第1節(jié)光合作用
一、光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換
光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換
【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)目標(biāo)
1.知道光能在葉綠體中如何轉(zhuǎn)換成電能，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能的過(guò)程
2.了解nadph和atp中活躍的化學(xué)能，在暗反應(yīng)中轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)存在糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能的過(guò)程
情感目標(biāo)
通過(guò)學(xué)生對(duì)課件的分析與討論，提高學(xué)生的合作精神和認(rèn)真探索知識(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度，并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物科學(xué)的興趣及熱情
能力目標(biāo)
1.理解和獲取生物科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的能力
2.提高學(xué)生的科學(xué)判斷、推理等思維能力和觀察力
3.學(xué)會(huì)運(yùn)用新知識(shí)解決和分析實(shí)際問(wèn)題，理論聯(lián)系實(shí)際的能力
【教學(xué)重點(diǎn)】1.光能轉(zhuǎn)換成電能2.電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能
【教學(xué)難點(diǎn)】光能轉(zhuǎn)換成電能
【教學(xué)方法】討論法、講授法、演示法相結(jié)合
【教具】多媒體課件。
【課時(shí)按排】一課時(shí)
【教學(xué)過(guò)程】
引言
�。ㄕn件展示）從當(dāng)今世界面臨的糧食危機(jī)對(duì)人類生存和發(fā)展的嚴(yán)重影響以及我國(guó)耕地減少與人口數(shù)量大引發(fā)的糧食需求的突出矛盾；從提高糧食產(chǎn)量的緊迫性和巨大潛力，引出進(jìn)一步對(duì)光合作用中能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化進(jìn)行深入研究的必要，從而導(dǎo)入本節(jié)的研究?jī)?nèi)容——光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換。
教學(xué)過(guò)程
<師生共同活動(dòng)>概括復(fù)習(xí)必修課《光合作用》一節(jié)的內(nèi)容
<教師啟發(fā)學(xué)生回憶>在高二學(xué)習(xí)中已知的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，與本節(jié)第一段結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出光能在葉綠體中轉(zhuǎn)換的三個(gè)步驟的發(fā)生部位及反應(yīng)階段（課件展示），并進(jìn)入下面的三個(gè)研究主題。
一、光能轉(zhuǎn)換成電能
<學(xué)生活動(dòng)>觀察、回憶葉綠體結(jié)構(gòu)，特別是與光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換有關(guān)的色素的種類、功能。
< 小結(jié)>從色素的功能方面對(duì)各種色素進(jìn)行分類總結(jié)。
<教師活動(dòng)>“光能是如何轉(zhuǎn)換成電能的”？課件展示光能轉(zhuǎn)換成電能的動(dòng)畫示意圖，要求學(xué)生反復(fù)觀察，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)示意圖的觀察、分析、討論，依次解決以下問(wèn)題：
�。保產(chǎn)、b表示色素，它們分別代表什么色素以及各自的作用？２．特殊狀態(tài)的葉綠素a在光的照射下發(fā)生了什么變化？
�。常厥鉅顟B(tài)的葉綠素a是怎么失去電子的？４．失去電子的葉綠素a是什么性質(zhì)？
５．失去電子的葉綠素a從哪里奪取電子？試寫出水分子光解的反應(yīng)式？６．脫離葉綠素a的電子去哪里了？
�。罚罱K的電子供體和電子受體分別是？
