光合作用生物教学教案
教学目标
1.了解叶绿体中色素的种类及作用、光合作用的实质和意义。
2.理解光合作用的概念、总反应式。
3.掌握光合作用的过程及图解。
教学重点、难点
光反应和暗反应的生理过程。
光反应和暗反应的场所与条件、物质与能量转换的关系。
光反应和暗反应的区别和联系。
教学过程
(一)光合作用的概念
教师点评强化,光合作用是绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水合成储存能量的有机物,并且释放氧的过程。其中的有机物通常是葡萄糖,进而可以合成蔗糖或淀粉(即单糖可以合成二糖或多糖)等。
(二)叶绿体中色素的种类、颜色和作用
绿色植物的光合作用是在叶绿体中进行,请大家注视屏幕,回忆叶绿体的亚显微结构,用鼠标依次点击叶绿体的各个结构,让同学回忆叶绿体是由外膜、内膜、基质和基粒几部分组成,同时启发学生进一步联想,叶绿体中“色素分子”和“多种酶”分布的位置。再点击鼠标,画面上依次显示基粒及片层结构和基质的闪动,反映色素分子和酶的分布位置。这些色素分子和酶与叶绿体的光合作用有密切的关系。通过叶绿体中色素提取和分离实验可知,叶绿体中的色素有两类四种(荧屏显示):
提问:既然叶绿体中有四种色素,为什么生物的叶片大都呈绿色?
学生讨论后小结:(略)
让白色的自然光通过叶绿体色素的酒精提取液,将透过的光用三棱镜散射,发现光栅上红光和蓝紫光处呈暗带,请同学们想一想,这是为什么?
叶绿体中的色素能吸收太阳光,其中类胡萝卜素吸收蓝紫光,叶绿素吸收蓝紫光和红光。叶绿素分子比类胡萝卜素分子多吸收红光,它的吸光能力要强些,同时它还能利用光能使水分解。
光合作用包括一系列的物质转化和能量转化,它是怎样产生氧气、制造有机物的呢?下面,让我们共同来讨论光合作用的生理过程。
(三)光合作用的过程
请同学读书P·62-P·63,思考并总结第一阶段的相关知识。请学生回答:
屏幕显示,光合作用过程表解,表中各项答案空缺,待学生讨论回答后,教师对学生回答点拨、指正,屏幕再分步显示答案。
请按表格的要求比较光反应和暗反应的区别和联系:
1.光反应
(1)部位:叶绿体片层结构薄膜上。
(2)条件:需光、H2O、色素分子和酶。
(3)物质变化:水的光解:2H2O→4[H]+O2
(4)能量转换:光能→ATP中的活泼的化学能
教师小结性重述,并联系表中的知识,边讲边板画光反应连环图(教材P·64图21)。
2.暗反应:学生再次读课文P·65,依次回答以下四个知识点。屏幕显示方法同光反应。
(1)部位:叶绿体基质中。
(2)条件:需多种酶和CO2
(4)能量转换:ATP中的活泼的化学能→有机物中的稳定的化学能。
教师小结性重述,仍密切联系表中有关暗反应的知识,边讲边板画暗反应连环图,强调暗反应的条件需多种酶催化,在有光或无光条件下都可以进行;同时简要说明C3得到氢叫还原。
此过程又叫卡尔文循环,是卡尔文用十年时间研究发现的,任何科学发现都是科学家经过不懈努力的结果,所以同学们对待学习要有不断努力、持之以恒的拼搏精神。
学生总结光反应和暗反应的联系,教师引导,主要把握:光反应为暗反应提供了还原剂[H]、能量ATP;暗反应是光反应的继续,最终完成了把无机物化合成有机物,把光能储存在有机物的过程。
此时,表内内容填写完成。
(三)布置作业
1.在正常条件下进行光合作用的植物,当突然改变某条件后,发现叶肉细胞内三碳化合物的含量突然上升,则改变的条件是 [ ]
A.停止光照
B.停止光照并降低CO2的浓度
C.升高CO2的浓度
D.降低CO2的浓度
2.暗反应是否必须在夜间黑暗条件下进行?
参考答案:1.A; 2.不是,暗反应和光反应几乎是同时发生,暗反应中的“暗”的含义是不利用光,在有光条件下能够正常进行。
篇8:生物光合作用知识点
一.重要考点
1.《比较过氧化氢在不同条件下的分解》实验。①学生要理解实验的原理及设计思路,知道在探究实验时要:遵循对照原则和单一变量原则;控制自变量,观察因变量的变化;设置对照组重复实验。②理解酶可以使一些化学反应在常温常压下高效地进行。
2.酶的作用。降低活化能,使细胞代谢在温和条件下快速地进行。
3.酶的本质。绝大多数酶是蛋白质,少数酶是RNA。
4.酶的概念。活细胞产生。。。
5.酶的专一性。本知识点可用多种的例子考查;另外学生要会自己设计实验来证明。
6.酶的作用条件。①学生会设计实验②要会分析温度和PH值变化曲线③胃蛋白酶的最适PH值2④酶的永久失活
7.ATP的结构简式。写法;高能磷酸键的特点及个数;磷酸基团的个数
8.ATP与ADP的相互转化。反应式写法;能量的来源及去向;意义。
9.《探究酵母菌细胞呼吸的方式》。了解实验的设计及变量的控制;记住二氧化碳、酒精的检测方法。
10.有氧呼吸。①主要场所(线粒体)及与之相适应的结构特点(嵴、酶)。②过程(图解):三个阶段的场所、物质的变化和能量的释放,要求学生要熟写有氧呼吸图解。③理解有氧呼吸是彻底的氧化分解成二氧化碳和水,释放出大量的能量。④反应式:熟写反应式;理解反应式中各种物质变化的阶段,元素的去向和来源,知道氧气的氧全部形成了水;会利用反应式进行简单的计算(反应物中的氧气与生成物中的二氧化碳的量相等)
11.区别有氧呼吸和燃烧(条件,能量的释放)
12.无氧呼吸。①场所(细胞质基质)②过程(图解)③理解无氧呼吸物质的不彻底分解,大部分的能量贮存在酒精或乳酸中没有释放出来,生成了不彻底的氧化产物。④反应式:熟写反应式(注意产生乳酸时没有二氧化碳产生);会用反应式进行简单的计算(注意各物质间的比值)⑤条件:无氧条件下,有氧时会抑制无氧呼吸;无氧呼吸不同产物的条件(产生乳酸的:动物在剧烈动物时;马铃薯块茎、甜菜的块根、玉米胚缺氧条件下;乳酸菌等。产生酒精的:植物在缺氧时;酵母菌在无氧呼吸时等)
13.有氧呼吸和无氧呼吸的区别联系。①列表格区别(场所、条件、产物、能量、实质、联系等);②列细胞呼吸图解(两种呼吸方式图解合并),进一步理解两种呼吸的区别与联系。
14.影响细胞呼吸的外界条件:温度、氧气浓度等。①影响原理②影响曲线(注意分析氧气浓度对酵母菌和乳酸的曲线)③结合现实生活举例(如酵母菌酿酒、制酸菜、松土的意义、水淹对植物的危害、潮湿的种子堆为什么发热等)
15.《色素的提取和分离》①提取和分离的原理②各种材料的用途(二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇、层析液等)③画滤液细线的要点④实验结果(色素的种类、颜色、含量、在滤纸条上的位置)
16.色素的作用:吸收、传递和转化光能。
17.色素的吸收光谱。叶绿素和类胡萝卜素吸收光谱情况,能解释一些现实问题(大棚问题、补充光照问题、叶片颜色由绿变黄的变化等)
18.光合作用的场所(叶绿体)。①色素和酶的位置②叶绿体适于光合作用的结构特点。
19.鲁宾和卡门的实验。过程及结果。
20.光合作用的过程。①过程(图解):学生熟写图解;两个阶段的场所及变化(光反应的主要变化是色素吸收光能,并利用转化的光能完成水的光解和ATP的形成;暗反应的主要变化是二氧化碳的固定和还原)②两个阶段的物质变化和能量变化③光合作用的反应式,并理解反应式中各种物质所参与的阶段及相应变化,会分析元素的来源和去向④会分析环境中光照或二氧化碳变化时三碳化合物、五碳化合物、葡萄糖等物质含量的变化
21.影响光合作用的外界条件(光照、二氧化碳浓度、温度、水肥条件等)。①分析外界条件主要影响的阶段及相应影响②影响曲线③提高光合作用的措施
22.《环境因素对光合作用强度的影响》实验。①理解原理和过程②学生能自已设计实验来证明二氧化碳和温度对光合作用的影响
23.光合作用与细胞呼吸的区别与联系。①表格曲别②分析一昼夜植物吸收和释放二氧化碳的变化曲线。
24.光合作用和细胞呼吸原理的应用。结合实例分析(新疆的哈密瓜、提高产量的措施等)
25.化能合成作用。①实质:利用无机物氧化释放出来的化学能来利用无机物合成有机物②举例:硝化细菌(将氨氧化成亚硝酸和硝酸)、硫细菌等③与光合作用的异同点:能量来源不同;都可以合成有机物,都属自养方式。
篇9:光合作用教案
光合作用教案
光合作用教案 课堂教学目标: 1.知识技能目标: 通过对近几年上海高考题中光合作用计算题的分析、归纳,理顺所学知识的逻辑关系,启迪学生的逻辑思维,培养学生综合归纳、并灵活应用知识解决问题的能力。 2.过程方法目标: 通过师生的讨论活动,提高学生分析和解决问题的能力,培养学生的解题能力和应试技巧。 3.情感价值目标: 通过对物质代谢和能量代谢相联系等生物科学知识的学习和理解,帮助学生树立辩证唯物主义的观点。通过科学家研究光合过程的科研成果的介绍,增强对光合作用意义的理解,也增强学生投身生命科学的学习和研究的信心。 重点和难点: 光合作用相关的计算 教学方法:以讲授法为主,设置一些疑问启发式教学,以习题来强化对相关知识的理解。 教学媒体:主要运用PPT课件,提高课堂教学的容量和效率。 三、教学过程: 导入:通过光合作用意义的介绍引入植物的光合作用。 (一)光合作用的过程。 进而让同学总结出光合作用的化学反应方程式: 6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6H2O + 6O2 (二)影响光合作用的外界因素: 如二氧化碳的浓度,温度和光照强度等。 在农业生产实践中的应用: 问题1、温室大棚种植蔬菜时,为什么要经常开门窗通风? 问题2、为什么农业生产上种植作物时“合理密植”? 问题3、为什么在冬季时野外的植物生长速度总会减慢?而大棚作物的产量却依然很高? 光合作用是最基本的物质和能量代谢,绿色植物能够通过光合作用固定太阳能,制造了有机物和O2,贮存了能量,这与我们的农业生产实践有着密切的联系。如,单位面积的农作物产量如何,需要多强光照才能保证其产量,温室栽培要供应多少气肥?宇航员在太空中的供氧若通过小球藻的光合作用来补充,那需要培养多少小球藻才合适呢?这些问题都离不开光合作用的相关计算,而光合作用相关的计算题目一直是上海高考题的一大特色,在全国有很大的引领作用,而且这一特色要一直保持下去。那么我们在解决此类问题时应注意些什么呢? (三)光合作用有关计算问题 例1、(06上海).请回答下列有关光合作用的问题。 在一定浓度的CO2和适当的温度条件下,测定某双子叶植物叶片在不同光照条件下的光合作用速度,结果如右表。表中负值表示二氧化碳释放量,正值表示二氧化碳吸收量。 (1)该植物叶片的呼吸速度是 (CO2mg/lOOcm2叶・小时)。 (2)在光照强度为 千勒克司时,该植物叶片光合成量和呼吸消耗量相等。 (3)在一天中,将该植物叶片置于10千勒克司光照下10小时,其余时间置于黑暗中,则每lOOcm2叶片产生的葡萄糖中有 mg将转化为淀粉。(取小数点后一位) (4)据图分析,在0~8千勒克司范围内,光合作用速度受 因素影响;超过8千勒克司时,光合作用速度受 因素影响。 通过该例题的分析,以及以往我们所掌握的知识,我们在解决光合作用有关计算问题时应该注意些什么呢? 1、学会从题干中获取自己所需的信息,特别是通过图表来表达的。 如上题中表格信息要能够转化为曲线图,注意横坐标(自变量)和纵坐标(应变量)分别是表示什么,单位如何,括号补充说明一定要看。 2、看清所求的是什么? 即是求总的光合作用还是净光合作用?下面几种常见情况是求净的'光合作用速率 (1)表观光合作用,即实验条件下能够直接测得的数据,如封闭容器中测得的气体体积等的变化量。 (2)直接文字要求净的或者积累的光合作用量 (3)有机物产物中能够转化为淀粉或者其它有机物的部分。 (4)图形体现,当横坐标即自变量为光照强度,而纵坐标表示光合作用速率,且起点为负值时,即光照强度为零而光合作用速率为负值,这肯定是黑暗中呼吸作用的结果,因为此时真正的光合作用速率为零。也就是说此时曲线表示的是净光合作用的速率。 其它情况通常是求总的光合作用速率: V光总=V光净+ V呼 3、弄清是用什么来表示? 光合作用的速率可以用单位时间内CO2 的吸收、O2的释放或者 C6H12O6的生成量来表示,要掌握三者之间的转换,根据化学反应方程式可知,三者之间的分子数或者摩尔比为6:6:1,质量比为44:32:30 通过以上例题的分析,我们应该掌握:在解决此类题目时,首先必须学会从题目中获取自己所需的信息,特别是通过图表来表达的,注意横坐标(自变量)和纵坐标(应变量)分别是表示什么,单位如何,括号补充说明一定要看。应该弄清自己要求的是什么,通过什么来表示,如何表示等。若能如此,相信自己将来遇到光合作用计算相关的题目,你都能够得心应手,游刃有余。篇10:光合作用条件对产物的影响
光合作用条件对产物的影响
每当学生学习到光合作用的时候,对于叶绿体处于不同的条件下,C3、C5、[H]、ATP以及(CH2O)合成量的动态变化都感到有点茫然,不会判断,因此针对我校的学生的'理解能力,我做了如下的整理,帮助学生理解,请各位老师帮忙看看是否存在什么问题。
首先将相关的反应过程做如下变形:
在不同条件下判断的顺序:
1、停止光照、CO2供应不变,[H]、ATP减少,C 3增加,C5、(CH2O)合成量减少;
2、突然光照、CO2供应不变,[H]、ATP增加,C 3减少,C5、(CH2O)合成量增加;
3、光照不变、停止CO2供应,C5增加,C 3减少,(CH2O)合成量减少; 4、光照不变、CO2供应增加, C 5减少, C 3增加,(CH2O)合成量增加; 5、光照和CO2不变、(CH2O)运输受阻,(CH2O)合成量
减少,C 3增加,[H]、ATP增加,C 5减少。
归纳如下表:
总结:
1、无论在什么条件下,C3和C5的含量变化都相反,因为一个是反应物,另一个是生成物。
2、当CO2的供应不变时,C5的含量变化与(CH2O)合成量的变化相同; 当CO2的供应改变时,C5的含量变化与(CH2O)合成量的变化相反;
且随着CO2供应的增加(CH2O)合成量增加,随着CO2供应的减少(CH2O)合成量减少,因为CO2是合成(CH2O)的原料。
篇11:高一生物光合作用课件
高一生物光合作用课件
教学目标
一、知识方面
1、使学生了解光合作用的发现过程。
2、使学生了解叶绿体中色素的种类、颜色及其吸收的光谱;初步学习光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布。
3、掌握光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程、光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义。
4、应用所学的光合作用的知识,了解植物栽培与合理利用光能的关系。
二、能力方面
1、通过叶绿体色素的提取与分离实验,初步训练学生的实验室操作技能及相关仪器、药品的使用能力。
2、通过探讨光合作用的氧来源,初步训练学生的实验设计能力。
3、通过分析、讨论光合作用的光反应和暗反应具体过程,培养学生良好的思维品质。
三、情感、态度、价值观方面
1、通过学生对绿色植物的光合作用意义的理解,增强学生保护生态环境的意识。
2、通过学生讨论“如何利用光合作用的原理提高作物产量”这一问题,加强对科学、技术、社会(STS)的关注。
④很多植物的叶片到秋天会变红,很多植物的花在一天的不同时间中也会呈现不同的颜色,学生知道这是什么的原因吗?
