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關(guān)鍵詞: 光合作用 細(xì)胞呼吸 “四圖一表”
光合作用和細(xì)胞呼吸是高中生物學(xué)的核心知識(shí),是高考的高頻考點(diǎn)。一方面,光合作用與細(xì)胞呼吸是發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)微觀的、動(dòng)態(tài)的生理過程,相關(guān)速率受多種因素的綜合影響,學(xué)生缺乏感性認(rèn)識(shí),難以理解。借助圖表進(jìn)行復(fù)習(xí)不僅能幫助學(xué)生進(jìn)一步理解光合作用和細(xì)胞呼吸等重要概念,更能有效提高學(xué)生圖表鑒析能力和整體解決問題的能力。另一方面,研究各地高考試卷發(fā)現(xiàn),光合作用和細(xì)胞呼吸考點(diǎn)通常以圖文結(jié)合的形式創(chuàng)設(shè)問題情境,考查光合作用和細(xì)胞呼吸的發(fā)生場(chǎng)所、生理過程、影響因素、實(shí)驗(yàn)探究等。此類問題的解決,不僅需要具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí),還需要具有較強(qiáng)的圖表分析能力。下面筆者就光合作用和細(xì)胞呼吸的核心知識(shí)和熱點(diǎn)題型進(jìn)行專題分析。
1.以結(jié)構(gòu)模式圖考查光合作用和細(xì)胞呼吸的場(chǎng)所
結(jié)構(gòu)模式圖是以圖畫形式直觀反映生物體某一部分的形態(tài)特征。通過結(jié)構(gòu)模式圖可更好地理解光合作用和細(xì)胞呼吸高效、有序進(jìn)行的原因,還可體現(xiàn)生物學(xué)的基本觀點(diǎn)――結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)。
應(yīng)考策略:光合作用和細(xì)胞呼吸過程是非?;A(chǔ)而又重要的考點(diǎn)。知識(shí)儲(chǔ)備方面,要把兩者每一階段的條件、場(chǎng)所、反應(yīng)物、產(chǎn)物、影響因素等了如指掌。能力訓(xùn)練方面,要以教材中光合作用和有氧呼吸的過程圖為基準(zhǔn),關(guān)注代謝模式圖的變式,在“變中尋求不變”。
3.以數(shù)據(jù)表格考查光合作用和細(xì)胞呼吸強(qiáng)度
數(shù)據(jù)表格題以表格形式呈現(xiàn)數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)變化及關(guān)系反映生物學(xué)現(xiàn)象及規(guī)律,具有文字量小、信息量大、直觀明了的特點(diǎn)。
解讀一:光合作用過程圖
光合作用過程可分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。從反應(yīng)場(chǎng)所看,光反應(yīng)在類囊體薄膜上進(jìn)行,暗反應(yīng)在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行。從物質(zhì)角度看,光反應(yīng)階段生成了\[H\]、O2和ATP,暗反應(yīng)階段生成了有機(jī)物、ADP和Pi。從元素行蹤看,O2中的O來自于H2O中的O;有機(jī)物中的C來自于CO2中的C,有機(jī)物中的O來自于CO2中的O。從能量角度看,光反應(yīng)階段將光能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能;暗反應(yīng)階段將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能貯存在有機(jī)物中。
注意,光反應(yīng)和暗反應(yīng)不總是同時(shí)進(jìn)行。如剛剛進(jìn)入黑暗時(shí),暗反應(yīng)還是可以進(jìn)行短暫時(shí)間的。再如,在人為實(shí)驗(yàn)條件下,打破葉綠體,可以單獨(dú)完成光反應(yīng)或暗反應(yīng)。
解讀二:光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系
圖中A點(diǎn),植物只進(jìn)行呼吸作用(也表示呼吸強(qiáng)度);B點(diǎn)光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度(光補(bǔ)償點(diǎn));C點(diǎn)為光合作用強(qiáng)度達(dá)到最大時(shí)的最小光照強(qiáng)度(光飽和點(diǎn))。
圖中線段AB(不包括A、B兩點(diǎn)):呼吸作用強(qiáng)度>光合作用強(qiáng)度;線段BC(不包括B點(diǎn)):光合作用強(qiáng)度>呼吸作用強(qiáng)度。
A、B、C的數(shù)值不是固定不變的,會(huì)隨著植物種類、環(huán)境因素變化而發(fā)生移動(dòng)。
若圖中代表的是陽生植物,則陰生植物的A點(diǎn)上移,B點(diǎn)左移,C點(diǎn)左移。
若溫度降低或CO2濃度提高,則A點(diǎn)上移,B點(diǎn)左移,C點(diǎn)左移。
若土壤或培養(yǎng)液缺乏Mg,由于Mg是合成葉綠素所必需的,所以缺Mg導(dǎo)致葉綠素含量下降,光能吸收減弱,因此必須在更強(qiáng)的光強(qiáng)下才能保證光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度,B點(diǎn)向右移。
解讀三:CO2與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系
圖中b點(diǎn)光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度(CO2的補(bǔ)償點(diǎn));c點(diǎn)為光合作用強(qiáng)度達(dá)到最大時(shí)的最小CO2濃度(CO2飽和點(diǎn))。
圖中a~b:CO2濃度太低,農(nóng)作物消耗光合產(chǎn)物;b~c:隨CO2濃度增加,光合作用強(qiáng)度增大;c~d:CO2濃度再增加,光合作用強(qiáng)度保持不變;d~e:CO2濃度超過一定限度,將引起原生質(zhì)體中毒或氣孔關(guān)閉,抑制光合作用。
CO2補(bǔ)償點(diǎn)和CO2飽和點(diǎn)也不是固定不變的,也會(huì)隨著植物種類、環(huán)境因素變化而發(fā)生移動(dòng)。
與C3植物相比,C4植物由于“CO2泵”的存在,CO2的補(bǔ)償點(diǎn)和CO2飽和點(diǎn)均低于C3植物,所以b、c點(diǎn)均左移。
假設(shè)呼吸作用強(qiáng)度不變,若光照強(qiáng)度增大,通過降低CO2濃度維持光合作用強(qiáng)度與呼吸作用強(qiáng)度相等,b點(diǎn)左移,但由于光反應(yīng)產(chǎn)生的\[H\]和ATP促進(jìn)了暗反應(yīng)的進(jìn)行,所以吸收的CO2增多,b點(diǎn)右移。
解讀四:溫度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系
A點(diǎn)為光合作用所需酶的最適溫度。低于A點(diǎn)溫度時(shí),酶活性隨溫度升高而逐漸增大,高于A點(diǎn)溫度時(shí),隨著溫度升高,酶活性下降,甚至喪失。不同植物最適溫度不同。
解讀五:總光合速率和凈光合速率的關(guān)系
從圖中可以看出,凈(表觀)光合速率=總(真正)光合速率-呼吸速率。
用CO2表示:植物吸收的=植物利用(同化)的-呼吸作用產(chǎn)生的。
用O2表示:植物釋放的=植物產(chǎn)生的-呼吸作用消耗的。
這里還可以用下圖來進(jìn)一步說明,箭頭①③代表線粒體釋放CO2,箭頭②④代表線粒體吸收O2;箭頭④⑤代表葉綠體釋放O2,箭頭③⑥代表葉綠體吸收CO2。
當(dāng)凈光合速率>0時(shí),凈光合速率用CO2表示為圖中的⑥,用O2表示為圖中的⑤。
當(dāng)凈光合速率=0時(shí),圖中只存在箭頭③和④;當(dāng)凈光合速率<0(仍存在光合作用)時(shí),圖中存在箭頭①②③④。
典型例題
例1.科學(xué)家研究小麥20℃時(shí)光合作用強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系,得到如下圖曲線。下列有關(guān)敘述不正確的是( )
A.隨著環(huán)境溫度的升高,cd段位置不斷上移
B.a點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線粒體
C.其他條件適宜,當(dāng)植物少量缺Mg時(shí),b點(diǎn)將向右移動(dòng)
D.外界條件均適宜時(shí),c點(diǎn)之后小麥光合作用強(qiáng)度不再增加可能與葉綠體中酶的數(shù)量有關(guān)
解析:因?yàn)閍點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞只進(jìn)行細(xì)胞呼吸,所以產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器只有線粒體。c點(diǎn)之后,限制小麥光合作用強(qiáng)度增加的有外因和內(nèi)因。內(nèi)因包括葉綠體中酶的數(shù)量、色素含量等。在一定范圍內(nèi),升高溫度,光合作用強(qiáng)度增大,cd段位置上移,但超過一定溫度,cd段位置會(huì)下移。
答案:A
例2.將某植物的葉肉細(xì)胞放在含低濃度的NaHCO3的培養(yǎng)液中,并用石蠟油覆蓋液面。先照光一段時(shí)間,然后在相同光照強(qiáng)度下不同時(shí)間測(cè)定葉肉細(xì)胞的光合作用強(qiáng)度。下列示意圖中能正確反映測(cè)定時(shí)間與光合作用強(qiáng)度關(guān)系的是( )
解析:由于是密封的裝置,隨著植物光合作用的進(jìn)行,溶液中的CO2越來越少,所以光合作用強(qiáng)度下降。
答案:C
例3.下圖甲表示A、B兩種植物光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度改變的變化曲線;圖乙表示將A植物放在不同濃度CO2環(huán)境條件下,A植物光合作用強(qiáng)度受光照強(qiáng)度影響的變化曲線。請(qǐng)分析回答:
圖甲 圖乙
(1)在較長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)陰雨的環(huán)境中,生長(zhǎng)受到顯著影響的植物是。
(2)圖中的a點(diǎn)表示 。
(3)在c點(diǎn)時(shí),葉綠體中ADP的移動(dòng)方向是。
(4)e點(diǎn)與d點(diǎn)相比較,e點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞中C3的含量;e點(diǎn)與f點(diǎn)相比較,e點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞中C3的含量。(填“高”、“低”、“基本一致”)
解析:(1)根據(jù)圖甲可以確定A代表陽生植物,B代表陰生植物。(2)圖中的a點(diǎn)表示植物的呼吸強(qiáng)度,即單位時(shí)間內(nèi)A植物細(xì)胞呼吸釋放的CO2的量。(3)c點(diǎn)時(shí),光合作用強(qiáng)度最大,此時(shí)大量合成ATP。又ATP是光反應(yīng)的產(chǎn)物,ADP是暗反應(yīng)的產(chǎn)物,所以葉綠體中ADP的移動(dòng)方向是從葉綠體基質(zhì)向類囊體薄膜方向移動(dòng)。(4)e點(diǎn)與d點(diǎn)相比較,光照強(qiáng)度增大,生成的ATP和\[H\]較多,還原的C3多,所以e點(diǎn)時(shí)葉肉細(xì)胞中C3的含量低。e點(diǎn)與f點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光照強(qiáng)度適宜,但e點(diǎn)的CO2濃度比f點(diǎn)高,固定生成的C3多,所以C3的含量高。
答案:(1)A
(2)單位時(shí)間內(nèi)A植物細(xì)胞呼吸釋放的CO2的量
(3)從葉綠體基質(zhì)向類囊體薄膜方向移動(dòng)
(4)低 高
例4.下圖中甲表示在光照充足、CO2濃度適宜的條件下,溫度對(duì)某植物的真正光合作用速率和呼吸作用速率的影響。請(qǐng)據(jù)圖回答:
(1)分析圖甲可知,其中的(“實(shí)線”或“虛線”)表示真正光合作用速率,比較兩曲線可看出,與有關(guān)的酶對(duì)高溫更為敏感。
(2)該植物生長(zhǎng)的最適溫度約是;在溫度為55℃的條件下,該植物葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的場(chǎng)所有。