<小結(jié)>在光的照射下，少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a，連續(xù)不斷地丟失電子和獲得電子，從而形成電子流，使光能轉(zhuǎn)換成電能。
二、電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能
<教師活動(dòng)>提出水的光解中電子的傳遞和氫離子的去路的問(wèn)題，以此進(jìn)入第二個(gè)研究主題，即電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能。（展示課件）光合作用中形成nadph和atp的動(dòng)畫示意圖和對(duì)教材中資料的閱讀，引導(dǎo)學(xué)生分析：
１．水的光解產(chǎn)生的電子和氫離子最終傳遞給什么物質(zhì)，并生成了什么物質(zhì)？反應(yīng)需何條件？嘗試寫出物質(zhì)變化的反應(yīng)式。
２．在電子傳遞過(guò)程中還形成了什么物質(zhì)？寫出其反應(yīng)式。３．在物質(zhì)形成過(guò)程中，能量形式發(fā)生的變化情況？
４．電能轉(zhuǎn)換成的活躍的化學(xué)能，貯存在什么物質(zhì)中？５．能量轉(zhuǎn)換的場(chǎng)所？
要求學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上，判斷、推理、討論后得出結(jié)論。
三、活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能
<學(xué)生活動(dòng)>回憶必修課中暗反應(yīng)的知識(shí)，比較本節(jié)與必修的關(guān)系回答：
１．a(chǎn)tp和nadph參與暗反應(yīng)階段的什么過(guò)程的反應(yīng)？
�。玻诖诉^(guò)程中能量形式發(fā)生了什么變化以及場(chǎng)所在哪？
<教師補(bǔ)充>１．一個(gè)被還原的物質(zhì)再氧化時(shí)是吸收能量還是釋放能量？
�。玻產(chǎn)tp和nadph在不同階段自身不斷氧化還原的變化情況以及在光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段的聯(lián)系中所起的作用。
小結(jié)：光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換內(nèi)容中，要點(diǎn)集中為能量轉(zhuǎn)換中的光能轉(zhuǎn)換成電能，電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能這兩個(gè)能量轉(zhuǎn)換步驟及相應(yīng)的物質(zhì)變化。（課件展示全過(guò)程及列表比較各過(guò)程中物質(zhì)和能量變化）
反應(yīng)階段能量變化物質(zhì)變化
光反應(yīng)光能轉(zhuǎn)換成電能水在光下分解
電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能ｎａｄｐh和ａｔｐ的形成
暗反應(yīng)ｃｏ２的固定
活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能ｃｏ２的還原及糖類等有機(jī)物的形成
課堂練習(xí)（見(jiàn)課件）
二、c3植物和c4植物
教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)方面
�。�1）通過(guò)觀察c3植物和c4植物葉片的永久橫切片，使學(xué)生識(shí)記c3植物和c4植物在葉片結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，并以此了解c4植物光合作用的特點(diǎn)（識(shí)記）。
�。�2）c4植物固定二氧化碳的能力明顯提高的原因（知道）。
2．態(tài)度觀念方面
通過(guò)對(duì)c3植物暗反應(yīng)發(fā)現(xiàn)過(guò)程的介紹，使學(xué)生了解一種科學(xué)研究方法—放射性同位素標(biāo)記法，以此培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)和對(duì)科學(xué)研究的興趣。
3．能力方面
通過(guò)本節(jié)課的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力、對(duì)生命現(xiàn)象及背景材料的分析歸納能力和獲取知識(shí)的能力。
重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
重點(diǎn)：c3植物和c4植物在葉片結(jié)構(gòu)上的區(qū)別及c3植物光合作用的特點(diǎn)。
難點(diǎn)：c4植物光合作用的特點(diǎn)。
