第1節(jié)光合作用
一、光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換
光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換
【教學(xué)目標(biāo)】
知識(shí)目標(biāo)
1.知道光能在葉綠體中如何轉(zhuǎn)換成電能，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能的過程
2.了解nadph和atp中活躍的化學(xué)能，在暗反應(yīng)中轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)存在糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能的過程
情感目標(biāo)
通過學(xué)生對課件的分析與討論，提高學(xué)生的合作精神和認(rèn)真探索知識(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度，并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物科學(xué)的興趣及熱情
能力目標(biāo)
1.理解和獲取生物科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的能力
2.提高學(xué)生的科學(xué)判斷、推理等思維能力和觀察力
3.學(xué)會(huì)運(yùn)用新知識(shí)解決和分析實(shí)際問題，理論聯(lián)系實(shí)際的能力
【教學(xué)重點(diǎn)】1.光能轉(zhuǎn)換成電能2.電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能
【教學(xué)難點(diǎn)】光能轉(zhuǎn)換成電能
【教學(xué)方法】討論法、講授法、演示法相結(jié)合
【教具】多媒體課件。
【課時(shí)按排】一課時(shí)
【教學(xué)過程】
引言
�。ㄕn件展示）從當(dāng)今世界面臨的糧食危機(jī)對人類生存和發(fā)展的嚴(yán)重影響以及我國耕地減少與人口數(shù)量大引發(fā)的糧食需求的突出矛盾；從提高糧食產(chǎn)量的緊迫性和巨大潛力，引出進(jìn)一步對光合作用中能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化進(jìn)行深入研究的必要，從而導(dǎo)入本節(jié)的研究內(nèi)容——光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換。
教學(xué)過程
<師生共同活動(dòng)>概括復(fù)習(xí)必修課《光合作用》一節(jié)的內(nèi)容
<教師啟發(fā)學(xué)生回憶>在高二學(xué)習(xí)中已知的能量轉(zhuǎn)換過程，與本節(jié)第一段結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出光能在葉綠體中轉(zhuǎn)換的三個(gè)步驟的發(fā)生部位及反應(yīng)階段（課件展示），并進(jìn)入下面的三個(gè)研究主題。
一、光能轉(zhuǎn)換成電能
<學(xué)生活動(dòng)>觀察、回憶葉綠體結(jié)構(gòu)，特別是與光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換有關(guān)的色素的種類、功能。
< 小結(jié)>從色素的功能方面對各種色素進(jìn)行分類總結(jié)。
<教師活動(dòng)>“光能是如何轉(zhuǎn)換成電能的”？課件展示光能轉(zhuǎn)換成電能的動(dòng)畫示意圖，要求學(xué)生反復(fù)觀察，引導(dǎo)學(xué)生通過對示意圖的觀察、分析、討論，依次解決以下問題：
１．a(chǎn)、b表示色素，它們分別代表什么色素以及各自的作用？２．特殊狀態(tài)的葉綠素a在光的照射下發(fā)生了什么變化？
３．特殊狀態(tài)的葉綠素a是怎么失去電子的？４．失去電子的葉綠素a是什么性質(zhì)？
�。担ル娮拥娜~綠素a從哪里奪取電子？試寫出水分子光解的反應(yīng)式？６．脫離葉綠素a的電子去哪里了？
�。罚罱K的電子供體和電子受體分別是？
