光合作用特点范例6篇

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光合作用特点

光合作用特点范文1

(一)教材的地位和作用:

光合作用是绿色植物同化作用的主要方面,是整个生物界最基本的有机物代谢和能量代谢.光合作用的发现历经了科学家们二百多年的探索,渗透着科学研究的思想方法;光合作用与当今世界面临的粮食,环境等问题关系十分密切.(二)教学目标及确定目标的依据:

任何一节课教学目标的确立首先必需要确立学生的主体地位,即在教学活动中,教师通过启发引导,唤起学生对品德,知识,能力,审美等内在教育的需求.所以本节课的教学目标重在让学生在设计实验的过程中,理解科学实验的基本思路及科学家对真理执着追求的精神;学会通过实验验证真理;通过光合作用过程学习激发学生更高层次的思维,懂得不同学科间的相互联系.

1,知识目标

(1)通过光合作用的发现史探究,了解科学家的科学思维方法;

(2)理解光合作用的物质和结构基础;

(3)理解光合作用的基本过程;

(4)掌握光合作用的意义及其原理的应用;

(5)通过验证实验学会色素的提取和分离方法;

2,能力目标

(1)通过设计实验培养学生的科学研究能力;

(2)运用化学知识理解光合作用过程中物质和能量变化

(3)培养学生知识迁移能力,掌握知识的内涵和外延,培养分析综合能力.

3,德育目标

(1)结合光合作用发现史的学习及实验设计与分析,培养学生科学的态度及创新,合作精神,进行热爱科学,献身科学的科学思想教育.

(2)通过生物结构与功能统一,物质代谢和能量代谢相关联对学生进行生物学基本观点教育.

(3)明确光合作用意义,增强爱护植被,关心农林业发展的意识,充分体验生命科学的价值.

(三)重,难点及确定依据:

重点:(1)光合作用过程,因为这是理解光合作用反应式和意义的基础.

(2)光合作用的意义,因为它能帮助学生形成科学的价值观.

难点:(1)科学研究方法的理解和运用.因为科学研究能力是一种较高的技能,对学生进行科学素养的培养是一个长期的过程.

(2)光合作用中物质变化和能量变化.因为光合作用是植物体内一系列理化反应组成的复杂过程,而学生所学的理化知识是有限的,因此高中内容只是过程梗概,这就造成部分学生学习困难.

二,教材处理:

光合作用这节课分三课时学习

学生在他们成长的过程中很少参与科学研究,不理解科学家研究问题的方法,围绕"目的"设计实验是一种科研能力,是培养创fg造能力的基础,也是培养可持续发展人才的需要.所以第一课时光合作用的发现在处理上主要以引导学生进行实验设计.时

学生在初中已经学习过光合作用,又刚刚学完叶绿体的亚显微结构这为第二课时的学习提供了很好的基础.所以这部分内容在处理上注重构建教学内容体系,将教学内容组合为:(1)光合作用的物质和结构基础;(2)光合作用的全过程;(3)光合作用的意义;(4)光合作用在实践中的应用.使知识系统化层次化.

第三课时学生自主实验验证光合作用色素种类和颜色.

三,教学方法:

课堂教学应该尽可能让学生多动脑想,动手做,动眼看,动嘴说,让学生亲自去体验知识的形成过程,培养学生自主探究,主动参与课堂问题解决的过程,在"动"中体现学生的主体地位.由此确定以下教学方法:(1)教法:第一课时的"设计实验"采用发现式教学方法(问题假设预期实验结果结论).第二课时采用自学讨论结合的方法,直观法.设计科学直观的叶绿体中色素的吸收光谱图解,帮助学生理解光合作用的物质基础,理解叶绿体中的色素在光合作用过程中的作用;通过课件直观展示光合作用的过程;设计光合作用的光反应与暗反应的比较表,帮助学生掌握光合作用的过程,培养学生的概括能力.第三课时采用实验法.(2)学法:通过光合作用发现简史,学习探究研究实验的基本思路:"问题假设实验结论";通过光合作用过程学习,掌握光合作用光反应与暗反应两阶段的区别与联系;通过分析影响光合作用的因素,体会光合作用的意义及光合作用与世界面临的粮食,能源,环境污染等重大问题的密切关系;通过提取和分离叶绿体中色素的实验,了解叶绿体中色素的种类,色素吸收光谱等基本知识.

四,教学手段:

多媒体课件将设计实验以图,文两种形式再现出来.

多媒体课件展示色素吸收光谱.