教學(xué)模式：實(shí)驗(yàn)觀察——材料分析——概括歸納。教學(xué)手段：實(shí)驗(yàn)觀察、材料分析和多媒體課件輔助教學(xué)。
課時(shí)安排：一課時(shí)
設(shè)計(jì)思路
提供原始材料，使學(xué)生了解美國(guó)化學(xué)家卡爾文對(duì)c3植物的暗反應(yīng)的研究成果，引出c3植物的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。通過(guò)用顯微鏡觀察c3植物和c4植物葉片結(jié)構(gòu)，了解c3植物和c4植物的葉片結(jié)構(gòu)的不同從而進(jìn)行c3途徑和c4途徑的教學(xué)。
教學(xué)過(guò)程：
一、引言
光合作用是在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的一個(gè)復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化過(guò)程，是地球上最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。由于光合作用如此重要，它很早就吸引了許多科學(xué)家的興趣。一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，為了探尋光合作用的具體化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，科學(xué)家進(jìn)行了大量的研究，誕生出眾多的科學(xué)巨人，如在必修教材中涉及到的海爾豪特、普利斯特利、薩克斯、恩吉爾曼、魯賓和卡門等，其中美國(guó)化學(xué)家卡爾文因揭示了植物光合作用暗反應(yīng)的機(jī)理而獲得了1961年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
二、新課
【教師活動(dòng)】提供材料：《卡爾文與地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)》。
卡爾文（me1vin ca1vin 1911～1997）生于美國(guó)明尼蘇達(dá)州，1931年獲得密歐根采礦技術(shù)學(xué)院的化學(xué)學(xué)士學(xué)位，1935年獲明尼蘇達(dá)州大學(xué)的博士學(xué)位，1944年到1945年在曼哈頓計(jì)劃中從事鈾的研究。
1940年，魯賓（s.ruben）和卡門（m.kanmen）發(fā)現(xiàn)了碳的長(zhǎng)壽命同位素14c，使卡爾文有了一種理想的工具來(lái)追蹤二氧化碳是如何在暗反應(yīng)中一步步變成碳水化合物的。在卡爾文的研究過(guò)程中，14c成了主要工具，發(fā)揮了特別重要的作用。
卡爾文在一個(gè)裝置中放入進(jìn)行光合作用的小球藻懸浮液，注入普通的二氧化碳，然后按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間長(zhǎng)度向裝置中注入14c標(biāo)記的二氧化碳，在每個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度結(jié)束時(shí)，殺死小球藻，使酶反應(yīng)終止，提取產(chǎn)物進(jìn)行分析。他通過(guò)色譜分析法發(fā)現(xiàn)當(dāng)把光照時(shí)間縮短為幾分之一秒時(shí)，磷酸甘油酸（c3）占全部放射性的90％，這就證明了磷酸甘油酸（c3）是光合作用中由二氧化碳轉(zhuǎn)化的第一個(gè)產(chǎn)物。在5秒鐘的光合作用后，卡爾文找到了含有放射性的c3、c5和c6。
在實(shí)驗(yàn)中，卡爾文發(fā)現(xiàn)在光照下c3和c5很快達(dá)到飽和并保持穩(wěn)定。但當(dāng)把燈關(guān)掉后，c3的濃度急速升高，同時(shí)c5的濃度急速降低。如果在光照下突然中斷二氧化碳的供應(yīng)，則c5就積累起來(lái)，c3就消失。
【學(xué)生活動(dòng)】分析材料，結(jié)合所學(xué)內(nèi)容回答問(wèn)題：1．在文中，卡爾文運(yùn)用了哪些研究方法？（放射性同位素標(biāo)記法、色譜分析法）2．被標(biāo)記的碳元素首先出現(xiàn)在哪一種化合物中？（磷酸甘油酸c3）3．文中的最后一段說(shuō)明了什么問(wèn)題？（c5是二氧化碳的受體，c3是二氧化碳固定后的產(chǎn)物）
【教師活動(dòng)】復(fù)習(xí)總結(jié)c3植物暗反應(yīng)特點(diǎn)。介紹c4植物的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。
