光合作用的理解

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光合作用的理解范文第1篇

論文關鍵詞：交替呼吸途徑，細胞色素途徑，異戊二烯，光合作用

 

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

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

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

在高等植物中生物論文，呼吸電子傳遞中的電子流主要通過細胞色素途徑(cytochrome pathway) 傳遞；同時，植物線粒體電子傳遞鏈中也具有另一條呼吸途徑–––交替呼吸途徑（alternative pathway）。交替途徑的存在可以使得電子從呼吸電子傳遞鏈的泛醌處分支，繞過呼吸鏈中的復合物III和復合物IV，直接將氧還原成水[8]。最近的研究發(fā)現(xiàn)，細胞色素途徑和交替途徑均在優(yōu)化光合作用中扮演著重要的角色 [9]。然而，目前國內(nèi)外有關呼吸作用對光合作用調節(jié)的研究多集中于非異戊二烯釋放的植物種類中，使得人們對光合作用過程中異戊二烯釋放與呼吸作用之間的關系缺少了解。基于此，本研究在楊樹（典型的異戊二烯釋放型植物）葉片中調查了呼吸作用對異戊二烯釋放、光合作用和葉綠素熒光參數(shù)的影響，探討了呼吸作用對異戊二烯釋放可能的調節(jié)機理。相信該研究有利于進一步豐富人們對植物異戊二烯釋放內(nèi)在機理的認識，對進一步了解植物代謝途徑之間的相互聯(lián)系也具有一定的參考價值。

1 材料與方法

1植物材料與處理

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

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

2葉片的光合作用、葉綠素熒光參數(shù)和異戊二烯釋放的檢測

葉片光合作用通過使用英國PP Systems的TPS-2光合儀測定。葉綠素熒光參數(shù)使用德國PAM葉綠素熒光儀測量：在上述光照強度下，當光合作用達到穩(wěn)態(tài)時得到熒光參數(shù)Fs；再給葉片一個飽和脈沖光后得到PSII中心關閉時光下最大熒光參數(shù)Fm'，通過公式(Fm'-Fs)/Fm'得到該作用光下PSII的實際光合效率(ФPSII）。利用遠紅光脈沖得到熒光參數(shù)Fo', 分別依據(jù)公式(Fm'-Fo')/Fm'和(Fm'-Fs)/(Fm'-Fo')計算該光照強度下PSII的光合效率（Fv'/ Fm'）和光化學猝滅系數(shù)（qP）。異戊二烯釋放的檢測依據(jù)Zeidler和Lichtenthaler描述的方法進行[10]。實驗結果為至少3次測量的平均值。

3葉片呼吸參數(shù)的測定

葉片稱重后切成小塊并放置于測量杯中。依據(jù)Bingham和Farrar的方法使用Clark型氧電極 (中國科學院植物生理與生態(tài)研究所制)測量和計算總呼吸、交替呼吸途徑和細胞色素途徑的最大容量[11]。實驗結果為至少3次測量的平均值。

2 結果分析

2.1光照對楊樹葉片呼吸的影響

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

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

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

2.2光照和呼吸抑制劑對異戊二烯釋放的影響

黑暗下的葉片沒有檢測到異戊二烯的釋放。當葉片置于1小時的光照下，我們檢測到了葉片異戊二烯的釋放，且異戊二烯的釋放水平隨著光照時間的增加而增加。為了研究呼吸及不同的呼吸途徑是否會對光照下異戊二烯的釋放造成影響，在光照前，我們分別用1.0 mM SHAM (水楊基氧肟酸，交替呼吸途徑抑制劑)和0.5 mM KCN (氰化鉀生物論文，細胞色素途徑抑制劑) 處理了楊樹葉片，這些呼吸抑制劑的濃度已被報道不會對光合作用等其他代謝造成影響 [7] [9]。實驗結果表明，1 mM SHAM和0.5 mM KCN分別能夠對交替呼吸途徑和細胞色素途徑造成大約66%和68%的抑制；而1mM SHAM和0.5mM KCN復合處理能夠抑制大約85%的總呼吸。且抑制率在光照4小時內(nèi)基本保持穩(wěn)定（表.1）。