多媒体课件展示光合作用的过程.变静态为动态,变抽象为直观,以突出重点,强化记忆,弥补了图解静止不动的缺陷

五,教学程序:

教学

环节

教师活动

学生活动

教学设计思路

导言

通过上节课光合作用有关实验的设计引导学生总结光合作用反应式

CO2 H2O——(CH2O)n O2

叶绿体

从氧化还原反应角度分析此反应特点,启疑问题:氧气是怎样产生的CO2是是怎样被还原的还原剂是什么光能是怎样转变的

学生思考

导言是一堂课的开始,应具有激发性和启发性,激发了学生求知的欲望,明确学习内容,同时有利于导入本节内容.

内容

二,光合作用的过程

1,光合作用的物质和结构基

础物质基础

(1)叶绿体色素:

介绍色素种类颜色分布

课件展示色素吸收光谱

(2)酶:介绍酶的分布

结构基础:叶绿体

2,光合作用的全过程

课件展示光合作用动态过程

课件展示 图表:光反应,暗反应的区别和联系

3,光合作用的意义

4,光合作用知识在实践中的应用

(1)延长光合作用时间

(2)增加光合作用面积

学生读书讨论归纳

学生观看

学生归纳

学生读书

学生讨论

学生总结

学生在已有知识的基础上进行读书自学,讨论归纳可以培养自主学习能力;

通过读书结合观察课件,然后对光反应,暗反应进行区别与联系使学生通过比较法的学习方式掌握巩固知识;

学生在已有知识的基础上完全可以进行归纳总结.

反馈

练习

多媒体展示例题

例1,书后习题

例2,在进行植物实验的暗室内,为了尽可能降低光合作用的强度,最好安装

A.红光灯B.绿光灯

C.白炽灯D.蓝光灯

例3,将单细胞绿藻置于250C,适宜光照和充足CO2条件下培养,经过一段时间后,突然停止光照,发现绿藻体内C3的含量突然上升,原因是-------------.

学生解答

选择例1可以帮助学生巩固光合作用反应过程;

选择例2有助于掌握色素吸收光谱的应用;

选择例3使学生更加明确光反应与暗反应的联系.

归纳

总结

1,引导学生分析光合作用反应式中反应前后原子关系.

2,强调光合作用在自然界中的作用.

学生与教师一起归纳

把学生对光合作用的认识迁移到整个生物界.

板书

设计

二,光合作用的过程

1,光合作用的物质和结构基3,光合作用的意义

础物质基础4,在实践中的应用

(1)叶绿体色素:(1)延长光合作用时间

(2)酶:介绍酶的分布(2)增加光合作用面积

结构基础:叶绿体

2,光合作用的全过程

光合作用特点范文2

关键词: 高中《生物》光合作用与生物固氮 例题解析

“光合作用与生物固氮”是人教版高中《生物》选修本的第二章,该章内容与必修本中的“光合作用”有着密切联系,在整个选修本中占有重要地位。本人在长期的课堂教学及试卷批改中发现,较多学生由于概念混淆和对教材知识理解程度不够,容易在下面四个知识点出错。现汇总如下,并以例题解析:

一、 净光合速率与总光合速率

单位叶面积在单位时间内吸收CO 的量或释放O 的量,称为光合速率。注意:一般测定光合速率的方法都没有把叶片的呼吸作用考虑在内,所以测定的结果实际上是光合作用减去呼吸作用的差值,称为净光合速率。如果把测定的净光合速率加上呼吸速率,则得到真正的光合速率,即总光合速率。

例1. 将一新鲜叶片放在特殊的装置内,给予不同强度的光照。测到氧气释放量如下表所示:

对该数据分析,错误的是()。

A. 该叶片呼吸作用吸引O 的速率为0.2ul/(ul/cm ・min)

B. 光强为2klx时,光合速度与呼吸速度相等

C. 光强为8klx时,光合作用释放O 的速率为0.8ul/(ul/cm ・min)

D. 光强超过10kLx后,光合速率不再提高

解析:该题的关键在于理解表格中释放O 的速率代表的是净光合速率还是总光合速率。装置内的叶片只有在光合作用大于呼吸作用时,才会释放出O ,也就是说测定到的释放O 的速率代表是叶片在装置中所释放的O ,代表的是净光合速率。而C选项中光合作用释放O 的速率代表的是总光合速率,因为O 就是通过光合作用所释放的。总光合速率应该是净光合速率与呼吸速率之和,应该为0.8+0.2=1.0,因此C选项错误。

例2. 以测定的CO 吸收量与释放量为指标,研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响,结果如图所示。下列分析正确的是()。

