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光合作用

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光合作用范文第1篇

关键词 光合作用 实验改进 晴天 阴雨天

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

按书本上的装置进行实验,把金鱼藻(图1)放入漏斗中,在烧杯中倒入清水,在试管中装满清水倒放在漏斗口上方,将整个装置放在阳光下(图2)。发现该装置操作很不方便,试管不易从烧杯中取出。实验过程中看到气泡极少,收集到气体极少。实验受天气的影响,实验材料受限制。

1 改进装置

用平底烧瓶(250 mL)、单孔橡皮塞和导气管连接(图3)实验装置,代替书本上的装置。导气管应尽可能插入深一些,金鱼藻光合作用产生氧气留在平底烧瓶中,使平底烧瓶内的气压增大,平底烧瓶内的液体从导气管中溢出。

2 配制溶液

碳酸氢钠能缓慢分解放出二氧化碳,可以为金鱼藻的光合作用提供原料,可用碳酸氢钠溶液代替清水。但碳酸氢钠溶液中溶质的质量分数是多少呢?按如下步骤进行探究,实验装置(图4)。金鱼藻光合作用产生氧气,使平底烧瓶内气压增大,将液体压进量筒,量筒中水的体积就是金鱼藻光合作用产生氧气的体积(注:实验前在量筒内装有少量的油,可防止水分蒸发)。

① 分别配制质量分数为0.5%、1%、1.5%、2%的碳酸氢钠溶液。② 取5个250 mL的平底烧瓶,分别装入9 g新鲜的金鱼藻,再分别倒满清水、0.5%、1%、1.5%、2%的碳酸氢钠溶液,塞紧瓶塞,分别标上A、B、C、D、E,同时放在阳光下照射。③ 观察5个装置中产生气泡的快慢,每隔1 h观察,并记录产生氧气的体积,见表1。

由上表可知,碳酸氢钠溶液中溶质的质量分数为0.5%、1%、1.5%,金鱼藻光合作用产生氧气的量接近,故碳酸氢钠溶液中溶质的质量分数应控制在0.5%~1.5%之间较合适。实验时最好用新配制的碳酸氢钠溶液。

3 操作要点

① 在平底烧瓶中装入适量的金鱼藻(金鱼藻取自虾塘),倒满0.9%的碳酸氢钠溶液,盖紧瓶塞。② 将装置放在阳光下,看到有大量的气泡产生。③ 2 h后,收集到气体备用。④ 打开瓶塞,将带火星的线香伸入瓶中,看到带火星的线香复燃。

结论:这个实验说明了植物的光合作用产生了氧气。

4 寻找其他植物

如果找不到金鱼藻,还可以用水中的植物黑藻代替,黑藻取自虾塘。在相等的时间内,相同条件下,金鱼藻和黑藻产生氧气的量几乎相等,见表2。

陆地上的植物是否能做光合作用产生氧气的实验呢?按如下步骤进行了探究:

① 配制浓度为0.9%的碳酸氢钠溶液。② 取适量的空心莲子草、黑藻、麦冬、吊兰,分别放入4个250 mL的平底烧瓶中,再分别倒满0.9%的碳酸氢钠溶液,分别标上A、B、C、D,同时放在阳光下照射。③ 观察4个装置中产生气泡的快慢,每隔一段时间观察,并记录产生氧气的体积,见表3。

由表3可以看出,如果找不到水中的植物金鱼藻或黑藻,可以用陆生植物空心莲子草等植物代替。在相等的时间内,空心莲子草产生氧气的速率与黑藻相当。用带火星的线香检验空心莲子草光合作用产生的气体,能使带火星的线香复燃。麦冬和吊兰产生气体的速率较慢,不宜采用。

5 用灯光做实验

光合作用范文第2篇

①用天竺葵做光合作用制造淀粉的实验,发现天竺葵不易得到。

②用其他植物代替,发现有很多植物的叶片不易脱色。

③长在室外的植物,用黑色的塑料袋套住植物2昼夜,发现植物的叶片会被灼伤。

④做“光合作用需要二氧化碳”的实验,按照书本上的要求,先将植物遮光处理2昼夜,然后用两个透明的塑料袋A和B,在A中装适量的石灰水扎紧叶片,在B中装等量的清水扎紧叶片,再让植物在阳光下照射4 h,将叶片脱色后滴入碘液,发现A、B叶片都不变蓝。

⑤做“光合作用需要水”这一实验,如果只剪断主叶脉,实验不能成功。

⑥用银边吊兰和金心吊兰做光合作用需要叶绿素的实验,发现实验现象不明显。

⑦用花叶曼长春花做实验,现象很明显,但脱色时间较长(需要45-55 min),如果用于课堂教学,时间不允许。

另外,以上实验受天气的影响。

1 寻找合适实验材料

将校园里有的植物叶拿去脱色,记录脱色所需的时间,结果见表1。

在脱色的过程中,发现叶片厚,叶片表面看起来有一层蜡,叶片绿色深的植物都不易脱色(如樟树、桂花等),而叶片薄,叶片绿色浅的植物易脱色(如羊蹄、垂序商陆等)。夜来香的叶在脱色过程中,叶片里会形成较多的气泡,使叶变形且浮于水面,不易脱色。选择羊蹄或垂序商陆做光合作用需要光、光合作用制造了淀粉、光合作用需要二氧化碳、光合作用需要水一系列实验。用银边常春藤做光合作用需要叶绿素的实验。