 

 

 

抑制率（%）

1 2 3 4 (hours)

1 mM SHAM對交替途徑抑制率

63.3%

67.6%

65.3%

66.7%

0.5 mM KCN對細胞色素途徑抑制率

70.2%

66.8%

63.9%

72.5%

1 mM SHAM和0.5 mM KCN對總呼吸抑制率

84.3%

87.6%

光合作用的理解范文第2篇

關鍵詞：高中生物； 光合作用； 概念教學； 研究

中圖分類號：G633．91 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2012）04-034-001

一、光合作用概念的導入策略

概念導入是概念教學中的一個重要環(huán)節(jié)。做任何事情都需要有良好的開端，一節(jié)課的開頭就應該能夠吸引住學生，調動學生的學習興趣。一個好的導入應該能引發(fā)學生的思考，引發(fā)學生的求知欲。

《能量之源——光與光合作用》我們可以采取創(chuàng)設情境導入：

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

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

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

二、光合作用概念的生成策略

1．尋找關鍵詞

先給出光合作用的概念，讓學生試著去找一找本概念中的關鍵詞，培養(yǎng)學生遇概念尋找關鍵詞的習慣和能力，積累到一定程度，能自己找出概念中的關鍵詞，這對學習生物學中的概念很重要。例如：光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成存儲著能量的有機物，并且放出氧氣的過程。這樣學生對光合作用的概念就有了一個大概的了解。

2．實驗法

學生實驗：綠葉中色素的提出和分離

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

3．分析法

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

4．比較法

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

5．比喻法

比喻法是指對難于理解的抽象概念，講授時采用恰當?shù)谋扔骷右哉f明。可以把“光合作用”形象的比喻成綠色工廠：廠房是細胞，機器是葉綠體，原料是二氧化碳和水，產(chǎn)品是有機物，動力是太陽光光能。教師讓學生聯(lián)想自己所熟悉的工廠來聯(lián)想“光合作用”這一概念。

這樣使抽象的概念具體化、形象化，易于學生理解、掌握，有事半功倍之效。

三、光合作用概念的鞏固策略

1．練習法

學生在形成概念的初期，對概念的掌握往往不牢，不準確，不完善，不深刻，還經(jīng)常會遺忘，并且會和舊概念相混淆。這需要通過一些練習，利用已學的概念解決問題對概念進行鞏固和加深。通過反復的訓練，學生在實際應用中會對概念有更為全面和深入的理解。

2．構建概念圖法

新課程理念認為學習是一個主動建構知識的過程。構建概念圖策略能很好地體現(xiàn)這一概念，它是鞏固概念的主要策略，它指引學生對已學概念的回顧，梳理概念間的邏輯關系，通過畫概念圖的方法，組成概念體系，使新概念恰當?shù)剡M入學生已有的認知機構中從而構建出概念圖。例光合作用的概念圖如下：

構建概念圖，一方面能真正實現(xiàn)有意義學習，條理清晰，形成知識網(wǎng)絡，從整體上對知識點進行把握，避免機械記憶；另一方面還可實現(xiàn)長時間記憶，使回憶更容易。

四、光合作用概念的強化策略

俗話說：學以致用，學習的目的就是為了很好地應用，概念的學習也是如此。只有通過對你所學習的概念的具體應用，即在所給的具體情境中解釋或解決實際的問題，才能使概念內(nèi)化到相關的概念體系當中去，才能把所學的知識真正變成自己的知識，才能運用自如。例如我們可以設計這樣的問題：如何提高農(nóng)作物的產(chǎn)量？用所學知識解釋和解決了實際的問題，更進一步強化了光合作用的概念。

高中生物《新課程標準》中明確規(guī)定生物課程的重要目標之一是讓學生獲得生物學基本概念方面的知識。如何提高生物學概念教學，是一個需要不斷探索的問題。實踐證明，充分利用生物學事實和學生已有的生活經(jīng)歷經(jīng)驗引發(fā)概念教學，啟發(fā)和引導學生認真觀察分析比較交流，歸納概念深化概念，及時運用所學概念解釋和解決實際問題，鞏固和強化概念教學，是提高高中生物概念教學的有效策略。