A.光照相同时间,35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等

B. 光照相同时间,在20℃条件下植物积累的有机物的量最多

C. 温度高于25℃时,光合作用制造的有机物的量开始减少

D. 两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等

解析:该题的关键也在于理解坐标图中的虚线(光照下CO 的吸收量)代表的是净光合速率还是总光合速率。吸收的CO 是指植物体在利用了自身呼吸作用产生的CO 进行光合作用的前提下,再从周围空气中所吸收的CO 。因此虚线实际代表的是净光合速率,实线则代表的是呼吸速率。A、C选项中所说的光合作用制造的有机物的量代表的是总光合量,B选项中所说的植物积累的有机物量代表的是净光合速率。在35℃下净光合速率为3.5,呼吸速率为3.0;在30℃下净光合速率为3.0,呼吸速率为3.5。因而在1小时内,在这两个温度条件下光合作用制造的有机物都为6.5。正确选项为A。在25℃条件下植物积累的有机物量最多,因而B选项错误。在温度为25℃时净光合速率为3.75,呼吸速率为2.25,总光合速率为6.0,低于30℃时总光合速率,因而C选项错误。在两曲线交点,虚线的值不为零,光合速率大于呼吸速率,因而D选项错误。

二、 光能利用率与光合作用效率

光能利用率是指单位土地面积上,农作物通过光合作用所产生的有机物中所含的能量与这块地所接受的太阳能的比。绿色植物通过光合作用制造的有机物中所含能量与植物所吸收光能的比称为光合作用效率。对于大田栽培来说,一块地一年能接受多长时间的光照,能接受多少太阳能,非人力所能控制,因而一块面积已经固定的地,要想提高光能利用率,就必须想办法提高有机物的合成总量。方法有三:一方面是延长光合作用时间,主要是指提高复种指数,将一年一熟改为一年两熟、一年多熟。这样,虽然这块地在这年内的光照时间没有随复种指数的提高而改变,但光合作用的时间却延长了,使有机物合成总量增多。另一方面,可以增大光合作用的面积,主要指进行合理密植,通过控制叶面积指数,使每一熟的农作物总体积累的光合产物最多。方法三就是要提高农作物自身的光合作用效率。光合作用效率与进行光合作用所需的各种条件有关,如CO 的浓度、光照强弱、水分、温度和土壤PH等。由此可见,提高农作物自身光合作用效率可以提高农作物对光能的利用率,而提高了农作物对光能利用却并不一定就提高了农作物的光合作用效率。绝不能将提高光能利用率与提高光合作用效率等同起来。

例3. 合理施肥能提高光能利用率,下列叙述除哪项外都与提高光合作用效率密切相关()。

A. N使叶面积增大,增大了光合作用的面积

B. N是光合作用产物蛋白质的必需元素

C. N是NADP 和ATP的组成成分,可以提高光合能力

D. K促进光合产物的运输

解析:B、C、D三项都暗含了要保证必需矿质元素的供应从而提高光合作用效率。A选项也提到了N元素,不可否认保证N元素的供应可以通过合成与光合作用相关的酶、叶绿素、ADP和NADP 等而提高光合作用的效率,但A选项重点强调的是增大了光合作用的面积。而增大光合作用面积只能提高农作物对光能的利用率,却不能提高农作物自身的光合作用效率。答案应该选A。

三、 C 途径与C 途径

C 途径、C 途径是指CO 的固定途径。在试卷批改中,发现有不少学生对这两条途径的反应物与产物、C 植物和C 植物的叶肉细胞和维管束鞘细胞中发生的反应容易混淆。

例4. 在C 途径与C 途径,CO 被固定为()。

A. C 和C B. PEP和C C. C 和PEPD. C 和PEP

解析:在每届的高三学生当中,这道题有不少学生选C。CO与C 相结合反应形成C ,这就是C 途径。在C 途径中,C 是反应物,C 是产物。CO 与PEP相结合形成C ,这就是C 途径。在C 途径中,PEP是反应物,C 是产物。所以应该选A。

例5. 既能吸收光能、又能将CO 转变为(CH O)的细胞是()。

A. C 植物的叶肉细胞 B. C 植物的维管束鞘细胞

C. C 植物的叶肉细胞 D. C 植物的维管束鞘细胞

解析:C 植物维管束鞘细胞没有叶绿体,不能进行光合作用,而进行光合作用的细胞只是叶肉细胞,其叶肉细胞含结构完整的叶绿体,也能进行光合作用全过程。C 植物进行光合作用的细胞有叶肉细胞和维管束鞘细胞,但其维管束鞘细胞的叶绿体不含基粒,不能进行光合作用,只能进行暗反应的C 途径和C 的还原,其叶肉细胞虽然含有结构完整的叶肉细胞,但不能进行光合作用全过程,只能进行光反应和暗反应的C 途径。因此该题应该选A。