(3)根據(jù)圖甲,在圖乙的坐標(biāo)上畫出植物在15~60℃范圍內(nèi)的凈光合作用速率的變化曲線。
解析:(1)真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。圖中實(shí)線代表的數(shù)據(jù)大于虛線的,所以實(shí)線表示真正光合作用速率,虛線表示呼吸速率。光合作用的最適溫度大約是30℃,呼吸速率的最適溫度約為40℃,所以與光合作用有關(guān)的酶對(duì)高溫更敏感。(2)30℃時(shí),凈光合速率最大,植物積累的有機(jī)物最多,最適宜生長(zhǎng)。觀察圖知,55℃時(shí),與光合作用有關(guān)的酶失活,但細(xì)胞呼吸仍在進(jìn)行。所以葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的過程只有細(xì)胞呼吸,場(chǎng)所是細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體。(3)根據(jù)凈光合速率=真正光合速率(實(shí)線)-呼吸速率(虛線),進(jìn)行計(jì)算得出每個(gè)溫度下的數(shù)值,然后描點(diǎn)、連線。
答案:(1)實(shí)線 光合作用
(2)30℃ 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體
(3)見下圖
例5.為探究影響光合作用強(qiáng)度的因素,將同一品種玉米苗置于25℃條件下培養(yǎng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示。請(qǐng)回答:
(1)與D點(diǎn)相比,B點(diǎn)條件下限制玉米CO2吸收量的因素是。C點(diǎn)條件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是。
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在的條件下施肥效果明顯。從增加光合面積的角度考慮,采取措施提高玉米的光能利用率。
解析:(1)B點(diǎn)與D點(diǎn)相比,唯一的差異是光照強(qiáng)度;C點(diǎn)與D點(diǎn)相比,唯一的差異是含水量。(2)由圖可看出,土壤含水量在40%~60%時(shí),施肥組的光合作用強(qiáng)度明顯高于未施肥組。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,增加光合面積的措施一般是合理密植。
答案:(1)光照強(qiáng)度 水分
(2)土壤含水量在40%~60% 合理密植
跟蹤訓(xùn)練
1.科學(xué)家研究CO2 濃度、光照強(qiáng)度和溫度對(duì)同一植物光合作用強(qiáng)度的影響,得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。請(qǐng)據(jù)圖判斷下列敘述不正確的是( )
A.光照強(qiáng)度為a時(shí),造成曲線Ⅱ和Ⅲ光合作用強(qiáng)度差異的原因是CO2濃度不同
B.光照強(qiáng)度為 b 時(shí),造成曲線Ⅰ和Ⅱ光合作用強(qiáng)度差異的原因是溫度不同
C.光照強(qiáng)度為a~b,曲線Ⅰ、Ⅱ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高
D.光照強(qiáng)度為a~c,曲線Ⅰ、Ⅲ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高
2.右圖所示中甲、乙兩曲線分別表示一種C3植物和一種C4植物的光合作用速率與環(huán)境中CO2濃度的關(guān)系(其他條件相同)。下列相關(guān)敘述中不正確的是( )
A.乙植物在較低CO2濃度時(shí)比甲植物具有生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)
B.甲植物的光合作用速率將隨CO2濃度的升高而不斷提高
C.CO2濃度為n時(shí),甲、乙兩植物光合速率相等
D.若能改善光照條件,兩種植物m點(diǎn)的光合速率還可提高
3.將一植物放在密閉的玻璃罩內(nèi),置于室外進(jìn)行培養(yǎng),假定玻璃罩內(nèi)植物的生理狀態(tài)與自然環(huán)境中相同。用CO2濃度測(cè)定儀測(cè)得了該玻璃罩內(nèi)一天中CO2濃度的變化情況,繪制成如下圖的曲線。下列有關(guān)說法正確的是( )
A.植物光合作用從D點(diǎn)開始,H點(diǎn)時(shí)光合作用最強(qiáng)
B.BC段較AB段CO2濃度增加減慢,是因?yàn)榈蜏厥怪参锖粑饔脺p弱
C.FG段CO2濃度下降不明顯,是因?yàn)楣庹諒?qiáng)度減弱,光合作用減弱
D.在這樣的條件下放置一天,植物的有機(jī)物質(zhì)量下降
4.下圖中的甲、乙為―晝夜中某作物植株對(duì)CO2的吸收和釋放狀況的示意圖。甲圖是在春季的某一晴天,乙圖是在盛夏的某一晴天,請(qǐng)據(jù)圖回答問題:
(1)根據(jù)甲圖推測(cè)該植物接受光照的時(shí)間是曲線中的段,其中光合作用強(qiáng)度最高的是點(diǎn),植株積累有機(jī)物最多的是點(diǎn)。
(2)乙圖中FG段CO2吸收量逐漸減少是因?yàn)?,以致光反?yīng)產(chǎn)生的和逐漸減少,從而影響了暗反應(yīng)強(qiáng)度,影響了CO2固定。
(3)乙圖曲線中間E處光合作用強(qiáng)度暫時(shí)降低,可能是因?yàn)?。
5.某科研小組的科研人員利用不同的植物分別做了有關(guān)光合作用的兩組實(shí)驗(yàn),請(qǐng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果分析回答問題:
實(shí)驗(yàn)一:選用兩批相同的番茄幼苗,在最適溫度下分別在A、B兩個(gè)植物生長(zhǎng)箱中培養(yǎng),A生長(zhǎng)箱內(nèi)的CO2濃度維持在0.40%,B生長(zhǎng)箱內(nèi)的CO2濃度維持在0.03%,再分別用不同光照強(qiáng)度的光照射,并比較兩個(gè)生長(zhǎng)箱中番茄幼苗的光合速率,結(jié)果如下圖:
實(shí)驗(yàn)二:選品種優(yōu)良的玉米和花生,分別單獨(dú)種植和間行種植,生長(zhǎng)相同且適宜時(shí)間后,分別測(cè)植株的光合速率,結(jié)果如下圖:
(1)實(shí)驗(yàn)一的自變量是,當(dāng)光照強(qiáng)度為5個(gè)單位時(shí),限制光合速率提高的因素是。
(2)氣體X會(huì)影響番茄幼苗的光合速率。根據(jù)實(shí)驗(yàn)一的結(jié)果,某同學(xué)要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證氣體X對(duì)番茄幼苗光合作用的影響是促進(jìn)還是抑制時(shí),他除了要在生長(zhǎng)箱中置入不同濃度的氣體X外,還需要在1.5個(gè)單位的光照強(qiáng)度、0.40%的二氧化碳濃度下來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)最適當(dāng),理由是 。
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)二結(jié)果,當(dāng)光照強(qiáng)度為1個(gè)單位時(shí),玉米單獨(dú)種植時(shí)單位時(shí)間單位葉面積上積累的有機(jī)物量(“>”、“<”或“=”)間行種植,花生單獨(dú)種植時(shí)單位時(shí)間單位葉面積上積累的有機(jī)物量(“>”、“<”或“=”)間行種植。
(4)間行種植與單獨(dú)種植相比,玉米達(dá)到最大光合速率所需的光照強(qiáng)度,花生達(dá)到最大光合速率所需的光照強(qiáng)度。
6.下圖表示三種植物葉片光合作用速率的日變化。請(qǐng)據(jù)圖回答:
(1)光合作用速率與呼吸作用速率相等的時(shí)刻,a植物葉片出現(xiàn)在,c植物葉片出現(xiàn)在。
(2)在6:00~8:00之間,單位時(shí)間內(nèi)吸收CO2最多的是植物葉片。
(3)b植物葉片在晴天中午光照強(qiáng)烈時(shí),光合作用速率出現(xiàn)了低谷,這一現(xiàn)象被稱為光合作用的“午休現(xiàn)象”。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因有 。
(4)c植物葉片一天內(nèi)光合作用速率變化的特點(diǎn)是 。
(5)從圖中結(jié)果推測(cè),三種植物一天內(nèi)有機(jī)物積累量多少的順序是>>。
7.下圖甲是某植物細(xì)胞代謝過程示意圖(圖中數(shù)字代表物質(zhì),a、b、c代表細(xì)胞器),圖乙是該植物置于密閉容器內(nèi)1小時(shí)CO2的變化曲線圖(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。根據(jù)圖中所給信息回答:
(1)圖甲中細(xì)胞器a是,物質(zhì)④是。
(2)圖甲中細(xì)胞器b、c增大膜面積的方式分別是、。
(3)根據(jù)圖乙分析,在15℃、1klx光照條件下,該植物5小時(shí)內(nèi)光合作用固定CO2 mL;A點(diǎn)總光合作用強(qiáng)度B點(diǎn)(填“大于”、“小于”或“等于”);P點(diǎn)為曲線在縱軸上的交點(diǎn),它上下移動(dòng)的主要影響因素是。
(4)在條件不變的情況下,若以O(shè)2吸收量為觀測(cè)指標(biāo),在圖丙中畫出該植物在密閉容器內(nèi)15℃條件下1小時(shí)O2的變化曲線圖。
參考答案
1.D 提示:從圖中可以看出a點(diǎn)時(shí)曲線Ⅱ和Ⅲ的外界條件只有一個(gè)不同,那就是CO2濃度,所以A項(xiàng)正確;同理B項(xiàng)也正確;在光照強(qiáng)度為a~b時(shí),圖中曲線的趨勢(shì)是上升的,所以C項(xiàng)正確;光照強(qiáng)度為a~c,曲線Ⅰ光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度升高而升高,而曲線Ⅲ是基本不變的。
2.B 提示:植物的光合速率只能在一定范圍內(nèi)隨CO2濃度的升高而增強(qiáng),當(dāng)超過一定濃度后就不再隨CO2濃度的升高而增強(qiáng)了。
3.B 提示:圖中D點(diǎn)時(shí),光合作用速率等于呼吸作用速率;H點(diǎn)時(shí)光照已經(jīng)減弱,此時(shí)CO2濃度低是因?yàn)橐惶斓墓夂献饔梦盏慕Y(jié)果。FG段CO2濃度下降不明顯,是因?yàn)橹形鐪囟冗^高,植物蒸騰作用過強(qiáng),為了減少水分散失,部分氣孔關(guān)閉,導(dǎo)致光合作用利用的CO2減少。在這樣的條件下經(jīng)過一天,植物的有機(jī)物質(zhì)量將增加,因?yàn)樽詈蟮腃O2濃度低于初始濃度。
4.(1)B~F D E
(2)光照強(qiáng)度逐步減弱 ATP \[H\]
(3)溫度高,蒸騰作用過強(qiáng),部分氣孔關(guān)閉,影響CO2原料的供應(yīng)
5.(1)光照強(qiáng)度和二氧化碳濃度 二氧化碳濃度
(2)在此條件下,最容易測(cè)定氣體X對(duì)光合速率的影響
(3)< <
(4)強(qiáng) 弱
6.(1)19:00、5:00 10:00、15:00
(2)b
(3)中午光照強(qiáng)烈,為減少體內(nèi)水分散失,氣孔關(guān)閉,通過氣孔進(jìn)入的CO2量減少
(4)在10:00~15:00之間,光合作用速率為負(fù)值,其余時(shí)間為正值
(5)a b c
7.(1)液泡 丙酮酸
(2)細(xì)胞器b通過類囊體堆疊而成的基粒增大膜面積 細(xì)胞器c通過內(nèi)膜向內(nèi)腔折疊形成嵴的方式增大膜面積
基于對(duì)光合作用一節(jié)的課程特點(diǎn)和學(xué)習(xí)需求的分析,確立相應(yīng)的教學(xué)行為目標(biāo),以建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo),設(shè)計(jì)并開發(fā)光合作用的探究式CAI課件,并進(jìn)行教學(xué)嘗試,對(duì)探究式CAI突破教學(xué)難點(diǎn)的效度作一個(gè)初步分析,以探討現(xiàn)代教育技術(shù)在生物教學(xué)中運(yùn)用的有效性。
1 探究式CAI概要