參考文獻：

[1]高中生物必修1教師用書，人教版

光合作用的理解范文第3篇

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

蘇科版初中生物教材,對光合作用知識的安排非常合理,是學生學習了生物與環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)之后,從生物、環(huán)境中獲取物質和能量的角度進行闡述的。筆者認為美中不足的是對人類認識光合作用的過程沒有作出一定的敘述,并依此逐步呈現(xiàn)相關知識以及教學的時間是在七年級第一學期末的12月份底,冬季對光合作用的實驗有一定的影響。

七年級學生的認知水平基本上是知道植物會進行光合作用,植物會吸收二氧化碳并放出氧氣,并且大多數(shù)學生就認為植物吸收二氧化碳,放出氧氣就是光合作用。先入為主,根深蒂固。以至于一部分學生在學過光合作用知識以后仍是這樣認為的。所以,讓學生認識光合作用產(chǎn)生有機物并實現(xiàn)光能轉化是初中生物學教學的重點,為學生升入高中進一步學習打好基礎。

從人類認識光合作用的歷史過程看,比較復雜:

一、時間:兩千多年前,亞里士多德(Aristotle)對植物營養(yǎng)的說法

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

二、時間:1648年,海爾蒙特(Helmont)的實驗過程

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

三、時間:1771年,普利斯特里(Priestley)實驗

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

這種截然不同的結論引起人們的極大關注,導致了1779年荷蘭的簡?英格豪斯進行了一系列實驗,他的實驗證實了普利斯特利的實驗結果,確認植物對污濁的空氣有“解毒”能力,同時指出這種能力是太陽光照射植物的結果,從而證明綠色植物只有在光下,才能把空氣變好。

四、時間:1864年,薩克斯實驗

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

五、時間:1880年,恩吉爾曼(C.Engelmann)實驗

證明了植物光合作用的放氧結構是葉綠體由光照引起的。

六、時間:20世紀30年代,美國科學家魯賓和卡門的實驗

1939年,美國科學家魯賓(S.Ruben)和卡門(M.Kamen)利用同位素標記法進行了探究。實驗證明光合作用釋放的氧氣來自水。

美國科學家卡爾文等人用小球藻(一種單細胞的綠藻)做實驗,探明了CO2中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑。

很顯然,以上第六點是今后高中學習的內(nèi)容,初中生物學教學不應涉及,第五點也沒有必要重點去講述,教材要求重點理解并掌握的是第四點:薩克斯實驗即光合作用實驗。但如教材從海爾蒙特(Helmont)的實驗直接跳到光合作用實驗,筆者認為知識呈現(xiàn)顯得有點突兀,不利于讓學生從已知的知識過渡到新的知識。

所以,在教學過程中,向學生詳細介紹第三點的相關內(nèi)容是非常必要的。普利斯特里(Priestley)實驗讓學生知道“植物會吸收二氧化碳并放出氧氣”或是“凈化空氣”這個已有知識的來源。有人重復普利斯特里的實驗得出相反結論能讓學生充滿好奇心,了解植物也是有呼吸作用的(這一點對于很多學生來說是很容易被忽略或誤解的)。這一知識為引入光合作用的條件――光照做好鋪墊,也為下一章節(jié)《能量與呼吸》做好準備。荷蘭的簡?英格豪斯進行的一系列實驗,是讓學生知道光合作用條件的光照的必要性,在光合作用中引入能量轉化的概念。在這個基礎上,呈現(xiàn)光合作用實驗的知識才顯得順理成章。

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

做好實驗是讓學生得出光合作用的產(chǎn)物不僅僅是以前知道的氧氣,還有更重要的是產(chǎn)生了有機物。是有機物的產(chǎn)生實現(xiàn)了物質的轉變;是有機物的產(chǎn)生實現(xiàn)了能量的轉化;是有機物的產(chǎn)生明確了生物圈中人、動物、微生物和綠色植物的關系。