四、 生物固氮与自养型

有很多学生容易将根瘤菌等固氮生物全当做自养型生物,这是不正确的。自养型生物与异养型生物最根的区别在于自养型生物能将无机物转变成自身所需要的有机物,异养型生物却不能够。而固氮是指固氮微生物将大气中的氮还原成氨的过程,只是将一种无机物转变成另一种无机物,它不能直接与生物的代谢类型挂钩。在固氮微生物中,有的是自养型生物,如固氮蓝藻,而更多的却是异养型生物,如根瘤菌等具有固氮功能的细菌或部分的放线菌。

例6. 下表是关于三种生物的能源、碳源、氮源、光合色素的描述。

描述正确的生物是()。

A. 硝化细菌、固氮蓝藻和根瘤菌

B. 硝化细菌、固氮蓝藻

C. 固氮蓝藻

D. 根瘤菌

解析:硝化细菌的能源和氮源都是NH 。根瘤菌是异养型生物,它的能源应是氧化有机物。固氮蓝藻既能固氮,也能利用光能进行光合作用,因此答案为C。

以上仅例举该章最易出错的四个知识点,事实上,学生还比较容易在下面几个问题出错:NADPH有两个什么基本特点(含活跃化学能及强还原性)?C 植物是否一定比C 植物光合能力强?在其它条件都适宜的情况下,有CO 是否就能进行光合作用?硝化细菌、反硝化细菌和根瘤菌的代谢类型是什么,它们在生态系统中充当什么成分?植物本身能不能固氮?自生与自养有什么区别?问题种种,不再一一例举。

光合作用特点范文3

关键词: 光合作用 细胞呼吸 曲线 表格

光合作用与细胞呼吸是高中生物的主干知识和历年高考命题的热点,特别是影响光合作用和细胞呼吸的因素及在农业生产中的应用更是高考命题的重中之重,并常综合图表考查学生对信息的分析和处理能力。本文结合典型例题就光合作用与细胞呼吸中曲线表格题的解题思路和方法进行分析。

一、曲线题解题策略

坐标曲线题能将大量的信息隐藏在图像之中,较全面地考查学生获取、处理和用运信息的能力。解题的关键是做到以下几点:一是明确纵横坐标的含义;二看曲线的特殊点(起点、顶点、转折点、交叉点、终点)所示的含义;三看曲线的变化趋势,如上升、平衡、转折等。

例题:图中甲表示A、B两种植物光合效率随光照强度的变化曲线,乙表示将A植物放在不同浓度CO环境条件下,A植物光合效率受光照强度影响的变化曲线,请分析回答:

(1)在较长时间连续阴雨的环境中,生长受到显著影响的植物是 。

(2)图甲中的“b”点表示 。

(3)在c点时,叶绿体中ADP的移动方向是 。

(4)e点与d点相比较,e点时叶肉细胞中C的含量 ;e点与f点相比较,e点时叶肉细胞C中的含量 。(填“高”“低”或“基本一致”)

解析:本题以曲线形式考查光合作用的影响因素和学生的识图、分析推理能力。从图甲中可以看出a点时完全没有光照,此时光合作用强度为零,此点对应的值为呼吸速率;b点时光合作用强度与呼吸作用强度相等,该点对应的光照强度为光补偿点;c点光合作用强度达到最大,即c点对应的光照强度为光饱和点。曲线a到c段,光合速率随着光照强度的增强而增大,这时光照强度通过影响光反应限制光合速率;c点以后光合速率不在随着光照强度的增强而增加,此时限制光合作用的因素将是CO等。

(1)A和B两条曲线相比较,B植物适宜在弱光下生长,长时间连续阴雨A植物生长受影响。

(2)b点对应的光照强度为光补偿点。

(3)考查叶绿体中ATP的合成与水解,即光反应与暗反应的场所。ADP由叶绿体基质移向类囊体膜合成ATP。

(4)分析图乙可知,d点与e点比较,CO浓度相同,而光照强度d点低于e点,影响光反应,产生的ATP和NADPH不足,C的还原受阻,因此叶肉细胞中C的含量d点高于e点;e点与f点相比,光照强度相同,是CO浓度对光合速率的影响,f点CO的浓度低,暗反应中CO的固定受限制,而e点不受影响,因此叶肉细胞中C的含量e点较高。

二、表格题及解题策略

表格数据题以表格的形式呈现数据,通过数据的变化及关系反映生物学现象及规律之间的联系,具有文字量小、信息量大、直观明了的特点,有利于考查学生分析和处理信息的能力。

例题:为了探究植物体呼吸强度的变化规律,研究人员在不同的温度和不同的氧含量下,测定了一定大小新鲜菠菜叶的CO释放量(表中为相对值),请据表分析回答:

(1)为了能使实验数据真实地反映呼吸强度的变化,在实验环境条件上应特别注意的是什么?为什么? 。

(2)表中数据反映出当氧含量从0.1%上升到3.0%时,CO释放量下降,其原因是O含量上升,抑制了 呼吸的 阶段;当氧含量从20%上升到40%时,植物呼吸强度的变化是 。其原因 。

(3)就图中数据分析,蔬菜长期贮藏的最佳环境控制条件是 。此条件下植物细胞内CO的产生场所是 。

解析:解答表格题首先要完整提取表中的信息,读表的方法有:一看(看第一横行和第一纵列所示的统计内容和指标),二比(纵横比较找出数据间的关系和变化规律),三找(找出表格中的特殊数据,如最大、最小、关键数据或某数据处出现拐点的独特数据等)。做到这三点,表中信息就不会有遗漏,然后挖掘表中的隐含信息,联系相关知识点,将表中数据的进行处理和转换。

光合作用特点范文4

关键词:中考题;光合作用;科学探究

一年一度的中考又落下了帷幕,细细品味一道道中考题,让人回味无穷。今年和去年台州市两道关于光合作用的试题尤令我记忆深刻,发人深省。《光合作用》是浙教版初中科学生物部分的核心内容,但它一直是教师比较头痛的课型,因为该课型兼有实验探究和科学史的内容,如何处理两者的关系成为教师教学的一个难点。而这两道中考题使我对光合作用的教学处理产生了新的启发,直接激励着我向着新课标的方向奋力前行,坚定着我实行课改的信念。

一、原题再现

1.(2011年)对自然的认识是一个不断修正和完善的过程。请阅读以下材料,回答问题:

材料一:2400多年前古希腊学者亚里士多德提出,植物生长发育所需的物质全部来自土壤。

材料二:17世纪,比利时海尔蒙特把一棵2.5千克的柳树种在装有90千克泥土的木桶里,只浇水。经过五年,再次称量,柳树质量已达80多千克,而泥土减少却不到100克,如图甲所示。

材料三:18世纪,英国普利斯特利通过如图乙实验发现,A钟罩内的小鼠很快死亡,B钟罩内的小鼠却可存活较长时间。

材料四:1864年,德国萨克斯发现绿色植物在光下还能合成淀粉等物质。1897年,人们首次把绿色植物的上述生理现象称为光合作用。

(1)如果亚里士多德的观点成立,则海尔蒙特的实验结果为 。

(2)普利斯特利实验说明了 。

(3)如今,依据碘能使淀粉变 色的特点,常通过检测淀粉来判断植物是否进行了光合作用;为了便于观察,需进行如图丙的实验,当实验结束取出小烧杯后,可观察到酒精和叶片的颜色分别是 。

2.(2012年)某同学在网上查到了以下资料:溴百里酚蓝是一种灵敏的酸碱指示剂,在酸性环境中呈黄色,中性环境中呈绿色,碱性环境中呈蓝色。他用如图装置探究光合作用的原料和产物。实验步骤如下:

(1)按图甲所示安装好实验装置,打开K1,关闭K2,用手捂住瓶壁后,观察到导管口有气泡冒出。此操作是为了 。

(2)将生长旺盛的沉水植物若干枝放入广口瓶中,加满蒸馏水,滴加溴百里酚蓝酸碱指示剂,再向瓶内通入二氧化碳,直到溶液变 色。

(3)按图乙所示安装好实验装置,放在 的环境中。

实验现象:一段时间后,看到气泡从植物表面冒出,导管①的管口处有水排出,溶液呈绿色。将带火星的木条放在导管②的管口处,打开K2,木条复燃。

实验结论: 。

二、基于两道中考题的“光合作用”的教学实践

这两道中考题考查了光合作用的科学史及光合作用有关实验的改进,根据这两道中考题的启发,教学“光合作用”时,我们计划以体验科学探究历程为基点,以实验探究光合作用的方法为主线,渗透实事求是的科学态度,培养质疑、创新及勇于科学实践的精神,确定的教学三维目标、重点、难点如下:

[知识与能力目标]

1.能正确描述植物光合作用的原料、产物、条件,并能设计相关实验方案进行验证。

2.能用反应式表达光合作用的原理。

[过程与方法目标]

1.结合光合作用的科学探究历程,进一步学习科学探究的方法,能分析问题,提出假设,设计实验方案,处理实验结果。

2.分析科学史上的相关典型案例,领悟当时科学家研究光合作用的科学方法,从而建构科学的光合作用的概念。

[情感态度与价值观目标]

1.在科学史学习过程中体验科学家探究光合作用奥秘的艰辛和实事求是的科学态度。

2.认识到光合作用的科学知识是不断发展的,并受到当时社会背景和科学技术的限制,产生质疑的勇气。

[教学重点]

建构光合作用概念。

[教学难点]

