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光合作用的利用范文1
一、利用光合作用探究历程,理解科学实验的方法
教材在光合作用一节中首先通过几个经典实验讲述了光合作用的探究历程。教学时,我重点介绍了科学家的实验设计思路和方法。例如,在介绍1864年德国植物学家萨克斯光合作用的实验时,先请学生自己阅读实验过程,然后提出问题:为什么让叶片一半曝光一半遮光?一部分同学能意识到是起对照作用。让学生思考以后,在强调设计实验要遵循单一变量原则和对照原则。这样使学生更深刻地认识到科学的实验设计,可以使实验更有说服力,也是成功的先决条件。然后进一步从实验结果分析,用碘处理叶片,曝光一半呈深蓝色,遮光的一半没有颜色变化可以得出什么结论?大部分同学只能想到光合作用产生的有淀粉。而忽略另外一个结论,即光是光合作用的必需条件。通过对实验结果的分析,培养了学生严谨的科学态度和推理能力。
在教学中,通过实验启发诱导学生明确科学探究的过程即提出问题创立假设设计实验分析结果再实验再观察,直到找出事物内在的必然联系,这不仅是光合作用发现的基本过程,而且还是生物科学研究的基本过程。从科学的角度看生物学教学的实验,可锻炼学生的观察能力、思维能力和分析能力,掌握科学实验的方法,从而达到提高其综合素质的目的。
二、利用色素的提取分离实验,培养学生的动手能力
前苏联教育学家苏霍姆林斯基说:“让学生体验到一种自己在亲身参与掌握知识的情感,乃是唤起少年特有的对知识兴趣的重要条件。”生物学正是一门实验性很强的学科,许多生物学知识都是在实践中得到的。生物学实验课给学生提供了一个很好的实践机会,也是培养他们的探究能力、动手能力的有效渠道。更是落实能力教育和情感教育的极好时机。如在光合作用中安排的“绿叶中色素的提取和分离”实验中,毛细吸管划滤液细线不是太粗就是不齐,要不就是把纸划破,直接影响实验效果。后来学生自己想办法,不用毛细吸管,而是把滤纸在铅笔线处折叠,直接在滤液上划。这样的滤液细线不仅细齐,而且沾上的色素多,在滤纸上析出的色素带明显,学生不仅了解了叶绿体中色素的种类及含量,巩固强化了课本知识,更重要的是培养了动手能力、观察能力和思维能力,激发了学习生物科学的兴趣。
三、利用同位素标记法,了解学科间的渗透
随着科学的发展和人们研究的深入,各学科之间的联系越来越密切,在教学中客观地把握它们之间的内在联系,不仅可以激发学生全面学习的热情,提高思维能力,而且能促进知识的发散。生物学的发展与物理、化学的发展关系密切。也正是利用物理和化学知识,才使人们对生命本质的认识深入到分子水平。例如,光合作用关于产物之一的O2究竟来自反应物中的H2O还是CO2,就是利用物理学方法――同位素标记法来解决的。再如,叶绿体中色素的分离是利用化学方法――纸层析法来达到目的的。
另外,在生物教学中还可以运用哲学原理来解释问题。哲学似乎与生物学毫不相干,事实上量变与质变、运动与静止、内因与外因、对立与统一辩证的观点在生物学中随处可见。例如,介绍光合作用过程时,我讲道虽然从新陈代谢的角度看光合作用是一个同化过程,但是其中也伴随着物质和能量释放即异化作用。如暗反应中ATPADP+Pi+能量,我从对立统一规律这一角度介绍说:矛盾是一切事物发展的源泉,世界上任何事物都充满着矛盾。生物体的生命活动正是在物质的合成与分解这对矛盾的对立统一中不断完成新陈代谢等生命活动,实现自我更新的。
这样处理教材的目的是通过教材具体的事例向学生渗透辩证唯物主义的思想。一方面可以加深学生对生物知识及辩证唯物主义的理解,更重要的是有助于学生科学世界观的形成。