探究式CAI的在教學(xué)設(shè)計(jì)上, 明確了CAI課件主要輔助學(xué)生的“學(xué)”而非教師的“教”,通過計(jì)算機(jī)呈示多元化的問題情境,引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)并解決問題,即像科學(xué)家那樣去探索、解決問題。通過引導(dǎo)學(xué)生觀察自然、思考科學(xué)真理的產(chǎn)生過程,或指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手做科學(xué),使他們逐步掌握科學(xué)的工作方法與手段,形成正確的態(tài)度與世界觀,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。
2 教學(xué)探索的想法與做法
課件的制作平臺(tái)主要有Photoshop、Director、Premier、3Dmax等,集成平臺(tái)為Authorware,以積件形式分成三部分內(nèi)容,即:葉綠素的提取與分離實(shí)驗(yàn)教學(xué)、光合作用過程、光合作用的意義與生產(chǎn)實(shí)踐。三者之間網(wǎng)狀相連,制作技術(shù)思路為:在流程圖中制作相應(yīng)的熱點(diǎn),再利用跳轉(zhuǎn)技術(shù),對(duì)于每一個(gè)步驟進(jìn)行具體分析,設(shè)置相應(yīng)的圖片、文字、語言、音樂情境,對(duì)學(xué)生進(jìn)行誘導(dǎo)式提問。下面是教學(xué)思路及過程。
2.1 “葉綠素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的教學(xué)探索
“光合作用的實(shí)驗(yàn)”雖是一個(gè)獨(dú)立的部分,但在具體教學(xué)時(shí),則可結(jié)合相應(yīng)的知識(shí)點(diǎn),適時(shí)組織教學(xué),如“葉綠素的提取與分離”可放在“光合作用場(chǎng)所”部分進(jìn)行教學(xué),主要起到指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的作用,教學(xué)地點(diǎn)則可以安排在有多媒體條件的實(shí)驗(yàn)室。
1)選葉。先展示幾種不同植物、同一植物不同部位的葉片,然后設(shè)計(jì)問題:①不同葉片的顏色為什么有所不同?②葉綠體中色素究竟有哪些不同種類?各種色素的顏色分別是什么?含量如何?從而在問題的開始就形成一種探究氛圍。在對(duì)學(xué)生的討論分析后,再讓學(xué)生從中選取相應(yīng)的葉片。
2)提取葉綠素。利用多媒體技術(shù),從不同視角分析葉綠素提取的原理;讓學(xué)生比較不同有機(jī)溶劑在提取色素時(shí)的效果;鼓勵(lì)學(xué)生使用不同有機(jī)溶劑組合來提取葉綠素。然后以視頻形式向?qū)W生展示一段預(yù)先攝制好的錄像《葉綠素的研磨與提取》。出于幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵步驟,增大探索的成功率,避免學(xué)生過多遭受失敗而產(chǎn)生困惑的目的,相應(yīng)出示下列問題:如何使葉片研磨得更充分、省力?研磨中色素是否會(huì)破壞?如果會(huì),又該怎么辦?如何控制有機(jī)溶劑的量并防止它的揮發(fā)。
3)分離葉綠素:利用CAI向?qū)W生分析層析法分離葉綠素的原理及其紙層析法的特點(diǎn),并鼓勵(lì)學(xué)生不要受先入為主印象的影響,大膽進(jìn)行層析法的自主設(shè)計(jì)。為了指導(dǎo)學(xué)生正確地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,在最后向?qū)W生展示一組事先攝制好的紙層析操作實(shí)驗(yàn)過程,讓學(xué)生自己分析并討論操作方法,并利用多媒體技術(shù),對(duì)“制作濾紙條、畫濾液細(xì)線”等關(guān)鍵的、同時(shí)通過演示實(shí)驗(yàn)又很難看清楚的步驟作特效分析。
在運(yùn)用該CAI指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí),大大提高了學(xué)生創(chuàng)造的積極性。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生有一些創(chuàng)造性成果:1)有的學(xué)生以圓形定性濾紙代替濾紙條,在濾紙的圓心先滴加濾液,后滴加層析液,制作出4種不同顏色的同心環(huán)帶;2)有的學(xué)生以胡蘿卜、蘿卜葉代替菠菜葉,效果更好;3)有的學(xué)生提出以干粉筆做成層析柱,代替紙層析法,其效果也較為明顯。這真正讓筆者感到,探究式CAI遠(yuǎn)非一個(gè)“教”字可以了得。
2.2 光合作用過程的教學(xué)
光合作用是一個(gè)極為復(fù)雜的生理過程,它是一系列在細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)中進(jìn)行的、多種酶催化下的各器官組織統(tǒng)一協(xié)調(diào)下的生物化學(xué)反應(yīng)的總和。由于它是一種微觀、動(dòng)態(tài)的生理現(xiàn)象,因而學(xué)習(xí)過程就缺乏相應(yīng)的直觀和生活情境,學(xué)生只能被動(dòng)接受教師組織的知識(shí)結(jié)構(gòu),而不能主動(dòng)探索科學(xué)。
采用探究式CAI后,筆者改變以往的以陳述方式講科學(xué)模式,而采用探究方式學(xué)科學(xué):以植物光合作用的產(chǎn)物為起點(diǎn),逆向思維,思考光合作用中物質(zhì)轉(zhuǎn)變與能量轉(zhuǎn)化過程與來源,進(jìn)而思考反應(yīng)場(chǎng)所等問題。通過展示葉肉細(xì)胞顯微結(jié)構(gòu)、葉綠體亞顯微立體結(jié)構(gòu)、光反應(yīng)和暗反應(yīng)循環(huán)動(dòng)畫等情景,把學(xué)生帶入真實(shí)場(chǎng)景,使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣高漲,并產(chǎn)生探究欲望。在對(duì)光合作用中的物質(zhì)轉(zhuǎn)變、能量轉(zhuǎn)化一步步逆推分析討論后,再采用多媒體技術(shù)對(duì)光合作用全過程進(jìn)行剖析講解:以光合作用中的物質(zhì)轉(zhuǎn)變與能量轉(zhuǎn)化為兩條主線,以同位素示蹤技術(shù)為研究手段,以光反應(yīng)、暗反應(yīng)為時(shí)間先后順序,葉綠體基粒片層簿膜及葉綠體基質(zhì)為空間先后順序,系統(tǒng)分析光合磷酸化、水的光解、CO2的固定與還原等生理過程。并從葉綠體中基粒片層薄膜垛疊現(xiàn)象,提出生物體普遍存在的一種通過折疊擴(kuò)大表面積的方法;從細(xì)胞是一個(gè)統(tǒng)一整體的概念出發(fā),提出控制光合作用過程的信息流的概念;從能量轉(zhuǎn)化與守衡的角度出發(fā),讓學(xué)生定量研究太陽光子的能量轉(zhuǎn)化為C6H12O6中的能量時(shí)的守衡現(xiàn)象。
由于光合作用過程是在一瞬間完成的,而運(yùn)用CAI組織教學(xué)時(shí),即可視學(xué)生的理解與掌握程度,隨時(shí)停頓、放慢速度,或重復(fù)播放,提高學(xué)習(xí)效率,以優(yōu)化教學(xué)過程。在總結(jié)討論階段,可利用多媒體技術(shù)中的箭頭指向物體表面時(shí)閃爍的效果,幫助學(xué)生提高對(duì)光合作用受到光照、溫度、CO2和H2O影響的認(rèn)識(shí),加深對(duì)于ATP、酶、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)態(tài)平衡等知識(shí)的理解與遷移運(yùn)用能力。
2.3 光合作用的意義與生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用部分的教學(xué)
基于STS(科學(xué)—社會(huì)—技術(shù))的教學(xué)思想,也為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造與實(shí)踐能力,并給一部分熱愛生物學(xué)并且學(xué)有余力的學(xué)生提升自身的空間,所以這部分內(nèi)容在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)予以較高的重視。
光合作用的意義極為重要,但在傳統(tǒng)教學(xué)中,教師一般是通過羅列一些空洞的數(shù)字,從而闡述光合作用是自然界最基本的物質(zhì)與能量代謝這一基本事實(shí),缺乏具體的生活情境,造成知識(shí)空洞,因而不利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的生物學(xué)態(tài)度和正確的價(jià)值觀。
在采用CAI后,筆者試圖通過相關(guān)做法來突破教學(xué)難點(diǎn)。從一株水稻在光合作用方面所做的貢獻(xiàn)談起,利用實(shí)物圖片,配合文字質(zhì)疑,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到:1)光合作用確實(shí)存在于自然界,存在于人們生活空間的每一個(gè)角落;2)植物光合作用所制造的有機(jī)物和O2,對(duì)于維持生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平衡具有實(shí)在的價(jià)值;3)通過列表分析世界50年來糧食產(chǎn)量變化,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科技進(jìn)步、尤其是人們?cè)诠夂献饔醚芯糠矫嫠〉玫倪M(jìn)步對(duì)于提高糧食產(chǎn)量所起的作用;4)引導(dǎo)并讓學(xué)生自己評(píng)價(jià)光合作用的意義,評(píng)價(jià)生態(tài)惡化對(duì)于人類進(jìn)步的影響。
光合作用與生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系,主要通過大田合理密植、大棚種植兩個(gè)生產(chǎn)實(shí)例,探索光合作用在生產(chǎn)中的應(yīng)用。以大棚種植為例,通過一組預(yù)先攝制好的錄像,展示一學(xué)生參觀現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)示范基地的大棚種植園的過程。以學(xué)生的角度觀察大棚內(nèi)的溫度控制、人工補(bǔ)充光照、氣肥補(bǔ)充、空間合理利用等措施與光合作用的關(guān)系,并引導(dǎo)學(xué)生從不同角度,考察影響大棚種植的經(jīng)濟(jì)效益的因素,力求體現(xiàn)學(xué)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)踐相聯(lián)系的精神,并建議學(xué)生從本地區(qū)的自身特點(diǎn)出發(fā),探索如何將光合作用與當(dāng)?shù)爻鞘芯G化、個(gè)人生活、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相聯(lián)系,真正實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)與個(gè)人進(jìn)步、社會(huì)發(fā)展相結(jié)合的STS精神。
3 要正確看待誘思探究式CAI在光合作用教學(xué)中的作用
1)在看到CAI優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),不要忘記CAI作為一種科學(xué)技術(shù)所必然存在的負(fù)面作用。特別CAI運(yùn)用于生物實(shí)驗(yàn)時(shí),往往起到削弱學(xué)生的操作能力、觀察能力的后果,所以應(yīng)把它定位于指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的地位,而不能根本代替學(xué)生實(shí)驗(yàn)。
2)探究式CAI的確能激發(fā)學(xué)生探究的欲望,并指導(dǎo)學(xué)生以探索的方式學(xué)習(xí)科學(xué),但CAI畢竟是一種物化的技術(shù),它不能、也不應(yīng)成為教學(xué)的全部。教學(xué)過程的優(yōu)化離不開師生情感交流、教師機(jī)智和積極的評(píng)價(jià)機(jī)制。
復(fù)習(xí)課不同于新授課,機(jī)械重復(fù)學(xué)過的內(nèi)容,教師無味,學(xué)生厭煩。只有在“新”字上做文章,讓學(xué)生體驗(yàn)到處處都是新感覺,才能收到事半功倍的效果。那么,如何推陳出新呢?