2 解决饥饿处理问题

如果是盆栽的植物,可将整株植物放在黑暗处。如果是长在野外的植物,可以用不透光的纸盒饥饿处理。

3 解决“光合作用制造淀粉”

用植物羊蹄代替天竺葵做实验,植物羊蹄别名野菠菜、牛舌头,蓼科、酸模属,生长于山野、路旁或湿地。生长时期为2~11月。它的叶宽大,叶片薄,很易脱色,实验现象很明显。校园里有很多这种植物,实验材料方便取用。另外垂序商陆也可以代替天竺葵。实验步骤如下:

①选取一株生长茂盛的植物羊蹄,用不透光的纸箱罩住整株植物36 h。

②用铝箔纸在叶片相同位置,从上下两面盖严,并用回形针固定。

③在阳光下照射4 h,摘下这些叶片。

④把叶片放在盛存酒精的烧杯中,水浴加热。5 min后,叶片褪成黄白色,取出叶片,用清水洗净后,滴上碘液。

⑤几分钟后,用清水冲掉叶片上的碘液。观察到叶片的见光部分遇到碘液变成蓝色,遮光部分不变色,这个实验说明了植物的光合作用需要光,光合作用制造了淀粉。

4 “解决光合作用需要二氧化碳”

用质量分数为5%的碳酸氢钠溶液代替清水,碳酸氢钠溶液能缓慢分解,为光合作用提供原料二氧化碳。用质量分数为5%的氢氧化钠溶液代替石灰水,5%的氢氧化钠溶液能充分吸收二氧化碳。实验步骤如下:

①选取一株生长茂盛的植物羊蹄,用不透光的纸箱罩住整株植物48 h。

②在透明的塑料袋A、B、C中分别倒入20 mL 5%的碳酸氢钠溶液(为光合作用提供原料二氧化碳),20mL 5%的氢氧化钠溶液(吸收二氧化碳),20mL清水(缺少二氧化碳),扎紧叶片。

③在阳光下照射4 h,摘下这些叶片。

④把叶片放在盛有酒精的烧杯中,水浴加热。5min后,叶片褪成黄白色,取出叶片,用清水洗净后,滴上碘液。

⑤几分钟后,用清水冲掉叶片上的碘液。

⑥观察到A组叶片遇到碘液变成蓝色,B组和C组的叶片不变色。这个实验说明了植物的光合作用需要二氧化碳。

5 解决“光合作用需要水”

羊蹄和垂序商陆这两种植物叶脉纹路清晰,能剪断叶脉,使整片叶不会断成两半。剪断叶脉时,不仅要剪断主叶脉,还要将周围的小叶脉剪断。

6 解决“光合作用需要叶绿素”

用银边常春藤代替银边吊兰等植物,做光合作用需要叶绿素的实验。银边常春藤脱色时间较短(需要20-25 min)且较易得到(从市场上买得到,街道上种植的也有)。实验步骤如下:

①用不透光的纸箱罩住整株植物1昼夜。

②在阳光下照射银边常春藤4 h,摘下叶片。

③把叶片放到盛有酒精的烧杯中,水浴加热。

④20 min后,叶片褪成黄白色,取出叶片,用清水洗净后,滴上碘液。

⑤3~5 min后,用清水冲掉叶片上的碘液。

⑥观察到绿色部分遇到碘液变成蓝色,银色部分不变色。这个实验说明了植物的光冶作用需要叶绿素。

7 解决阴雨天做实验的问题

如果遇到阴雨天,由于光照不足不易成功,可以用以下方法准备实验用的叶片。

在阴雨天时,可用一盏150 w白炽灯光照植物羊蹄4 h,灯与植物的距离为20 cm-30 cm。

在实验的前几天,选择光照较好的天气,按照课本上的实验步骤把羊蹄或垂序商陆的叶子在阳光下照射好后,摘下这些叶子,用塑料袋装好,放在冰箱的冷冻室(-18℃)或微冻室(-5℃),实验时将叶子放在清水中解冻,拿出叶子时,拧塑料袋,不要碰叶子,因为这时叶子很脆,易断裂。

将要实验的叶子放在大烧杯里,倒上开水烫一会,把细胞烫死,使已制造的淀粉不再消耗。然后取出叶子放入清水中,这样保存叶子时间是2~3 d,时间长了叶子会烂掉。

光合作用范文第3篇

可是,你知道吗?动物界也有一些“奇才”,它们学到了植物光合作用的本领。当别的动物为了生存四处奔波时,它们只要站在那里晒晒太阳就饱了。

珊瑚 ......................................................................................