本题涉及了植物细胞中色素及其比例变化的问题。一般来说,正常叶片的叶绿体中有两大类光合色素,其中叶绿素和类胡萝卜的分子比例为三比一,叶绿素a和叶绿素b也约三比一,叶黄素和胡萝卜的比为二比一。由于绿色的叶绿素比黄色的类胡萝卜素多,占优势,所以正常叶子总是呈现绿色。秋天、条件不正常或叶衰老时,由于叶绿素较易被破坏或先降解,数量减少,而类胡萝卜素比较稳定,所以叶片呈现黄色。
至于红叶,不是叶片中叶绿体的色素造成的,而是由细胞液泡中的花色素引起的。因秋天温度降低,植物体内积累较多糖分以适应寒冷,体内的可溶性糖多了,就形成较多的花色素储存于液泡中。而花色素类似于酸碱指示剂,从碱性到酸性会呈现从蓝色到红色颜色渐变,具体而言是,pH=7~8 时呈淡紫色;pH<3时,呈红色;ph>11则呈蓝色。由于秋天时液泡中花色素增多,且细胞液pH值又偏酸性,因此叶子就变红了。
不仅如此,花色素的颜色也会随环境中存在的不同的金属离子而改变,所以同一种花色素在不同的花中,或是同一种花由于种植的土壤不同,都能显出不同的颜色。
学生可以回家做一个小实验,找一朵开红花的牵牛花,用手把花瓣使劲揉一揉,使花瓣细胞的液泡破裂,然后把这朵花放到洗衣粉水中(碱性环境),花瓣的颜色会由红色变为蓝色。这样学生就可以理解其中的原因了。
1、引言
教学时可从光合作用的总反应式入手,或从与初中阶段的光合作用总反应式的比较入手,可采用老师讲授,或学生讨论,或学生根据总反应式提出光合作用氧来源假设,即水中的氧是来源于水还是二氧化碳,还是共同来源于二者,条件好的班还可让学生想办法证明这些假设,以训练学生的实验设计能力。
在搞清楚光合作用中的全部氧气来自于水中的氧后,让学生回忆初中生物学课本中的光合总反应式,并让学生对该反应式配平,要求尤其要求反应式左右氧原子的配平,通过这个工作,可使学生深切认识到,光合作用的反应物与产物中都需要水这一重要生物学事实。
2、光合作用的具体过程
可以教师讲解为主,可用板图、挂图、或多媒体课件的形式尽量把微观的物质变化形象化。
在讲清楚光合作用光反应与暗反应的过程后,应把重点放在光反应与暗反应的区别和联系上,可利用表解的形式让学生分析讨论。
准备阶段:为暗反应的顺利进行准备了还原性氢和能量ATP
完成阶段:在多种酶的作用下,接受光反应提供的'还原性氢和ATP,最终将二氧化碳还原为葡萄糖。
之后,还可提出一些综合性的问题,加深学生对光合作用的理解,例如可以提出下面的问题:
“当光合作用的光反应过程被人为阻断,你认为暗反应会停止吗?反过来,当暗反应过程被人为阻断,你认为光反应会怎样变化?”
通过以上的分析可以看出,光合作用的光反应与暗反应是相互联系的,而它们之间的联系纽带是还原力,即ATP和还原性氢。当光反应停止时(如植物在黑暗条件下),暗反应的ATP和还原性氢的来源被阻断,暗反应会停止;而反过来,当暗反应停止时(如植物在气孔完全关闭,或无二氧化碳),光反应是不是也受到影响呢?答案是肯定的,暗反应停止,光反应也会随之停止,因为光反应产生的ATP和还原性氢没有被暗反应消耗,根据化学平衡的原理,相当于光反应的产物浓度升高,化学平衡会向反向进行,从而光反应就停止了。
时间允许的话,还可引导学生讨论影响光合作用的因素,进而讨论“如何提高光合效率的途径”,“采取哪些措施提高农业产量?”等问题,使学生体会到学习生物学理论的实际价值,强化学生学以致用、理论联系的理念。例如,可提出下面的问题供学生讨论:
“你能利用光合作用原理,提出在农业生产中提高作物产量的具体措施吗?”
篇12:光合作用的产物可以作为呼吸作用的原料吗
可以。光和作用和呼吸作用之间相互依存,互为原料和产物。二者能量代谢都有ATP和NADPH产生,所需要的ADP和NADP在光合作用和呼吸作用中共用。光合作用和卡尔文循环和呼吸作用的PPP途径互为逆过程。
光合作用简介
光合作用,通常是指绿色植物(包括藻类)吸收光能,把二氧化碳和水合成富能有机物,同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段,涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤,对实现自然界的能量转换、维持大气的碳氧平衡具有重要意义。
呼吸作用简介
异化作用是指机体将来自环境的或细胞自己储存的有机营养物的分子(如糖类、脂类、蛋白质等),通过一步步反应降解成较小的、简单的终产物(如二氧化碳、乳酸、乙醇等)的过程。分解代谢是异化作用的别称,是生物体将体内的大分子转化为小分子并释放出能量的过程。而有氧呼吸是异化作用的重要方式。
篇13:生物生态系统的课程教案
生物生态系统的课程教案
一、生态系统的稳态
1.稳态的原因:生态系统具有自我调节能力。
2.调节方式:反馈调节。
(1)反馈调节:当生态系统中的某一成分发生变化的时候,它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化,这些变化最终又反过来影响最初发生变化的那种成分,这个过程叫反馈调节。
(2)类型
①负反馈:最常见,反馈的结果是抑制和减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。
②正反馈:很少见,加速最初所发生的变化,其作用常常使生态系统远离稳态。
思考:我国蓟县盘山有一片原始森林,那里树木郁郁葱葱,百鸟争鸣,风景秀丽迷人,当地人称之为“八仙桌子”。科学家去“八仙桌子”调查过,发现那里害虫种类非常多,但是那里却从未出现害虫的大发生,也未造成大的伤害。试分析其原因。
提示:该地生物种类繁多,营养结构复杂,生态系统的抵抗力稳定性强,各种生物能够保持相对稳定,因此不会发生害虫的大爆发。
3.生态系统的发展趋势:向物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展。
二、正确处理人与自然的关系
1.人类生存和发展的基础:保持生态系统结构和功能的稳定。
2.人类的活动与稳态的关系:人类的活动除了要讲究经济效益和社会效益外,还必须特别注意生态效益和生态后果,以便利用自然的同时能基本保持生物圈的稳态。
思考:我国的黄土高原最初是一个森林茂密、郁郁葱葱、山清水秀之处,后来由于人们乱砍滥伐,使生态系统遭到破坏,变成了不毛之地。近十几年来,政府不断对黄土高原进行治理,生态环境有所改善。但还没有完全恢复原貌。试分析以上现象说明了什么问题。
提示:生态系统的自我调节能力是有限度的,当外界干扰因素超过这个限度时,生态系统的相对稳定状态就遭到破坏;森林生态系统的恢复力稳定性较差。
合作探究
探究一:正确理解生态系统稳定性的概念
生态系统和稳定性是生态系统发展到一定阶段,它的结构和功能能够保持相对稳定时,表现出来的保持或恢复自身结构和功能相对稳定的能力。可从以下几个方面分析:
1.稳定性的前提条件
只有当生态系统发展到一定阶段,它的生产者、消费者和分解者三大功能类群齐全,能量的输入和输出保持稳定,物质的输入和输出相对平衡时才表现出来。这一阶段就是生态系统的成熟阶段。
2.稳定性的表现
(1)结构相对稳定:生态系统中动植物种类及数量一般不会有太大的变化,一般相关种群数量呈现周期性变化,可用下图曲线表示:
(2)功能相对稳定:生物群落的能量输入与输出相对平衡,物质的输入与输出保持相对平衡。
3.稳定性的两个方面
(1)保持自身结构和功能的相对稳定,即抵抗力稳定性。其核心是抵抗干扰,保持原状的能力。
(2)恢复自身结构和功能的相对稳定,即恢复力稳定性。其核心是遭到破坏,恢复原状的能力。
(3)任何一个成熟的生态系统,都同时具备抵抗力稳定性和恢复力稳定性,且它们之间呈相反的关系。
(4)生态系统的稳定性指的是生态系统的一种能力或特性,而不是一种状态。
探究二:生态系统的自我调节能力
生态系统能保持动态平衡,是因为生态系统具有一定的自我调节能力。这种能力的基础是负反馈调节。
生态系统的反馈调节是指当生态系统某一成分发生变化的时候,它必然会引起其他成分出现一系列的相应变化,这种变化又反过来影响最初发生变化的`那种成分的现象。其中包括正反馈和负反馈,负反馈调节在生态系统中普遍存在。
(1)负反馈调节
①作用:是生态系统自我调节能力的基础,能使最初发生的那种变化向相反的方向发展,使生态系统达到和保持相对稳定。
②实例:森林中的食虫鸟和害虫的数量变化
(2)正反馈调节
①作用:加速生态系统最初所发生的变化,使生态系统向着更好或更坏的方向发展,即人们常说的良性循环和恶性循环。
②实例:
探究三:生态系统的结构、功能与其稳定性的关系
生态系统的稳定程度,取决于它的物种组成、营养结构和非生物因素之间的协调关系。
生态系统的营养结构是能量流动和物质循环的渠道,完善的营养结构是保障能量流动和物质循环畅通运行的结构基础;而能量流动和物质循环又能使生态系统的四种成分紧密地联系在一起,有利于形成典型的食物链关系,推动生态系统的生存与发展。当生态系统发展到一定阶段时,它的结构与功能能够保持相对稳定。系统内各种生物的种类和数量虽有波动,但总是大体相同的,表现为生物的种类组成、数量比例保持相对稳定。
完善的营养结构使生态系统具有一种反馈调节机制,进而抵抗外界干扰,维持自身稳定。例如,在森林生态系统中,当害虫数量增加时,林木的生长自然受到危害,但食虫鸟类由于食物丰富数量增多,这样害虫种群增长就会受到抑制,出现了“有虫不成灾”的现象。生态系统的自我调节能力有大有小,因此抵抗力稳定性有高有低。生态系统抵抗力稳定性的高低,是由它的成分和营养结构所决定的。一般地说,生态系统的成分越单纯,营养结构越简单,自我调节能力就越小,抵抗力稳定性就越低;相反,生态系统中各个营养级的生物种类越多,营养结构越复杂,自我调节能力就越大,抵抗力稳定性就越高。
题例领悟
【例题1】 四川卷,3 社会主义新农村建设中,四川某地通过新建沼气池和植树造林,构建了新型农业生态系统(如下图所示)。下列叙述错误的是( )
A.该生态系统中,处于第二营养级的生物有人和家禽家畜
B.该生态系统中人的作用非常关键,植物是主要成分
C.该生态系统的建立,提高了各营养级间的能量传递效率
D.沼气池的建造和植树造林,提高了该生态系统的稳定性
解析:该农业生态系统实现了能量的多级利用,从而大大提高了能量的利用率,而不是传递效率,相邻两营养级间能量传递效率约为10%,因此C选项错误。此生态系统是人工生态系统,人的作用非常关键,主要成分仍然是生产者,B选项正确。一般来说,生态系统的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力越强,抵抗稳定性越高,所以D选项正确。
答案:C
领悟:生态系统的主要成分是生产者,生态农业的建设人的作用非常重要。要提高生态系统的稳定性,就要增加生态系统的生物种类和构建复杂的食物链和食物网。
【例题2】 2007江苏卷,11 内蒙古呼伦贝尔草原上的牧民以养羊为主业。近年来的过度放牧致使草原退化,也使分布在这里的野生黄羊种群密度大幅度下降,面临濒危。针对这一事实,下列观点不正确的是( )
A.过度放牧降低了草原生态系统的自我调节能力
B.家羊是草原生态系统的外来入侵物种
C.野生黄羊与家羊之间是竞争关系
D.草原生态保护与牧业发展之间产生了矛盾
解析:本题重点考查生态系统的稳定性。过度放牧,使草原植被遭到破坏,使其自我调节能力降低,抵抗力稳定性下降,家羊是牧民从草原原有物种中驯化而来的,并不能算是外来物种,所以就不能称为外来入侵物种(外来入侵物种一般是本地生态系统中没有的,而从别的生态系统进入的物种)。草原生态系统中的黄羊与家羊在食物、空间等方面都存在竞争关系,一个生态系统的自我调节能力是有限的,控制过度放牧,保护草原生态是必需的,二者之间存在一定矛盾,但是可以有效调控的。