一、新的教法
新授課最常用的教法是講述法。復(fù)習(xí)時(shí),根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容,采用講授、自學(xué)輔導(dǎo)、練習(xí)等多種方法相結(jié)合的教法,并運(yùn)用多種教學(xué)手段如幻燈、多媒體、掛圖等,抓住學(xué)生的心,使其思維跟著老師走,提高其學(xué)習(xí)積極性,使其學(xué)有啟發(fā),學(xué)有收獲,從而達(dá)到提高效率的目的。
二、新的知識(shí)體系
經(jīng)過一年多的學(xué)習(xí),學(xué)生已具備了一定的生物知識(shí),教師的任務(wù)就是幫助學(xué)生抓住知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系,對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整合,串聯(lián)成線,構(gòu)建成知識(shí)面,進(jìn)而構(gòu)筑起知識(shí)系統(tǒng)樹,使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)有整體認(rèn)識(shí)。如高中生物必修、選修就把它分成以下幾塊復(fù)習(xí):①緒論,生命活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ);②生物的新陳代謝和微生物與發(fā)酵工程;③生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)和免疫;④生物的生殖和發(fā)育;⑤遺傳、變異和進(jìn)化;⑥生物與環(huán)境;⑦實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。這樣將三本書的知識(shí)重新組合,給學(xué)生新的體驗(yàn),很受學(xué)生歡迎。
三、新的練習(xí)
練習(xí)是知識(shí)的鞏固與運(yùn)用,是培養(yǎng)學(xué)生思維能力的一種方法。從高中一年級(jí)到三年級(jí),每個(gè)學(xué)生手中至少都有一本參考資料,如果每次練習(xí)均是陳題老題,就會(huì)禁錮學(xué)生的思維,降低復(fù)習(xí)效率。我的做法是一方面改變題型,選擇題改變成簡(jiǎn)答題或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)題或是判斷題。另一方面習(xí)題的選擇上盡可能新鮮些,既要反映“雙基”知識(shí),又要適當(dāng)穿插一些“潮流化”的內(nèi)容和試題,如以“蘇丹紅”“禽流感”“SARS”等為背景來考查學(xué)生所學(xué)書本知識(shí),學(xué)生會(huì)覺得生物課緊跟時(shí)代步伐,有耳目一新的感覺,學(xué)習(xí)效果自然會(huì)得到提高和鞏固。
四、新的高度
俗話說:“站得高,才能望得遠(yuǎn)”。復(fù)習(xí)課不能停留在原有的認(rèn)識(shí)水平上,要進(jìn)一步深化與擴(kuò)展,使學(xué)生對(duì)在掌握原有知識(shí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步深化、拓展,達(dá)到“溫故而知新的復(fù)習(xí)效果。例如,光合作用這是高中生物的一個(gè)主干知識(shí)點(diǎn),簡(jiǎn)單重復(fù)書本知識(shí),學(xué)生厭學(xué),怎么辦,我就通過光合作用過程的圖解(人教版P56圖3-8改編)復(fù)習(xí)以下一些知識(shí):
①光合作用需要光,主要吸收的是什么光?怎么設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明?光對(duì)光合作用的影響體現(xiàn)在哪些方面?(光的強(qiáng)度、光照時(shí)間、光質(zhì))②CO2是光合作用的原料,如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明?③光合作用產(chǎn)生了O2,如何證明?光合作用放出的氧氣來自于原料中的何種物質(zhì)?如何證明。④光合作用產(chǎn)物有哪些?如果光合作用合成了淀粉,又如何證明?⑤葉綠體是光合作用的場(chǎng)所,葉綠體的結(jié)構(gòu)是怎樣的?成分有哪些?在分布上有什么特點(diǎn)?這種分布與功能怎么聯(lián)系?⑥葉綠素是光合作用中的重要色素,影響葉綠素合成、分解的因素有哪些?(光、礦質(zhì)元素、溫度等)⑦光合作用過程中物質(zhì)變化、能量變化的途徑是怎樣的?⑧影響光合作用的環(huán)境因素有哪些?(光、CO2、礦質(zhì)元素、溫度、H2O)⑨C3植物和C4植物葉的結(jié)構(gòu)有何不同?光合作用的過程有什么不同?⑩光反應(yīng)與暗反應(yīng)有什么區(qū)別與聯(lián)系?光合作用與呼吸作用有什么區(qū)別與聯(lián)系?
通過這一系列的問題復(fù)習(xí),從多方位、多角度的聯(lián)系,使學(xué)生對(duì)光合作用這一節(jié)知識(shí)達(dá)到一個(gè)新的高度。
五、新的教學(xué)手段
“講、練、考”是高三復(fù)習(xí)的老套路,復(fù)習(xí)是枯燥乏味的,新的教學(xué)手段的適當(dāng)運(yùn)用能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,提高復(fù)習(xí)效率,因此,教師適當(dāng)采用多媒體技術(shù)等現(xiàn)代教育技術(shù)手段教學(xué),講練測(cè)相結(jié)合,能減輕學(xué)生課后的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)。如復(fù)習(xí)完一節(jié)的基本知識(shí)點(diǎn)后,課堂上留出10分鐘時(shí)間,精選5~6個(gè)試題以搶答形式由學(xué)生來完成,效果很好。
六、有新意的講評(píng)
關(guān)鍵詞:辣椒;光合日變化;影響因子
光合作用被稱為“地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)”和“生命界最重大的頂極創(chuàng)造之一”[1],植物干物質(zhì)生產(chǎn)的95%來自于光合作用[2]。因此,研究作物光合作用的遺傳,有助于選育出強(qiáng)光合作用的品種,達(dá)到提高農(nóng)作物產(chǎn)量的目的[3]。
多年來,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)辣椒光合作用的研究非常重視[4],鄒學(xué)校等[3]指出,光合作用的強(qiáng)弱不僅受植株葉位、生育期、環(huán)境因子、栽培條件的影響,而且不同品種的凈光合速率差異很大。頡建明等[2]研究了隴椒系列辣椒的光合特性指出,隴椒系列辣椒具有較高的葉綠素含量和凈光合速率,利用弱光的能力較強(qiáng)。徐小蓉等[5]研究?jī)煞N長(zhǎng)勢(shì)一致的不同辣椒品種(Onza和Cajamarca)的光合特性,表明兩個(gè)長(zhǎng)勢(shì)相同的辣椒品種的光合速率存在差異。貴州辣椒品種資源豐富、特色突出,栽培歷史悠久[6],全省已建立8個(gè)不同生態(tài)區(qū),10個(gè)區(qū)域試驗(yàn)點(diǎn),已審(認(rèn))定貴州地方特色辣椒品種42個(gè),雜交品種10個(gè),并形成了黔辣、黔椒、貴椒、遵辣4個(gè)系列新品種[7]。然而,關(guān)于貴州地方辣椒資源光合特性評(píng)價(jià)方面的研究還未見報(bào)道。所以,本研究以4個(gè)貴州地方辣椒品種為材料,探討不同品種之間的光合日變化及其影響因子,為地方辣椒品種高產(chǎn)及種質(zhì)資源的篩選、育種和栽培提供理論基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
辣椒種子由貴州省辣椒研究所提供,有羅甸白辣椒(果實(shí)向上、乳白色、指形),黃平1號(hào)(果實(shí)向下、綠色、細(xì)線形),獨(dú)山2號(hào)(果實(shí)向下、綠色、果皮微皺、長(zhǎng)線形)和獨(dú)山3號(hào)(果實(shí)向下、綠色、果皮微皺、長(zhǎng)線形)。
1.2 試驗(yàn)方法
①辣椒育苗 采用漂浮育苗技術(shù),每穴播2粒種子,待幼苗長(zhǎng)出真葉時(shí)施入少量復(fù)合肥,當(dāng)幼苗4葉1心時(shí)定植于田間。
②整地與施肥 每667 m2施入復(fù)合肥(黃金營(yíng)養(yǎng)元素)20 kg、過磷酸鈣50 kg作底肥,開廂種植,廂面寬80 cm,廂距40 cm,廂面上雙排種植,株距40 cm。