澳大利亞科學(xué)家m.d.hatch和c.r.slack在研究玉米、甘蔗等原產(chǎn)熱帶地區(qū)的綠色植物發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向這些綠色植物提供14c時(shí)，光合作用開(kāi)始后的1秒內(nèi)，90％以上的14c出現(xiàn)在含有四個(gè)碳原子的有機(jī)酸（c4）中。隨著光合作用的進(jìn)行，c4中的14c逐漸減少，而c3中的14c逐漸增多。
【學(xué)生活動(dòng)】分析上述材料。結(jié)論：說(shuō)明在這類綠色植物的光合作用中，co2中的c原子首先轉(zhuǎn)移到c4中，然后才轉(zhuǎn)移到c3中。
【教師活動(dòng)】介紹c3和c4的概念和常見(jiàn)的種類�！緦W(xué)生活動(dòng)】用顯微鏡觀察菠菜葉和玉米葉的永久橫切片。
課堂討論：c3植物和c4植物的葉片結(jié)構(gòu)有哪些不同？
【師生互動(dòng)】結(jié)合教材圖2-3和圖2-4及多媒體課件分析c3和c4植物葉片結(jié)構(gòu)的區(qū)別并將觀察結(jié)果記錄于下表。
【教師補(bǔ)充說(shuō)明】通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，c3植物的維管束鞘細(xì)胞含有沒(méi)有基粒的葉綠體，這種葉綠體不僅數(shù)量多，而且體積大。c3植物和c4植物之所以具有不同的固定co2的途徑與二者的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。
【學(xué)生活動(dòng)】以學(xué)習(xí)研究小組為單位分析選修教材圖2-5c4植物光合作用特點(diǎn)示意圖和必修教材圖3-8并填寫下表：
【教師總結(jié)】c4植物固定co2的pep羧化酶與co2的親和力比c3途徑中c5羧化酶與co2的親和力高60倍。因此，c4植物能夠把大氣中含量很低的co2以c4的形式固定下來(lái)，并運(yùn)輸?shù)骄S管束鞘細(xì)胞的葉綠體中供c3途徑利用。因此，在熱帶的高溫地區(qū)及在夏季炎熱的中午，葉片氣孔關(guān)閉，c4植物能夠利用葉片內(nèi)細(xì)胞間隙中含量很低的co2進(jìn)行光合作用。c4植物比c3植物更適于生活在溫度較高的熱帶地區(qū)，c4植物比c3植物在進(jìn)化上更高等。
要點(diǎn)提示
1．卡爾文的研究成果在教材中未涉及到，但是在1991年全國(guó)高考和1996年的上海高考題中引用了卡爾文的研究過(guò)程。在教學(xué)中應(yīng)盡量給予學(xué)生科學(xué)研究的第一手資料，使學(xué)生在了解c4植物的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中不僅掌握科學(xué)研究的結(jié)果，還學(xué)習(xí)到了科學(xué)研究的方法和過(guò)程。
2．c4植物和c3植物的葉片結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的教學(xué)應(yīng)盡量發(fā)揮學(xué)生的主體性，使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察先獲得感性認(rèn)識(shí)，再討論歸納總結(jié)，這樣比較符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
3．教師要盡量將圖片、圖表制作成多媒體演示文稿，這樣可吸引學(xué)生的注意力，并能發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生的討論中心，有益于學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)。
三、提高農(nóng)作物的光合作用效率
教學(xué)目標(biāo)
1．知識(shí)方面：光合作用效率的概念以及提高光合作用效率的主要措施和原理（知道）。
2．態(tài)度觀念方面：
�。�1）通過(guò)本節(jié)課的教學(xué)，使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識(shí)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，從而對(duì)學(xué)生進(jìn)行sts（科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)）的教育。
�。�2）通過(guò)介紹我國(guó)古代農(nóng)業(yè)發(fā)展史中的成就，對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育。
3．能力方面：培養(yǎng)學(xué)生對(duì)問(wèn)題的分析能力和綜合能力。
重點(diǎn)、難點(diǎn)：提高農(nóng)作物光能利用率的主要措施及原理。