<小結(jié)>在光的照射下，少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a，連續(xù)不斷地丟失電子和獲得電子，從而形成電子流，使光能轉(zhuǎn)換成電能。
二、電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能
<教師活動(dòng)>提出水的光解中電子的傳遞和氫離子的去路的問題，以此進(jìn)入第二個(gè)研究主題，即電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能。（展示課件）光合作用中形成nadph和atp的動(dòng)畫示意圖和對教材中資料的閱讀，引導(dǎo)學(xué)生分析：
�。保墓饨猱a(chǎn)生的電子和氫離子最終傳遞給什么物質(zhì)，并生成了什么物質(zhì)？反應(yīng)需何條件？嘗試寫出物質(zhì)變化的反應(yīng)式。
�。玻陔娮觽鬟f過程中還形成了什么物質(zhì)？寫出其反應(yīng)式。３．在物質(zhì)形成過程中，能量形式發(fā)生的變化情況？
�。矗娔苻D(zhuǎn)換成的活躍的化學(xué)能，貯存在什么物質(zhì)中？５．能量轉(zhuǎn)換的場所？
要求學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上，判斷、推理、討論后得出結(jié)論。
三、活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能
<學(xué)生活動(dòng)>回憶必修課中暗反應(yīng)的知識(shí)，比較本節(jié)與必修的關(guān)系回答：
�。保產(chǎn)tp和nadph參與暗反應(yīng)階段的什么過程的反應(yīng)？
�。玻诖诉^程中能量形式發(fā)生了什么變化以及場所在哪？
<教師補(bǔ)充>１．一個(gè)被還原的物質(zhì)再氧化時(shí)是吸收能量還是釋放能量？
�。玻產(chǎn)tp和nadph在不同階段自身不斷氧化還原的變化情況以及在光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段的聯(lián)系中所起的作用。
小結(jié)：光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換內(nèi)容中，要點(diǎn)集中為能量轉(zhuǎn)換中的光能轉(zhuǎn)換成電能，電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能這兩個(gè)能量轉(zhuǎn)換步驟及相應(yīng)的物質(zhì)變化。（課件展示全過程及列表比較各過程中物質(zhì)和能量變化）
反應(yīng)階段能量變化物質(zhì)變化
光反應(yīng)光能轉(zhuǎn)換成電能水在光下分解
電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能ｎａｄｐh和ａｔｐ的形成
暗反應(yīng)ｃｏ２的固定
活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能ｃｏ２的還原及糖類等有機(jī)物的形成
課堂練習(xí)（見課件）
二、c3植物和c4植物
教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)方面
（1）通過觀察c3植物和c4植物葉片的永久橫切片，使學(xué)生識(shí)記c3植物和c4植物在葉片結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，并以此了解c4植物光合作用的特點(diǎn)（識(shí)記）。
�。�2）c4植物固定二氧化碳的能力明顯提高的原因（知道）。
2．態(tài)度觀念方面
通過對c3植物暗反應(yīng)發(fā)現(xiàn)過程的介紹，使學(xué)生了解一種科學(xué)研究方法—放射性同位素標(biāo)記法，以此培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的熱愛和對科學(xué)研究的興趣。
3．能力方面
通過本節(jié)課的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)觀察能力、對生命現(xiàn)象及背景材料的分析歸納能力和獲取知識(shí)的能力。
重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