答案:B
领悟:生态系统的自我调节能力决定于生态系统的营养结构,营养结构越简单,自我调节能力越小,营养结构越复杂,自我调节能力越大。
【例题3】 能提高一个生态系统的稳定性的措施是( )
A.减少捕食者和寄生物数量 B.使生产者和消费者的数量保持平衡
C.增加物种的数目 D.限制一个演替过程
解析:A项减少捕食者和寄生物数量不仅减少了生态系统的物种数目,而且干扰甚至破坏了所有的生态系统,增加了生态系统的不稳定性。B项使生产者和消费者的数量保持平衡,只能保持生态系统的原有平衡,不能使稳定性进一步提高。D项限制一个演替过程,干扰了生态系统的演替规律,反而降低了稳定性。这是因为演替过程会增加生态系统的物种多样性。C项增加物种数目,使生态系统能量流动和物质循环的渠道――食物链、食物网增多,才能增强生态系统的自我调节能力,从而进一步提高该生态系统的稳定性。
答案:C
领悟:生态系统的发展趋势是向物种多样化、结构复杂化和功能完善化的方向发展。
课堂反馈
1.下列生态系统中自我调节能力最强的是( )
A.温带阔叶林 B.热带雨林 C.寒带针叶林 D.温带草原
解析:在给出的四个生态系统中,热带雨林的组分最多,食物网最复杂,所以自我调节能力最强。
答案:B
2.农田生态系统比自然生态系统稳定性差的原因是( )
A.人为的作用非常突出
B.需要不断地播种、施肥、灌溉、田间管理等人类的作用
C.种植的植物种类少,营养结构简单
D.其产品运输到系统以外
解析:生态系统的生物种类越多,营养结构越复杂,自我调节能力大;反之,生态系统的生物种类越少,营养结构越简单,其自我调节能力越小。农田生态系统的特点是种植的植物种类少,营养结构简单,所以自动调节能力小稳定性差。
答案:C
3.在一片动物种类繁多的森林中,消费者、分解者的种类和数目基本稳定,那么,下列哪项与之不相符( )
A.能量流动和物质循环保持动态平衡 B.食物链和食物网保持相对稳定
C.各类生物所含的能量值基本不变 D.各种群年龄组成维持增长型
解析:动物种类繁多的森林,营养复杂,自我调节能力大,且生产者、消费者和分解者数量基本稳定,说明该生态系统已经达到稳定状态,能量流动和物质循环达到了动态平衡,食物链和食物网基本保持相对稳定。种群年龄组成为稳定型。
答案:D
4.自然生态系统中,“往往有虫不成灾”,其根本原因是( )
A.昆虫的繁殖能力 B.食物的限制 C.天敌的捕食 D.生态系统的自动调节能力
解析:生态系统内部都具有一定的自动调节能力,能够抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状,自然生态系统的自动调节能力取决于“林木→植食害虫→食虫鸟类”这条食物链。
答案:D
篇14:高中生物光合作用教案
设计思想:
1、设计主线
以植物生长素的发现实验、生长素的生理作用及其在农业生产中的应用、植物激素调节的作用机理为主线展开教学活动。在此过程中及时渗透科学史、科学方法、科学精神、科学价值观的教育;培养学生的参与意识、训练学生的观察能力、设计实验的能力、动手操作的能力。
2、课时计划:
采用互动式教学模式,用三课时完成。以教师提供讨论素材,组织引导学生讨论、活动,最后由师生共同总结的形式进行。
第一课时:第一阶段,由教师提问或呈现植物感性运动、向性运动的材料,启发学生思考、讨论;练习,提出假说、设计实验求证假说;第二阶段,由教师介绍达尔文的实验以及达尔文根据实验观察提出的假说。
第二课时:第一阶段,由教师提供有关验证达尔文假说的实验素材,组织学生讨论分析实验素材,引导学生得出对达尔文假说的验证实验结果,并总结对激素进行研究的具体实验方法;第二阶段,组织学生进行实验设计的练习。
第三课时:提供素材使学生了解生长素的生理作用以及各种植物激素间的相互关系,懂得植物激素调节的作用机理,以及在生产实践中如何应用有关生长素的知识。
3、重难点分析
重点:
(1)生长素发现过程中的三个实验以及对实验结果的分析。
在科学研究与发现的历史过程中,不断发生着观察(包括实验观察)、根据观察过程中所发现问题进行的分析、根据分析提出的假说和对假说的求证活动。课文中所介绍的生长素发现历史中的三个实验,完整地再现了一个假说的提出和求证过程,是对学生进行科学史教育的极好素材。如果能很好地利用这一素材,也可以使它成为对学生进行科学方法训练的一个极好机会。
(2)生长素的生理作用及其在农业生产中的应用。
科学研究的成果只有通过技术转化为社会生产力才能造福于人类。通过教学活动使学生理解生长素的生理作用,及其在生产实践中的应用,既有助于学生理解科学研究要为社会生产服务,也有助于学生理解激素调节的作用机理。
(3)植物激素间的相互作用。
其他植物激素以及植物激素间的相互作用这部分内容,也是在教学中应着重处理的一个重点。只有让学生对植物体内的其他激素有所了解,才能使学生理解植物的生命活动是由多种激素共同调节的。
难点:生长素生理作用的两重性及其运用两重性分析问题。
“引起不同器官(茎尖、根尖)细胞生长的生长素浓度不同”。如果学生没有很好地掌握这一特点,就会在运用生长素生理作用的两重性分析实际问题时出现混乱,因此此部分是学生掌握知识的一个难点。因此,教师在教学过程中一定要设法突出地明确两点:第一:生长素对各种器官具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点;第二:生长素对不同器官促进生长的最适浓度不同。
4、教学过程:
导入新课:通过语言陈述、由课本的彩图呈现或由教师呈现事先准备好的植物的向性运动实验装置,首先应与绪论课的内容联系,明确所发生的现象是植物应激性的表现。提出问题:为什么会产生这种现象?引起学生的兴趣,吸引学生的注意。
主要教学过程:通过动画媒体介绍发现生长素的一系列实验,介绍科学研究的一般过程,训练学生根据实验结果,分析问题,提出假说、求证假说、得出结论的能力。
第一课时
对实验结果的分析与讨论:
“植物为什么会表现出向性运动呢?早在1880年达尔文就针对这一现象进行过实验。”(可利用动画课件,分为两部分对达尔文实验的进行介绍,从而实现引导学生学会对实验结果的分析)“根据实验的第一部分结果,你认为产生向光运动的部位在植物体的什么位置?” “――在胚芽鞘的尖端。”学生会很自然地得出这个结论。
“根据实验的第二部分结果,你是否能够知道胚芽鞘的尖端是受了环境中的什么因素的刺激才产生影响的?它的影响方向大概是朝向哪个方向?” “――胚芽鞘的尖端是受到单侧光的刺激才发生影响的。”但要得出“它的影响作用方向是从胚芽鞘的尖端朝向下方。”这个结论,还需要教师进一步引导学生注意观察:胚芽鞘尖端之所以产生向光运动是因为在胚芽尖端的下方发生了弯曲。至此,就可以介绍达尔文根据实验结果提出的假说――尖端产生了某种向下的影响。
科学方法训练:
要落实对学生的科学素质培养和训练,既要把对科学研究一般过程的介绍贯穿在生物学的知识教学过程之中,还要注意及时为学生总结前人进行工作的具体的实验(操作)方法。
“回顾生长素的发现历史,我们可以发现:在1880年到1934年的几十年时间里,有不同国家的科学家在为揭开植物生命活动的奥秘进行了不懈地努力。我们还可以尝试着分析一下科学家们所使用的一些具体的实验方法。”“在达尔文实验的第一部分中,他对胚芽鞘进行了什么样的处理?”“――切除了一部分胚芽鞘的尖端。”“这就是达尔文使用的实验方法――切除的方法。”“在切除了这部分胚芽鞘尖端的同时,是否只观察被切除胚芽鞘尖端的幼苗呢?”“――是将切除了胚芽鞘尖端的幼苗和没有切除胚芽鞘尖端的幼苗对比观察。” “这就是开展实验必须设置的对比实验的方法。”
第二课时
对实验结果的分析与讨论:
“1928年,荷兰科学家温特利用胚芽鞘进行了进一步的实验。他在达尔文实验的基础上,对实验的操作进行了技术上的改进。”(利用动画课件介绍温特的实验)“从温特的实验结果我们可以得到什么结论?”――“证实了达尔文关于植物向光性运动原因的假说――确实存在一种物质致使胚芽尖端产生了向光运动”。
“1934年,荷兰科学家郭葛等人从植物中分离出了这种能使植物产生向光性的物质,并确定它就是吲哚乙酸。”这就真正从化学物质的角度证实了达尔文的假设。
科学方法训练:
“温特的实验不仅证实了达尔文关于植物产生向光运动原因的假说――确实存在某种物质致使胚芽鞘的尖端弯向光源生长,而且在实验方法上又做了进一步的改进――在切除之后又设法把假设存在的物质添加回植物体,然后进行对比观察。这成为后来的植物学家对激素进行研究常用的‘切除-添加’的实验方法。”
第三课时
科学方法训练:
学生了解了研究植物体激素的具体操作方法,才能展开思维的翅膀,使教师对学生进行拓展思维的训练成为可能。
(1)“根据温特的实验,你能否设计一个实验证明:胚芽鞘尖端产生的生长素,只能向下运输,而不能向上运输?”通过这样提问,可以激发学生的兴趣、启发学生的思考。
(2)“要想知道在植物体内,除了胚芽鞘尖端能产生生长素之外,还有哪些部位的细胞能产生生长素?你认为应该选择哪种细胞进行检测?”经此一问,可以启发学生思考,也可转入对生长素的产生部位和分布的教学活动。
(3)“在能够从植物体中分离提取出生长素之后,要想知道:‘除了能使植物产生向光运动之外,生长素对于植物的器官还有什么作用?’你可以采用哪种方法来进行试验?”通过这一提问,既可以启发学生思考,也可以顺利地转入关于生长素的生理作用的教学活动。
对难点的:生长素作用的两重性
陈述:当科学家们能够分离、提取生长素后,利用生长素做进一步的实验就成为可能。
引导分析:从对实验结果的描述中我们能发现什么?三种生长素难点变化曲线图
师生讨论:从图中我们可以看出:随着添加的生长素浓度加大,植物器官的生长速度并不总是随之加大。而是当浓度超过一定值以后,随着生长素浓度增加植物器官的生长速度反而呈下降趋势。这就使科学家们得出了这样一条结论:“生长素促进生长的生理作用具有两重性――低浓度促进生长、高浓度抑制生长”。
进一步的分析:“那么,促进或抑制生长的生长素浓度是否对植物体的所有器官都是相同的呢?”从实验结果我们可以看出:根、芽、茎所需要的促进生长的生长素浓度各不相同,对它们起抑制作用的生长素浓度也是各不相同的。如: 这个浓度值对根和芽都是起抑制生长作用的,而对茎来说则是起促进作用的。
创设问题情景:把一粒正在萌发的蚕豆种子水平放置,持续提供生长所需要的条件,蚕豆的胚芽会向上生长、胚根会向下生长。分析在胚芽、胚根转弯的那一部分,生长素浓度的分布情况是怎样的呢?动画片段
进一步的讨论分析:茎的背地性是较高浓度的生长素促进了近地一侧细胞的生长。而根的向地性是较高浓度的生长素抑制了近地一侧细胞的生长。根和茎在生长素的作用下都表现出了应激性的现象,但生长素对它们的作用机理并不相同。这其中的原因主要是:不同器官对生长素浓度的敏感性不同。
总结提高:无论是生长素的生理作用,还是其他植物激素的调节作用,都存在着促进或抑制某种植物生命活动两个方面的过程。这两个相互矛盾的过程,共同调节着植物体的生命活动。
篇15:光合作用和呼吸作用教案
一、学习目标:
1.通过分析光合作用和呼吸作用的有机物及氧气和二氧化碳的变化过程,掌握两者的联系。
2.通过学生的讨论和分析,培养学生的合作意识和分析问题的能力
3.形成学生部分和整体统一的观点,养成温故而知新的学习习惯,培养学生 建立科学的态度,增强学生的自信心。