分析：本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容并不難，關(guān)鍵是要將必修教材和選修教材聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生在整體上建立起知識(shí)的聯(lián)系。提高農(nóng)作物的光合作用效率要從光合作用的條件和原料兩方面考慮，要使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)。培養(yǎng)學(xué)生的sts思想是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
教學(xué)模式：設(shè)疑激趣——師生互動(dòng)——建構(gòu)知識(shí)。教學(xué)手段：制作多媒體課件輔助教學(xué)。
課時(shí)安排：一課時(shí)
設(shè)計(jì)思路：以問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生，以歷史文獻(xiàn)吸引學(xué)生，以生產(chǎn)實(shí)踐帶動(dòng)學(xué)生，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的思維和能力。
教學(xué)過(guò)程
一、引言
民以食為天。然而人類賴以生存的第一個(gè)要素——糧食卻面臨著日益短缺的嚴(yán)重局面，如何提高農(nóng)作物的光合作用效率是我們面臨的一個(gè)嚴(yán)峻的課題。光合作用效率是指綠色植物通過(guò)光合作用制造的有機(jī)物中所含有的能量與光合作用中吸收的光能的比值。
二、新課【教師活動(dòng)】引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)光合作用的概念、過(guò)程，得出光合作用總反應(yīng)式：（略）
從化學(xué)反應(yīng)式的角度分析光合作用總反應(yīng)式，若要提高光合作用有機(jī)物的生成量，我們可采取哪些積極有效的措施？
【學(xué)生討論】得出結(jié)論：從光合作用的條件看：
1．增加光照，可以：（1）延長(zhǎng)光照時(shí)間，提高復(fù)種指數(shù)；（2）增加光照面積，進(jìn)行合理密植；（3）控制光照強(qiáng)弱。
2．增加礦質(zhì)元素的供應(yīng)，提高葉肉細(xì)胞的葉綠素含量。
3．控制溫度，大棚作物白天可適當(dāng)降低溫度，夜晚適當(dāng)提高溫度。
從光合作用的原料看：
1.增加作物周圍二氧化碳濃度。
2.合理灌溉，增加植物體內(nèi)的水分來(lái)增加光合作用的原料。
【教師活動(dòng)】肯定學(xué)生的結(jié)論，確定本節(jié)課的中心：說(shuō)古論今談如何增加光合作用效率。
陽(yáng)光給人類帶來(lái)了光明和溫暖，陽(yáng)光被綠色植物吸收利用，使千姿百態(tài)的`植物界得以郁郁蔥蔥，植物為人類及所有動(dòng)物制造有機(jī)物，使其得以繁衍和生存。自古以來(lái)我國(guó)勞動(dòng)人民就十分重視陽(yáng)光與作物生長(zhǎng)的關(guān)系，對(duì)于陽(yáng)生植物和陰生植物早有記載。例如：《周禮》中記載：“陽(yáng)木生山南者，陰木生山北者�！薄对�(shī)經(jīng)》中說(shuō)：“梧桐生矣，于彼朝陽(yáng)。”
【學(xué)生活動(dòng)】翻譯以上兩句古漢語(yǔ)，并分析其中的含義。
“陽(yáng)木生山南者，陰木生山北者”意為樹(shù)木有的喜陽(yáng)光，適宜種在陽(yáng)光充足的山南，有的喜陰暗，適宜種在光線較弱的山北。“梧桐生矣，于彼朝陽(yáng)”意為梧桐生長(zhǎng)在那朝陽(yáng)的地方。
【教師活動(dòng)】以上兩句古漢語(yǔ)反映了古人對(duì)多種植物的陰生和陽(yáng)生之性已有了明確的認(rèn)識(shí)。有些植物進(jìn)行光合作用時(shí)需要強(qiáng)的光照才能生長(zhǎng)發(fā)育良好，才能提高光合作用效率，這類植物屬于陽(yáng)生植物。有些植物進(jìn)行光合作用時(shí)大強(qiáng)的光照不利于其生長(zhǎng)發(fā)育，也就不利于提高光合作用效率，這類植物屬于陰生植物。
【學(xué)生活動(dòng)】就所學(xué)知識(shí)舉例說(shuō)明哪些植物是陽(yáng)生植物，哪些植物是陰生植物。
【教師總結(jié)】我們應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植物。例如，古書中記載：梧桐“陽(yáng)木也”，“桐之性皆惡陰、寒，喜明、暖，陰寒則難長(zhǎng)，明暖則易大�！庇秩绻艜袑�(duì)荔枝、龍眼的陰陽(yáng)特性也有記載：“荔枝屬火，宜使向陽(yáng)；龍眼屬水，宜向陰”“當(dāng)日荔枝，背日龍眼�！笨梢�(jiàn)掌握植物陰陽(yáng)之性，因地制宜地種植是栽培成功。獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的重要因素之一。
