光合作用

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、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。

④很多植物的葉片到秋天會(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光合色素，其中葉綠素和類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；pH<3時(shí)，呈紅色；pH>11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)紅花的牽牛花，用手把花瓣使勁揉一揉，使花瓣細(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：

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