珊瑚是刺胞动物中的一个类群,它们的身体呈筒状,下端固定,另一端是有触手的口,吃东西和排泄都通过这个口进行(真是不卫生)。造礁珊瑚不断分泌钙质骨骼,形成了珊瑚礁,为其他海洋生物提供了栖息和觅食的场所,形成了最具多样性的海洋生态系统。

虫黄藻是一种黄褐色的球形小海藻,它生活在造礁珊瑚体内。珊瑚除了自己摄取食物,也靠虫黄藻提供氧气和能量,而珊瑚产生的二氧化碳和代谢废物,又为虫黄藻提供了养料。

当海底环境良好时,虫黄藻就会卖力干活,但生活环境变得恶劣时,虫黄藻就要靠珊瑚来养活了。这样巨大的生活压力会迫使珊瑚把虫黄藻扫地出门。当珊瑚排出所有的虫黄藻后,就会露出白色的钙质骨骼,这就是“珊瑚白化”——海洋环境恶化的标志之一。排出虫黄藻后,珊瑚可以苦苦支撑一段时间,假如渡过了难关,它们会重新欢迎虫黄藻进入体内;但是如果艰难的生活条件一直持续下去,珊瑚最终就会死亡。

绿色海蛞蝓 ..........................................................................

如果说珊瑚还只是与植物共生,那生活在北美洲东部盐沼的绿色海蛞蝓就是真的靠自己在进行光合作用了。只不过,它身体中的叶绿素是从植物那里掠夺来的。

绿色海蛞蝓爱吃一种叫“无隔藻”的藻类,它会将无隔藻的叶绿体保留下来,储存在自己的细胞里。这些从藻类中“窃取”的叶绿体将能伴随它们一生(虽然它们只能活一年左右)。当一只年轻的绿色海蛞蝓吃下一顿无隔藻美餐后,就再也不用吃了,只要等着叶绿体为自己制造养料就行了。

斑点钝口螈 ..........................................................................

光合作用范文第4篇

1.知识目标

(1)概述光合作用的光反应和暗反应阶段的化学反应,比较二者的区别和联系;

(2)从物质转变和能量转换的角度,简述光合作用的实质。

2.技能目标

(1)尝试对光合作用过程的图解进行创新性、自主性、探索性的学习;

(2)尝试利用“同位素标记法”探究H2O中的氢原子在光合作用中的转移途径;

3.情感目标

通过模仿学习科学家的研究方法,通过与老师和同学的合作学习与探究,体验自主学习、探究学习与合作学习成功的的乐趣。

二・教学重点和难点

1. 教学重点及解决办法

2. (1)光反应和暗反应的场所与条件、物质与能量转换的关系。

3. (2)光反应和暗反应的区别和联系。

4. [解决办法]

5. (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。

6. (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。

7. 教学疑点及解决办法

8. (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?

9. (2)为什么暗反应的第二阶段叫“还原”?

10. [解决办法]

11. (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。

12. (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・教学与学法方法

板图、挂图、多媒体课件、实验 ,启发式讨论为主、兼用比较分析小结式讲述法。

四・学情分析

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。

光合作用范文第5篇

【关键词】高中生物 植物光合作用 环境

在高中生物教学中,有关光合作用的内容是历年高考命题的热点,也是重点和难点,试题侧重考查考生对光合作用过程图解的理解和分析,包括光反应和暗反应的场所、条件、物质变化、能量变化、相互关系以及在某种环境因素突然发生变化的情况下,细胞中[H]、ATP、C3和C5的含量变化情况等。影响光合作用的环境因素是高考必考的内容,考查形式多样,选择题的考查侧重于实验结果的分析,而非选择题的考查往往结合实验设计来进行。以下是影响光合作用的相关因素:

一、单因子变量对光合作用的影响

(一)光照――光合作用的动力

1.光照时间:光照时间越长,产生的有机物越多。2.光质:由于色素吸收可见光中的红光和蓝紫光最多,吸收的绿光最少,故不同波长的光对光合作用的影响不同,建温室时,选用无色透明的玻璃或塑料薄膜做顶棚,能提高光能利用率。3.光照面积:在一定范围内,随着叶面积的增大,光合作用强度不断增大。达到一定值后,随着叶面积的增大,光合作用强度不再增加,原因是叶片之间相互遮挡,光照不足。所以适当间苗、修剪,合理施肥、浇水,避免徒长。4.光照强度:在一定范围内,随着光照强度的增加植物的光合作用强度越强,同化CO2的速度也相应增加,但当光照强度达到一定值时,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。当光照强度达到一定值以后,植物的光合作用强度不再增加或增加很少时,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。光补偿点因植物种类的不同而不同,主要与该植物的呼吸作用强度有关,与温度也有一定的关系。一般阳生植物的光补偿点比阴生植物的高。光饱和点也是阳生植物高于阴生植物。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暗潮湿的条件下,才有利于生长发育,光照强度越大,蒸腾作用越旺盛,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,就必须栽培于阴暗潮湿的环境中,才能获得较高的产量。