二、重难点:
重点:(1)光合作用和呼吸作用之间的有机物联系
(2)光合作用和呼吸作用之间的氧气和二氧化碳的关系
难点: 在夏季一昼夜二氧化碳的吸收和释放变化曲线图的基础上,分析光合作用和呼吸作用在有机物、氧气和二氧化碳的变化关系。
三、教学方法:
(1)通过竞猜游戏导入,充分激发学生兴趣,使所有学生积极加入到教学活动中来。
(2)分组讨论、合作学习,直观教学 。
四、教学准备:
课件、试题卡片、绘制有夏季一昼夜CO2吸收变化曲线图的白纸板等
五、教学过程:
[游戏引入] 通过竞赛测试游戏,让学生回忆有关光合作用和呼吸作用的基础知识, 集中学生的注意力,激发兴趣,活跃课堂气氛。 以学生的学习小组(6组)为单位参加竞赛游戏,竞赛游戏分为两轮,第一轮为必答题,每一小组选一名代表回答问题,答对加1分,答错不扣分。第二轮为抢答题,答对加1分,答错不扣分。
光合作用吸收CO2,释放氧气,合成有机物,;呼吸作用吸收O2,产生CO2,分解有机物。可见光合作用和呼吸作用之间的联系最主要体现在有机物以及氧气和二氧化碳气体的变化上,下面我们从有机物和氧气、二氧化碳两个角度去分析这两者的之间的关系。 夏季一昼夜中CO2的吸收和释放变化曲线最能体现两者之间的关系,现在我们分析一下这条曲线形成过程。 [教师讲解分析] 夏季一昼夜中CO2的吸收和释放变化曲线图形成过程。
a点:凌晨3-4点钟,温度降低,呼吸作用减弱,CO2释放减少 b点:六时左右,太阳出来,开始进行光合作用 b---c: 光合作用小于呼吸作用
c点:七时左右,光合作用等于呼吸作用 c---e: 光合作用大于呼吸作用
d点:温度过高,部分气孔关闭,出现“午休”现象 e点:下午六时左右,光合作用等于呼吸作用 e----f: 光合作用小于呼吸作用
f----g. 太阳落山,停止光合作用,只进行呼吸作用 以上是夏季一昼夜中CO2的吸收和释放的变化曲线图,现在我们来讨论一下有关它的有机物情况,在24小时中消耗有机物、制造有机物和积累有机物的时间段应该是那段,在24小时中植物体内有机物最少、有机物最多和制造有机物最快的时间点应该为何点?在一昼夜中有机物的积累量如果用CO2曲线围成的面积来表示的话,应该如何表示?下面以小组为单位进行讨论,并把讨论结果在纸板上表示出来。
[学生分组讨论1] 变化曲线图中有关有机物的问题:
(1)植物消耗有机物、制造有机物和积累有机物的时间段? (2)植物体内有机物最少、有机物最多和制造有机物最快的时间点? (3)在一昼夜中有机物的积累量如何用CO2曲线围成的面积表示? [成果展示]学生展示他们讨论的结果分析并解释原因。 [师生归纳] 师生共同归纳变化曲线图中有关有机物的相关问题。
[实战演练1] (山东)夏季晴朗的一天,甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如图所示。下列说法正确的是
A.甲植株在a点开始进行光合作用 B.乙植株在e点有机物积累量最多 C.曲线b-c段和d-e段下降的原因相同
D.两曲线b-d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭
参考答案:D
如果在相对密封的环境下,在一昼夜的24小时中,O2和 CO2含量的变化如果用曲线图的形式表示,曲线图应该怎么绘制,并讨论终点在不同位置的情况下,有机物变化情况(增多、减少或不变)。
[学生分组讨论2] 曲线图中有关氧气和二氧化碳的变化的问题:
(1)在相对密封的环境下,在一昼夜中O2含量和 CO2含量变化的曲线图。 (2)分析O2含量和 CO2含量的最高点和最低点。
(3)讨论终点在不同位置的情况下有机物变化情况。 [成果展示]学生展示他们讨论的结果分析并解释原因。
[师生归纳]在教师的引导下,分析氧气和二氧化碳的变化情况,绘制曲线图,并分析 N点在不同位置时,有机物变化情况。
[实战演练2]
例题:将一植物放在密闭的玻璃罩内,置于室外进行培养,假定玻璃罩内植物的生理状态与自然环境中相同。用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况,绘制成如图的曲线,下列有关说法正确的是( )
A.H点CO2浓度最低,说明此时植物对CO2 的吸收量多,光合作用最强 B.CO2浓度下降从DE段开始,说明植物进行光合作用是从D点开始的 C.D点表明植物光合作用强度和细胞呼吸强度相等
D.D点较B点CO2浓度高,是因为D点温度高,使植物细胞呼吸强 答案:C [教师讲解分析]
光合作用和呼吸作用之间的关系在线粒体和叶绿体之间的体现也 非常典型。下面我们以叶绿体和线粒体之间的氧气和二氧化碳供应情况分析如下:
光合作用和呼吸作用之间的关系如图所示,但图中的6个箭头不可能同时存在,植物在不同的条件下存在箭头可能不同,下面以夏季一昼夜为例,分组讨论分析在不同时间存在的箭头情况。 [学生分组讨论3] 分析图中各个区间O—b、b—c、c—e 、e—f、f--g及c、e点的氧气和二氧化碳的吸收和释放情况,以及6个箭头存在情况。
[成果展示]学生展示他们讨论的结果分析并解释原因。
[师生归纳]在教师的引导下,结合学生讨论结果总结在不同时间段,分析氧气和二氧 化碳的吸收情况,分析6个箭头的存在情况。
[课下分组讨论]在一昼夜中,植物叶片细胞内三碳化合物和五碳化合物含量变化如 果用曲线图的形式表示,该如何表示?
[实战演练3] 玉米是我省主要的农作物,常用作农业科研的重要材料。图一表示玉米细胞的某一生理状态,图二表示光照强度对光合速率的影响情况。请据图回答:
(1)图一所示生理状态在图二曲线中对应段,若玉米长期处于图一所示生理状态则不能正常生长,原因是 。
(2)请在图一中用箭头标出此状态时氧气的移动方向。 答案:(1)ab 光合作用强度小于呼吸作用强度,有机物不能积累
(2)见上图 [布置作业] 下图中的甲、乙两图 为一昼夜中某作物植株对CO2的吸收和释放状况的示意图。甲图是在春季的某一晴天,乙图是在盛夏的某一晴天,请 据图回答问题:
(1)甲图曲线中C点和E点(外界环 境中CO2浓度变化为零)处,植株处于何种生理活动状态______________________________。
(2)根据甲图推测该植物光合作用强度最高的是________点,植株积累有机物最多的是________点。
(3)乙图中FG段CO2吸收量逐渐减少是因为________,以致光反应产生的________和________逐渐减少,从而影响了暗反应强度。
(4)乙图曲线中间E处光合作用强度暂时降低,可能是因为_____________________。 答案:(1)呼吸作用释放CO2的量等于光合作用吸收CO2的量 (2)D E (3)光照强度逐渐减弱 ATP [H] (4)温度高,蒸腾作用过强,气孔关闭,影响了CO2原料的供应
附:【板书】
必答题: 1.有氧呼吸三个阶段的场所: 2.光合作用的光反应和暗反应场所 3.光反应的产物是
4.呼吸作用中产生ATP的阶段是
5.光合作用吸收CO2释放O2,那么光合作用的CO2消耗阶段在
,O2产生阶段在
6.呼吸作用吸收O2释放CO2,那么呼吸作用的O2消耗阶段在
,CO2产生阶段在
抢答题卡片1: 1. 1mol葡萄糖进行有氧呼吸释放总能量为
——— ,转移到ATP中———, 形成———个ATP。
2.酵母菌的有氧呼吸和无氧呼吸反应式为———。
3.酒精检测的原理为———。
抢答题卡片2: 1.如果突然停止光照,细胞内的C
3、C5以及ATP的含量变化情况为———。
2.如果突然停止二氧化碳供应,细胞内的C
3、C5以及ATP的含量变化情况为———。
3.如果天气由晴转多云,细胞内的C
3、C5以及ATP的含量变化情况为———。
抢答题卡片3: 1.色素提取时加入无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙的目的———。 2.色素分离时滤纸条插入时不要被层析液没及原因是———。 3.色素分离后滤纸条上从上到下四条色素带的名称和颜色分别是———。
抢答题卡片4: 1.光合作用中【H】的产生和【H】的消耗分别在那个阶段 2.呼吸作用中【H】的产生和【H】的消耗分别在那个阶段 3.光合作用中水的产生和水的消耗分别在那个阶段 4.呼吸作用中水的产生和水的消耗分别在那个阶段
篇16:光合作用和呼吸作用教案
一、 学习目标:
1. 举例说出绿色植物光合作用原理在农业生产实践中的应用。 2. 举例说出绿色植物呼吸作用原理在农业生产实践中的应用。
二、 自学指导:
认真阅读课本110页至111页内容,注意黑色字体完成自学检测。 三:自学检测:
1、空气中二氧化碳的体积分数一般是,当空气中二氧化碳的体积分数增加到时,农作物的光合作用会显著增强。
2.在农业生产中充分利用的原理,最大限度地满足农作物的光合作用对________,__________和________的需求,农业生产就能获得丰收。
3、除了二氧化碳和水之外,也是影响光合作用的重要因素。
4.在贮藏农作物产品是,常采用________________,_____________和___________的方法,延长种子,果实和蔬菜的贮存时间。
5,______________,______________和______________等都会影响植物的呼吸作用。
四:堂堂清(自学检测的内容,组员给组长背,组长给小班长背) 五:合作探究:
在家庭中一般采取那些简单的方法延长新鲜苹果的贮藏时间?原理是什么?
六:课堂练习:
1、在过度密植作物茎叶严重遮阴的情况下,会造成减产,其主要原因是 (
)
①光合作用大于呼吸作用
②呼吸作用大于光合作用
③有机物的积累大于有机物的消耗 ④有机物的消耗大于有机物的积累 A.①③
B.②④
C.①④ D.②③
3、我国北方地区所产的苹果比南方的甜,原因是北方昼夜温差(
)光合作用强度( )呼吸作用强度
A.小,大于 B.大,大于 C.小,大于 D.大,大于
2、食堆里会产大量的热,这与植物的哪一项生理活动有关?(
)
A.呼吸作用
B.光合作用
C.蒸腾作用
D.生长作用
4、贮藏小麦要保持的条件是 ( )
A. 低温、干燥、增加二氧化碳的浓度 B.低温、干燥通入足量的氧气 C.低温、潮湿、减少氧气的浓度
D.高温干燥减少二氧化碳的浓度
七、课堂反思:
略
篇17:光合作用和呼吸作用教案
【导入】[图片展示茂密的森林和拥挤的人群]
【师】看到第一张图片,同学们有一种怎样的感觉? (很清新,想要置身其中)
【师】能看到第二张图片有什么感觉的? (有点感觉闷的慌) 【师】人之所以能够对这两种不同的环境产生不同的感觉,与生物的一个重要活动密切相关? (呼吸)
【师】呼吸对人类来讲非常重要,当一个人长时间停止呼吸的话,那么这个人就会死亡,生物的生命与呼吸息息相关,那么生物是怎样呼吸的呢?这节课我们开始探究这个话题。 【提问】那你是用什么来呼吸的呢? (用鼻子)
【师】如果你试着把你的鼻子捏住,怎样做可以让自己稍微舒服一点呢? (用嘴呼气吸气)
【师】那人体的呼吸运动是不是就靠这两个器官呢? (不是,还有其他的器官)
【师】还有其他哪些器官呢?请同学们阅读课本100页图365,呼吸系统结构图。(学生阅读)哪位同学来说一说? (有鼻,咽,喉,气管,肺)
【师】[ppt展示人体呼吸系统结构图]呼吸系统中的鼻,咽,喉,气管,支气管,是气体进出肺的通道,又叫做呼吸道。大家知道肺的作用是什么吗?