四、利用光合作用原理的应用,对学生进行德育教育
光合作用的利用范文2
关键词:生物课堂教学;素质教育
中图分类号:G632 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)13-185-01
素质教育是一种全新的教育思想和教育观念,它以提高全民族整体素质为目标,以激发学生学习的主体意识、充分发挥学生的学习积极性和主动精神为切入点,挖掘学生的内在潜能,发展学生的个性特长。在高中生物教学中不仅要重视生物学知识的教学,更要通过科学探究过程的教学,通过科学态度、情感与价值观的渗透,通过科学、技术与社会关系的深入剖析等诸方面来对学生进行科学素质教育。结合《能量之源――光与光合作用》一节内容,我将自己在生物课堂教学中探索贯彻素质教育的体会,浅谈如下:
一、通过光合作用发现史教学,培养科研能力
教材在《能量之源――光与光合作用》一节中是通过几个经典实验讲述了光合作用发现的过程。这一历时200多年的科学探索发现史,充分揭示了生物科学是一门实践性极强的学科。观察、分析、实验是生物学科的基本研究方法。教学时,我用精美的多媒体动画、简明的图表式板书及一个个精彩的小故事“追根溯源”,引导学生沿着科学家的研究历程,循着科学家的思维方式和研究方法去接受、理解和掌握知识。以此激发学生的求知欲望,培养学生的思考力、判断力、表现力等。而教学的重点是经典实验中科学家的设计思路和方法。例如,在介绍恩格尔曼用水绵做实验材料进行光合作用的实验时,我简要介绍了水绵的生理特征之后,先请学生自己阅读“实验过程”,然后提出问题:此实验设计的巧妙之处在哪?学生们马上就联系先前所学的对照实验设计原则等知识,指出对照组和实验组设计的意图,但却忽略了“实验材料选择的重要性”这个问题。我继续引导学生结合水绵的结构特点进一步思考,学生马上考虑到:水绵具有细而长的带状叶绿体,叶绿体在细胞中又呈螺旋状分布,这样的叶绿体不仅受光面积大,也便于观察、分析和研究。这样,不仅拓宽了学生的思路,而且使学生清醒地意识到选择合适的实验材料也是实验成败的关键因素之一。除此之外,通过了解光合作用发现史中诸位科学家成功的实验探究过程,也引导学生总结归纳出生物科学研究的基本过程:提出问题作出假设设计实验实施实验分析结果再实验再观察,直到找出事物内在的规律。把生命科学史引入生物学教学,能使学生在学习知识同时,感悟到科学家们的探索精神、科学方法和严谨治学的态度,体验到科学是一个开放的、不断发展和创新的过程。
二、利用能量守恒定律和同位素标记法,培养多学科的综合能力
在《能量之源――光与光合作用》一节内容中,充分体现出生物学的发展与物理学、化学以及相关技术的发展关系密切。例如,早在英格豪斯实验中就揭示了光照是光合作用的必要条件,但是光能被绿色植物吸收后,到哪里去了呢?这一问题一直困扰着生物学家们。直到1845年,物理学上能量转换和守恒定律被揭示之后,德国的科学家梅耶才帮助人们解开这个谜团,原来光能是转化成化学能储存在光合作用的产物中了。而核素的研究和发展也为生物学提供了一个非常好的技术手段――同位素标记法,例如,光合作用产生的O2究竟来自H2O还是CO2,以及暗反应中C的转移途径就是利用这种方法来研究确定的。随着科学的发展和人们研究的深入,各学科之间的联系越来越密切,学科交叉和相互渗透也日益明显。在教学中客观地把握它们之间的内在联系,不仅可以提高学生的思维能力,而且能促进学生对多学科知识的理解、发散和迁移能力的提升。
三、通过色素的提取和分离实验,培养学生的动手能力