總而言之,綠色植物的光合作用內(nèi)容抽象,選擇性地借助人類對光合作用歷時三百多年的研究呈現(xiàn)知識,比較尊重學生認知發(fā)展規(guī)律,也能讓學生知道經(jīng)過這么多位科學家的共同努力,才對其生理過程有了比較清楚的認識。這里不僅包含著科學家們的艱辛勞動與智慧,還與社會科學技術的進步與發(fā)展密切相關。

參考文獻:

[1]李榮季.《“光合作用”的實驗改進》.《生物學教學》.2006年07期.

[2]《植物“光合作用”實驗材料探尋》.《生物學通報》.1999.6.

光合作用的理解范文第4篇

〔中圖分類號〕 G633.91〔文獻標識碼〕 C

〔文章編號〕 1004―0463（2011）09（B）―0093―01

一、 教材分析

《光合作用》一課主要講述光合作用的發(fā)現(xiàn)、葉綠體中的色素、光合作用的過程及重要意義。根據(jù)近年來高考命題的發(fā)展趨勢，這部分內(nèi)容主要考查影響光合作用的因素、實驗設計與分析及相關原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應用。

二、 教學目標

1．知識目標。（1）光合作用的發(fā)現(xiàn)（了解）；（2）葉綠體中的色素（理解）；（3）光合作用的過程和重要意義（應用）。

2.能力目標。（1）在光合作用的教學中培養(yǎng)學生獲取、解讀實體中以圖解、圖表、文字等形式所傳達生物信息的能力；（2）在分析實例的過程中培養(yǎng)學生運用所學知識分析問題、解決問題的能力。

3．情感目標。通過多媒體演示光合作用的發(fā)現(xiàn)使學生認識到科學發(fā)現(xiàn)的艱難、科學研究方法的重要，培養(yǎng)嚴肅認真的科學態(tài)度。

三、 教學過程

教師課前制作好Microsoft PowerPoint課件。教學過程如下：

1．明確學習任務。（1）光合作用的概念；（2）光合作用的發(fā)現(xiàn)；（3）葉綠體中的色素；（4）光合作用的總反應式；（5）光合作用的過程；（6）光合作用的實質；（7）光合作用的重要意義；（8）植物栽培與光能的合理利用。

2.邊引導邊學習，并積極創(chuàng)設問題情境，實施啟發(fā)式、討論式教學，完成學習任務。

（1）提問：光合作用的概念；

（2）多媒體演示光合作用的發(fā)現(xiàn)過程：①18世紀中期，荷蘭赫爾蒙特的實驗。②1771年，英國普里斯特利的實驗。③1864年，德國薩克斯的實驗。④ 1880年，美國恩格爾曼的實驗。⑤20世紀30年代，美國魯賓和卡門的實驗。在學生觀察每個實驗之后,通過教師提問讓學生描述實驗現(xiàn)象,回答實驗的原理、結論。

問題1：恩格爾曼的實驗在設計上有何巧妙之處？

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

問題2：為什么通常看到的葉片是綠色的？

問題3：葉綠素溶液在透射光下呈綠色，在反射光下呈紅色，原因是什么？

（4）投影光合作用的總反應式：

6CO2+12H2OC6H12O6+6H2O+6O2

問題4：光合作用生成物C6H12O6、H2O、O2中氧分別來自何種反應物？

（5）多媒體演示：光合作用的動態(tài)過程，以問題導學，解決光反應和暗反應的場所、條件、物質變化、能量變化、反應產(chǎn)物以及光反應和暗反應的聯(lián)系。

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

（6）提問：光合作用的實質。（要求依據(jù)光合作用的動態(tài)過程回答）

（7）提問：光合 作用的重要意義。（依據(jù)光合作用的總反應式回答）

（8）演示植物栽培與光能的合理利用。

討論2：影響光合作用速率的因素：①光的波長和光照強度（注意：光的補償點和飽和點）。②溫度。③CO2濃度（注意：CO2的補償點和飽和點）。④ 必 需礦質元素的供應 。