(肺是用来进行气体交换的,吸进氧气,呼出二氧化碳,就是通过肺来完成) 【提问】那呼吸道是用来做什么的?
(呼吸道就是肺和外界进行气体交换的通道) 【师】呼吸道到底有怎样的功能呢?是不是仅仅是气体交换的通道呢?接下来我们就来认识一下呼吸道的作用。 [板书:呼吸道的作用]
【师】首先我们从具体的入口鼻子开始鼻子中有什么呢? (鼻毛,这些鼻毛是用来阻挡灰尘的) 【师】很好,他们起到一个清洁空气的作用,鼻子中除了鼻毛以外,还有鼻粘膜能分泌粘液,润湿空气,因为只有溶于水的气体才能被利用,这些粘液还可以粘住一些灰尘和细菌,鼻粘膜中有丰富的毛细血管,可以温暖空气,这样对比一下,同学们觉得用鼻子呼吸好,还是用口腔呼吸好?
(用嘴呼吸吸进的气体没有经过鼻腔的润湿和清洁与温暖作用,干干的,凉凉的,还很容易带入病菌,灰尘)
【师】很好,因此长跑的时候,体育老师总是建议我们用鼻子吸气,用嘴呼气,但不要张大嘴巴吸气。就是这个道理。
【师】鼻子的功能很重要,但有时生病的时候,鼻子的功能会受到阻碍,有感冒时就会觉得鼻子不透气,你们知道原因吗?
(感冒的时候鼻粘膜充血肿胀,把通道给堵住了)
【师】再往下就到了咽,咽既属于消化系统,又属于呼吸系统。呼吸时空气通过烟进入后再进入气管,吃饭时,食物在通过烟进入食道,因此它是空气和食物的共同通道,眼部的会厌软骨起到了关键作用。吃饭时如果大声说笑,就会使会厌软骨来不及盖下,食物,就会进入气管,引起咳嗽,所以在平时吃饭时我们要养成,“食不言”的好习惯。
【师】接下来,气体就进入了喉,喉是由九块软骨构成的。是人体的发声器官,是靠呼吸运动时产生的气流运动产生声音。为什么会产生声音呢? (因为喉咙里面有声带)
【师】气体经过后又来到了气管,气管就在我们知道的前方,长约十二厘米,大家可以看到气管下端分成左右支气管,分别通向左右肺,支气管的肺叶中一再分支,成为各级支气管,越分越细,越分管壁越薄。
【师】同学们仔细观察奇怪的形状是不是发现有一定的特点? (气管和支气管上有一环一环的)
【师】气管中分布着很多软骨组织,正是因为有这些软骨做支架,可以把气管撑起来,否则器官就瘪了,这样就无法保证气流顺畅通过。
【归纳】现在我们知道了,呼吸道的作用不仅仅是气体交换的通道,同时还具有温暖润湿清洁空气的作用,除此之外,它还能起到发声的作用。
【师】具体通过呼吸道就进入了肺,肺是人体气体交换的场所,那肺是如何进行气体交换的呢?请同学们感受一下自己在呼气和吸气时胸廓的变化。 [学生用双手轻触自己胸侧的肋骨做深呼吸]
【师】深深的吸气,再深深地呼气,你有什么感觉?
(呼气时肋骨向上向外运动,胸廓增大,呼气时,肋骨向下向内运动,胸廓缩小) 【师】通过实验,我们知道了吸气时胸廓容积变大,肋骨向上向外运动;呼气时,胸廓减小,肋骨向下向内运动。呼气和吸气这两个动作合起来就是呼吸运动。那呼吸运动是怎样产生的呢?我们一起来探究呼吸运动时胸廓容积变化的原因。
[教师演示那个运动的模型,说明代表的脊柱,肋骨胸骨,肋间外肌,提醒学生注意胸廓前后径有何变化]
【师】当肋间外肌收缩时,肋骨上升,胸骨上移时,胸廓的前后径增大了还是减小了? (增大)
【师】当肋间外肌舒张时,胸廓的前后径增大了还是减小了? (减小了) 【师】胸围差量完全代表胸廓容积的变化吗?也是膈肌运动的实验说明模型中代表胸腔,气管,支气管肺各的位置,提醒学生注意膈肌,膈顶部,胸廓上下径有何变化。
[教师一手握瓶颈,一手向下拉橡皮膜,同时说明膈肌收缩,此时请同学们观察胸廓上下径变化和肺的变化。然后,你手放开一下屏幕,同时说明膈肌舒张,提醒学生观察胸廓上下径的变化和肺的变化] (当膈肌收缩,使胸廓的上下径增大,肺也扩大,当膈肌舒张,胸廓上下径缩小,肺也回缩) 【师】通过刚才看就能发现在,吸气和呼气运动中,胸廓的变化是依靠膈肌和肋间肌等运动共同完成的。当肋间肌和膈肌都收缩时,胸廓增大,单位间肌和膈肌都放松时,胸廓回缩。 【提问】为什么肺容积的变化会导致吸气和呼气呢?
[教师演示气筒给气球打气的实验:模拟肺容积的变化引起肺内气压的变化,肺的容积增大,导致内部压强减小,外界气体进入肺,肺的容积缩小,内部气压增大,肺内气体排出]
【师】气体在呼吸运动作用下进入了肺,呼吸是不是就结束了呢?为什么我们在吸入空气的同时,还会呼出气体?呼出的气体为什么与吸入的气体成分不一样?[展示吸入的空气和呼出的气体成分比较]
(人体吸入和呼出的气体有明显差异,这是因为空气进入呼吸系统后,在肺泡中进行了气体交换)
【师】那吸进入肺内的气体与水之间是怎样进行,气体交换的呢,下面我们一起来分析肺内气体的交换。
[教师演示喷香水的实验,引导学生体会气体交换的原理:你总是提总是有多的地方向少的地方扩散,直至平衡为止]
【师】我们把自己的这种运动特点叫做扩散作用。 [展示肺泡和血液的气体交换图] 【师】为什么会在肺泡组发生气体交换呢?肺泡具有怎样的结构特点,适合进行气体交换呢?请同学们根据肺泡与血液之间的气体交换图思考这些问题。
(学生回答,教师归纳:肺泡数量多;肺泡外包绕着丰富的毛细血管;肺泡壁和毛细血管壁都很薄,有一层扁平的上皮细胞构成,易于扩散) 【师】那肺泡中的气体交换是怎样进行的?
(二氧化碳由血液进入肺泡,氧气由肺泡进入血液)
【师】肺泡中二氧化碳和氧气为什么会有这样的过程方向呢? (这是因为在进入肺泡内的气体中,氧的含量比静脉血中的氧多,而二氧化碳含量比静脉血中的少,因此氧由肺泡扩散到血液中,二氧化碳由静脉血扩散到肺泡中,这完全符合气体扩散的原理) 【师】进入肺泡的二氧化碳气体通过呼气运动排出体外。进入血液的氧气通过血液运输到全身各处的组织细胞。
[板书:教师板书肺泡內气体交换的示意图]
【小结】
【练习】
篇18:光合作用和呼吸作用教案
1.光照强度对光合作用速率的影响
(1)图中纵坐标代表总(实际或真正)光合作用速率还是净光合作用速率?
光合总产量和光合净产量常用的判定方法:
总(实际或真正)光合速率=净光合速率+呼吸速率。
①表观(净)光合速率通常用O2的表观释放量、CO2的表观吸收量或有机物积累量来表示。
②总 (实际或真正)光合速率通常用O2产生量、CO2固定量或有机物制造(合成)量来表示。
③呼吸速率只能在黑暗条件下测定。通常用黑暗中CO2释放量、O2吸收量或有机物消耗量来表示。本图纵坐标代表的是净光合速率。
(2)相关的点和线段代表的生物学含义如何?
A点:A点时光照强度为0,光合作用速率为0,植物只进行呼吸作用,不进行光合作用。由此点获得的信息是:呼吸速率为OA的绝对值,因此净光合速率为负值。
B点:实际光合作用速率等于呼吸速率(光合作用与呼吸作用两者处于动态衡),净光合作用速率为0。表现为既不释放CO2也不吸收CO2,此点为光合作用补偿点。
C点:当光照强度增加到一定值时,光合作用速率达到最大值。此点对应的M点为光合作用速率达到最大值(CM)时所对应的最低光照强度,此光照强度为光合作用饱和点。
AB段:此时光照较弱,此时呼吸作用产生的CO2除了用于光合作用外还有剩余,表现为向外界释放CO2。总光合作用速率小于呼吸速率,因此净光合速率为负值。
BC段:此时光照较强,呼吸产生的CO2不够光合作用所用,表现为从外界吸收CO2。总光合作用速率大于呼吸速率,因此净光合速率为正值。
AC段:在一定的光照强度范围内,随着光照强度的增加,光合作用速率逐渐增加。
CD段:当光照强度超过一定值时,光合作用速率不再随光照强度的增加而增加。
(3)AC段、CD段限制光合作用强度的主要因素有哪些?
在纵坐标没有达到最大值之前,主要受横坐标的限制,当达到最大值之后,限制因素为横坐标之外的其它因素
AC段:限制光合作用速率的因素是光照强度。
CD段:限制光合作用速率的环境因素主要有:CO2浓度、温度等。
内部因素有:色素的含量、酶的活性和数量。 (4)在什么光照强度下植物能正常生长?
只有当净光合作用速率>0时,植物才能正常生长,即白天光照强度至少大于B点。
在一昼夜中,白天的光照强度还要满足白天的净光合产量>晚上的呼吸消耗量,植物才能正常生长。
(5)若该曲线是某阳生植物,那么阴生植物的相关曲线图该如
何表示?为什么?
阴生植物的呼吸速率一般比阳生植物低,所以对应的A点一般上移。阴生植物叶绿素含量相对较多,且叶绿素a/叶绿素b的比值相对较小,叶绿素b的含量相对较多,在光照比较弱时,光合作用速率就达到最大,所以对应的C点左移。
阴生植物在光照比较弱时,光合作用速率就等于呼吸速率,所以对应的B点左移。
(5)已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别是25℃和30℃,则温度由25℃上升到30℃时, 对应的A点、B点、M点分别如何移动?
根据光合作用和呼吸作用的最适温度可知,温度由25℃上升到30℃时,光合作用减弱,呼吸作用增强,所以对应的A点下移。光照强度增强才能使光合作用速率等于呼吸速率,所以B点右移。由于最大光合作用强度减小了,所需要的光能也应该减少,所以M点左移。
(6)若植物体缺Mg,则对应的B点如何移动
植物体缺Mg,叶绿素合成减少,光合作用效率减弱,但呼吸作用没有变,需要增加光照强度,光合作用速率才等于呼吸速率,所以B点右移。
(7)A点、A点之外产生ATP的细胞结构是什么?
A点只进行呼吸作用,产生ATP的细胞结构是细胞质基质和线粒体。
A点之外既进行光合作用,又进行呼吸作用,产生ATP的细胞结构有叶绿体、细胞质基质和线粒体。
(8)处于A点、AB段、B点、BC段时,右图分别对应发生哪些过程?