【教師活動(dòng)】提出問(wèn)題：如何增加二氧化碳的供應(yīng)呢？
得出結(jié)論：綠色植物周圍空氣中的二氧化碳的含量，直接影響綠色植物的光合作用效率。
【教師活動(dòng)】提出問(wèn)題：空氣中的二氧化碳一般占空氣體積的0．03%，當(dāng)植物旺盛生長(zhǎng)時(shí)，所需的二氧化碳就更多，若只靠空氣中二氧化碳本身的濃度差所造成的擴(kuò)散作用滿足不了植物對(duì)二氧化碳的需求。那么，如何提高空氣中二氧化碳的濃度呢？
【學(xué)生活動(dòng)】討論分析（教師要參與學(xué)生的討論，引導(dǎo)討論的中心）。
得出結(jié)論：作物需要良好的通風(fēng)，使大量空氣通過(guò)葉面，使光合作用正常進(jìn)行。
【教師活動(dòng)】肯定學(xué)生的分析，并進(jìn)行歸納總結(jié)。
陽(yáng)光是植物進(jìn)行光合作用的能量來(lái)源，而空氣中的二氧化碳和根系吸收的水分是植物進(jìn)行光合作用的原料。把植物種成一定規(guī)格的行列，相互保持一定的距離，使植物受到充足的陽(yáng)光照射，使流動(dòng)的空氣送進(jìn)農(nóng)田的四面八方，是提高作物光合作用效率的有效手段�！洱R民要術(shù)》中提到種植作物要“正其行，通其風(fēng)”就是這個(gè)道理，我國(guó)古書中還記載：“種植桃、李、梨、柿三丈一樹(shù)，八尺為行，果類相從，縱橫得當(dāng)�！薄巴L(fēng)見(jiàn)日，實(shí)大而美�！奔锤纳仆L(fēng)透光條件有利于作物提高光合作用效率，使作物增產(chǎn)。
另外，不同的光質(zhì)對(duì)提高光合作用效率也有影響。例如，在藍(lán)紫光下光合產(chǎn)物中蛋白質(zhì)和脂肪的含量較多；在紅光的照射下，光合產(chǎn)物中的糖類含量較多。
【學(xué)生活動(dòng)】分析在作物壯秧的時(shí)候，塑料大棚用什么顏色的塑料薄膜較好。結(jié)論：藍(lán)色。
【教師活動(dòng)】提出問(wèn)題：隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，日光溫室種植果蔬已成為我國(guó)優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)的一枝奇秀，日光溫室中如何提高空氣中二氧化碳的濃度呢？
【學(xué)生活動(dòng)】分組討論，得出結(jié)論。
1．施用固體二氧化碳（干冰）。
2．使用農(nóng)家肥，可以使土壤中微生物的數(shù)量增多，活動(dòng)增強(qiáng)，分解有機(jī)物，放出二氧化碳。
3．植物的秸稈通過(guò)深耕埋于地下，也可以通過(guò)微生物的分解作用產(chǎn)生二氧化碳。
4．使用nh4hco3肥料，既可以為植物提供銨鹽，又可以為植物提供二氧化碳。
5．溫室作物也要合理密植和通風(fēng)透光。
6．日光溫室可與養(yǎng)殖場(chǎng)的雞舍和豬圈相連，動(dòng)物通過(guò)細(xì)胞呼吸產(chǎn)生二氧化為植物光合作用提供原料，植物光合作用產(chǎn)生的氧氣可用于動(dòng)物的細(xì)胞呼吸。
【教師補(bǔ)充】溫室中還可以使用二氧化碳發(fā)生器，二氧化碳發(fā)生器的原理是利用硫酸和碳酸鹽反應(yīng)生成二氧化碳。
提出問(wèn)題：當(dāng)全球范圍內(nèi)空氣中二氧化碳的含量無(wú)限制地提高時(shí)，會(huì)有什么負(fù)面影響？
【學(xué)生活動(dòng)】討論并分析回答。
結(jié)論：會(huì)促成溫室效應(yīng)的出現(xiàn)，使地球變暖、冰川融化、海面上升、氣候異常。（教師要對(duì)學(xué)生的討論和分析給予充分的肯定。）
【教師講解】綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，需要多種必需的礦質(zhì)元素，如n、p、k、mg等，這些元素在植物的生命活動(dòng)中都有哪些作用？
【學(xué)生活動(dòng)】討論氮元素在植物生命活動(dòng)中的作用。
結(jié)論：
1．氮元素是蛋白質(zhì)的主要組成元素，而蛋白質(zhì)是細(xì)胞結(jié)構(gòu)和酶的重要組成成分。
2．氮元素是atp中腺苷的組成元素。
3．光反應(yīng)的電子受體nadp+含有氮元素。
4．核酸中有含氮的堿基。
5．吲哚乙酸中含有氮元素。