③光合日變化的測(cè)定 待辣椒生長(zhǎng)到初花期時(shí),選擇晴朗的一天,從7:00~19:00,以2 h為一個(gè)測(cè)量間隔,利用美國(guó)LI-COM公司生產(chǎn)的Li-6400XT便攜式光合作用測(cè)定儀,采用開放式氣路,測(cè)定辣椒的光合日變化,測(cè)定的參數(shù)包括凈光合速率(Pn,μmol CO2?m-2?s-1)、蒸騰速率(Tr,mmol H2O?m-2?s-1)、胞間CO2濃度(Ci,μmol CO2?mol-1)和氣孔導(dǎo)度(Gs,mol H2O?m-2?s-1)、光合有效輻射(PAR,μmol?m-2?s-1)、氣溫(Ta,℃)、葉溫(Tl,℃)、大氣CO2濃度(Ca,μmol CO2?mol-1)和空氣濕度(RH,%)。測(cè)定時(shí),選擇生長(zhǎng)健壯、著生方位一致的成熟葉片,每個(gè)品種辣椒測(cè)量5株,取平均值。
1.3 數(shù)據(jù)分析
采用Microsoft Office 2003和DPS進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 環(huán)境因子的平均日變化
光合有效輻射(PAR)、氣溫(Ta)、葉溫(Tl)、大氣CO2濃度(Ca)和空氣濕度(RH)的平均日變化詳見表1。從表1中可以看出,PAR日變化為先升后降,7:00最低,之后逐漸升高,到13:00時(shí)達(dá)到最大值,之后又開始下降。Ta、Tl與PAR的變化相似,也是先升后降,在7:00~19:00的測(cè)定時(shí)間內(nèi),最高氣溫與最低氣溫相差10.36℃,最高葉溫與最低葉溫相差11.55℃,在7:00、11:00、17:00和19:00,Ta>Tl,而在9:00、13:00和15:00,Tl>Ta,這可能是測(cè)量時(shí)葉室封閉的環(huán)境導(dǎo)致。Ca的變化不明顯,以7:00的Ca最高,達(dá)到411.70 μmol CO2?mol-1,之后開始下降,13:00后又逐步升高,這可能與植物光合作用下降有關(guān)。RH的變化不明顯,以7:00時(shí)最高,之后一直下降,最高空氣濕度與最低空氣濕度相差14.83%。
2.2 辣椒凈光合速率(Pn)日變化
凈光合速率又稱表觀光合作用,是指真正光合作用所同化的CO2量減去因呼吸作用而釋放的CO2量,其大小除受自身生物學(xué)特點(diǎn)(氣孔構(gòu)造、葉面內(nèi)部的面積大小等)的制約外,還受光合有效輻射、大氣溫度、CO2濃度、空氣相對(duì)濕度等多種生態(tài)因子的影響[8]。
從圖1可以看出,4個(gè)辣椒品種的凈光合速率日變化均成雙峰曲線,但各品種峰值變化不完全相同。獨(dú)山3號(hào)和獨(dú)山2號(hào)的變化較為相似,峰值分別出現(xiàn)在11:00和15:00,不同的是7:00~9:00獨(dú)山3號(hào)的Pn上升速度慢于獨(dú)山2號(hào),而在9:00~11:00,獨(dú)山3號(hào)比獨(dú)山2號(hào)上升得快;羅甸白辣椒與黃平1號(hào)的第一個(gè)峰值均出現(xiàn)在9:00,之后Pn開始下降,但黃平1號(hào)在13:00時(shí)出現(xiàn)另一個(gè)峰值,而羅甸白辣椒繼續(xù)下降,到15:00才出現(xiàn)第二個(gè)峰值;到17:00以后,各品種Pn均快速下降。
2.3 辣椒胞間CO2濃度(Ci)日變化
從圖1與圖2中可以看出,4個(gè)辣椒品種的胞間CO2濃度日變化曲線與凈光合速率變化曲線相反,呈倒雙峰曲線,但各品種的峰值點(diǎn)出現(xiàn)不一致。
羅甸白辣椒、黃平1號(hào)和獨(dú)山2號(hào)在9:00時(shí)出現(xiàn)第一個(gè)低谷,而獨(dú)山3號(hào)在11:00才出現(xiàn)第一個(gè)低谷。羅甸白辣椒與獨(dú)山3號(hào)在15:00時(shí)出現(xiàn)第二個(gè)低谷,獨(dú)山2號(hào)則在17:00時(shí)出現(xiàn)第二個(gè)低谷,而黃平1號(hào)則在13:00時(shí)出現(xiàn)第二個(gè)低谷。
2.4 辣椒氣孔導(dǎo)度(Gs)日變化
從圖3中可以看出,羅甸白辣椒與獨(dú)山2號(hào)的氣孔導(dǎo)度日變化呈雙峰曲線,峰值分別出現(xiàn)在11:00和15:00,而黃平1號(hào)和獨(dú)山3號(hào)的氣孔導(dǎo)度日變化呈單峰曲線變化,但峰值出現(xiàn)的時(shí)間不同,黃平1號(hào)出現(xiàn)在13:00,獨(dú)山3號(hào)出現(xiàn)在15:00。
11:00以前,隨著氣溫的升高、光線的增強(qiáng),各品種的氣孔導(dǎo)度均快速升高,15:00以后,隨著氣溫的降低和光線的減弱,氣孔導(dǎo)度又開始快速下降。中午時(shí),由于溫度最高,光線最強(qiáng),為了保護(hù)自身器官免受傷害,植物會(huì)關(guān)閉氣孔或減小氣孔的開度。
2.5 辣椒蒸騰速率(Tr)日變化
從圖4中可以看出,品種不同,其蒸騰速率日變化不完全相同,但差異主要體現(xiàn)在11:00~15:00之間,其他時(shí)間變化較為一致。
從7:00~11:00,各品種的蒸騰速率快速升高,而15:00之后開始快速下降,以17:00~19:00下降最快。羅甸白辣椒在在11:00后開始下降,13:00后又開始升高,呈現(xiàn)雙峰變化;黃平1號(hào)在11:00后繼續(xù)升高,到13:00后開始下降,呈現(xiàn)單峰曲線變化;獨(dú)山3號(hào)在11:00后繼續(xù)升高,一直到15:00之后才開始下降,也呈單峰曲線變化;獨(dú)山2號(hào)11:00~15:00變化不明顯。
2.6 辣椒凈光合速率與其他參數(shù)的相關(guān)性
作物光合作用日變化受諸多因素影響,如植物的種類、環(huán)境條件的變化等等。以4種辣椒的凈光合速率( Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)、空氣溫度(Ta)、葉片溫度( Tl)、空氣CO2濃度(Ca)、空氣相對(duì)濕度(RH)和光合有效輻射(PAR)作為相關(guān)變量進(jìn)行多元相關(guān)分析,相關(guān)分析結(jié)果詳見表2。從表2中可以看出,羅甸白辣椒的Pn與Gs、Tr、Tl和PAR呈極顯著正相關(guān)(p
另外,不論是哪一個(gè)品種,其Pn與Ca、Ci都呈極顯著負(fù)相關(guān),但我們不能因此就說Ca或Ci越低,其Pn就高。結(jié)合表1可以看出,早晨空氣中的CO2濃度較高,而光線較弱,此時(shí)的Pn較低,隨著光線的增強(qiáng),植物光合作用也升高,從而降低了環(huán)境中的CO2濃度;而Ci值的大小由葉片周圍的CO2濃度、氣孔導(dǎo)度及葉肉細(xì)胞光合活性3個(gè)因素決定,當(dāng)葉肉細(xì)胞的光合活性隨光強(qiáng)增高而逐步增大時(shí),必將引發(fā)Ci進(jìn)一步降低。所以,Ca與Ci的變化只是植株光合作用變化的一種結(jié)果,而不是其原因。
3 結(jié)論與討論
光合作用是綠色植物特有的生理功能,是生態(tài)生理因子共同作用的過程,參與光合作用的生態(tài)生理因子大多表現(xiàn)出明顯的日變化,因此光合作用也呈明顯的日變化,研究其變化特征,對(duì)分析作物光合生產(chǎn)力和產(chǎn)量形成有一定的理論和實(shí)踐意義[9]。徐小蓉等[5]對(duì)Onza和Cajamarca的研究指出,兩組辣椒的凈光合速率在11:30出現(xiàn)最大值,之后一直下降;曹振木等[10]對(duì)不同耐熱辣椒葉片的光合特性研究指出,4個(gè)辣椒品系的凈光合速率與蒸騰速率日變化均呈典型的雙峰曲線,即存在光合“午休”現(xiàn)象,第一個(gè)峰值出現(xiàn)在9:00~10:00,第二個(gè)峰值出現(xiàn)在15:00以后,而氣孔導(dǎo)度日變化不完全相同。
本文研究指出,4個(gè)辣椒品種凈光合速率均呈雙峰曲線變化,胞間CO2濃度呈“倒雙峰”曲線變化,而氣孔導(dǎo)度與蒸騰速率的日變化因品種而異,有單峰,也有雙峰,但峰值的大小及峰值出現(xiàn)時(shí)間因品種不同而表現(xiàn)出一定差異。在所考察的8個(gè)影響因子中,氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、葉片溫度和光合有效輻射與凈光合速率呈極顯著正相關(guān),胞間CO2濃度和空氣CO2濃度與凈光合速率極顯著負(fù)相關(guān)。
光合作用是綠色植物物質(zhì)生產(chǎn)的基礎(chǔ),植物葉片光合性能與其生產(chǎn)能力呈正相關(guān)[11],但植物光合作用的大小受諸多因素的影響,如品種、葉綠素含量及比例、氣孔大小及數(shù)量、光呼吸、暗呼吸、光照強(qiáng)度、光照角度、空氣CO2濃度、空氣溫度等等。本文僅僅簡(jiǎn)述了4個(gè)辣椒品種光合日變化及其影響因子,有關(guān)品種之間表現(xiàn)出來的差異及環(huán)境因子如何影響辣椒光合進(jìn)程還有待今后進(jìn)一步深入分析。
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知識(shí)的寬度、厚度和精度決定人的成熟度。每一個(gè)人比別人成功,只不過是多學(xué)了一點(diǎn)知識(shí),多用了一點(diǎn)心而已。下面小編給大家分享一些生物必修一知識(shí)高中,希望能夠幫助大家,歡迎閱讀!