(二)温度

植物所有的生活过程都受温度的影响,在一定范围内,提高温度可以提高酶的活性,加快反应速率。光合作用也不例外,在适宜的光照强度下,适当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。冬天,温室栽培可适当提高温度;夏天,温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用的最适温度,以提高光合作用效率;晚上适当降低温室温度,以降低细胞呼吸速率,保证植物有机物的积累。

(三)CO2浓度

CO2是植物进行光合作用的原料,只有当环境中的CO2达到一定浓度时,植物才能进行光合作用。植物能够进行光合作用的最低CO2浓度称为CO2补偿点,即在此CO2浓度条件下,植物通过光合作用吸收的CO2与植物呼吸作用释放的CO2相等。环境中的CO2低于这一浓度,植物的光合作用就会低于呼吸作用,消耗大于积累,长期如此植物就会死亡。一般来说,在一定范围内,植物光合作用的强度随CO2浓度的增加而增加,但达到一定浓度后,光合作用强度就不再增加或增加很少,这时的CO2浓度称为CO2的饱和点。如CO2浓度继续升高,光合作用不但不会增加,反而要下降,甚至引起植物CO2中毒而影响植物正常的生长发育。所以大田作物要“正其行,通其风”多施有机肥;温室内可适当补充CO2,即适当提高CO2浓度可提高农作物产量。

(四)必需矿质元素

绿色植物进行光合作用时,需要多种必需的矿质元素。如氮是催化光合作用过程中各种酶以及NADP+和ATP的重要组成成分,磷也是NADP+和ATP的重要组成成分。科学家发现,用磷脂酶将离体叶绿体膜结构上的磷脂水解后,在原料和条件都具备的情况下,这些叶绿体的光合作用过程明显受到阻碍,可见磷在维持叶绿体膜的结构和功能上起着重要的作用。又如绿色植物通过光合作用合成糖类,以及将糖类运输到块根、块茎和种子等器官中,都需要钾。再如镁是叶绿体的重要组成成分,没有镁就不能合成叶绿素,等等。在农业生产上,根据植物的需肥规律,适时适量地增施肥料,有利于提高农作物的光能利用率。

二、多因子变量对光合作用的影响

温室栽培时,在一定光照强度下,白天适当提高温度,增加光合作用酶的活性,提高光合作用速率,也可同时充入适量的CO2,进一步提高光合速率,当温度适宜时,要适当提高光照强度和CO2浓度以提高光合速率。总之,可根据具体情况,通过提高光照强度、调节温度或增加CO2浓度等来充分提高光合速率,以达到增产的目的。

各种环境因子对植物光合作用的影响不是单独的发挥作用,而是综合作用。但各种因子的作用并不是同等重要的,其中起主要作用的因子为关键因子,因此在分析相关问题时,应抓住关键因子。

参考文献:

[1]徐英;环境因子对东湖几种沉水植物生理的影响研究[J];生物技术世界;2013年08期

[2]钟荫;温度光照和pH对菹草光合作用的影响[J];生物科技;2012年06期

光合作用范文第6篇

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2013)03B-0051-02

一、教材分析

光合作用是植物十分重要的一项生理功能。在义务教育七年级生物教材中,“光合作用”是教学的重点和难点,也是中考的常考范围。光合作用的概念是学生学到的第一个比较复杂的概念。本节主要通过几个演示实验来讲述这一生理功能,包含两大知识点——探究绿叶在光下制造有机物和光合作用的概念、原料、条件、场所、产物、表达式、实质和意义等,其中“绿叶如何在光下制造有机物”是最难的一个知识点。到九年级上复习课时,虽然学生已经学过了光合作用,但大部分学生对这一知识还是似懂非懂。如何通过一根教学主线把这些知识串连起来,是让学生更好地理解和掌握光合作用这一知识的关键。

1.教学目标

(1)知识目标:学生学会观察叶片的结构并能说出相应的功能;熟记光合作用的概念、反应式、过程和意义;明确叶片进行光合作用的条件、原料、场所和产物,如何针对这些变量设计探究实验;理解光合作用中物质和能量的变化。

(2)能力目标:学生通过光合作用的一组探究性实验,学会观察和记录植物生理实验现象的基本方法,初步认识从现象到本质的科学思维方式。

(3)情感目标:通过学习光合作用的探究实验操作,培养学生实事求是的科学态度和一丝不苟的探究精神;让学生理解光合作用的产物对人类的生活和生产及生物圈具有的重要意义,为培养学生爱护绿色植物的情感打下理性认识的基础。

2.教学重点和难点

掌握光合作用所需原料、条件、产物、场所的探究实验设计的原理、方法、步骤,会观察现象、得出结论;掌握光合作用的概念和实质。

二、教学设计

九年级的复习课以探究实验为线索,用PPT课件演示法向学生展示形象、生动的画面,丰富学生的感性认识,并使其向理性认识升华。教学中,每展示一个探究实验,都要引导学生明确实验揭示的问题,并用语言加以描述,帮助学生更好地理解教材内容,提高复习效率。

1.课堂引入

通过“植物体进行蒸腾作用的主要部位是什么?”这个问题引出本节课的复习内容:光合作用,并指出绿色植物进行光合作用的主要器官是叶。接着展示叶片的结构示意图(图1),让学生据图回答问题:

(1)图中①是 。

(2)图中②是 ,细胞内含有 ,是植物进行光合作用的主要结构部位。

(3)具有支持和输导作用的是( )

(4)结构④是 ,它是植物 的“门户”,也是 的“窗口”,其开闭由( )控制 。

2.教学绿叶在光下制造有机物

提出问题:绿色植物的生活需要营养物质,营养物质分为无机物和有机物,有机物来自哪里?(绿色植物通过光合作用自己制造)绿色植物是如何制造有机物的?