A点:e、f(前者是CO2,后者是O2)
AB段:a、b、e、f(a是CO2,b是O2)
B点:a、b
BC段:a、b、c、d(c是O2,d是CO2)
2.CO2浓度对光合作用速率的影响
(1)曲线
(一)
①在一定范围内,光合作用速率随CO2浓度升高而加快,但达到一定浓度后,再增大CO2浓度,光合作用速率不再加快。(图中纵轴代表的是净光合作用速率)
②A点:CO2补偿点,即在光照条件下,叶片进行光合作用所吸收的二氧化碳量与叶片所释放的二氧化碳量达到动态平衡时,外界环境中二氧化碳的浓度。
B点:CO2饱和点,表示光合作用速率达到最大时所应的最低CO2浓度。点以后随着CO2浓度的升高,光合作用速率不再加快,此时限制光合作用速率的环境因素主要是光照强度和温度。 ③若CO2浓度一定,光照强度减弱,A点、B点移动趋势如下:
光照强度减弱,光合作用速率增强,由于呼吸速率不变,要使光合作用速率与呼吸作用速率相等,需要提高CO2浓度,故A点右移。
由于光照强度减弱,光反应减弱,因而光反应产生的[H]及ATP 减少,影响了暗反应中C3的还原,故CO2的固定减弱,所需CO2浓度随之减少,B点应左移。
3.温度对光合作用速率的影响:
主要通过影响暗反应中酶的活性来影响光合作用的速率。 在一定温度范围内,随着温度的升高,光合速率随着增加,超过一定的温度,光合速率不但不增大,反而降低。因温度太高,酶的活性降低。
此外温度过高,蒸腾作用过强,导致气孔关闭,CO2供应减少,从而间接影响光合速率。
①若Ⅲ表示呼吸速率,则Ⅰ、Ⅱ分别表示实际光合速率和净光合速率,即净光合速率等于实际光合速率减去呼吸速率。
②在一定的温度范围内,在正常的光照强度下,提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。如左图所示。所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内酶的最适温度。在20℃左右,植物中有机物的净积累量最大。
4.水、矿质元素对光合作用速率的影响
水是光合作用原料之一,同时也是代谢的必须介质,缺少时会使光合速率下降;矿质元素如:Mg是叶绿素的组成成分,N是光合作用有关酶的组成成分,P是ATP的组成成分,缺少也会影响光合速率。
5.叶龄对光合作用强度的影响
1随幼叶不断生长,叶面积不断增大,叶内叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合速率不断增加;
2壮叶时,叶面积、叶绿体都处于稳定状态,光合速率基本稳定; 3老叶时,随叶龄增加,叶内叶绿素被破坏,光合速率下降。
二、光合作用和细胞呼吸中相关的拓展延伸:
有关光合作用和呼吸作用关系的变化曲线图中,最典型的就是夏季的一天中CO2吸收量和释放量变化曲线图, 如图1所示:
1.曲线的各点含义及形成原因分析如图1 a点:凌晨3时~4时,因温度降低,呼吸作用减弱,CO2释放减少;
b点:上午6时左右,太阳出来,开始进行光合作用;
bc段:光合作用小于呼吸作用;
c点:上午7时左右,光合作用等于呼吸作用;
ce段:光合作用大于呼吸作用;
d点:温度过高,部分气孔关闭,出现“午休”现象; e点:下午6时左右,光合作用等于呼吸作用;
ef段:光合作用小于呼吸作用;
fg段:太阳落山,停止光合作用,只进行呼吸作用。 2.有关有机物情况的分析如图 (1) 积累有机物时间段:ce段;
(2) 制造有机物时间段:bf段;
(3) 一天中有机物积累最多的时间点:e点;
(4) 一昼夜有机物的积累量表示:Sp-SM-SN 3.在相对密闭的环境中,一昼夜CO2含量的变化曲线如图3
(1) 如果N点低于M点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总 量增加;
(2) 如果N点高于M点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总 量减少;
(3) 如果N点等于M点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总 量不变;
(4) (4)CO2含量最高点为c点,该光合速率等于呼吸速率,CO2 含量最低点为e点。
4.在相对密闭的环境下,一昼夜O2含量的变化曲线图如图4
(1) 如果N点低于M点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量减少;
(2) 如果N点高于M点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量增加;
(3) 如果N点等于M点,说明经过一昼夜,植物体内的有机物总量不变;
(4)
O2含量最低点为c点,该光合速率等于呼吸速率。O2 含量最高点为e点。
篇19:光合作用和呼吸作用教案
一、知识结构
二、考点分析
1、有关影响光合作用速率的几组曲线分析及生产上的应用
(1)光照强度
① 图象(如右图)
②关键点含义
光照强度:植物的光合作用强度在一定范围内是随着光照强度的增加,同化吸收CO2的速度也相应增加,但当光照强度达到一定时,光合作用的强度不再随着光照强度的增加而增强。
植物在进行光合作用的同时也在进行呼吸作用,当植物在某一光照强度条件下,进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用所释放的CO2量达到平衡时,这一光照强度就称为光补偿点,这时光合作用强度主要是受光反应产物的限制。
当光照强度增加到一定强度后,植物的光合作用强度不再增加时,这一光照强度就称为植物光合作用的光饱和点,此时的光合作用强度是受暗反应系统中酶的活性和CO2浓度的限制。
光补偿点在不同的植物是不一样的,主要与该植物的呼吸作用强度有关,与温度也有关系。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物高。光饱和点也是阳生植物高于阴生植物。
所以在栽培农作物时,阳生植物必须种植在阳光充足的条件下才能提高光合作用效率,增加产量;而阴生植物应当种植在阴湿的条件下,才有利于生长发育,如果阴生植物光照强度大,蒸腾作用旺盛,植物体内因失水而不利于其生长发育,如人参、三七、胡椒等的栽培,就必须栽培于阴湿的条件下,才能获得较高的产量。
(2)光照面积
①图象(如右图)
②关键点含义
OA段表明随叶面积指数(叶面积指数= )的不断增大。光合作用实际量不断增大,A点为真正光合作用面积的饱和点,随叶面积指数的增大,真正光合作用不再增加,原因是有很多叶被遮挡在光补偿点以下。
OB段干物质量随真正光合作用增加而增加,而由于A点以后光合作用量不再增加,而叶片随叶面积指数的不断增加OC段呼吸量不断增加,所以干物质积累量不断降低,如BC段。
③应用
田间管理时,适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免徒长。如果封行过早,使中下层叶子所受的光照往往在光补偿点以下,白白消耗有机物,造成不必要的浪费。
(3) CO2浓度和矿质元素
①图象(如右图)
②关键点含义
CO2是光合作用的原料,矿质元素直接或间接的影响光合作用,在一定范围内,随CO2和矿质元素的增多,光合作用速度逐渐提高,但到A点,即CO2和矿质元素达到饱和,光合作用不再随CO2和矿质元素浓度的提高而增加。但当CO2浓度升高到浓度很高时影响了植物的呼吸作用,而导致光合作用下降。矿质元素浓度在很高时,也会影响光合作用速度。如氮肥过多,会造成农作物徒长倒伏。矿质元素过高还会造成细胞质壁分离,影响细胞的吸水,从而影响农作物的生命活动。
③应用
“正其行,通其风”,温室内充CO2,即为提高CO2浓度、有利于增加产量。合理施肥可促进叶片面积增大,提高酶的合成率,增加光合作用速率。
(4)温度
①图象(如右图)
②关键点含义
②温度:植物所有的生活过程都受温度的影响,因为在一定的温度范围内,提高温度可以提高酶的活性,加快反应速度。
光合作用也不例外,在一定的温度范围内,在正常的光照强度下,提高温度会促进光合作用的进行。但提高温度也会促进呼吸作用。如图所示。
所以植物净光合作用的最适温度不一定就是植物体内真正光合作用的酶最适温度。
③应用
白天调到真正光合作用最适温度,以提高净光合作用;晚上适当降低温室的温度,以降低呼吸作用,所以保持一定的昼夜温差能保证植物有机物的积累。
(5)叶龄
①图象(如右图)
②关键点含义
OA段为幼叶,随幼叶的不断生长,叶面积不断增大,叶内叶绿体不断增多,叶绿素含量不断增加,光合作用速率不断增加。
AB段为壮叶,叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态,光合速率也基本稳定。
BC段为老叶,随着叶龄的增加,叶片内叶绿素被破坏,光合速率也随之下降。
③应用
农作物、果树管理后期适当摘除老叶、残叶及茎叶蔬菜及时换新叶,都是根据其原理。又可降低其呼吸作用消耗有机物。
(6)多种因素的影响
①图象(如下图)
②关键点含义
P点时,限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子,随其因子的不断加强,光合速率不断提高。当到Q点时,横坐标所表示的因素,不再是影响光合速率的因子。要想提高光合速率,可采取适当提高图示的其他因子。
③应用
温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合作用中酶(特别是光反应酶)的活性,提高光合速率,同时适当充加CO2,进一步提高光合速率。当温度适宜时,可适当增加光照强度和CO2浓度,以提高光合速率。总之,可根据具体情况。通过增加光照强度、调节温度或增加CO2浓度来充分提高光合速率,以达到增产的目的。
2、影响呼吸作用的因素:
①温度:温度能影响呼吸作用,主要是影响呼吸酶的活性。一般而言,在一定的温度范围内,呼吸强度随着温度的升高而增强。如图曲线所示。根据温度对呼吸强度的影响原理,在生产实践上贮藏蔬菜和水果时应该降低温度,以减少呼吸消耗。温度降低的幅度以不破坏植物组织为标准,否则细胞受损,对病原微生物的抵抗力大减,也易腐烂损坏。
②氧气:氧气是植物正常呼吸的重要因子,氧气不足直接影响呼吸速度,也影响到呼吸的性质。绿色植物在完全缺氧条件下就进行无氧呼吸,大多数陆生植物根尖细胞的无氧呼吸产物是酒精和CO2。酒精对细胞有毒害作用,所以大多数陆生植物不能长期忍受无氧呼吸。在低氧条件下通常无氧呼吸与有氧呼吸都能发生,氧气的存在对无氧呼吸起抑制作用。有氧呼吸强度随氧浓度的增加而增强。关于无氧呼吸和有氧呼吸与氧浓度之间的关系用图中曲线来表示。微生物的无氧呼吸称为发酵,氧气对发酵有抑制作用。图中曲线也适用于对微生物的无氧呼吸和有氧呼吸的描述。根据氧对呼吸作用影响的原理,在贮存蔬菜、水果时适当地降低氧的浓度,如降得太低,植物组织就进行无氧呼吸,无氧呼吸的产物(如酒精)往往对细胞有一定的毒害作用,而影响蔬菜、水果的贮藏保鲜。
② CO2浓度:
增加 CO2的浓度对呼吸作用有明显的抑制效应。这可以从化学平衡的角度得到解释。据此原理,在蔬菜和水果的保鲜中,增加CO2的浓度也具有良好的保鲜效果。
3、光合作用和呼吸作用的有关计算
(1)根据光合作用或呼吸作用反应式进行有关物质的计算
(2)根据光合作用或呼吸作用反应式进行能量计算
(3)光合作用与呼吸作用的综合计算
在光下光合作用与呼吸作用同时进行:
总光合作用速率(真正光合作用速率)=净光合作用速率(表观光合作用速率)+呼吸作用速率
具体分析如下:(参考图表)
光合作用实际产氧量=实测的氧气释放量+呼吸作用耗氧量
光合作用实际二氧化碳消耗量=实测的二氧化碳消耗量+呼吸作用二氧化碳释放量
光合作用实际葡萄糖生产量=光合作用葡萄糖净产量+呼吸作用葡萄糖消耗量
特别提醒:
植物光合作用吸收的CO2(释放O2)的速率,代表植物总光合作用速率;植物光合作用制造的葡萄糖,代表植物光合作用实际葡萄糖生产量。
植物光下吸收的CO2(释放O2)的速率,代表植物净光合作用速率;植物光合作用积累的葡萄糖,代表植物光合作用葡萄糖净产量。
三、典例精讲
典例1.如图为植物光合作用强度随光照强度变化的坐标图,下列叙述中不正确的是
A.a点叶肉细胞产生ATP的细胞器只有线粒体
B.b点植物光合作用强度与细胞呼吸强度相等
C.已知某植物光合作用和细胞呼吸最适温度分别为25℃和30℃,如图表示该植物处于25℃环境中,则将温度提高到30℃ 时,a点上移,b点左移,d点下移
D.当植物缺镁时,b点将向右移
变式1-1.在右面曲线图中,有M.N、O、P、Q五个点,对它们的含义的叙述正确的是
①M点时,植物既进行光合作用,也进行呼吸作用,且光合作用强度
弱于呼吸作用强度
②N点时,植物体只进行呼吸作用;O点时,植物体的光合作用强度等于呼吸作用强度
③Q点时,光照强度不再是影响光合速率的主要因素
④P点前,影响光合速率的主要因素是光照强度
A.①② B.①③ C.③④ D.②④
变式1-2.分析下列甲、乙、丙图,说法正确的是
A.若图甲曲线表示的是阴生植物的光合速率受光强度的影响,则阳生植物的曲线与此比较,b点向左移,c点向右移
B.在光照强度相同时,t2℃植物净光合作用
C.若图丙代表两类色素的吸收光谱,则f代表胡萝卜素
D.用塑料大棚种植蔬菜时,应选用蓝紫色或红色的塑料大棚
典例2.下左图中曲线a表示水稻根有氧呼吸和无氧呼吸所释放的CO2总量的变化,曲线b表示有氧呼吸释放的CO2量的变化,则表示无氧呼吸释放的CO2量的变化是下图中的
变式2-1.右图表示的是某植物的非绿色器官呼吸时O2的吸收量和CO2的释放量之间的相互关系,其中线段XY=YZ,则在氧浓度为a时
A.有氧呼吸比无氧呼吸消耗的有机物多
B.有氧呼吸比无氧呼吸释放的能量多
C.有氧呼吸比无氧呼吸释放的二氧化碳多
D.有氧呼吸和无氧呼吸释放的能量相等
变式2-2.酵母菌是人类的第一种“家养微生物”。在一个固定容积的培养液中,单位时间内在不同的氧气浓度下,下图所示的酵母菌相关指标与实际不相符的是
A B C D
典例3.在两个相同密闭、透明玻璃室内各放置一盆相似的甲、乙两种植物幼苗,在充足的水分、光照和适宜的温度等条件下,用红外线测量仪定时测量玻璃内的CO2含量,结果如下表(假设实验期间光照、水分和温度等条件恒定不变)。下列有关分析,错误的是
A.在0~25min期间,甲和乙两种植物光合作用强度都逐渐减少
B.在0~25min期间,CO2含量逐渐降低是有氧呼吸减弱的结果
C.在0~25min期间,影响光合作用强度的主要因素是CO2含量
D.上表数据说明,乙植物比甲植物固定CO2的能力强
变式3-1.将某种绿色植物的叶片,放在特定的实验装置中,研究在10℃、20℃的温度条件下,分别置于5klx、10klx光照和黑暗条件下的光合作用和呼吸作用。结果如图所示。
对以上结果分析正确的是, 该叶片
①.呼吸速度在20℃下是10℃下的2倍②.在10℃、5klx的光照下,每小时光合作用产生的氧气量是3mg
③.在5klx光照下,10℃时积累的有机物比20℃时多④.在20℃、10klx光照下,每小时光合作用固定的CO2量约是13.9mg
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
变式3-2.下表是一个生物兴趣小组同学对某种植物的叶片进行光合作用实验时测得的一组数据,下列选项下列选项是四位同学根据这组数据绘制的四种光照强度与光合作用吸收CO2总量的曲线,你认为正确的是