光合作用发现过程中,各实验如何巧妙连接,如何过渡,如何引导学生进行实验探究从而得出正确结论。

[教学设计]

探究一:植物生长与空气的关系

首先教师展示带来的水培花蝴蝶植株,问:这株植物能净化空气吗?或给空气补充吗?(能)有办法证明吗?教师根据学生的设计,介绍1779年英格豪斯的实验。此环节通过问题情境的创设和学生实验的设计,变学生被动接受为主动参与。进一步追问蜡烛燃烧需要什么?小老鼠呼吸需要什么?(氧气)普利斯特利的实验结果说明了什么?蜡烛的燃烧和生物的呼吸消耗了氧气,产生了什么气体?二氧化碳有没有被植物吸收?怎么证明呢?学生回答设计的方案。教师引导学生借鉴普利斯特利的对照实验,逐步完善实验方案。装置改进如右图。

点评:该装置就来自2012年的试题。对课本的实验进行了整合和改进,体现探究式学习方式的要求和对学生创新精神和实践能力的培养。

光合作用特点范文5

刘建峰(广东澄海苏北中学 515829)

新陈代谢部分内容是高中生物学的重点内容,知识点众多,与其他章节的联系也较为密切。其中绿色植物的光合作用和细胞呼吸又是重中之重。复习时要注意在理解的基础上构建合理的知识网络;在条理清晰的基础上纵横睥睨,突出和强化重点内容,应用起来才能做到游刃有余。

1.构建知识网络 可以先找重点,再连成知识链,最后形成知识网络。由点及面,由浅入深,水到渠成。例如在复习光合作用部分时,我们首先可以找到其中的知识要点:光反应,暗反应,光能,化学能,无机物,有机物,叶绿素,类胡萝卜素,片层结构薄膜,叶绿体基质等。然后横向找联系,建立合理的知识锁链:

光反应 (叶绿素,类胡萝卜素)(片层结构薄膜) 暗反应(叶绿体基质); 光能 活跃的化学能 稳定的化学能;

无机物 (水,二氧化碳) 有机物 (如葡萄糖等)

最后,把以上知识锁链连接成知识网络:

无机物 (水,二氧化碳) 有机物 (如葡萄糖等)

光反应 暗反应 稳定的化学能

(片层结构薄膜) (叶绿体基质)

(叶绿素,类胡萝卜素) 光能 活跃的化学能

2.突出重点内容的理解掌握 对于重点内容,必须在理解的基础上强化理解记忆。在理解的基础上我们可以通过多种形式帮助记忆。例如:通过编顺口溜可以牢固地理解记忆光合作用和有氧呼吸的过程特点。1)光合作用的光反应阶段:光反应,在基粒;氢,ATP和氧气。(其中还原氢和氧气来自于水的光解,ATP的合成储存了能量,实现了光能到活跃化学能的转化)暗反应阶段:二氧化碳有惰性,合并C5被固定;C3还原成葡萄糖(代表C(H2O)等有机产物),氢﹑ATP要帮忙。从口诀中能明显读出光反应的场所,产物,暗反应的基本过程,暗反应与光反应的联系(还原氢﹑ATP)等重要信息。2)有氧呼吸的过程:4H﹑20H,加氧水生成。显然,我们在这里是从有氧呼吸过程中H的变化入手的。4H指的是第一个阶段1分子的葡萄糖脱去4个氢原子,那么同时生成的两个分子的丙酮酸就可以很容易写出其分子式,20 H指的是第二个阶段要脱去20个氢原子,由于2个分子的丙酮酸只有8个H,所以自然而然地就联想到另一种反应物6分子的H2O。产物是2C3H4O3和6H2O脱氢后的6C---12O=6CO2。加氧水生成指的是前两个阶段脱去的24个氢与6个氧气分子发生氧化还原反应生成12分子的水。再比如,同样是上面的光合作用,我们也可以利用知识点间的关系,通过画图帮助思考记忆:

光合作用图解:(请补充完整)

氧气 光能

光反应

暗反应

3.注意与其它章节知识点的联系 例如光合作用部分可以做如下联系:光合作用 化能合成作用 自养型 生产者;

光反应 ATP的合成; 暗反应 ATP的水解;

光合作用特点范文6

【关键词】净光合速率;蒸腾速率;午休;水分利用效率

0 引言

工业革命以来大气层中CO2浓度不断升高已成为不争的事实[1-2]。而CO2浓度升高是导致全球气候变化的的主要原因[2]。大气中CO2浓度的变化是由全球碳循环过程中“碳库”之间的交换量发生改变所造成。森林生态系统是陆地生态系统的主要组成部分,它具有多种功能和效益。森林生态系统中的植物通过光合作用,吸收CO2,放出O2,把大气中的CO2转化为有机物,以生物量的形式固定贮存下来,因此植物光合作用固碳对全球的碳平衡具有非常重要的贡献。

