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1、高中生物 第三节 光能的捕获和利用教研中心 中图版【教研中心】教学指导一、课标要求1.通过学习光合作用，形成物质与能量辨证统一的观点。2.通过学习叶绿体和光合作用的知识，形成生物体结构和功能的统一性观点；通过独立操作实验，认识生物科学的价值，养成勇于实践的科学精神和科学态度。3.通过“光合作用的发现”的探究活动，体验科学研究的逻辑性和精确性。4.探究影响光合作用速率的环境因素，认识光合作用原理对提高作物产量的指导作用；二、教学建议创设情境：提出问题分析蔬菜大棚中为提高产量和改善品质而使用不同颜色的光，特别是红光或蓝紫光的作用导入本节的学习，既结合了现代农业，又紧扣“光合作用”的课题。在介绍光合
2、作用过程之前首先让学生了解光合作用研究的历史，注意让学生以教材中展现的光合作用研究历史中的重要事件为线索，遵循科学家的探索思路，总结出光合作用的探究历程。因为教材上介绍的历史非常经典，所介绍的都是在光合作用探索历程中所出现的问题和解决的方法，学生认真了解其重要过程，等于沿着科学家的发现思路作了一次思维的探究，这对于学生认识和掌握光合作用的具体过程是有必要的。在学习捕获光能的色素和叶绿体结构的知识时，实验非常重要。关于色素提取和分离的实验，除课本所介绍的用具和方法外，也可用成套的微量提取器来做这个实验，这样可以降低操作难度，效果也更明显。实验中要让学生仔细观察分离出的不同色带，注意色带的不同颜色
3、、分布顺序和宽窄，思考其中的原因。将提取的色素液放在光源和分光棱镜之间可以发现在红光和蓝紫光部分呈现暗带，说明这部分波长的光被色素吸收。由此让学生思考色素吸收的光用来做什么。有条件的学校还可以让学生观察色素的荧光现象，并简单介绍荧光现象产生的原因，让学生了解色素吸收了光能的事实。在学习光合作用的具体过程时，重点要学生掌握光反应和暗反应两个过程的区别和联系，特别是其中的物质变化和能量变化的过程，发生的部位和条件也是学生要弄清楚的内容。作为高中学生，应该试图从化学反应的角度上看待光合作用的过程，从化学反应发生的变化去认识水和二氧化碳是如何转变成有机物糖类等物质的。同时让学生明确在这两个过程中每一个
4、物质变化的来龙去脉和相应的能量转化的过程，以便从整体上认识和理解光合作用。在总结光合作用时，结合学生初中已有的知识基础，从物质和能量转变的高度上认识光合作用的意义。为了更好地认识光合作用原理在农业生产中的应用，可以让学生联系光合作用的原理来分析、解释一些生产现象，并组织好学生完成教材中的探究活动环境因素对光合作用强度的影响。资源参考知识拓展1.化能自养型微生物起初，人们认为只有绿色植物才能将二氧化碳转化为有机物，后来发现，即使没有叶绿素的参与，某些微生物也能将二氧化碳转化为有机物，这类微生物称做化能自养型微生物。这类微生物通过氧化如氢气、硫化氢、二价铁离子或亚硝酸盐等无机物，夺取无机物中的电子
5、，通过电子传递链合成ATP和NADPH，再利用ATP和NADPH完成二氧化碳的还原和固定。广泛地分布在土壤和水域环境中的硫化细菌、硝化细菌、氢细菌与铁细菌等都属于这类微生物。例如，氢细菌通过将氢气氧化为水，硫细菌通过将硫化氢氧化为硫酸盐，硝化细菌通过将氨氧化为亚硝酸盐，或将亚硝酸盐氧化为硝酸盐，来驱动二氧化碳的固定，完成有机物的合成。2.光质对光合作用的影响光合作用的强弱与光质有关。在可见光光谱的范围内，不同波长的光，光合作用的效率是不同的。由于叶绿体中色素吸收光的高峰是在红光和蓝紫光部分，所以，在能量相等的情况下，红光和蓝紫光光合作用的效率要高于黄绿光。科学研究表明，在不同的光质下，不但光合
6、作用的强弱有差异，而且光合作用的产物也不完全一样。例如，植物在蓝紫光的照射下生长，其光合作用产物中蛋白质和脂肪的含量就会增加；而在红光的照射下生长，其光合作用产物中糖类的含量就会比较多。人们根据上述科学原理，在需要人工补充光照的温室和塑料大棚中栽培农作物时，就可以根据所需要的光合作用产物的类型，来选择适合的光源以及玻璃或塑料薄膜了。例如，冷光镝灯的光谱成分接近于太阳光，且辐射出的热能比较少，是一种比较好的人工光源；又如，氙灯的可见光部分也近似于太阳光，但其紫外线和红外线则比太阳光的多，使用时应隔以玻璃或水层以吸收其紫外线或红外线。相比之下，日光灯的蓝紫光和绿光比太阳光的多而红光比太阳光的少；普通的白炽灯则蓝紫光比太阳光的少而红外光比太阳光多。科学家通过实验还发现，蓝色塑料薄膜育秧时有壮秧的效果，这一结果现已在不少地区的水稻育秧生产中得到应用。2用心 爱心 专心