典例4.现将一C3植物放入一个密封的玻璃钟罩内培养,罩中养有以此植物为食的小动物,罩内的氧气用18O标记。给予光照若干天后,下列有关叙述正确的是
A. 18O 既能在植物体内的有机物中出现,也能在动物体的有机物中出现
B.该植物固定CO2用于合成有机物,CO2都要穿过3层膜性结构
C.在光学显微镜下,C3植物和C4植物的区别是:前者维管束鞘细胞中含有不含基粒的叶绿体
D.有氧呼吸第一阶段所释放能量都转移到2个ATP中去了
变式4-1.关于下图及其表述的含义的叙述,不正确的是
A.图a曲线表示玉米离体叶片光下利用14CO2进行光合作用时14C含量变化的情况
B.图b曲线表示酵母菌随氧气浓度增加产生CO2的浓度变化的情况
C.图c曲线表示生态因素对光合作用的影响情况
D.图d曲线表示小鼠由30℃→10℃环境耗氧气量变化情况
变式4-2.下列图文相符的有
A.图A表示小白鼠呼吸耗氧量与环境温度的关系
B.图B表示酵母菌代谢中CO2产生速率与O2浓度的关系
C.图C表示玉米(C4植物)植株一天内CO2吸收相对量随时间变化情况
D.图D表示番茄种子萌发(未长出绿叶)过程中干重变化
花盆 光 温度 水
甲 光亮处 20℃ 充足
乙 黑暗处 20℃ 少量
典例5.在开展生物学实践活动时,对照实验设计应遵循单一变量的原则.为了研究光对大豆生长的影响,某小组设计了如下实验:在两只花盆里分别种相同数量的大豆苗,并进行如右处理.在这一实验设计中,有一处不正确,需要改正为
A.乙花盆放在光亮处 B.甲花盆放在黑暗处
C.甲花盆的温度高于20℃ D.乙花盆浇充足的水
实验处理 30min内上浮
编号 叶圆片来源 叶圆片数(片) 自来水(mL) NaHC03(g) 叶圆片数(片)
1 A 10 40 0 2
2 B 10 40 1 6
3 C 10 40 3 4
4 D lO 40 5 5
变式5-1.某同学想探究二氧化碳浓度与光合速率的关系。他取A、B、C、D四株都有5片叶的小白菜,用直径lcm的打孔器打取小叶圆片各10片,并设法抽去气体使之下沉,置于光下。取100mL三角瓶4个,编号1~4,按下表操作(光照、温度相同且适宜)并记录结果。下列评价或修正不合理的是
A.自变量二氧化碳浓度的控制不严格 B.只要控制光照、温度相同即可
C.实验材料本身存在的差异会影响实验结果
D.制备的叶圆片投入三角瓶前应放黑暗处
变式5-2.下图表示研究NaHCO3溶液浓度影响光合作用速率的实验,下列说法错误的是( )
A.将整个装置放在光下,毛细管内的红色液滴会向左移动
B.将整个装置置于暗室,一段时间后检查红色液滴是否移动,可以证明光是光合作用的必要条件
C.当NaHCO3溶液浓度不变时,在B内加入少量蠕虫,对红色液滴移动不产生明显影响
D.为使对照更具说服力,应将伊尔藻置于蒸馏水中(不含NaHCO3) 的烧杯中
典例6.(20分)用某种大小相似的绿色植物叶片,分组进行实验:已知叶片实验前的重量,在不同温度下分别暗处理1小时,测其重量变化;立刻再光照1小时(光强度相同),再测其重量变化。得到如下结果:
组别 一 二 三 四
温度 27℃ 28℃ 29℃ 30℃
暗处理后的重量变化(mg)_ -1 -2 -3 -4
光照后的重量变化(mg)_ +3 +3 +3 +2
_ 指与暗处理前的重量进行比较,“—”表示减少的重量值,“+”表示增加的重量值
请回答问题:
(1)暗处理时,随温度升高,叶片重量 ,其原因是
;光照时,叶片的重量变化没有类似或相反的规律,试分析原因
。
(2)假如叶片的重量变化都是光合作用所合成的有机物的量,则在28℃条件下每小时光合作用合成的有机物为 mg,氧气产生量最多的是第 组叶片。
(3)绿色植物叶绿素的合成是否与光照有关?某生物小组对此进行了探究。请利用玉米幼苗及其它用具设计并完成实验。
实验步骤:
①取生长状况一致的健康玉米幼苗若干,平均分为两组,分别标记为A、B;
②
③
实验结果和相关结论:
①
②
③
变式6-1.为了验证光质对叶片光合作用的影响,请用所提供的实验材料与用具,在给出的实验步骤的基础上,继续完成实验步骤的设计和预测实验结果,并对预测结果进行分析。
实验材料与用具:小烧杯三只、三棱镜、打孔器、注射器、40W灯泡、烧杯、富含CO2的NaHCO3稀溶液(为光合作用提供原料)、绿叶(如菠菜叶)(实验过程中光照和温度等条件适宜,空气中O2和CO2在水中的溶解量忽略不计)。
(一)实验步骤:
(1)取生长旺盛的绿叶,用直径为1cm的打孔器打出小圆形叶片30片(注意避开大的叶脉)
(2)将圆形叶片置于注射器内,并让注射器吸入清水,待排出注射器内残留的空气后,用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞,使小圆形叶片内的气体逸出。这一步骤可重复几次。
(3)将内部气体逸出的小圆形叶片,放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。(这样的叶片因为细胞间隙充满水,所以全都沉到水底。)
(4)
(5)
(6)
(二)预测结果并分析:
(三)结果及讨论: 若增强单色光光照强度,能否对实验结果产生影响?
试在下面同一坐标图中画出不同类型的单色光(光质)下,光照强度与光合作用强度的关系曲线来说明这个问题。
变式6-2.(20分)植物叶绿素的合成需要光照、适宜的温度和必要的矿质元素。下面提供250mL锥形瓶若干,80粒玉米种子(胚乳中可能含有镁离子),以及其它实验用具。请设计实验验证叶绿素的合成所需的上述条件。
(一)试验目的(略)
(二)试验原理
.
(三)试验步骤:
(1)配置含有蔗糖、水、琼脂及植物必需的所有矿质元素的1号培养基和不含镁(其他成分和1号均相同)的2号培养基、调至适宜pH,备用:
(2)分组编号与处理:
分组
项目 甲 乙 丙 丁
培养基及处理
种子及处理
外界条件
(四)列表比较试验结果:
(五)请分析回答下列问题:
如果把在培养基中正常生长的幼苗移入盛有完全营养液的广口瓶中并在适宜的光照和温度条件下继续培养,一段时间后,如果幼叶又表现缺素症,造成这种现象的主要原因是:
典例7.(20分)实验是人们认识事物的基本手段,在实验过程中,不仅需要相应的知识、精密的仪器,还要注意运用科学的方法。
(1)为了探究种子萌发时进行的呼吸类型,某研究性学习小组设计了下列实验。请根据要求填空。
①实验目的: 。
②实验原理:种子萌发过程如果只进行有氧呼吸,则吸收的氧气量和放出的二氧化碳量相等;如果只进行无氧呼吸,则不吸收氧气,能放出二氧化碳;如果既有有氧呼吸又进行无氧呼吸,则吸收的氧气量小于放出的二氧化碳量。
③实验材料和用具:萌发的豌豆种子、带橡皮塞的玻璃钟罩两只、100mL烧杯4个、两根弯曲的其中带有红色液珠的刻度玻璃管、NaOH溶液、清水、凡士林。
④实验方法:将实验材料和用具按上图配置好实验装置,如想得到实验结论还必须同时设计另一个实验,请指出另一个实验应如何设计(绘装置图表示,并用简短的文字说明)
⑤实验结果及预测:
Ⅰ. ;
Ⅱ. ;
Ⅲ. 。
变式7-1.(20分)右图是一种可测定呼吸速率的密闭系统装置。
(1)关闭活塞,在适宜温度下,30分钟后,读取有色液滴向
(左/右)移动的距离。
(2)为了使测得的有色液滴移动数值更准确,必须进行校正。 校正装置的容器和小瓶中应分别放入
(3)生活中发现,受到机械损伤后的樱桃易烂。有人推测易烂与机械损伤引起樱桃呼吸速率升高有关。请结合测定呼吸速率实验装置,设计实验探究机械损伤能否引起樱桃呼吸速率升高。
①实验变量: 。
②实验假设: 。
③实验步骤:
第一步:按装置图中所示进行操作,30分钟后,记录有色液滴移动距离为a。
第二步: 。
第三步: 。
④预期结果及结论:
结果1:__________________,结论1:______________________________________________________;
结果2:__________________,结论2:______________________________________________________;
结果3:__________________,结论3:______________________________________________________。
变式7-2.(20分)将某绿色植物放在特定的实验装置内,研究温度对光合作用与呼吸作用的影响(其余的实验条件都是理想的),实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示。
温度(℃) 5 10 15 20 25 30 35
光照下吸收CO2(mg/h) 1.00 1.75 2.50 3.25 3.75 3.5 3.00
黑暗中释放CO2(mg/h) 0.50 0.75 1.00 1.50 2.25 3.00 3.50
(1) 昼夜不停地光照,温度在35℃时该植物能否生长?________________。
(2)昼夜不停地光照,该植物生长的最适宜温度是多少度?______________。
(3)每天交替进行12小时光照、12小时黑暗,温度均保持在10℃的条件下,该植物能否生长?为什么? ,________________________________________________。
(4)根据表中数据绘出光合作用吸收CO2量与温度之间
关系的曲线。
光合作用和呼吸作用专题备考训练参考答案:
典例1. C 变式1-1. C 变式1-2. B
典例2. B 变式2-1. B 变式2-2. D
典例3. B 变式3-1. C 变式3-2. C
典例4. A 变式4-1. B 变式4-2. B
典例5. D 变式5-1. B 变式5-2. B
典例6.(每空2分,共20分)
(1)下降 在暗处,叶片只进行呼吸作用,温度升高,酶的活性增强,分解有机物增多,叶片重量下降 光照时,温度升高,光合作用和呼吸作用都增强,但不成一定比例,而叶片重量变化是光合作用产生的有机物和呼吸作用消耗的有机物之差组成,故叶片重量增加没有一定规律。
(2)7 四
(3)实验步骤:②A组幼苗放在有光照的环境中,B组幼苗放在无光的黑暗环境中;
③置于其它条件相同且适宜的环境中培养一段时间,观察幼苗的颜色。
实验结果及相关结论:
①A变绿B不变,说明光是叶绿素合成的必备条件;
②A不变B变绿,说明叶绿素合成需要在无光条件下进行;
③A和B均变绿,说明叶绿素的合成与光照无关。
变式6-1.(20分)
(一)(4)取三只小烧杯,分别倒入20mL富含CO2的NaHCO3稀溶液。 并分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片。(2分)
(5)用40W灯泡照射,三棱镜色散形成红光、黄光、绿光分别作用于三只小烧杯。(2分)
(6)观察并记录 同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量(叶片全部浮起经历的时间)(2分)
(二)预测结果:单位时间内红光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最多,绿光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最少(4分)。
结果分析:因为绿叶中的色素吸收红光和蓝紫光的能力,吸收绿光的能力最弱(2分)。因此在红光照射时产生O2的速度最快,叶肉细胞间隙的O2增加最快,叶片上浮的速度也就最快,相反绿光照射的烧杯叶片上浮最慢(4分)
(三)结果讨论:能(2分) 曲线(4分)
变式6-2. (20分)
(二)植物叶绿素的合成需要光照、适宜的温度和必需的矿质元素。(2分)
(三)
分组
项目 甲 乙 丙 丁
培养基及处理 1号培养基,灭菌,冷却 1号培养基,灭菌,冷却 1号培养基,灭菌,冷却 2号培养基,灭菌,冷却
种子及处理 每组各加20粒玉米种子,清水浸泡,消毒,去胚乳
外界条件 充足光照,适宜温度(30℃) 充足光照,温度10℃(低温) 黑暗,适宜温度(30℃) 充足光照,适宜温度(30℃)
组别 甲 乙 丙 丁
幼苗颜色 绿色 黄绿色 黄色 黄色
(四)
(五)溶液中缺氧,抑制了有氧呼吸,吸收矿质元素减少。(2分)
典例7.(20分)(1)①探究种子萌发时所进行的呼吸类型
④如图。(说明:强调等量的种子,即用等量的清水代替NaOH,观察红色液滴的移动情况。)
⑤Ⅰ.装置一中的液滴左移,装置二的液滴不移动,则说明萌发的种子只进行有氧呼吸;
Ⅱ.装置一中的液滴不动,装置二中的液滴右移,则说明萌发的种子只进行无氧呼吸;
Ⅲ.装置一中的液滴左移,装置二中的液滴右移,则说明萌发的种子既进行有氧呼吸又进行无氧呼吸。
变式7-1.(20分)
⑴左 (2分)
⑵ 与实验组等量消毒的无活力(如加热后冷却)的樱桃(2分)
与实验组等量的20%NaOH(2分)
⑶ ①机械损伤(2分)
②机械损伤能引起樱桃呼吸速率升高(或机械损伤不能引起樱桃呼吸速率升高)(2分)
③ 第二步:向容器内加入与实验组等量消毒的受到机械损伤后的樱桃,其它处理及装置与实验组完全相同,记录相同时间内有色液滴移动距离为b (3分)
第三步:比较a、b数值的大小(1分)
④如果a
如果a=b,则说明机械损伤对樱桃呼吸速率没有影响;(2分)
如果a>b,则说明机械损伤能引起樱桃呼吸速率降低。(2分)
变式7-2.(20分)
(1)能
(2)25℃
(3)能。 12小时光照下积累的有机物比12小时黑暗中消耗的有机物多。
(4)见右
篇20:光合作用初中生物教案
一、素质教育目标
(一)知识教学点
1.了解叶绿体中色素的种类及作用、光合作用的实质和意义。
2.理解光合作用的概念、总反应式。
3.掌握光合作用的过程及图解。
(二)能力训练点
1.通过多媒体投影,对光合作用过程图解的分步展示,运用化学知识理解物质和能量变化,理顺所学知识的逻辑顺序,启迪学生的形象思维,培养学生观察联想、归纳综合、灵活应用知识的能力。
2.通过读书和师生的讨论活动,培养学生自学和主动探索新知识的技能、技巧。
(三)德育渗透点
1.通过生物结构和生理功能相统一,物质代谢和能量代谢相联系等生物科学知识的学习和理解,帮助学生树立辩证唯物主义的观点。
2.通过科学家研究光合作用暗反应的科研成果的介绍,对学生进行热爱科学,献身科学的思想教育。
(四)学科方法训练点
1.学会使用图和表的形象思维方法,用抽象的生物语言,按逻辑思维顺序表达其内涵,初步掌握理解新知识的记忆方法。
2.运用化学基础理解光反应和暗反应的过程,实质上就是氧化还原过程的知识迁移。
二、教学重点、难点、疑点及解决办法
1.教学重点及解决办法
教学重点是光反应和暗反应的生理过程。
[解决办法] 通过读书、思考、讨论、讲述、多媒体连环图解和课堂练习,反复强化来突出重点。
2.教学难点及解决办法
(1)光反应和暗反应的场所与条件、物质与能量转换的关系。
(2)光反应和暗反应的区别和联系。
[解决办法] (1)指导学生读书、思考、理解光合作用连环图,学习写分步反应式时,必须有场和条件,物质与能量的变化总是同时发生,才能表达其完整性和科学性。
(2)通过列表比较光反应和暗反应,启发学生归纳总结二者在物质和能量上的联系。
3.教学疑点及解决办法
(1)为什么光合作用是自然界最基本的物质代谢和能量代谢? (2)为什么暗反应的第二阶段叫“还原”?