回顾绿叶在光下制造有机物的实验过程,然后对绿叶在光下制造有机物的实验作归纳总结:

实验现象:叶片的见光部分遇到碘液变成蓝色,不见光部分遇到碘液没有变成蓝色。

得出结论:光合作用的产物之一是淀粉,光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。

3.归纳光合作用的基本知识点

先展示下面的实验(图2):

然后引导学生分析实验,明确实验的目的、现象、结论,最后作出总结,归纳出下面的知识点:

(1)光合作用的概念:绿色植物通过叶绿体,利用光能把二氧化碳和水转化成储藏能量的有机物(淀粉),并释放氧气的过程叫做光合作用。

(3)光合作用的原料:二氧化碳、水。

(4)光合作用的条件:光。

(5)光合作用的场所:叶绿体。

(6)光合作用的产物:有机物(主要是淀粉)、氧气。

(7)光合作用的反应式及所包含的意义:

点拨:(1)光合作用的场所是叶绿体,条件是光,原料是二氧化碳和水,产物是有机物和氧,这些都可以通过设计实验来验证,实验原理都离不开“暗处理—设置对照—光照—脱色—碘液检验”几个阶段。(2)绿色植物中并不是只有叶片才能制造有机物,凡是细胞中含有叶绿体的就能进行光合作用制造有机物,只是叶片是绿色植物制造有机物的主要器官。

4.拓展学习

(1)用PPT展示探究光合作用的原料是二氧化碳的实验装置,如图4所示:

①方法:甲装置中放有 溶液,乙装置中放等量的清水做 ,本实验的变量是 。

思考:本实验还需要哪些步骤才能完成?

②请你预测一下实验现象:甲组叶片

;乙组叶片 。

③本实验的结论: 是光合作用的原料之一。

(2)提出问题:如何验证光合作用的原料是水?

对叶脉进行切断处理,使叶片形成a、b两个对照部分,并给出提示:切断叶脉可以使叶片部分得不到水。然后让学生自己思考接下来的实验步骤有哪些,最后会看到什么现象、什么结果。

(3)提出问题:怎样验证植物进行光合作用的场所是叶绿体?

根据前面的点拨,提示学生选择怎么样的植物才合适。(应选取绿色叶片和有白斑叶片的植物进行光合作用的实验,如图5所示)

让学生回答:①叶片绿色部分含有叶绿体,银边部分 叶绿体;本实验的变量是 。②预测一下图中的叶片经过酒精隔水加热处理后的实验现象:绿色部分 ,银边部分 。③本实验的结论: 是光合作用的场所。

5.对光合作用的探究实验做归纳总结

6.布置课堂作业

把以上的知识点整合到一道题:

选取有白斑叶片和绿色叶片的牵牛花进行如图6所示的光合作用实验。请分析下列问题:

(1)将此装置经黑暗处理一昼夜后移至光下数小时,再将这四片叶子取下,分别放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热,使 溶解到酒精中。

(2)清洗后,分别向这四片叶子滴加碘液,变成蓝色的是( )。

A.甲叶未覆盖铝箔的部分

B.甲叶覆盖铝箔的部分

C.乙叶

D.丙叶的绿色部分

E.丙叶的白斑部分

F.丁叶

(3)本实验中有 组对照实验,其中乙叶片与 叶片组成一组对照实验。

(4)通过本实验可以得出的结论是( )。

A.光合作用需要光

B.光合作用需要水

C.光合作用需要二氧化碳

D.光合作用需要适宜的温度

E.光合作用需要叶绿体

F.光合作用的产物中有淀粉

G.光合作用释放氧气

三、教学反思

光合作用范文第7篇

1、活动的提出

“光合作用的认识过程”是高中生物新课程《分子与细胞》模块的重点和难点内容,也是开展探究性活动的基本素材之一。大多数教师对这一内容的处理以讲授为主,从海尔蒙特、普里斯特利、英格豪斯、萨克斯到恩格尔曼、鲁宾卡门,再到卡尔文,所涉及的科学家与实验内容较多,受课时影响,教师对科学发现过程和科学方法的介绍往往比较简单,学生很难对科学家开展具体工作时的思维过程和实验方法进行深入的思考。从实际的教学效果看,难以激发学生参与科学史探究的热情。在高中生物教学中,教师应如何突破课时的制约,让学生真正领悟生命科学史经典实验的科学方法呢?