生物学是一门以实验为主的自然科学,科学实验是培养学生生物科学素质的重要途径。在光合作用教学中安排了“叶绿体中色素的提取及分离”实验。我在教学中发现:虽然教材介绍了实验的基本原理和方法步骤,但是学生在真正操作的过程中会遇到许多问题。我通过安排学生分组合作,讨论在实践中发现的问题,探讨原因,作出改进,鼓励学生进一步探索、实验。如很多学生不明白为什么滤纸条要减去两角,为什么层析液不能没及滤液细线,于是我就鼓励学生自主思考、自主探究,学生很快发现这样是为了保证层析液在滤纸条上扩散速度均衡以及色素能在层析液经过的时候能溶解并在滤纸上分离。还有很多小组在操作时用毛细吸管划滤液细线不是太粗就是不齐,要不就是把纸划破,直接影响实验效果,我就鼓励学生自主改进。而巧妙的是有学生想到用头发丝沾上滤液直接印在滤纸条上,这样的滤液细线非常的细、直、匀,而且色素带分离效果特别明显。通过实验,学生不仅直观地了解到叶绿体中色素的种类及含量,更重要的是培养了他们的动手能力、观察能力和思维能力。
四、利用光合作用的意义,对学生进行德育和STS教育
光合作用的利用范文3
关键词: 广播操教学 动作示范 合理运用
一、引言
动作示范是体育教师在教学中最常用的一种直观教学法。它是教师通过具体的动作示范,使学生在头脑中建立起所要学习的动作的表象,以了解所学动作的结构、要领的方法。广播操教学的目的是使学生学习并掌握体操的动作、节奏,而中学生动作技能的学习需要直接的感性经验作支持。因此,广播操教学中正确的动作示范,不仅可以使学生获得必要的直接感受,以提高掌握动作要领的效率,而且可以提高学生的学习兴趣,激发学生学习的自觉性,有利于形成正确的动作定型。
真正让动作示范在广播操教学中发挥效应,使动作示范实施效应最大化,我认为应从以下几个方面着手。
二、完整示范,目的明确
有目的地示范可以使学生在头脑中建立起正确的动作概念。教师示范的目的是使学生通过对教师形体动作的观察,在头脑中形成清晰的记忆表象,并使之“内化”,经过思维的加工,建立起正确的动作概念。因此,教师的每次示范都应明确所要解决的问题,比如:示范什么,怎样示范,等等,都要根据教学任务、教学步骤,以及学生可能接受的具体情况而定。例如在教广播操的某一节时,为了使学生建立完整的动作概念,一般可先做一次完整的示范,让学生先观察,了解整个动作的形象、结构和过程,然后结合教学要求,把动作分解用慢速或常速做重复示范。这样,完整的示范就为重点示范做了必要的铺垫,并使重点示范的动作更加鲜明、突出,以帮助学生较快地掌握教学内容,达到预定的教学目的。
当教师用娴熟自如、舒展大方、富有力量的优美动作为学生示范时,必然会引起学生由衷的钦佩与赞美,必定会激发学生的学习兴趣。比如在教师进行第三套广播操的跳跃运动完整示范时,部分学生便会开始模仿着练习,尽管动作不到位,但这种积极练习的劲头正是在教师完整优美的示范熏陶下产生的。当学生积极地模仿时,教师可通过趣味口令,如:“向前”、“向上”、“伸直”、“继续”、“再做”、“跟我做”、“好样的”、“真棒”等提示动作姿态、节奏和方向,引起学生的注意,从而让学生顺利掌握正确的动作。学生在体验动作的形态美、力度美的同时,会获得一种满意的心理感受,产生学习整套动作的极大兴趣。
三、分解示范,细节定位
新授教学中,教师先把动作的路线演示给学生,让学生知道身体各个部位的运动轨迹,然后到某一动作停止,在该动作上停顿几秒,借机对学生的动作进行纠正,让学生体会动作的规格,但要注意动作停顿的时间不要太长,否则不利于学生对整套动作形成正确的概念。当几个分解动作教完之后,可以减少一些不太明显的停顿,把几个动作或半个八拍或一个八拍一气呵成后再定位,熟悉后再两个八拍一定位。也可以在一段的八拍内,突然提示学生定位,检查学生对动作的制动能力,以加强学生对节奏的把握。