重點(diǎn)：c3植物和c4植物在葉片結(jié)構(gòu)上的區(qū)別及c3植物光合作用的特點(diǎn)。
難點(diǎn)：c4植物光合作用的特點(diǎn)。
教學(xué)模式：實(shí)驗(yàn)觀察——材料分析——概括歸納。教學(xué)手段：實(shí)驗(yàn)觀察、材料分析和多媒體課件輔助教學(xué)。
課時(shí)安排：一課時(shí)
設(shè)計(jì)思路
提供原始材料，使學(xué)生了解美國化學(xué)家卡爾文對c3植物的暗反應(yīng)的研究成果，引出c3植物的發(fā)現(xiàn)過程。通過用顯微鏡觀察c3植物和c4植物葉片結(jié)構(gòu)，了解c3植物和c4植物的葉片結(jié)構(gòu)的不同從而進(jìn)行c3途徑和c4途徑的教學(xué)。
教學(xué)過程：
一、引言
光合作用是在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的一個(gè)復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化過程，是地球上最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。由于光合作用如此重要，它很早就吸引了許多科學(xué)家的興趣。一個(gè)世紀(jì)以來，為了探尋光合作用的具體化學(xué)反應(yīng)過程，科學(xué)家進(jìn)行了大量的研究，誕生出眾多的科學(xué)巨人，如在必修教材中涉及到的海爾豪特、普利斯特利、薩克斯、恩吉爾曼、魯賓和卡門等，其中美國化學(xué)家卡爾文因揭示了植物光合作用暗反應(yīng)的機(jī)理而獲得了1961年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
二、新課
【教師活動(dòng)】提供材料：《卡爾文與地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)》。
卡爾文（me1vin ca1vin 1911～1997）生于美國明尼蘇達(dá)州，1931年獲得密歐根采礦技術(shù)學(xué)院的化學(xué)學(xué)士學(xué)位，1935年獲明尼蘇達(dá)州大學(xué)的博士學(xué)位，1944年到1945年在曼哈頓計(jì)劃中從事鈾的研究。
1940年，魯賓（s.ruben）和卡門（m.kanmen）發(fā)現(xiàn)了碳的長壽命同位素14c，使卡爾文有了一種理想的工具來追蹤二氧化碳是如何在暗反應(yīng)中一步步變成碳水化合物的。在卡爾文的研究過程中，14c成了主要工具，發(fā)揮了特別重要的作用。
卡爾文在一個(gè)裝置中放入進(jìn)行光合作用的小球藻懸浮液，注入普通的二氧化碳，然后按照預(yù)先設(shè)定的時(shí)間長度向裝置中注入14c標(biāo)記的二氧化碳，在每個(gè)時(shí)間長度結(jié)束時(shí)，殺死小球藻，使酶反應(yīng)終止，提取產(chǎn)物進(jìn)行分析。他通過色譜分析法發(fā)現(xiàn)當(dāng)把光照時(shí)間縮短為幾分之一秒時(shí)，磷酸甘油酸（c3）占全部放射性的90％，這就證明了磷酸甘油酸（c3）是光合作用中由二氧化碳轉(zhuǎn)化的第一個(gè)產(chǎn)物。在5秒鐘的光合作用后，卡爾文找到了含有放射性的c3、c5和c6。
在實(shí)驗(yàn)中，卡爾文發(fā)現(xiàn)在光照下c3和c5很快達(dá)到飽和并保持穩(wěn)定。但當(dāng)把燈關(guān)掉后，c3的濃度急速升高，同時(shí)c5的濃度急速降低。如果在光照下突然中斷二氧化碳的供應(yīng)，則c5就積累起來，c3就消失。
【學(xué)生活動(dòng)】分析材料，結(jié)合所學(xué)內(nèi)容回答問題：1．在文中，卡爾文運(yùn)用了哪些研究方法？（放射性同位素標(biāo)記法、色譜分析法）2．被標(biāo)記的碳元素首先出現(xiàn)在哪一種化合物中？（磷酸甘油酸c3）3．文中的最后一段說明了什么問題？（c5是二氧化碳的受體，c3是二氧化碳固定后的產(chǎn)物）
【教師活動(dòng)】復(fù)習(xí)總結(jié)c3植物暗反應(yīng)特點(diǎn)。介紹c4植物的發(fā)現(xiàn)過程。