笔者将“光合作用的认识过程”中的某些经典实验通过校本模拟实验,让学生走向实验室,在亲历性的实践活动中理解光合作用的概念和过程,领悟经典实验的科学方法和科学精神。

该活动的学习目标是:通过科学史实认识实验对生物学发展的推动作用;掌握经典实验设计中的科学方法;学会评述光合作用的认识过程并概述光合作用的实质和意义。

2、活动的设计

2.1 绿色植物光合作用释放氧气

模拟英格豪斯的实验看似简单,学生根据如图1所示装置用排水法收集水藻在光下产生的气体是却遇上了许多问题,例如:怎样安装收集气体的装置?为什么水藻的叶片上明明有气泡产生,试管里的水却排不出去?排水法收集到气体的试管怎样取出才能避免氧气溢出?体验多次的失败后,活动小组决定对收集气体装置可做适当的改进,选择漏斗口直径为80 mm的漏斗,将漏斗颈切割至2~3 cm,置于500 mL的烧杯中,适当减少水藻的数量以避免水藻堵塞漏斗口。这些细节的改进大大提高了装置安装的成功率。

模拟实验只需用带火星的木条检测收集到的气体是氧气即可。

高中生如何在此基础上进行更多探究,活动小组注意到一定时间内通过排水法所收集到的气体量,即氧气的释放量可作为反映光合作用强度很重要的指标,操作定义为4 h内试管所收集的氧气的体积,以距试管底部的长度表示。由此设计了一系列的对照实验:比较黑藻与金鱼藻光合作用强度的差异、溶液中NaHCO3浓度对黑藻光合作用的影响、不同光照条件对黑藻光合作用的影响等。表1为不同浓度NaHCO4培养条件下的黑藻氧气释放量的记录表格。

该模拟活动通过改进实验装置,降低了操作技能的要求,使大多数学生均能很好地收集到光合作用产生的气体,并将此作为检测光合作用强度的因变量运用到其他的探究实验中。学生通过实验认识到选择叶表面积较大的黑藻,加入质量分数为O.8%的碳酸氢钠溶液,增强光照强度均能促进植物的光合作用。

2.2 绿叶在光下合成淀粉

该活动模拟萨克斯的实验,教材推荐的是天竺葵,由于天竺葵不易得到,活动小组选择南方常见叶片较薄的旱金莲作为实验的材料。将旱金莲放到黑暗条件下处理一昼夜后,取其中若干叶片,采取图2的处理,曝光6 h后检测曝光部分与遮光部分是否有淀粉生成。实际检测的结果多与预测不同,这或许与对植株的黑暗与光照处理时间长短有关,可是大多数活动小组发现无论如何调整黑暗与光照的时间,旱金莲同一叶片的遮光与曝光部分都有淀粉(这可能与旱金莲淀粉运输速度较快有关)。那么,应该如何设置对照实验呢?

既然同一叶片的遮光与曝光部分构成一组对照实验,能不能在同一植株选择遮光叶片和曝光叶片进行实验对照呢?活动小组将旱金莲植株放到黑暗条件下处理一昼夜后,将部分叶片用黑纸片两面遮盖起来,对植株曝光6 h,然后将曝光和遮光的叶片同时摘下,将遮光的叶片去掉一半(以区别照光的叶片)。把两组叶片放入盛有酒精的小烧杯里,隔水加热以溶解叶片中的色素,清水漂洗后放到培养皿里。滴加碘液可以观察到曝光组叶片呈蓝色,遮光组未见蓝色,这说明光合作用的产物除了氧气还有淀粉。

改用旱金莲进行实验可能产生的误差,可以通过采摘生长状况相同的同一部位相似叶龄的叶片进行实验来减少误差。

通过这个实验的多次尝试,学生对实验设计中控制无关变量的方法有了切身的体会,从而进一步认识到萨克斯采用天竺葵的同一叶片进行对照实验的巧妙,并能将该方法很好地迁移到利用同一植株的不同叶片进行实验对照,提高了实验设计和实验分析的能力。

2.3 合成淀粉的场所是细胞的叶绿体

该实验常规的做法是利用银边天竺葵中天然白色部分与绿色部分进行对比,说明只有含叶绿体的绿色部分能合成淀粉。这是一个基于推测的简单判断,能否利用显微镜真实地感受叶绿体是合成淀粉的产所呢?

由于旱金莲叶片较薄,可直接剪取少量叶片,在高倍镜下观察叶表皮中保卫细胞的叶绿体。取活动

2.2 中检测到淀粉的曝光组叶片制成临时装片观察叶表皮中保卫细胞的叶绿体,可以清楚地看到被染成蓝色的叶绿体,而遮光组的叶表皮中细胞未见明显蓝色的叶绿体。

也有部分学生在遮光组的叶表皮细胞中看到了被染成蓝色的叶绿体,通过分析,学生再次认识到对植株的黑暗处理时间可能影响到实验的结果,并且黑暗处理时间与植株的种类与大小都有一定的关系。该活动也让学生体验了“眼见为实”的微观世界,对生物学知识的认识不再局限于记忆与背诵。