在复习已经教过的动作时,要求在动作细节上挖得更细,以便形成正确的动作定型。在复习阶段,动作处于泛化阶段甚至达到自动化程度,对动作的体会更加细腻,逐渐去除错误动作与多余动作,使动作更加连贯,更有节奏感。
三、多方位示范,事半功倍
在广播操教学中,由于生理发育和心理发育的逐步成熟,尤其是中学生男女性别差异的增大,加之教学中动作技术难度的变化,学生在学习动作的过程中遇到困难,特别是在教授复杂的动作时,处理不好,往往会使学生产生一种不好意思或不愿学甚至害怕学的心理障碍,影响教学任务的完成。对此,教师应根据学生的心理特点,巧妙地安排队形,充分考虑动作的幅度、节奏等,确定示范的位置和方向,尽可能做到多方位教学,以解除学生不必要的思想负担。
由于初一学生空间方位感差,对于教师讲解的动作技术要领,对一些动作术语,上举、斜上举、侧下举、侧平举、斜下举、前平举、体转等一系列的动作把握不准,因此在练习中很难到位,不能体现出广播操的精神气息与风貌。因此,教师在讲解技术时,不妨先对学生空间的八个方位进行简单的回忆,这对提高动作到位率,减少错误动作的出现至关重要。示范前,教师还应注意分析动作的结构和要求,考虑学生观察动作的角度,讲究动作示范的各个“面”。一般来说,广播操采用镜面示范、背面示范、侧面示范。在实际教学中,为了让学生看清上肢动作特征,可采用镜面示范,如扩胸运动中两臂前举,两手重叠,左手在上,从而让学生看清两手的上下位置。为了展示动作的左右顺序,可采用背面示范,如体侧运动中,提左膝,同时左臂摆至下举,右臂摆至上举,前提是让学生分清上、下、左、右的方位顺序。为展示动作的前后顺序,可采用侧面示范,如在教踢腿运动时,第一个八拍,5―6拍右腿前踢至90度以上(腿绷直),同时两臂经侧至下举,7拍右腿后伸,同时两臂侧举。这里前、后动作的摆动幅度,用侧面示范更加直观,会收到较好的教学效果。可见,多方位的示范在广播操教学中有事半功倍的作用。
四、完美示范,“身教”重于“言传”
教师正确优美的示范,可使学生产生一种跃跃欲试的心理氛围,调动学生的学习积极性。成功的示范要求教师具有良好的体能和一定的运动协调能力,因此,体育教师要坚持经常锻炼,适当加强技巧性训练。对学生来说,“身教”更重于“言传”。老师认真进行动作示范,力求准确、熟练、轻快、优美、大方,使学生在学习广播操一开始就受到教师示范动作的感染,在欣赏示范的同时受到一种力的鼓舞,美的熏陶。
五、学生示范,信心倍增
动作示范在广播操教学中是不可缺少的。但教师一味地示范、讲解不仅会透支教师的体力和精力,而且学生会学得辛苦、乏味。如果教师在广播操教学时善于发掘几个协调性好、接受力强的学生作为自己的小助手或小老师,把他们分成若干个小组进行练习,就会发现,学生与学生之间的示范、练习、纠错是那么和谐、那么轻松。如果教师再适当加以鼓励,学生的练习积极性会更高,学习自信心也会倍增,这样的教学效果当然会更好。
六、对比示范,纠正错误
光合作用的利用范文4
一、 课堂——学生创新能力培养的主要阵地