討論3：光合作用中CO2 的濃度是否越高越好？

（9）課后思考題：圖解說明下述因素對光合作用速率的影響，并指出每一個圖解中關鍵點的含義及基本應用。①單因子影響：光照強度、葉面積、CO2 濃度、溫度、葉齡。②多因子影響：當溫度分別為10℃、20℃、30℃時，光合速率隨光照強度變化的曲線；當光照強度分別為：高光強、中光強、低光強時，光合速率隨溫度變化的曲線；當CO2 濃度分別為：高CO2 濃度、中CO2 濃度、低CO2 濃度時，光合速率隨光照強度變化的曲線。

光合作用的理解范文第5篇

一、教材中的教學重點和難點

在人教版高中《生物》教材的第五章“細胞的能量供應和利用”的內(nèi)容中，安排了 “光合作用的原理和應用”[1]的教學內(nèi)容，這一內(nèi)容緊緊圍繞第五章“細胞的能量供應和利用”為主題而設定，地位重要，又在教學中存在與其他學科之間聯(lián)系多，高一又未開設有機化學，因而成為第五章的教學難點，同時也是高考命題的重點。現(xiàn)將對本節(jié)內(nèi)容的教材結構進行解讀，呈給廣大讀者。

根據(jù)教材的編著特點，分析該教學內(nèi)容的重點有：光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史；光合作用過程中光反應、暗反應的區(qū)別；光反應、暗反應的聯(lián)系。難點有：光反應、暗反應的過程及聯(lián)系；探究影響光合作用強度的環(huán)境因素（探究性實驗）。根據(jù)對教材的重點和難點分析，確定教學中的三維目標。

二、確定三維目標

由于本節(jié)內(nèi)容為2課時，根據(jù)教材的具體內(nèi)容，結合重點和難點，教學中的三維目標如下：

1.知識目標

通過介紹多位科學家對光合作用的探究歷程，體驗科學家每項科研成果的取得都必須付出艱辛的勞動，強化對科學家科研成果的珍重，從而認識環(huán)境因素對光合作用的影響；通過人工控制環(huán)境因素中光照強度、溫度、CO2濃度介紹，認識增加農(nóng)作物產(chǎn)量應采取的措施；通過化能合成作用的學習，認識自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物的本質區(qū)別。

2.情感態(tài)度和價值觀的目標

通過以科學家對光合作用先后研究的時間為序，認同科學與技術的相互支持；認同科學是在不斷觀察、多次實驗探索中前進的，是科學家在繼承前人科研成果的基礎上開拓創(chuàng)新、踐行科學精神和科學態(tài)度的結果；認同科學家是平凡而偉大的人；認同自己將來通過努力，也可以成為一名科學家。

3.能力目標

科學家對光合作用過程的探究實驗，厘清對比實驗和對照實驗的區(qū)別；學會科學實驗中，控制自變量來觀察因變量的變化；學會提取和分離色素的方法，在本節(jié)內(nèi)容的資料分析、思考與討論、實驗探究等問題討論中，注重語言表達能力和分享信息能力的培養(yǎng)。為了達到以上的目標，建議采取以下教學策略。

三、課堂教學策略

“光合作用的原理和運應用”的教學策略定位：以科學家的實驗設計思想，引領“光合作用的探究歷程”教學， 通過制作教材中的“圖5-12普利斯特利的實驗、圖5-13證明光合作用產(chǎn)生淀粉的實驗、圖5-14卡爾文的肖像、圖5-15光合作用過程的圖解、圖5-16電子顯微鏡下的一種硝化細菌”共計5張幻燈片，引導學生識圖和釋圖，準確說出圖中包含的生物學知識，有利于圖文轉換能力的培養(yǎng)，以此來實施“光合作用過程”的教學，使難點得到突破。

在“光合作用的原理和運用”的教學內(nèi)容中，由于有2個教學難點，一課一難點，共安排2課時完成，第一課時：光合作用的探究歷程（重點）光合作用的過程（難點）；第二課時：光合作用原理的應用（環(huán)境因素對光合作用的影響，難點）化能合成作用。