【教師補(bǔ)充說(shuō)明】葉綠素中也含有氮元素。由此可見(jiàn)，氮元素在植物的生命活動(dòng)中占有重要的地位，故氮元素有生命元素之稱。當(dāng)?shù)毓⿷?yīng)充足時(shí)，葉片大而鮮綠，光合作用旺盛，產(chǎn)量高，因此種植葉菜類的蔬菜，應(yīng)多施氮肥。但是氮肥施用過(guò)多，會(huì)造成葉片徒長(zhǎng)，機(jī)械組織不發(fā)達(dá)，易倒伏。如果植物缺氮，則生長(zhǎng)緩慢，植株矮小，葉綠素含量少，葉子變黃，直接影響植物的光合作用效率。
【學(xué)生活動(dòng)】討論磷元素在植物生命活動(dòng)中的作用。
結(jié)論：
1．生物膜結(jié)構(gòu)的組成成分磷脂中含有磷元素。
2．磷元素是dna和rna的組成成分。
3．磷元素是atp和nadph的組成元素。
【教師補(bǔ)充說(shuō)明】磷元素還直接參與糖類的合成和分解，例如，光合作用暗反應(yīng)產(chǎn)物中的c3和c5都含有磷元素。在有氧呼吸中，葡萄糖首先轉(zhuǎn)化為葡萄糖-6-磷酸。植物缺磷時(shí)，生長(zhǎng)緩慢，葉片呈暗綠色，某些植物的葉片還呈紅色和紫色，且在老葉最先表現(xiàn)出來(lái)。
鎂元素是葉綠素的組成成分。植物缺鎂時(shí)，葉綠素不能合成，在老葉上表現(xiàn)為缺綠，嚴(yán)重影響光合作用的效率。
鉀元素能促進(jìn)糖類物質(zhì)運(yùn)輸?shù)絻?chǔ)藏器官，并促進(jìn)儲(chǔ)藏器官合成多糖，例如，種植馬鈴薯、水稻、小麥等以收獲淀粉為主的作物要多施鉀肥。植物缺鉀時(shí)，蛋白質(zhì)分解，葉綠素破壞，葉色變黃卷曲，莖桿易倒伏，抗旱抗寒能力降低。
提出問(wèn)題：如何進(jìn)行合理施肥？
【學(xué)生活動(dòng)】結(jié)合教材“生物的新陳代謝與植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)”一節(jié)討論如何進(jìn)行合理施肥。
結(jié)論：1.根據(jù)植物的生長(zhǎng)規(guī)律和需肥規(guī)律施肥。
2.可以進(jìn)行根外施肥。
3.與豆科植物進(jìn)行間種和輪作，提高土壤的肥力，使植物獲得更多的氮肥。
4.發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，動(dòng)物的糞便、沼氣池的沼渣、養(yǎng)魚塘的塘泥、河水表面的藻類（因?yàn)楹心芄痰乃{(lán)藻，因此含有大量的氮肥）等均可作為肥料。
5．將植物秸稈尤其是豆科植物的秸稈進(jìn)行深耕翻壓，也是增加土壤肥力的有效措施。
【教師總結(jié)】我國(guó)古代農(nóng)業(yè)注重并大量施用有機(jī)農(nóng)家肥料的歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，《齊民要術(shù)》中指出豆類植物是作物最好的前茬，如“美田之法，綠豆為上”，并總結(jié)了20多種輪作的方法，充分肯定了豆類植物輪作的地位，使我國(guó)的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)走上了種地養(yǎng)地的道路。我國(guó)有“莊稼要長(zhǎng)好，底糞要上飽”，“莊稼上底糞，糧食打滿囤”，“底肥不足苗不長(zhǎng)，追肥不足苗不旺”的農(nóng)諺，足以說(shuō)明礦質(zhì)元素對(duì)提高農(nóng)作物光合作用效率的重要作用。但是過(guò)多地使用化學(xué)肥料會(huì)使土壤板結(jié)，使水體富營(yíng)養(yǎng)化，因此應(yīng)走可持續(xù)發(fā)展的道路，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。
另外，選擇具有優(yōu)良性狀的雜交品種也是提高光合作用效率的有效措施。被譽(yù)為“雜交水稻之父”的我國(guó)著名科學(xué)家袁隆平研究的三系配套雜交水稻技術(shù)已經(jīng)在世界上幾十個(gè)國(guó)家推廣和應(yīng)用，大大提高了糧食的產(chǎn)量，解決了幾億人的吃飯問(wèn)題。這個(gè)內(nèi)容我們將在下一章進(jìn)行介紹。
要點(diǎn)提示
1.提高農(nóng)作物的光合作用效率要從光合作用的條件——光和葉綠體中的色素與光合作用的原料——二氧化碳和水等方面考慮。
2．提高作物周圍的二氧化碳濃度及增加施用礦質(zhì)元素一定要注意對(duì)環(huán)境的影響，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保觀念和提高環(huán)境保護(hù)意識(shí)。
3．在講礦質(zhì)元素對(duì)光合作用效率的影響時(shí)，要注意將必修教材和選修教材的相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，并向?qū)W生滲透生態(tài)農(nóng)業(yè)的思想。
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