在生物教学中,教师习惯于对学生进行知识灌输,既不管学生愿不愿接受,也不管学生可不可以接受,更不管学生能不能接受。首先,很多教师认为生物教学的内容只要一灌就能了之,从而把需要实验验证的结果通过强灌去解决问题;其次,生物实验大多是验证性实验,并没有多少探究性的内容,而对于非探究不可的内容,教师也懒得让学生去实践。这就导致学生没有了思考,没有了思考的课堂是死气沉沉的,学生也就谈不上去创新、创造了。从传统的生物教学以及生物课程的特点看,这样的课堂教学既不利于学生学习,也不利于教师教育,更不利于学生创新能力的培养。因此,在教学中,教师应力求把课堂当做培养学生创新能力的主要阵地,凡是可做实验的都让学生去做实验,凡是能由学生去推导的则由学生自己去推导,即使学生在推导过程中会有着一定的困难,但都要创造一定的条件让学生去攻克生物学习中的城堡。如教学光合作用的过程时,我让学生通过观察去寻找叶绿体的哪些结构与其在进行光合作用的这一功能相适应。学生十分认真而且仔细地观察,通过观察、分析、推导、研究,学生知道了双层膜、基质中的基粒、色素和酶等的功能及它们所发挥的具体作用。虽然这些都不是学生所去探究的生物学的高深问题,但有一点我们必须意识到:学生的探究必须从课堂开始,学生在课堂上探究得到的知识才是真实而又鲜活的。
二、 实践——学生创新能力培养的主要手段
随着新课程改革不断推进,教学活动发生了重大的变化。很多教师都在探寻生物课堂教学中利于培养学生创新能力的理想途径,并找到了诸多有效的课堂教学模式。经过教学实践,笔者发现实践是培养学生创新能力的主要手段。所以,在平时的生物教学中,重视学生的实践性探究,关注学生的探究性应用是我的唯一追求。还以光合作用的过程的教学为例,我们都知道光合作用是一个动态的、各种物质循环并且相互依赖的生命过程。如果我们简单地告诉学生光合作用中的某些过程或者是必需光等内容,对于学生而言,亦能获取一定的效果,但就显得没有那么有活力,学生的学习也就显得不那么充满生气。所以在教学中,我首先让学生去观察叶肉细胞的显微结构、叶绿体亚显微立体结构、光反应和暗反应的循环情景。然后再让学生进行分组讨论,一步步推理、分析、研究光合作用中的物质转变和能量转化的过程。而后又引领学生通过观看多媒体演示的内容进行剖析性的研讨,学生从这一系列的有效演示、观察、系统讨论和研究中知道了控制光合作用的信息流,知道了太阳光子的能量转化为一定能量时的守恒现象。
光合作用的利用范文5
关键词:石灰石;溶蚀;再生;空气负离子
广西地貌总体是山地丘陵性盆地地貌,喀斯特广布,占广西总面积37.8%,集中连片分布于桂西南、桂西北、桂中、桂东北。以桂林为代表的山水有“桂林山水甲天下”的美称。
广西巴马瑶族自治县地处桂西北山区,山中多有洞,以已经开发成功的水晶宫为代表,洞内钟乳石类有重力水晶沉积类的鹅管、钟乳石、石笋、石柱、石带、石旗和各类石幔、石瀑布、石盾等;非重力水晶沉积类的石毛发、卷曲石、石花等数十种,形态多彩多姿,雪白纯净,玲珑剔透,仿佛就像集天下艺术珍品于一洞,且正在生长之中,极具观赏价值和科学探究价值,现在已经成为旅游和科考的热点地区。
巴马虽然属于边远小县城,远离大都市,交通不便,生活缺少城市的热闹和丰富。但巴马部分区域房价高过南宁市,让人不可思议,而且每年都有大量的外地人(多为外省人)长期居住在那里,住在那里的外地人每天都重复做两件事:打水,到洞中静坐,何故?经了解,居住在此的外地人被当地人称为“候鸟人”,他们来到这里,全都是冲着巴马瑶族自治县是中国长寿老人密集度最高的地区,被誉为“世界长寿之乡・中国人瑞圣地”。由于这里特殊的地磁、空气、水、阳光、食物,特别是山洞内空气负氧离子含量达到每立方厘米36000~70000个,为洞外的5~10倍,是疗养理想的圣地。
这些钟乳石是怎么形成的,为什么洞内空气负氧离子含量如此之高,又是如何生成的,空气负氧离子对生命有什么作用?