2.4 探究光照强度对光合作用的影响

本实验传统的方法是叶片打孔抽气法,通过调节台灯与叶片之间的距离或台灯的瓦数,观察叶片上浮所需的时间,传统实验课堂耗时较多,误差不容易控制。

本活动采用光合作用测定仪器——U-6400便携式光合仪对叶片的光合作用进行测定,可以根据一定时间内叶室内C02的变化以及气体流速、温度、大气压等环境参数来计算光合作用的速率,光合仪能敏感记录进出叶室的C02浓度的变化,每3 min记录一次,在短短的30 min中自动生成大量的数据,该活动环节的目的在于培养学生处理大量原始数据及分析实验结果的能力。

对比进出叶室C02浓度的变化,绘出光照强度与二氧化碳变化量的关系,如图3所示。

引导学生对该曲线进行分析,可以认识到以下三点:

①光合作用需要光;

②光合作用需要CO2;

③一定条件下,随光照强度的增强,光合作用也增强。

该活动将传感器、数据采集器和计算机结合起来,不需黑暗预处理便可测定即时光合作用,高效省时,解决了传统实验数据测定不可靠的问题,利用计算机对数据进行初步的处理,得到直观简便的图像,便于学生对实验数据进行讨论,让学生从多个侧面认识光合作用的过程,这种主动积极的建构过程,有利于使知识转化为个体内在的认知结构,同时该活动也让学生进一步认识到科学技术对生命科学发展的推动作用。

3、活动的反思

光合作用范文第8篇

关键词: 光照强度;园艺植物;光合作用

中图分类号:K928文献标识码: A 文章编号:

引 言:光合作用是一种光化学反应过程.光不但是光合作用的动力,而且还调节光合酶的活性与叶片气孔的开度,因此光直接制约着光合速率的高低.光照条件包括光照强度、光质、光照时间等因素,这些因素对植物的光合作用有着深刻的影响.迄今为止关于光照强度与园艺植物光合作用的关系,已有大量报道.

一、 光照强度对园艺植物单叶光合作用的影响

1.1 光照强度对园艺植物光合作用生理特性的影响

在逆境光照条件下,植物的生理生化特性会发生相应的变化,如过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性,膜脂过氧化产物(MDA)的含量以及叶绿素的含量等都会发生变化.这些变化又会进一步影响植物的光合作用,而且这种影响因其生长的生态环境不同而不同.在研究光强对辣椒、石斛等耐弱光园艺植物的影响时发现,随着光强的增加,叶绿素含量与CAT活性呈现先上升后下降的趋势,而MDA含量与POD活性则随光照强度的增加呈先降后升的趋势.这说明在一定的光强范围内,光照强度的增大延缓了植物叶片的衰老,提高了CAT活性.在研究弱光对黄瓜光合作用的影响后认为,弱光破坏叶片膜系统,造成光合过程酶活性的改变.此外,弱光造成叶绿体发育不良,排列紊乱,超微结构遭到破坏,叶绿体数量减少,叶绿素的降解加剧,使叶绿素含量降低,因而叶片捕捉和利用光能的能力下降,叶片光合能力下降.

1.2 光照强度对园艺植物单叶光合特性的影响

植物光合作用的研究多集中在单个叶片的水平上.迄今为止人们已经对黄瓜、番茄、辣椒、西葫芦等多种园艺植物单个叶片的光合作用进行过比较系统的研究,结果表明园艺植物光合作用对光强的响应表现为在黑暗中叶片不进行光合作用,通过呼吸作用释放CO2.随着光照强度的增大,光合速率相应增大,当达到某一光照强度值时,叶片的光合速率等于呼吸速率,此时光照强度即为光补偿点.在低光照强度时,光合速率会随着光照强度的增大而增大,当光强增加到达某一强度时,光合速度不再增加,此时的光照强度即为光饱和点若光强进一步升高,则会发生光抑制,光合速率反而下降.虽然园艺植物单叶光强-光合曲线总体趋势相似,但不同植物之间仍存在一定差别,其中光补偿点和光饱和点存在很大的差异.总体上讲,光补偿点高的植物一般光饱和点也高,对于光补偿点和光饱和点来说草本植物要高于木本植物,阳生植物要高于阴生植物,C4植物要高于C3植物.因此,光饱和点和光补偿点可以作为植物需光特性的主要指标,用来衡量需光量.但同种植物的光饱和点和光补偿点也不是固定不变的,它们会随外界条件的变化而变动,例如,当CO2浓度增高或温度降低时,光补偿点会降低;而当CO2浓度提升时,光饱和点则会升高.光照不足可成为光合作用的限制因素,而光照过强也会对光合作用产生不利的影响.当叶片吸收过多光能,又不能及时加以利用或耗散时,植物就会遭受强光胁迫,引起光合能力降低,发生光抑制. 光抑制现象的发现可以追溯到19世纪中期,但较完整的试验报道始见于20世纪初到20世纪80年代中期,叶绿素a荧光技术的应用极大地推进了光抑制研究的发展.植物对光抑制条件的敏感性受遗传因素影响和环境因素的影响,在没有光以外的其他环境因子胁迫下,中午强光下蔬菜等C3植物易发生光抑制,光饱和点低的阴生植物如人参更易由于光抑制而受到危害[41].高温、低温或冰冻、水分亏缺、营养不足等环境胁迫因素同时存在时,植物对光抑制条件的敏感性增加,在中低光照强度下就会发生光抑制.但是目前关于园艺植物光抑制方面的专题研究相对较少.对生姜的研究表明,午间强光使生姜叶片的叶绿素荧光参数(Fv/Fm)、表观量子效率(AQY)及Pn降低,发生明显的光抑制现象,而MDA含量明显升高,说明已发生光氧化.