然而光合作用速率受到复杂环境因子,例如光照、相对湿度、温度、CO2浓,度等的制约[4]。光合作用速率在中午或午后出现明显降低现象称为光合作用“午休”,其现象广泛存在于自然界的植物当中。然而对光合作用“午休”现象的研究主要集中在农业作物上[5-7]。而对森林树种特别是亚热带树种的研究报道鲜少。

樟树(Cinnamomum camphora)作为一种典型的亚热带树种,其广泛的分布于中国中南地区,对当地生态、水文环境,局部小气候有着重要的影响。同时樟树也是优良的城市绿化树种。本文以15年生的樟树作为研究对象,基于携便式光合作用仪测定,初步探讨了樟树的光合作用“午休”现象及其产生该现象的原因。

1 材料和方法

1.1 观测场地

观测场地位于长沙市西郊(112°53′20″E, 28°09′46″N, 海拔70m),附近丘陵上生长亚热带常绿阔叶林,主要包括樟树(Cinnamomum camphora)、枫香(Liquidambar formosana)、苦槠(Castanopsis sclerophylla)、白栎(Quercus fabri)。该地处于亚热带季风湿润气候区,温和湿润,季节变化明显。冬暖夏热,四季分明; 春秋短促,冬夏绵长,充分体现了亚热带大陆性季风气候的典型特点。由于受季风条件的影响,该地区季节温度变化显著。年平均气温17.2℃,1月最冷为4.7℃,7月最热为29.4℃。年降水量1361.6mm,年平均雨日152d,但降水主要集中在3-5月份。

1.2 光合作用测定

观测实验从2013年7月8到10号在晴朗无云天气中进行。选取冠层顶端朝南面的成熟健康叶10-12片,使用美国基因公司生产的便携式光合作用分析仪Li-Cor-6400XT(Li-Cor Inc, USA)进行测定。

观测项目包括净光合速率(An)、气孔导度(gs)、细胞间CO2浓度(Ci)、光合有效辐射(PAR)等参数,待仪器参数稳定时记录下读数。每次测定读取3~5 个相对稳定的值,重复上述操作1次。在测量过程中,叶室中CO2浓度与环境CO2浓度保持一致。所有在光合作用测定都是在光合有效辐射(PAR)大于1000μmol.m-2s-1 下进行的(光合有效辐射光饱和时水平)。每次测量的时间选择在当天8: 00-18: 00,除中午13点钟外以2小时的间隔进行测定。

1.3 数据分析处理

文中用Excel进行统计,将每个时间段测得数据计算其均值及标准偏差,用Excel 绘图,并进行回归相关分析。

2 结果分析

2.1 净光合速率和蒸腾速率日变化

净光合速率和蒸腾速率日变化如图1所示。净光合速率表现出明显的“午休”现象,净光合速率值在8:00 左右最大(17μmol.m-2s-1),随后光合速率逐渐降低,在14:00左右达到最低值(10.3μmol.m-2s-1),到16:00左右光合速率有缓慢的恢复增加到11.6μmol.m-2s-1,到18:00时刻光合速率值有轻微降低。然而,蒸腾速率日变化曲线呈单峰曲线,其最大值在12:00左右(5.5mmol H2Om-2s-1),从8:00到12:00,蒸腾速率逐渐增加,从12:00到14:00蒸腾速率急剧下降,随后从14:00到18:00蒸腾速率缓慢降低。

2.2 叶片温度和叶片VPD

叶片温度和叶片VPD日变化有着相似性,都呈单峰曲线状,即先增加后减小(图2)。但是它们出现最大值的时间点不同。叶片温度的最大值出现在16:00左右,其最大值为35.3℃。VPD出现的最大值的时间相比于温度要提前,在14:00时刻左右,其最大值约为2.46kPa。叶片温度的变化幅度较小,特别从10:00到16:00期间段温度变化不大,从33.49℃变化到35.3℃,而VPD的日变化范围较大,其值从最小1.2kPa变化到最大值2.46kPa。

2.3 气孔导度(gs)和细胞间CO2(Ci)浓度

气孔导度日变化曲线与净光合速率极为相近(图3),都表现为先减小后增加且出现最大值和最小值的时间点也一致。气孔导度的最大值出现在8:00左右,最小值在14:00左右。 Ci日变化相比于gs不显著,在14:00出现最低值,其变化范围在250-290 μmol/mol之间。 由此推断出叶片气孔导度减小,进入细胞内CO2受阻,叶绿体内光合作用过程可利用的CO2的浓度降低是导致樟树出现光合作用午休现象的主要原因。