生物必修一知識(shí)高中11.生命活動(dòng)離不開細(xì)胞
2.除病毒外,生物體都以細(xì)胞作為結(jié)構(gòu)和功能的基本單位
3.生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次:細(xì)胞(最基本的生命系統(tǒng);單位)組織器官系統(tǒng)(玉米等植物沒有系統(tǒng))個(gè)體種群群落(在一定區(qū)域內(nèi),同種生物的所有個(gè)體是一個(gè)種群,所有的種群組成一個(gè)群落)生態(tài)系統(tǒng)生物圈
二.真核細(xì)胞、原核細(xì)胞
1.病毒(HIV/SARS),沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),專營(yíng)細(xì)胞內(nèi)寄生生活,不屬于真核或原核生物。
只有一類核酸:RNA或者DNA。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,一般由核酸(DNA或RNA)和蛋白質(zhì)外殼所構(gòu)成。
2.細(xì)胞學(xué)說(細(xì)胞統(tǒng)一性和生物體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一性)建立的過程:
1665年英國(guó)科學(xué)家虎克發(fā)現(xiàn)細(xì)胞
1680 荷蘭人列文虎克首次觀察到活細(xì)胞
19世紀(jì)(1838/1839)德國(guó)科學(xué)家:施旺、施萊登
內(nèi)容:
1.細(xì)胞是一個(gè)有機(jī)體,一切動(dòng)植物都由細(xì)胞發(fā)育而來,并由細(xì)胞核細(xì)胞產(chǎn)物構(gòu)成。
2.細(xì)胞是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的單位,既有它自己的生命,又對(duì)與其他細(xì)胞共同組成的整體的生命起作用。
3.新細(xì)胞可以從老細(xì)胞中產(chǎn)生。
生物必修一知識(shí)高中2高倍鏡的使用方法
1.光學(xué)顯微鏡的使用方法:
①對(duì)光:轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器調(diào)大光圈轉(zhuǎn)反光鏡
②觀察:對(duì)光放標(biāo)本至孔中央降物鏡至片上方升鏡筒仔細(xì)看
2.高倍物鏡的操作步驟:對(duì)光低倍物鏡觀察移動(dòng)視野中央(偏哪移哪)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器
注:用高倍鏡觀察,只能使用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋,調(diào)節(jié)光圈,凹面鏡。
1.高倍物鏡的操作步驟注意事項(xiàng):
① 必須先用低倍鏡觀察后再用高倍鏡
② 低倍鏡觀察時(shí),粗、細(xì)準(zhǔn)焦螺旋都可調(diào)節(jié),用高倍鏡觀察,只能使用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋。
③ 物象與實(shí)際材料,左右都是相反的。
④ 放大倍數(shù),目鏡長(zhǎng)度與其放大倍數(shù)成反比;物鏡為正比。
⑤ 由低倍鏡換高倍鏡,視野變小,視野內(nèi)細(xì)胞數(shù)目變少,每個(gè)細(xì)胞體積比大。
例:當(dāng)顯微鏡的目鏡為10x;物鏡為10x時(shí),在視野范圍內(nèi)由8個(gè)細(xì)胞
若目鏡變?yōu)?0x,物鏡不變,則只有2個(gè)細(xì)胞。課本P4
顯微鏡使用常識(shí)
1調(diào)亮視野的兩種方法(放大光圈)、(使用凹面鏡)。
2高倍鏡:物象(大),視野(暗),看到細(xì)胞數(shù)目(少)。
低倍鏡:物象(小),視野(亮),看到的細(xì)胞數(shù)目(多)。
3 物鏡:(有)螺紋,鏡筒越(長(zhǎng)),放大倍數(shù)越大。
目鏡:(無)螺紋,鏡筒越(短),放大倍數(shù)越大。
放大倍數(shù)越大視野范圍越小視野越暗視野中細(xì)胞數(shù)目越少每個(gè)細(xì)胞越大
放大倍數(shù)越小視野范圍越大視野越亮視野中細(xì)胞數(shù)目越多每個(gè)細(xì)胞越小
4放大倍數(shù)=物鏡的放大倍數(shù)х目鏡的放大倍數(shù)
5一行細(xì)胞的數(shù)目變化可根據(jù)視野范圍與放大倍數(shù)成反比
計(jì)算方法:個(gè)數(shù)×放大倍數(shù)的比例倒數(shù)=最后看到的細(xì)胞數(shù)
生物必修一知識(shí)高中3捕獲光能的色素
綠葉中的色素
葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光,類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。
白光下光合作用最強(qiáng),其次是紅光和藍(lán)紫光,綠光下最弱。
二、實(shí)驗(yàn)——綠葉中色素的提取和分離
1實(shí)驗(yàn)原理:綠葉中的色素都能溶解在層析液中,且他們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?,溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快,綠葉中的色素隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分離開。
2 方法步驟中需要注意的問題:(步驟要記準(zhǔn)確)
(1)研磨時(shí)加入二氧化硅和碳酸鈣的作用是什么?
二氧化硅有助于研磨得充分,碳酸鈣可防止研磨中的色素被破壞。
(2)實(shí)驗(yàn)為何要在通風(fēng)的條件下進(jìn)行?為何要用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯?用棉塞塞緊試管口?
因?yàn)閷游鲆褐械谋且环N有揮發(fā)性的有毒物質(zhì)。
(3)濾紙上的濾液細(xì)線為什么不能觸及層析液?
防止細(xì)線中的色素被層析液溶解
(4)濾紙條上有幾條不同顏色的色帶?其排序怎樣?寬窄如何?
有四條色帶,自上而下依次是橙黃色的胡蘿卜素,黃色的葉黃素,藍(lán)綠色的葉綠素a,黃綠色的葉綠素b。最寬的是葉綠素a,最窄的是胡蘿卜素。
三、捕獲光能的結(jié)構(gòu)——葉綠體
結(jié)構(gòu):外膜,內(nèi)膜,基質(zhì),基粒(由類囊體構(gòu)成)
與光合作用有關(guān)的酶分布于基粒的類囊體及基質(zhì)中。
光合作用色素分布于類囊體的薄膜上。
四、光合作用的原理
1、光合作用的探究歷程:(略)
2、光合作用的過程:
(熟練掌握課本P103下方的圖)
總反應(yīng)式:CO2+H2O (CH2O)+O2 其中,(CH2O)表示糖類。
根據(jù)是否需要光能,可將其分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段。
光反應(yīng)階段:必須有光才能進(jìn)行
場(chǎng)所:類囊體薄膜上
水的光解
ATP形成:光反應(yīng)中,光能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能
暗反應(yīng)階段:有光無光都能進(jìn)行
場(chǎng)所:葉綠體基質(zhì)
CO2的固定 C3的還原
暗反應(yīng)中,ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為(CH2O)中穩(wěn)定的化學(xué)能
聯(lián)系:
光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和[H],暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供合成ATP的原料ADP和Pi
五、影響光合作用的因素及在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用
(1)光對(duì)光合作用的影響
①光的波長(zhǎng):葉綠體中色素的吸收光波主要在紅光和藍(lán)紫光。
②光照強(qiáng)度:植物的光合作用強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)隨著光照強(qiáng)度的增加而增加,但光照強(qiáng)度達(dá)到一定時(shí),光合作用的強(qiáng)度不再隨著光照強(qiáng)度的增加而增加
③光照時(shí)間:光照時(shí)間長(zhǎng),光合作用時(shí)間長(zhǎng),有利于植物的生長(zhǎng)發(fā)育。
(2)溫度:溫度低,光和速率低。隨著溫度升高,光合速率加快,溫度過高時(shí)會(huì)影響酶的活性,光和速率降低。
生產(chǎn)上白天升溫,增強(qiáng)光合作用,晚上降低室溫,抑制呼吸作用,以積累有機(jī)物。
(3)CO2濃度:在一定范圍內(nèi),植物光合作用強(qiáng)度隨著CO2濃度的增加而增加,但達(dá)到一定濃度后,光合作用強(qiáng)度不再增加。
生產(chǎn)上使田間通風(fēng)良好,供應(yīng)充足的CO2
(4)水分的供應(yīng)當(dāng)植物葉片缺水時(shí),氣孔會(huì)關(guān)閉,減少水分的散失,同時(shí)影響CO2進(jìn)入葉內(nèi),暗反應(yīng)受阻,光合作用下降。
生產(chǎn)上應(yīng)適時(shí)灌溉,保證植物生長(zhǎng)所需要的水分。
六、化能合成作用
概念:自然界中少數(shù)種類的細(xì)菌,雖然細(xì)胞內(nèi)沒有葉綠素,不能進(jìn)行光合作用,但是能夠利用體外環(huán)境中的某些無機(jī)物氧化時(shí)所釋放的能量來制造有機(jī)物,這種合成作用,叫做化能合成作用,這些細(xì)菌也屬于自養(yǎng)生物。
如:硝化細(xì)菌,不能利用光能,但能將土壤中的NH3氧化成HNO2,進(jìn)而將HNO2氧化成HNO3。
硝化細(xì)菌能利用這兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)中釋放出來的化學(xué)能,將CO2和水合成為糖類,這些糖類可供硝化細(xì)菌維持自身的生命活動(dòng).
舉例:硝化細(xì)菌、硫細(xì)菌、鐵細(xì)菌、氫細(xì)菌
自養(yǎng)型生物:綠色植物、光合細(xì)菌、化能合成性細(xì)菌
異養(yǎng)型生物:動(dòng)物、人、大多數(shù)細(xì)菌、真菌
生物必修一知識(shí)高中4一、限制細(xì)胞長(zhǎng)大的原因
1、細(xì)胞表面積與體積的比。
2、細(xì)胞的核質(zhì)比
二、細(xì)胞增殖
1.細(xì)胞增殖的意義:生物體生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖和遺傳的基礎(chǔ)
2.真核細(xì)胞分裂的方式:有絲分裂、無絲分裂、減數(shù)分裂
(一)細(xì)胞周期
1)概念:連續(xù)分裂的細(xì)胞,從一次分裂完成時(shí)開始,到下一次分裂完成時(shí)為止。
2)兩個(gè)階段:
分裂間期:從細(xì)胞在一次分裂結(jié)束之后到下一次分裂之前
分裂期:分為前期、中期、后期、末期
3)特點(diǎn):分裂間期所占時(shí)間長(zhǎng)。
(二)植物細(xì)胞有絲分裂各期的主要特點(diǎn):
1.分裂間期
特點(diǎn):完成DNA的復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)的合成
結(jié)果:每個(gè)染色體都形成兩個(gè)姐妹染色單體,呈染色質(zhì)形態(tài)
2.前期
特點(diǎn):①出現(xiàn)染色體、出現(xiàn)紡錘體②核膜、核仁消失
染色體特點(diǎn):1、染色體散亂地分布在細(xì)胞中心附近。
3.中期