其实,这些都是我们生活中常见的自然现象,作为中学生应该去了解其中的原因,初中生应该能够知道钟乳石形成的化学原理,在学气的质量知识中也会接触到空气负氧离子的作用。下面笔者尝试用化学知识去解析这两种现象。
首先我们要了解岩石的种类、组成成分和结构。岩石按照形成的方式可分为火成岩、沉积岩、变质岩,按常见来分为花岗岩、石灰岩、砂岩、页岩、大理岩石等。
广西岩石中岑溪红则属于花岗岩中的一种,但广西岩石中大多数为大理岩石,大理石是根据地区性石材的变质作用由石灰石衍生而来,一般含有大块的、质地粗糙的结晶体,其中方解石的成分占99%以上,化学式为CaCO3。
由于大理石一般都含有杂质,而且碳酸钙在大气中受二氧化碳、碳化物、水汽的作用,也容易风化和溶蚀。溶蚀和形成时主要是发生了化学反应:当碳酸钙遇到溶有二氧化碳的水时,会发生反应①,生成溶解性较大的碳酸氢钙;溶有碳酸氢钙的水遇热或当压强突然变小时,溶解在水里的碳酸氢钙就会分解,发生反应②,重新生成碳酸钙沉积下来,同时放出二氧化碳。
①CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2
②Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O
巴马水晶宫里溶洞和形态多彩多姿,雪白纯净,玲珑剔透的石笋和石钟乳等形成的化学原理也是这样的。
溶洞都分布在石灰岩组成的山地中,石灰岩的主要成分是碳酸钙,当遇到溶有二氧化碳的水时,会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙;石峰底座,由于地史时期地下水的长期溶蚀,再经河水的长期冲击,渐渐地形成了溶洞。而溶于水中的石灰岩溶液,从洞顶往下滴,甚至往下流,促进二氧化碳进一步扩散,同时溶液受蒸发作用,形成饱和,碳酸氢钙分解生成碳酸钙沉淀,就形成了自下而上生长的石笋。石钟乳的形成,同石笋形成的过程是一样的。只不过石钟乳从上往下长就是了。那些顶天立地的“灵芝柱”,就是石笋和石钟乳对接起来之后形成的。据说,石笋和石钟乳,每百年才长高一厘米,长一米,就是一万年了,所以我们去观赏这些千万年形成的美景时,都要注意保护它们呀。
实际上,石笋和石钟乳等的形成都是由上述这两个反应的反复变化而形成的,其原理就这么简单。
到过巴马水晶宫旅游的旅客都发现,水晶宫洞内有很多人在那里坐到石头上,静静地享受着什么。导游介绍说他们都是候鸟人,是来到这里养生,他们每天都到洞中吸收着地壳岩石释放出的负离子。
现在,我们就来谈谈空气负离子。
我们都知道空气是由无数分子组成,由于自然界的宇宙射线、紫外线、土壤和空气放射线的影响,有些空气分子就释放出电子,在通常的大气压下,被释放出的电子很快又和空气中的中性分子结合,而成为负离子,或称为阴离子。空气分子在高压或强射线的作用下被电离所产生的自由电子大部分被氧气所获得,因而,常常把空气负离子统称为“负氧离子”。
负氧离子有利于人体的身心健康。它主要是通过人的神经系统及血液循环能对人的机体生理活动产生影响。负氧离子能使人的大脑皮层抑制过程加强和调整大脑皮层的功能,因此能起到镇静、催眠及降血压作用;负氧离子进入人体呼吸道后,使支气管平滑肌松弛,解除其痉挛;负氧离子进入人体血液,可使红血胞沉降率变慢,凝血时间延长,还能使红血胞和血钙含量增加,白细胞、血钙和血糖下降,疲劳肌肉中乳酸的含量也随之减少。负氧离子能使人体的肾、肝、脑等组织的氧化过程加强。有人把负离子称为“空气维生素”,并认为它像食物的维生素一样,对人体及其他生物的生命活动有着十分重要的影响,有的甚至认为空气负离子与长寿有关,称它为“长寿素”。