澳大利亞科學(xué)家m.d.hatch和c.r.slack在研究玉米、甘蔗等原產(chǎn)熱帶地區(qū)的綠色植物發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向這些綠色植物提供14c時(shí)，光合作用開始后的1秒內(nèi)，90％以上的14c出現(xiàn)在含有四個(gè)碳原子的有機(jī)酸（c4）中。隨著光合作用的進(jìn)行，c4中的14c逐漸減少，而c3中的14c逐漸增多。
【學(xué)生活動(dòng)】分析上述材料。結(jié)論：說明在這類綠色植物的光合作用中，co2中的c原子首先轉(zhuǎn)移到c4中，然后才轉(zhuǎn)移到c3中。
【教師活動(dòng)】介紹c3和c4的概念和常見的種類。【學(xué)生活動(dòng)】用顯微鏡觀察菠菜葉和玉米葉的永久橫切片。
課堂討論：c3植物和c4植物的葉片結(jié)構(gòu)有哪些不同？
【師生互動(dòng)】結(jié)合教材圖2-3和圖2-4及多媒體課件分析c3和c4植物葉片結(jié)構(gòu)的區(qū)別并將觀察結(jié)果記錄于下表。
【教師補(bǔ)充說明】通過研究發(fā)現(xiàn)，c3植物的維管束鞘細(xì)胞含有沒有基粒的葉綠體，這種葉綠體不僅數(shù)量多，而且體積大。c3植物和c4植物之所以具有不同的固定co2的途徑與二者的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。
【學(xué)生活動(dòng)】以學(xué)習(xí)研究小組為單位分析選修教材圖2-5c4植物光合作用特點(diǎn)示意圖和必修教材圖3-8并填寫下表：
【教師總結(jié)】c4植物固定co2的pep羧化酶與co2的親和力比c3途徑中c5羧化酶與co2的親和力高60倍。因此，c4植物能夠把大氣中含量很低的co2以c4的形式固定下來，并運(yùn)輸?shù)骄S管束鞘細(xì)胞的葉綠體中供c3途徑利用。因此，在熱帶的高溫地區(qū)及在夏季炎熱的中午，葉片氣孔關(guān)閉，c4植物能夠利用葉片內(nèi)細(xì)胞間隙中含量很低的co2進(jìn)行光合作用。c4植物比c3植物更適于生活在溫度較高的熱帶地區(qū)，c4植物比c3植物在進(jìn)化上更高等。
要點(diǎn)提示
1．卡爾文的研究成果在教材中未涉及到，但是在1991年全國高考和1996年的上海高考題中引用了卡爾文的研究過程。在教學(xué)中應(yīng)盡量給予學(xué)生科學(xué)研究的第一手資料，使學(xué)生在了解c4植物的發(fā)現(xiàn)過程中不僅掌握科學(xué)研究的結(jié)果，還學(xué)習(xí)到了科學(xué)研究的方法和過程。
2．c4植物和c3植物的葉片結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的教學(xué)應(yīng)盡量發(fā)揮學(xué)生的主體性，使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察先獲得感性認(rèn)識(shí)，再討論歸納總結(jié)，這樣比較符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。
3．教師要盡量將圖片、圖表制作成多媒體演示文稿，這樣可吸引學(xué)生的注意力，并能發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生的討論中心，有益于學(xué)生知識(shí)的建構(gòu)。
三、提高農(nóng)作物的光合作用效率
教學(xué)目標(biāo)
1．知識(shí)方面：光合作用效率的概念以及提高光合作用效率的主要措施和原理（知道）。
2．態(tài)度觀念方面：
（1）通過本節(jié)課的教學(xué)，使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識(shí)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)合起來，從而對學(xué)生進(jìn)行sts（科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)）的教育。
�。�2）通過介紹我國古代農(nóng)業(yè)發(fā)展史中的成就，對學(xué)生進(jìn)行愛國主義教育。
3．能力方面：培養(yǎng)學(xué)生對問題的分析能力和綜合能力。
重點(diǎn)、難點(diǎn)：提高農(nóng)作物光能利用率的主要措施及原理。