特點(diǎn):①染色體的著絲點(diǎn)都排列在赤道板上 ②染色體形態(tài)最清晰,數(shù)目最穩(wěn)定,是進(jìn)行染色體觀察及計(jì)數(shù)的最佳時(shí)機(jī)。
4.后期
特點(diǎn):①著絲點(diǎn)一分為二,姐妹染色單體分開,成為兩條子染色體。并分別向兩極移動(dòng)。②紡錘絲牽引著子染色體分別向細(xì)胞的兩極移動(dòng)。
染色體特點(diǎn):染色單體消失,染色體數(shù)目加倍。
5.末期
特點(diǎn):①染色體變成染色質(zhì),紡錘體消失。②核膜、核仁重現(xiàn)。③在赤道板位置出現(xiàn)細(xì)胞板,并擴(kuò)展成分隔兩個(gè)子細(xì)胞的細(xì)胞壁
6.總結(jié)
前期:膜仁消失顯兩體。 中期:形定數(shù)晰赤道齊。
后期:點(diǎn)裂數(shù)加均兩極。 末期:膜仁重現(xiàn)失兩體。
三、植物與動(dòng)物細(xì)胞的有絲分裂的比較
不同點(diǎn):1.前期紡錘體的來源植物細(xì)胞由兩極發(fā)出的紡錘絲直接產(chǎn)生動(dòng)物細(xì)胞由中心體周圍產(chǎn)生的星射線形成。
2.末期細(xì)胞質(zhì)的分裂植物細(xì)胞細(xì)胞中部出現(xiàn)細(xì)胞板形成新細(xì)胞壁將細(xì)胞隔開
動(dòng)物細(xì)胞中部的細(xì)胞膜向內(nèi)凹陷使細(xì)胞縊裂
相同點(diǎn):
1、都有間期和分裂期。
分裂期都有前、中、后、末四個(gè)階段。
2、分裂產(chǎn)生的兩個(gè)子細(xì)胞的染色體數(shù)目和組成完全相同且與母細(xì)胞完全相同。
染色體在各期的變化也完全相同。
3、有絲分裂過程中染色體、DNA分子數(shù)目的變化規(guī)律。
動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞完全相同。
五、有絲分裂的意義:
將親代細(xì)胞的染色體經(jīng)過復(fù)制以后,精確地平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞中去。從而保持生物的親代和子代之間的遺傳性狀的穩(wěn)定性。
六、無絲分裂:
特點(diǎn):在分裂過程中沒有出現(xiàn)紡錘絲和染色體的變化。例:蛙的紅細(xì)胞
一、細(xì)胞的分化
(1)概念:在個(gè)體發(fā)育中,相同細(xì)胞的后代,在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。
(2)特點(diǎn):穩(wěn)定性、不可逆性、持久性
二、細(xì)胞全能性:
(1)細(xì)胞具有全能性的原因:具有本物種發(fā)育所需的全部遺傳信息。
(2)植物細(xì)胞全能性:高度分化的植物細(xì)胞仍然具有全能性。
例如:胡蘿卜跟根組織的細(xì)胞可以發(fā)育成完整的新植株
(3)動(dòng)物細(xì)胞全能性:高度特化的動(dòng)物細(xì)胞,從整個(gè)細(xì)胞來說,全能性受到限制。但是,細(xì)胞核仍然保持著全能性。例如:克隆羊多莉
(4)全能性大?。菏芫?生殖細(xì)胞>體細(xì)胞
生物必修一知識(shí)高中5一、細(xì)胞的衰老
1、個(gè)體衰老與細(xì)胞衰老的關(guān)系
單細(xì)胞生物體,細(xì)胞的衰老或死亡就是個(gè)體的衰老或死亡。
多細(xì)胞生物體,個(gè)體衰老的過程就是組成個(gè)體的細(xì)胞普遍衰老的過程。
2、衰老細(xì)胞的主要特征:
1)在衰老的細(xì)胞內(nèi)水分減少,細(xì)胞萎縮,體積變小, 。
2)衰老的細(xì)胞內(nèi)有些酶的活性降低 。
3)細(xì)胞內(nèi)的色素會(huì)隨著細(xì)胞的衰老而逐漸積累。
4)衰老的細(xì)胞內(nèi)呼吸速率減慢,細(xì)胞核體積增大。染色體固縮,染色加深。
5)細(xì)胞膜通透性功能改變,使物質(zhì)運(yùn)輸功能降低。
3、細(xì)胞衰老的學(xué)說:(1)自由基學(xué)說(2)端粒學(xué)說
二、細(xì)胞的凋亡
1、概念:由基因所決定的細(xì)胞自動(dòng)結(jié)束生命的過程,常被稱為細(xì)胞編程性死亡
2、意義:完成正常發(fā)育,維持內(nèi)部環(huán)境的穩(wěn)定,抵御外界各種因素的干擾。
3、與細(xì)胞壞死的區(qū)別:細(xì)胞壞死是在?a
href='//xuexila.com/aihao/zhongzhi/' target='_blank'>種植煥蛩賾跋煜攏捎諳赴4換疃芩鴰蛑卸弦鸕南赴鶘撕退勞??!鞠赴蟯鍪且恢終5淖勻幌窒蟆?/p>1.癌細(xì)胞:細(xì)胞由于受到致癌因子的作用,細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)發(fā)生變化,而形成了不受機(jī)體控制的、連續(xù)進(jìn)行分裂的惡性增殖細(xì)胞,這種細(xì)胞就是癌細(xì)胞。
2.癌細(xì)胞的特征:
(1)在適宜條件下能夠無限增殖。(2)癌細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。
(3)癌細(xì)胞的表面也發(fā)生了變化。癌細(xì)胞容易在有機(jī)體內(nèi)分散轉(zhuǎn)移的原因細(xì)胞膜上的糖蛋白減少,使細(xì)胞間黏著性降低。
3.致癌因子的種類有三類:物理致癌因子、化學(xué)致癌因子、病毒致癌因子
4.細(xì)胞癌變的原因:致癌因子會(huì)損傷細(xì)胞中的DNA分子,是原癌基因和抑癌基因發(fā)生突變,導(dǎo)致正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榘┘?xì)胞.
5.癌癥的預(yù)防及治療
生物這門課程與我們的日常生活緊密相連,很多事物都可以從現(xiàn)實(shí)生活中找到,學(xué)生通過生物這門課,可以認(rèn)識(shí)到自然界中的各種生物,對(duì)他們的生長(zhǎng)習(xí)性有更多的認(rèn)識(shí)。從而能更好服務(wù)于平時(shí)的生活,這是一門與人類日常生活有緊密聯(lián)系的學(xué)科。
(一)提高學(xué)生認(rèn)識(shí)生物學(xué)科的前提
傳統(tǒng)生物知識(shí)的獲得,都是通過教師講課獲得的。在課堂上,教師通過生物書和學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)、互動(dòng),是一個(gè)啟發(fā)學(xué)生發(fā)展的地方。新課改后,課堂不再是只傳授知識(shí)的課堂,而是引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)知識(shí)的課堂。另外,我們要關(guān)注學(xué)生的生活、心理,在自己的時(shí)間和空間范圍內(nèi),讓學(xué)生假設(shè)問題情境,從而進(jìn)行自主探索。
(二)教學(xué)準(zhǔn)備是關(guān)鍵
1.了解學(xué)生。首先,為了很好地選擇和實(shí)施課堂教學(xué)方法,要了解學(xué)生的生活環(huán)境、心理狀況,以及學(xué)生熟悉的生物環(huán)境。其次,要備學(xué)生知道的生物基礎(chǔ)知識(shí)。2.運(yùn)用科學(xué)的教學(xué)方法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣。學(xué)生對(duì)生物的學(xué)習(xí),很大程度上,跟教師有關(guān)系,一個(gè)幽默風(fēng)趣的教師,可以喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,也會(huì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望。所以,在課堂上,要對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo),讓他們根據(jù)教師提出的問題,去思考,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性,不斷提高對(duì)生物的學(xué)習(xí)樂趣。3.生物課堂要貼近學(xué)生生活。我們?cè)谥v課本內(nèi)容時(shí),把與現(xiàn)實(shí)生活結(jié)合起來。教師可以通過多媒體展示與生活相關(guān)的圖片,讓學(xué)生通過這些圖片,進(jìn)行思考,聯(lián)系生物知識(shí),解釋出現(xiàn)的現(xiàn)象,學(xué)以致用。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到激發(fā)。讓學(xué)生在課堂中做自己的主人,學(xué)生自行安排自己的時(shí)間,發(fā)揮主觀能動(dòng)性。4.生物課堂多樣化。根據(jù)生物學(xué)科本身的特點(diǎn),它是和人們的生產(chǎn)、生活、實(shí)踐聯(lián)系比較緊密的學(xué)科。因此,我們組織學(xué)生去野外觀察、學(xué)習(xí)來促進(jìn)生物課堂教學(xué)的成功。
二、發(fā)散思維在生物教學(xué)中的運(yùn)用———光合作用
由于學(xué)生具有好奇心和求知的欲望,這就促進(jìn)學(xué)習(xí)、思考。根據(jù)這一特點(diǎn),我們生物教師可以充分利用教學(xué)資源,即地圖,包括地圖冊(cè)、生物掛圖、生物插圖等,還可以用幻燈片、電視、錄相、多媒體等多種形式。下面我們以光合作用這一節(jié)課進(jìn)行具體的分析。植物有一項(xiàng)很重要的功能,即光合作用。對(duì)于這個(gè)概念的理解,教師要進(jìn)行講解,讓學(xué)生明白,人有沒有光合作用,光合作用是植物在白天進(jìn)行的一種能量轉(zhuǎn)化,即二氧化碳和水在光照的條件下,在葉綠體中進(jìn)行反應(yīng),最后生成氧氣和有機(jī)物的過程。這一過程中,光合作用產(chǎn)生了氧氣,可以供給人和動(dòng)物的呼吸,教師引導(dǎo)學(xué)生思考,晚上能不能把很多植物房子屋子里面呢?學(xué)生通過思考,晚上植物沒有光合作用,主要是呼吸作用,那么呼吸作用就要吸收氧氣,與人爭(zhēng)奪氧氣。所以,在晚上,最好將植物放在室外。而光合作用的一組探索性實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒?,則是教學(xué)中突出重點(diǎn)和突破難點(diǎn)的關(guān)鍵。
(一)先學(xué)后教的方法
教師在講這一節(jié)的內(nèi)容時(shí)候,可以讓學(xué)生以小組為單位,進(jìn)行資料的搜集、整理,等上課的時(shí)候,讓中學(xué)生以小組的形式,進(jìn)行代表發(fā)言,將你們搜集到的知識(shí)講給其他同學(xué)聽,其他組內(nèi)針對(duì)這一組同學(xué)的匯報(bào),提出自己的質(zhì)疑,教師寫到黑板上,分條進(jìn)行解釋。最后利用多媒體展示光合作用的發(fā)現(xiàn)過程。這樣,可以讓學(xué)生在主動(dòng)探究過程中,體會(huì)最后獲得真理的感動(dòng)。通過多媒體動(dòng)畫,教師展示“光合作用需要二氧化碳”和“光合作用產(chǎn)生氧氣”兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生更加深刻的明白了原理。同時(shí),讓學(xué)生分組進(jìn)行有關(guān)光合作用的一組探索性實(shí)驗(yàn),學(xué)生通過自己做實(shí)驗(yàn),更加明白了實(shí)驗(yàn)的重要性,通過實(shí)驗(yàn),可以得出真理性的知識(shí)結(jié)論,從而學(xué)會(huì)了光合作用這節(jié)課的主要內(nèi)容。然后,教師在通過一些相關(guān)的練習(xí)題,將學(xué)會(huì)這部分內(nèi)容??傊ㄟ^學(xué)生自己做實(shí)驗(yàn)去探究,這樣對(duì)光合作用的概念有了更深刻的理解,同時(shí)培養(yǎng)了他們認(rèn)識(shí)問題,主動(dòng)探究的能力,還有對(duì)創(chuàng)新能力的思維的培養(yǎng)也起到了很重要的作用,啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)來說明或解決實(shí)際問題,在分析和說明問題過程中領(lǐng)悟光合作用在生物界乃至整個(gè)自然界中的重要意義。不斷提高學(xué)生的自身的各方面的能力,更好地為學(xué)習(xí)新的內(nèi)容做好鋪墊。