2.4 水分利用效率(WUE)和内在水分利用效率(IWUE)

水分利用效率(WUE)是光合速率与蒸腾作用速率的比值(An/Tr),用于评价吸收一单位的CO2消耗水的量。内在水分利用效率(IWUE)定义为An/gs,用来评价气孔的效率。WUE与IWUE日变化如图4所示。WUE的变化趋势与净光合速率类似,最大值出现在早上8:00(4.26μmol CO2/mmol H2O),最小值出现在14:00(2.19μmol CO2/mmol H2O),之后有小幅度的回升。然而,IWUE则表现为单峰曲线,其最大值出现在WUE为最小值时间点,其最大值为52.36μmol CO2/ mol H2O, 而其它时间点IWUE观测值大小接近,都在45μmol CO2/ mol H2O作用范围内。

2.5 净光合速率与叶片温度、VPD之间的关系

对净光合速率与叶片温度、VPD之间进行回归分析,其结果显示:净光合速率与VPD之间呈显著的负相关性(p

3 结论与讨论

夏天中午前后, 光照强烈,中午12:00点时刻的光照强度超过2000μmol.m-2s-1;温度高,最高温度大于35℃;VPD值高, 此刻容易出现生光合“午休”现象。关于产生光合作用“午休”的原因, 由于学者研究所选用的材料不同,研究时所处的环境不同, 因此得出的结论也差异很大。高辉远等[6]对甘薯作物的研究发现, 在产生光合作用午休现象时刻,光合作用酶羧化效率,气孔导度等都显著降低,并且此刻细胞间隙CO2浓度(Ci)下降, 气孔阻力增加, 这表明气孔导度下降是造成甘薯光合午休现象的主要原因。李新国等[8]研究也表明,银杏在强光胁迫下,净光合速率的减小主要是由于气孔导度的下降所导致,而光抑制效应不是引起光合速率降低的主要原因。然而,郭延平等[9]指出,在中午强光处理后, 温州蜜柑叶片表现出最大荧光(Fm)、量子效率(AQY)、光化学效率(Fv/Fm)、初始荧光(Fo)、电子传递速率(ETR)下降, 说明中午净光合速率值减小是发生了光抑制,而不是由于气孔导度下降所引起。也有学者认为“光合午休”,这一现象是某些植物内在遗传特性导致的,是植物长期适应环境变化而形成的内生节律,其证据是,在适宜天气条件下,也出现中午光合速率下降[10]。Grassi等[11]学者对生长在地中海气候条件下的植物Arbutus unedo L研究表明,光合午休是由气孔的因素和非气孔因素(包括光合作用酶Rubisco的羧化活性,电子传递速率)共同造成的,并定量的分析了各个因素对光合“午休”效应的贡献量,而且表明各个因素的贡献量随季节不同而变化。

在本文研究中樟树的光合“午休”现象主要是由VPD和温度共同造成。中午前后,温度升高,空气相对湿度减少,叶片里外水汽饱和压力差迅速增大(图2),为防止水分过度消耗,维持叶片水分在一定范围内,气孔关闭,气孔导度降低(图3),净光合速率减小。而VPD的增大,一方面降低气孔导度,另一方面增加叶片里外饱和水汽差,因此蒸腾速率刚开始随着VPD的增加而上升,而后随着气孔的关闭而降低(图1)。VPD的增加伴随着温度的上升,高温对植物净光合速率产生抑制主要是通过降低光合化学系统PSII的效率实现[12]。

【参考文献】

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[2]Zak, D. R, Pregitzer, K. S, King ,J .S, et al. 2000. Elevated atmospheric CO2,fine roots and the response of soil microorganisms: A review and hypothesis[J]. New Phytol, 147:201-222.

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[4]许大全.光合作用“午睡” 现象的生态、生理、生化[J].植物生理学通讯,1990,26(6):5-10.

[5]舒英杰,周玉丽,郁继华.2006.茄子Pn日变化及光合 “午休” 的生理生态因子分析[J].中国农学通报,22(9):225-228.

[6]高辉远,邹琦.大豆光合午休原因的分析[J].作物学报,1994,20(3):357-362.

[7]郑国生,邹琦.田间大豆群体光合午休及喷灌效应[J].华北农学报,1994,9(1): 44-47.

[8]李新国,许大全,孟庆伟.银杏叶片光合作用对强光的响应[J].植物生理学报,1998,24(4):354-360.

[9]郭延平,张良诚,洪双松,等.温州蜜柑叶片光合作用的光抑制[J].园艺学报, 1999,26(5):281-286.

[10]胡绪岚,张上隆.国外果树光合作用研究进展[J].园艺学文摘,1983(5):1-9.