[解决办法] (1)根据光合作用的生理意义,植物通过光合作用将无机物变成有机物,将光能转变为有机物内的化学能,而且还将这些物质和能量供给其他生物,没有光合作用,生物体内的物质代谢和能量代谢都无法进行。
(2)在暗反应中,C3化合物转变成C6H12O6,C3是一个得到氢的过程,所以,第二阶段叫“还原”。
三、课时安排:2课时。
四、教学方法
启发式讨论为主、兼用比较分析小结式讲述法。
五、教具准备
1.多媒体课件
(1)叶绿体亚显微结构图。 (2)叶绿体中色素分子图解。
(3)光反应和暗反应过程分步显示连环图。
(4)学生复习、思考、练习题及相关图表。
2.多媒体教学相关器材等。
六、学生活动设计
1.学生讨论回忆叶绿体在光下制造氧气和淀粉等光合作用的相关知识。
2.视图复习叶绿体的亚显微结构、化学成分和功能。
3.采取读书思考、讨论小结、练习校正等多种形式的学习活动。
七、教学步骤
(一)明确目标
1.了解叶绿体中色素的种类、颜色和作用。
2.理解光合作用的概念和图解。
3.掌握光合作用的生理过程。
(二)重点、难点的学习与目标完成过程
引言:同学们在初中已学过光合作用,你们还记得光合作用的概念吗?我们曾做过哪些与光合作用相关的实验?学生议论后,齐声朗读P·61,光合作用概念一段。
(一)光合作用的概念
教师点评强化,光合作用是绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水合成储存能量的有机物,并且释放氧的过程。其中的有机物通常是葡萄糖,进而可以合成蔗糖或淀粉(即单糖可以合成二糖或多糖)等。
(二)叶绿体中色素的种类、颜色和作用
绿色植物的光合作用是在叶绿体中进行,请大家注视屏幕,回忆叶绿体的亚显微结构,用鼠标依次点击叶绿体的各个结构,让同学回忆叶绿体是由外膜、内膜、基质和基粒几部分组成,同时启发学生进一步联想,叶绿体中“色素分子”和“多种酶”分布的位置。再点击鼠标,画面上依次显示基粒及片层结构和基质的闪动,反映色素分子和酶的分布位置。这些色素分子和酶与叶绿体的光合作用有密切的关系。通过叶绿体中色素提取和分离实验可知,叶绿体中的色素有两类四种(荧屏显示): 提 问:既然叶绿体中有四种色素,为什么生物的叶片大都呈绿色? 学生讨论后小结:(略) 让白色的自然光通过叶绿体色素的酒精提取液,将透过的光用三棱镜散射,发现光栅上红光和蓝紫光处呈暗带,请同学们想一想,这是为什么? 叶绿体中的色素能吸收太阳光,其中类胡萝卜素吸收蓝紫光,叶绿素吸收蓝紫光和红光。叶绿素分子比类胡萝卜素分子多吸收红光,它的吸光能力要强些,同时它还能利用光能使水分解。
光合作用包括一系列的物质转化和能量转化,它是怎样产生氧气、制造有机物的呢?下面,让我们共同来讨论光合作用的生理过程。
(三)光合作用的过程
请同学读书P·62-P·63,思考并总结第一阶段的相关知识。请学生回答: 屏幕显示,光合作用过程表解,表中各项答案空缺,待学生讨论回答后,教师对学生回答点拨、指正,屏幕再分步显示答案。
请按表格的要求比较光反应和暗反应的区别和联系: 1.光反应
(1)部位:叶绿体片层结构薄膜上。
(2)条件:需光、H2O、色素分子和酶。
(3)物质变化:水的光解:2H2O→4[H]+O2 (4)能量转换:光能→ATP中的活泼的化学能
教师小结性重述,并联系表中的知识,边讲边板画光反应连环图(教材P·64图21)。
2.暗反应:学生再次读课文P·65,依次回答以下四个知识点。屏幕显示方法同光反应。
(1)部位:叶绿体基质中。
(2)条件:需多种酶和CO2 (4)能量转换:ATP中的活泼的化学能→有机物中的稳定的化学能。
教师小结性重述,仍密切联系表中有关暗反应的知识,边讲边板画暗反应连环图,强调暗反应的条件需多种酶催化,在有光或无光条件下都可以进行;同时简要说明C3得到氢叫还原。
此过程又叫卡尔文循环,是卡尔文用十年时间研究发现的,任何科学发现都是科学家经过不懈努力的结果,所以同学们对待学习要有不断努力、持之以恒的拼搏精神。
学生总结光反应和暗反应的联系,教师引导,主要把握:光反应为暗反应提供了还原剂[H]、能量ATP;暗反应是光反应的继续,最终完成了把无机物化合成有机物,把光能储存在有机物的过程。
此时,表内内容填写完成。
(三)布置作业
1.在正常条件下进行光合作用的植物,当突然改变某条件后,发现叶肉细胞内三碳化合物的含量突然上升,则改变的条件是 [ ] A.停止光照
B.停止光照并降低CO2的浓度
C.升高CO2的浓度
D.降低CO2的浓度
2.暗反应是否必须在夜间黑暗条件下进行? 参考答案:1.A; 2.不是,暗反应和光反应几乎是同时发生,暗反应中的“暗”的含义是不利用光,在有光条件下能够正常进行。
(四)板书设计
(一)光合作用的概念
(二)叶绿体中色素的种类、颜色及作用
(三)光合作用的生理过程:P·64图21
七、教学步骤
(一)明确目标
屏幕显示本堂课应达到的教学目标: 1.了解光合作用的实质和意义。
2.理解光合作用的总反应式。
3.理解光反应和暗反应的区别和联系。
(二重点、难点的学习与目标完成过程
引言:上节课我们知道光的概念和过程,请同学们看屏幕回忆(示光合作用连环图),根据光合作用图解上的番号,请回答
1.(1)填写下列物质的名称: A____B____C____D____ E____F____G____H____ (2)上图中B存在于____的____薄膜上;B利用A将水分解,为暗反应提供C;C是____剂,参与暗反应;B还将A转变为____并存储在____。
(3)在H的参与下,暗反应才能正常进行,首先D与F结合形成E,这个过程叫做____;E接受光反应提供的能量,被____还原,形成G和____,光反应提供的能量存储在____中。
参考答案: (1)A.光能、B.叶绿体中色素、C.[H]、D.CO
2、E.2C
3、F.C
5、G.C6H12O
6、H.多种酶; (2)叶绿体、基粒片层结构、还原、化学能、ATP; (3)CO2的固定、[H]、H2O、C6H12O6; 2.光合作用的总反应式应怎样表达?学生思考后回答: 教师指向反应式,让学生再次口述光合作用的概念,理解总反应式与概念的关系,由此可知,6CO2+12H2O_是光合作用的原料,C6H12O6+6O2_+6H2O是光合作用的产物,光能和叶绿体是光合作用的条件和场所。
3.C6H12O6中的C、H、O分别来自哪些反应物?学生回答:H2O、CO2。
4.由于新陈代谢的实质是物质代谢和能量代谢,那么,光合作用的实质应该是什么?答:(略)。
5.通过以上学习的内容,我们应该怎样去认识光合作用的意义呢?请学生阅读教材P·64-P·65,讨论并小结:(1)光合作用是自然界中有机物的来源,为人和动物提供了食物;(2)光合作用使大气中O2和CO2的含量基本保持动态平衡,是地球上有氧呼吸型生物O2的来源;(3)光合作用把光能转变成化学能,阳光是生物能量的最终来源。
(三)总结、扩展
1.C6H12O6是有机物糖类中的单糖,自然界中的C6H12O6是由CO2和H2O通过光合作用合成的,在合成过程中,将太阳光能转变为化学能,稳定储存在分子结构复杂的C6H12O6化学键中,是储存能量的合成代谢。
2.从暗反应图中可知,此反应是在循环式的进行着,它不断地固定CO2,在还原碳产生C6H12O6的同进还产生C5,C5将固定新的CO2,这个循环周而复始,使暗反应得以持续进行。
3.ATP与ADP也是周而复始地循环着,二者的循环结果不断地将光能转变为有机物(C6H12O6)中稳定的化学能。 4.光反应在基粒及片层结构薄膜上进行,暗反应在基质中进行,故绿色植物光合作用过程在叶绿体中进行,所以光合作用总反应式的条件应该是叶绿体而不是叶绿素,同学们常常在书写总反应式时,把叶绿体错写为叶绿素,犯了概念上的错误。
5.从光合作用发生的生化反应可以看出,光合作用是一个氧化还原过程。在绿色植物体内,以叶绿素吸收光能作为反应的推动力,在生物酶的参与下,将水光解为O2和[H],并用[H]去还原CO2,最终生成富含能量的有机物。这一系列反应,绿色植物是在常温常压下完成的,在其它情况下是无法实现的。但就其化学本质,光合作用过程是一系列化学反应过程,所以,化学知识是学习生物的基础,生物科学与各学科的结合带来美好的前景,是当今生物学发展的大方向,我们所学的各学科知识都是相互渗透、相互联系的,我们只有不偏科,才能全面发展。
6.为什么光合作用是生物界中最基本的物质代谢和能量代谢? 光合作用把无机物制造成有机物,为动物和人提供了食物和栖所,为有氧呼吸型的生物提供了氧气,保证了自然界中二氧化碳和氧气含量的动态平衡,保证了生物界和无机环境之间的物质循环;光合作用把光能转变成存储于有机物中的化学能,是生物界所需能量的最终来源,也是生态系统能量流动的前提,为生物的生存提供了能量。
我们珍爱大自然,关键在于保护绿色环境,其实质是发挥自然界光合作用的最大潜能,为人类的生存和发展提供最根本的条件。
★课程教案
★生物教案
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