(二)學(xué)生逆向思維能力的訓(xùn)練
關(guān)鍵詞:坐標(biāo)曲線 識(shí)別曲線 分析曲線
生物課程中的坐標(biāo)曲線題具有概括性強(qiáng)、知識(shí)容量大、隱含信息多、簡(jiǎn)單明了等許多特點(diǎn),是表達(dá)、概括、拓展和揭示生物體變化的重要形式。通過坐標(biāo)曲線能更好地揭示生命現(xiàn)象的復(fù)雜性和多樣性,不同生命現(xiàn)象之間的聯(lián)系性,生物與環(huán)境之間的統(tǒng)一性等問題,有著語言文字無法比擬的直觀簡(jiǎn)約的特點(diǎn),對(duì)學(xué)生的能力考查層次高,能較好反映學(xué)生的綜合分析水平和靈活應(yīng)變的能力,故此類題在近年高考試題中比重較大,幾乎每套題中都有出現(xiàn),有的在選擇題中,有的在非選擇題中,因此,對(duì)這類題在教學(xué)中要足夠的重視。那么如何使學(xué)生輕松、準(zhǔn)確地作答這種類型的習(xí)題呢?根據(jù)自己多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),我認(rèn)為應(yīng)該把握以下幾點(diǎn):
一、明圖
讓學(xué)生明確知道生物教材中主要有哪些知識(shí)點(diǎn)能用坐標(biāo)曲線的形式反映出來,這樣一旦高考中有出現(xiàn)此種類型的題目時(shí)答題速度就會(huì)明顯加快??v觀高中生物人教版的教材,常見的用坐標(biāo)曲線反映的知識(shí)點(diǎn)主要有:細(xì)胞分裂的時(shí)間與染色體、DNA的關(guān)系;酶的活性與溫度、PH、底物的濃度的關(guān)系;光合作用的強(qiáng)度與光照強(qiáng)度、二氧化碳的濃度的關(guān)系;光合作用與呼吸作用的關(guān)系;根的呼吸強(qiáng)度與礦質(zhì)元素吸收的關(guān)系;種群增長(zhǎng)的曲線;細(xì)菌的生長(zhǎng)曲線等等的知識(shí)點(diǎn)都可以用坐標(biāo)曲線來揭示。
二、識(shí)圖
識(shí)圖的關(guān)鍵是三看。一看面:坐標(biāo)平面上縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)所表示的生物學(xué)含義,這是理解題意和進(jìn)行正確思維的前提。二看點(diǎn):看坐標(biāo)曲線中的特殊點(diǎn)如頂點(diǎn)、始點(diǎn)、終點(diǎn)、拐點(diǎn)、交叉點(diǎn)的含義。三看線:看曲線的走勢(shì)及圖形(走向變化趨勢(shì)是上升、下降、波動(dòng)、正態(tài)、偏態(tài)等的變化)。
三、析圖
這是將知識(shí)與圖像結(jié)合的關(guān)鍵能力。通過聯(lián)想,把課本所學(xué)的有關(guān)生物學(xué)的概念、原理、規(guī)律,與圖像中曲線的圖形和相關(guān)點(diǎn)建立聯(lián)系,在分析圖像時(shí)需要弄清這樣幾個(gè)為什么?為什么會(huì)出現(xiàn)這些特殊點(diǎn)?坐標(biāo)曲線中的特殊點(diǎn)如頂點(diǎn)、始點(diǎn)、終點(diǎn)、拐點(diǎn)、交叉點(diǎn)的含義是什么?曲線為什么會(huì)有這樣的變化趨勢(shì)和走向?分析曲線的變化的因果關(guān)系。
四、用圖
這是知識(shí)的遷移。將相關(guān)的生物學(xué)知識(shí)與圖像曲線緊密結(jié)合,在頭腦中構(gòu)建曲線――知識(shí)體系。然后運(yùn)用新的曲線――知識(shí)體系揭示問題的實(shí)質(zhì),解決實(shí)際問題,達(dá)到提高學(xué)生綜合分析,運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力。我們以下面兩題為例來分析說明:
例1.下圖為在夏季晴朗白天某植物葉片光合作用強(qiáng)度的變化曲線圖,請(qǐng)觀察后回答:
(1)曲線的哪一段表明光合作用強(qiáng)度隨光照增強(qiáng) 。
(2)對(duì)于C點(diǎn)光合作用強(qiáng)度減弱的解釋是:由于中午過高,作用過大,葉片的氣孔關(guān)閉,使光合作用原料之一的 供應(yīng)大量減少,以致
反應(yīng)階段植物體內(nèi)的五碳化合物不能與之結(jié)合,使 的形成大為減少。
(3)DE段光合作用強(qiáng)度下降的原因是
,以致光合作用
反應(yīng)發(fā)生的 減少,因而影響 反應(yīng)的進(jìn)行。
解析:該圖表示植物在一晝夜間(24小時(shí))對(duì)二氧化碳吸收量的曲線,橫坐標(biāo)表示時(shí)間,縱坐標(biāo)表示二氧化碳的吸收量,曲線大體呈現(xiàn)一個(gè)大寫的“M”型。這是一道綜合考查植物兩大重要生理功能――光合作用和呼吸的題目。從中可以考查的內(nèi)容相當(dāng)多:從曲線變化表明什么時(shí)候開始光合作用到什么時(shí)候結(jié)束;如何表示一天內(nèi)植物的有機(jī)物積累量;為什么中午(12點(diǎn)左右)曲線會(huì)有一個(gè)低谷出現(xiàn);為什么早上的最高峰會(huì)比下午的最高峰來得高等等。另外還有幾個(gè)地方值得注意:一是這張曲線圖是一種理想狀態(tài)(夜間溫度變化沒有表示出來);二是這張曲線還有注意適用范圍,這是根據(jù)非封閉的場(chǎng)所的植物所繪制,如果是密閉情況下所呈現(xiàn)的圖像就變成一個(gè)正弦曲線了。
例2.下圖所示為在不同溫度條件下,被測(cè)植物光合作用同化二氧化碳量和呼吸作用釋放二氧化碳量的曲線,據(jù)圖回答:
(1)在該實(shí)驗(yàn)條件下,植物體中有機(jī)物增加量最快的溫度是 。
(2)在該實(shí)驗(yàn)條件下,植物體中有機(jī)物開始減少的溫度是。
(3)要使該植物有機(jī)物減少時(shí)的溫度降低,可以改變實(shí)驗(yàn)中的 兩個(gè)條件。
解析:解答此題的關(guān)鍵是要搞清兩條曲線的含義。光合量和呼吸量這兩條曲線都隨溫度的變化而變化。在25℃以前,光合量曲線隨溫度上升而上升,在25℃到達(dá)最高點(diǎn),在25℃以后,隨溫度上升而下降。光合作用受溫度的影響,主要是因?yàn)橐幌盗袇⑴c光反應(yīng)和暗反應(yīng)的酶的催化效率受到溫度的影響。呼吸量曲線隨溫度上升而上升,表明與呼吸作用有關(guān)的酶的催化效率隨溫度上升而上升。植物體在進(jìn)行光合作用的同時(shí)不間斷地進(jìn)行呼吸作用,兩條曲線之間的距離最遠(yuǎn)時(shí),即表明此時(shí)有機(jī)物的增加最快。在40℃時(shí)兩條曲線出現(xiàn)了交叉,表明光合量和呼吸量相等,有機(jī)物凈積累量為0,在此之后,則會(huì)出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng),即有機(jī)物減少。
1、有關(guān)光合作用科學(xué)史的學(xué)習(xí),有利于提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)
我在講光合作用發(fā)現(xiàn)時(shí)對(duì)其中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)是按照時(shí)間的順序列表介紹各時(shí)期科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)論,是眾多科學(xué)家在前人的基礎(chǔ)上繼承和發(fā)展的結(jié)果。
通過光合作用發(fā)現(xiàn)史的學(xué)習(xí)讓學(xué)生從中體會(huì)到科學(xué)家們這種不畏艱辛、不斷挑戰(zhàn)、不斷創(chuàng)新的精神值得我們學(xué)習(xí),意識(shí)到任何事情都不是一帆風(fēng)順的,需要我們不斷努力。進(jìn)行生物科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)
2、利用學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力
本節(jié)內(nèi)容安排了一個(gè)“提取和分離葉綠體中的色素”的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),從開始的取材、研磨、過濾、劃線到分離都要求學(xué)生親自動(dòng)手,小組內(nèi)密切配合來完成,為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神在不違反操作和安全的基礎(chǔ)上可以進(jìn)行大膽的創(chuàng)新。這個(gè)一些活躍分子提供了機(jī)會(huì),確實(shí)收到了良好的效果,如取材除了用提供的新鮮濃綠的菠菜葉外,有的學(xué)生用了發(fā)黃的老葉,還有自備的西瓜汁和西紅柿。對(duì)他們的創(chuàng)意給予充分的肯定,并給與鼓勵(lì)要求他們依據(jù)結(jié)果分析原因進(jìn)行討論。還有的同學(xué)在劃濾液細(xì)線是用毛細(xì)吸管劃不是劃粗就是將紙劃破,影響到實(shí)驗(yàn)效果,他們發(fā)揮聰明才智不用吸管,而是濾紙?jiān)阢U筆劃線處折疊,直接在濾液上滑,這樣的濾液細(xì)線不僅直細(xì),而且沾上的色素多,使得效果明顯。對(duì)分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)拈_放,可訓(xùn)練學(xué)生的思維能力,觀察能力和分析問題的能力。不僅培養(yǎng)了他們學(xué)習(xí)生物生物興趣更重要的是讓他們具有了一種探索和創(chuàng)新精神。
3、通過光合作用過程的學(xué)習(xí),樹立正確的思維方法
光合作用是生物界基本的生命活動(dòng),通過光合作用可以將無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物,將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中供生命活動(dòng)需要,因此通過改變光合作用的影響因素如(光照強(qiáng)度、Co2的濃度、溫度等)提高光合作用的效率來提高農(nóng)作物的產(chǎn)量,也可以通過生物工程提高光合效率緩解糧食短缺問題。
在解決光合作用中某物質(zhì)含量的變化試題時(shí),需要掌握解題方法如:突然降低Co2的濃度,植物細(xì)胞中C3和C5 的含量。這是一種類型題目,需要對(duì)光合作用的過程進(jìn)一步的理解,Co2的濃度的降低不影響光反應(yīng) ,還原[H]和ATP的量不變,但暗反應(yīng)過程瞬時(shí)減弱,二氧化碳固定的原料減少使得C3的合成量減少,生成還原[H]和ATP的量不變C3消耗不變,使得C3在葉綠體內(nèi)的含量減少。同理從合成和消耗兩方面看C5的含量如何變化?(C5的合成不變,消耗減少,得出C5的含量增加)為了讓學(xué)生確立正確的思維方法對(duì)此題進(jìn)行變式訓(xùn)練:改變外界條件如(1)突然降低光照后該化合物如何變化?(2)突然增加二氧化碳的濃度又如何?(3)突然降低溫度如何?(4)突然增強(qiáng)光照如何?(5)Mg離子減少后該如何變化?讓學(xué)生進(jìn)行小組討論真正掌握一中解題方法同時(shí)理解光合作用的過程。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的思維方法和解題能力。
4、通過光合作用意義的學(xué)習(xí),對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想品德教育