由于空气负离子有如此神奇的功效,这就难怪在水晶宫里聚集有这么多的候鸟人了――他们都是在利用洞中富含的空气负离子来疗养身体。
那么,水晶宫里的空气负离子是如何产生的?这主要是巴马由于特殊的地理位置,地磁力较强,外面阳光照射强,而且洞中多有石笋和石钟乳等,空气流动强,与岩石接触面积大,容易形成更多的空气负离子,所以洞中空气负离子含量高达到每立方厘米36000~70000个,非常适合有心血管疾病等患者的疗养。
光合作用的利用范文6
【关键词】植物;光合作用;产物
光合作用和其他生理过程一样,受到一系列内外因素的影响,植物的种类,植株的年龄和器官以及植物体内叶绿素的含量等都对光合作用有影响,在相同条件下,不同植物光合速率不同是由植物本身的遗传特性决定的,同一品种植物的光合速率主要受光照、CO2浓度、温度、水分和矿质营养等环境因素的影响,下面简述外界因素对光合作用的影响。
1.光照强度
光是光合作用的能源,没有光,光合作用就无法进行。光合强度与光照强度有密切的关系。
常用的光照强度单位为lx(勒克斯)。实际的光照强度,可用照度汁直接测量出来。夏季晴天中午,露地的光照强度约为35.28×105lx,冬季晴天露地光照强度约为88.1×104lx,而阴雨天仅及晴天光照的1/5―1/4。一般植物在很弱的光照下,便能进行光合作用。光愈弱,光合作用也愈弱,如果光照强度增大,光合作用也就增强。但是光照强度达到一定程度时,光照强度再加强,光合作用并不再随之增高,这时的光照强度称为光饱和点。在达到光饱和点以后,如果再继续增加光照强度,有些植物的光合作用将会下降。这是由于强光引起光合色素和重要的酶类钝化,同时强光往往导致高温,易造成水分亏缺、气孔关闭和CO2供应不足等。根据植物对光强度的需要不同,可以将植物分为两类:阳性植物(如月季、扶桑、白兰、唐菖蒲等)的光饱和点接近于全部光照强度的一半;耐阴植物(如茶花、杜鹃、万年青、兰花等)在全部光强的l/10,即能正常地进行光合作用,光照强度过高时,反而导致光合作用减弱。在两类之间还有一些中间类型的植物(如萱草、天门冬、红枫、含笑、苏铁等),它们在遮阴和全部日照下都能进行正常的光合作用。
植物在进行光合作用时,还在进行呼吸作用。当光照强度较高时,植物的光合强度往往要比吸收强度高若干倍;当光照强度下降,光合强度也下降,光强度降到一定程度时,光合作用吸收的CO2与呼吸作用放出的CO2相等,这时的光照强度称为光补偿点。阳性植物的光补偿点比耐阴植物高,通常阳性植物在全部光强的3%~5%时达到光补偿点;而耐阴植物的光补偿点则不超过全部光强的1%。植物在光补偿点时不能积累干物质,而且夜间还要消耗干物质,这对植物的生活是很不利的。因此,植物所需的最低光照强度,必须高于光补偿点。
光饱和点和光补偿点代表植物的叶片对强光和弱光的利用能力,可用来衡量植物的需光量。因此,光饱和点和光补偿点的确定对于栽培植物有重要作用,特别是光补偿点可作为园林植物配置、树木修剪的根据。栽培在温室中的植物,通过维持一个最适的温度条件,补偿点的位置可以适当降低,这对于有效地利用较弱的光照维持正常光合作用具有重要意义。
2.CO2的浓度