1.3 光照强度与园艺植物光适应的关系

长期处于逆境光照强度下的植物对弱光和强光有一定的适应性.有关园艺植物光适应的生理特性国内外已从群体、个体、叶片、细胞器等各级水平上进行过研究.现已明确对外界高低光强适应要依靠调节光系统组分和光合酶活性来实现,在高低光强下PSÒ活性均有所降低,特别是在强光下更为明光照强度对园艺植物光合作用影响的研究进展.但在强光下可看到PSÑ活性和反应中心160kD蛋白的适应增加,在弱光下可看到PSÒ集光色素复合蛋白(LHCII)的适应增加.这些蛋白的增加,在高低光强逆境下对PSÒ活性起到补偿和稳定的作用.在弱光对甜椒的影响研究中也发现了类似的结果,弱光下PSÒ活性降低,但其捕光色素蛋白复合体(LHCP)含量增加,从而对PSÒ活性起到补偿和稳定作用.前人还依据在不同遮光条件下植物生长、发育及形态解剖特征等来研究植物的最适光强和光照适应性,研究光照强度对山茶花形态、解剖特征和生长发育的影响时发现,在不同的光照强度下山茶花的单叶面积比和叶质量随着遮光率的增加而递减,而叶片的厚度、栅栏组织的总厚度和栅栏组织的层数均随着遮光率的增加而下降.同时不同的光照强度对叶绿素的含量也有不同的影响.对于阴生和阳生植物来说遮光具有不同的效果.对耐阴植物适度遮光会提高其光合速率,而对阳生植物则会产生相反的结果.

1.4 光照强度与其它生态因子协同对园艺植物光合作用的影响

光照强度对园艺植物的光合作用的影响并不是孤立的,而是与CO2浓度、水分状况、温度、矿物质营养等生态因子协同作用的.首先,光强会影响CO2浓度与植物光合作用的关系.在研究生姜时发现,强光照条件下,提高大气CO2浓度对生姜群体光合速率提高有明显的效果.张效平等也发现,在强光照下,CO2浓度的提高有助于唐菖蒲光合速率的提高,进而使唐菖蒲的叶片生长量、叶面积和叶干质量明显增加,鲜花质量也明显提高.其次,光强还会影响矿物质元素与植物光合作用的关系.寿森延等研究发现,在较高光照下,施NO-3的番茄植株光合速率比施NH+4的植株光合速率高,且施NH+4的植株生长受到抑制,叶片单位叶绿素含量明显下降.人们对生姜、大白菜、大蒜、龙眼等植物的研究结果表明,正常水分条件下叶片的光合速率远大于水分胁迫条件下叶片的光合速率,且随着光强的增加其差异逐渐增大.

二、光照强度对园艺植物群体光合作用的影响

群体光合作用(CPn)可以反映出植物在其特定群体结构条件下干物质的生产速率,可以较准确地反映植物群体的光合作用.单叶光合特性的研究是测定在特定条件下(如正常功能叶、正常受光姿态及其正常的大气条件下)叶片的光合速率,而不能反映出某种植物在其特定群体结构条件下不同层次叶、茎、花、果的平均光合速率.而且由于测定技术与方法的限制,涉及光照强度对园艺植物群体光合的影响研究相对较少.但群体的光合特性并非单光合特性的简单迭加,群体的光合特性还受群体大小与结构的影响.群体的叶片分布在不同的层次中,植冠层上部的叶片截获光量较多,而中部和下部叶片由于上层遮荫,所接受的光量较少,因此植物群体光合作用的光补偿点和光饱和点大大高于单叶水平,田间条件下的自然光照很难达到多数植物的群体光饱和点.对大白菜、生姜和大蒜的研究也都发现,在一定的光照强度范围内,植物群体光合作用的与其单叶的光合作用有相似的变化趋势,即随着光照强度的增加群体光合作用随之增加,并且群体光合的适宜光照强度大大高于单叶光合作用的适宜光照强度.

结 语:

光照强度是影响园艺植物光合作用的重要生态因子,但迄今为止多数研究仍集中在揭示现象上,由于试验方法不同,且存在生物因素(如作物种类、品种等)和环境因素(如温度、水分、营养状况等)干扰,使得试验结果不尽相同;目前涉及光照强度对群体光合特性、光合产物输出量和分配方向的调节、光信号传递途径等机理方面研究较少.所以,光照强度与园艺植物光合作用之间的关系还有待从分子、细胞、组织、个体、群体等水平上进行深层次的研究.

参考文献