1.光合作用的探究歷程

在介紹該內(nèi)容之前，先處理好光合作用的概念，教學流程為：提問初中的光合作用相關知識再現(xiàn)初中文字描述的反應式教師板書（或學生板書）引導學生用反應式說出光合作用概念的不同描述與教材中光合作用的概念形成對比學生朗讀教材中光合作用的概念（黑體字）教師要求學生記住反應式。

在“光合作用的探究歷程”中，主要向學生介紹每位科學家對光合作用研究方法及其成果，尤其是每位科學家用科學實驗思想及理性思維正確看待和分析不同時代背景（技術手段的應用）取得的成果，同樣是一個偉大的成果，從而推動了光合作用研究的歷史進程，研究方法呈現(xiàn)出由簡單到復雜的趨勢，體現(xiàn)了技術手段的進步對生命科學研究的支持，以時間為順序，總結科學家的研究成果（見表1）。

表1 不同年代科學家對光合作用的研究方法及其成果表

在表1中，同位素標記法的2個實驗都是經(jīng)典的。先進技術手段的應用，標志著科學研究能力的提升。魯賓和卡門在科學研究中，在研究方法上得到了先進技術手段的支持。

2.光合作用的過程

由于高一未開設有機化學課，學生無法知道什么是C5，C3化合物，教師只能簡要說明，它們分別是含有5個、3個碳原子的有機物。如熟悉C6H12O6，為六碳化合物，因為碳是有機化合物的骨架，其他原子未標出。這樣的介紹，使該內(nèi)容的教學難度降低了。

教學思路：教材展示圖1所制作的幻燈片（該圖讓教學難點一目了然，光反應階段和暗反應階段的發(fā)生部位、條件定性更準確，更有利于難點的突破）引導學生發(fā)現(xiàn)，在葉綠體中，光反應階段的發(fā)生部位、條件、物質和能量的變化引導學生發(fā)現(xiàn)，在葉綠體中，暗反應階段的發(fā)生部位、條件、物質和能量的變化展示教材中P103頁圖5-15所制作的幻燈片（強化對光合作用過程的理解，進一步加強圖文轉換的教學，突破教學難點，也有利于光反應階段和暗反應階段的對比）學生找出光反應階段和暗反應階段的區(qū)別和聯(lián)系教師引導，進一步形成表格，使知識更加具有系統(tǒng)性。

3.光合作用原理的應用

環(huán)境因素對光合作用強度的影響，是第二課時教學中的一個難點，教學策略為：展示本文中全部插圖制作的幻燈片，引導學生思考，特別要注意邏輯推理，其一，如果光反應階段沒有光，將會帶來什么樣的后果（水不能光解[H]不能產(chǎn)生、ATP不能形成暗反應階段C3不能還原（CH2O）不能生成光合作用停止）？其二，在圖中，如果暗反應階段停止CO2供應，又會帶來什么樣的后果（C3不能形成（CH2O）同樣不能生成光合作用也會停止）？其三，光合作用整個過程中的化學反應，始終都有酶的催化，溫度高低同樣影響化學反應的進行，同樣導致光合作用強度下降，甚至停止。從而認識環(huán)境因素對光合作用的影響，通過人工控制環(huán)境因素中光照強度、溫度、CO2濃度，大棚蔬菜的栽培，要處理好這3個重要的外界因素，才能增加蔬菜的產(chǎn)量。

教材中“探究環(huán)境因素（光照強度）對光合作用強度的影響”實驗，特別要注意自變量（光照強弱的控制方法）改變來觀察因變量（單位時間內(nèi)葉片浮起的數(shù)量）的變化，并對可能的實驗結果作出預測。

4.化能合成作用

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

參考文獻

[1]朱正威，趙占良.普通高中課程標準實驗教科書：生物·必修1·分子與細胞[M].北京：人民教育出版社，2007.

收稿日期：2011-12-25

作者簡介：周大剛，本科，中教一級。