C02是光合作用的主要原料,其含量直接影响到光合作用的进行。大多数植物,当空气中的CO2含量低于60×10-6ppm时,光合作用则显著降低,甚至完全停止,这一CO2浓度称为CO2补偿点。提高CO2浓度,在一定范围内能够提高光合强度。一般情况下,光合作用的最适CO2浓度约为0.1%,而空气中的CO2含量通常为0.02%一0.03%左右,所以,如果能适当地增加空气中CO2浓度,光合作用便能显著增加。目前国外的温室及塑料薄膜棚室已大面积应用CO2施肥的方法增加空气CO2含量。国内也有不少单位在进行试验。一般在育苗和生长旺盛期进行CO2施肥效果较好。在试验条件下,CO2施肥一般用于冰,它是一种低温固态的CO2,在常温下升华为气态。用干冰时要注意人体不要直接接触,以免发生低温伤害。也可用强酸和碳酸盐反应,使其产生CO2,但要注意强酸不可太浓,以免发生有害气体。另外,可以结合糖化饲料发酵,或用水缸盛厩肥发酵,不时搅拌,即可达到增加室内CO2浓度的目的。
在室外条件下,目前施用CO2肥料还有相当大的困难,主要是依靠风引起空气流动,使CO2的空气接近叶面,以保证光合作用的正常进行。另外可施用碳酸盐肥料和有机肥,来增加土壤的CO2含量。施用有机肥料可提高土壤中的腐殖质,增加土壤中微生物的数量并改变土壤微生物的群落,这样也可达到CO2施肥的目的。土壤中的CO2一部分扩散到空气中为植物的叶子所吸收,另一部分则直接被根所吸收。在通常情况下,空气中CO2含量过高对光合作用也是不利的,当浓度超过1%时,将引起原生质中毒、气孔关闭,从而抑制光合作用,但若同时增强光照强度时,则CO2的利用浓度就可以相对地提高。
3.温度
植物进行光合作用的温度范围很宽,通常温度对光合作用的影响和植物的起源有关。温带植物光合作用的最低温度为。0~5℃;在寒带地区生长的植物,最低可达-6~7℃;然而热带植物在4~8℃时光介作用被抑制。从温度的低限开始,光合强度随温度升高而加强,超过最适点后,光合作用便下降。一般来讲,植物可在10~35℃的范围进行正常的光合作用,最适点约为25~30℃。一般植物光合作用的最高温度为40~50℃,这时光合作用很微弱,其至停止,温度对于光合作用的影响,与光照强度和CO2浓度都有关系,在光强度较高和CO2浓度较大的条件下,光合作用的最适温度也随之提高。在光强度低和CO浓度小时,提高湿度反而对植物生长不利。因此,冬天在温室栽培植物和温床育苗时,在夜间和光线不足的阴雨天,应该适当降低室内温度。
4.水分和矿质元素
水分是光合作用的原料,但植物所吸收的水分,用于光合作用的不到1%,而很大部分水分用于其他的生理过程和通过蒸腾作用而散失掉了。因此,水分对于光合作用的影响并不是直接的,水分主要是影响其他的各种生理活动,从而间接地影响光合作用的进行。当植物的水分代谢被破坏时,叶子含水量减少,而引起气孔的闭合,阻止了CO2进入叶内,使光合作用降低。
植物生命活动所必需的十几种矿质元素,对光合作用也有直接或间接的影响。如镁和氮是叶绿素的组成元素,铁和锰参与叶绿素的形成过程,硼、钾、磷等能促进有机物的输导和转化。因此,合理施肥对保证光合作用的顺利进行,是非常重要的。
上述因素对光合作用的影响并不是孤立的,而是互相依存、互相制约的,对光合作用发生着错综复杂的综合影响。我们了解影响光合作用的因素后,在园林植物的栽培管理上,就应综合考虑各种因素的相互关系和综合影响,创造植物生长的适宜环境,来提高植物对光能的利用率和光合效率。
参考文献