分析：本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容并不難，關(guān)鍵是要將必修教材和選修教材聯(lián)系起來，使學(xué)生在整體上建立起知識(shí)的聯(lián)系。提高農(nóng)作物的光合作用效率要從光合作用的條件和原料兩方面考慮，要使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐聯(lián)系起來。培養(yǎng)學(xué)生的sts思想是本節(jié)課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。
教學(xué)模式：設(shè)疑激趣——師生互動(dòng)——建構(gòu)知識(shí)。教學(xué)手段：制作多媒體課件輔助教學(xué)。
課時(shí)安排：一課時(shí)
設(shè)計(jì)思路：以問題引導(dǎo)學(xué)生，以歷史文獻(xiàn)吸引學(xué)生，以生產(chǎn)實(shí)踐帶動(dòng)學(xué)生，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的思維和能力。
教學(xué)過程
一、引言
民以食為天。然而人類賴以生存的第一個(gè)要素——糧食卻面臨著日益短缺的嚴(yán)重局面，如何提高農(nóng)作物的光合作用效率是我們面臨的一個(gè)嚴(yán)峻的課題。光合作用效率是指綠色植物通過光合作用制造的有機(jī)物中所含有的能量與光合作用中吸收的光能的比值。
二、新課【教師活動(dòng)】引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)光合作用的概念、過程，得出光合作用總反應(yīng)式：（略）
從化學(xué)反應(yīng)式的角度分析光合作用總反應(yīng)式，若要提高光合作用有機(jī)物的生成量，我們可采取哪些積極有效的措施？
【學(xué)生討論】得出結(jié)論：從光合作用的條件看：
1．增加光照，可以：（1）延長光照時(shí)間，提高復(fù)種指數(shù)；（2）增加光照面積，進(jìn)行合理密植；（3）控制光照強(qiáng)弱。
2．增加礦質(zhì)元素的供應(yīng)，提高葉肉細(xì)胞的葉綠素含量。
3．控制溫度，大棚作物白天可適當(dāng)降低溫度，夜晚適當(dāng)提高溫度。
從光合作用的原料看：
1.增加作物周圍二氧化碳濃度。
2.合理灌溉，增加植物體內(nèi)的水分來增加光合作用的原料。
【教師活動(dòng)】肯定學(xué)生的結(jié)論，確定本節(jié)課的中心：說古論今談如何增加光合作用效率。
陽光給人類帶來了光明和溫暖，陽光被綠色植物吸收利用，使千姿百態(tài)的`植物界得以郁郁蔥蔥，植物為人類及所有動(dòng)物制造有機(jī)物，使其得以繁衍和生存。自古以來我國勞動(dòng)人民就十分重視陽光與作物生長的關(guān)系，對于陽生植物和陰生植物早有記載。例如：《周禮》中記載：“陽木生山南者，陰木生山北者。”《詩經(jīng)》中說：“梧桐生矣，于彼朝陽�！�
【學(xué)生活動(dòng)】翻譯以上兩句古漢語，并分析其中的含義。
“陽木生山南者，陰木生山北者”意為樹木有的喜陽光，適宜種在陽光充足的山南，有的喜陰暗，適宜種在光線較弱的山北�！拔嗤┥�，于彼朝陽”意為梧桐生長在那朝陽的地方。
【教師活動(dòng)】以上兩句古漢語反映了古人對多種植物的陰生和陽生之性已有了明確的認(rèn)識(shí)。有些植物進(jìn)行光合作用時(shí)需要強(qiáng)的光照才能生長發(fā)育良好，才能提高光合作用效率，這類植物屬于陽生植物。有些植物進(jìn)行光合作用時(shí)大強(qiáng)的光照不利于其生長發(fā)育，也就不利于提高光合作用效率，這類植物屬于陰生植物。
【學(xué)生活動(dòng)】就所學(xué)知識(shí)舉例說明哪些植物是陽生植物，哪些植物是陰生植物。
【教師總結(jié)】我們應(yīng)根據(jù)植物的生活習(xí)性因地制宜地種植植物。例如，古書中記載：梧桐“陽木也”，“桐之性皆惡陰、寒，喜明、暖，陰寒則難長，明暖則易大�！庇秩绻艜袑笾�、龍眼的陰陽特性也有記載：“荔枝屬火，宜使向陽；龍眼屬水，宜向陰”“當(dāng)日荔枝，背日龍眼�！笨梢娬莆罩参镪庩栔�，因地制宜地種植是栽培成功。獲得優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的重要因素之一。
【教師活動(dòng)】提出問題：如何增加二氧化碳的供應(yīng)呢？
得出結(jié)論：綠色植物周圍空氣中的二氧化碳的含量，直接影響綠色植物的光合作用效率。
【教師活動(dòng)】提出問題：空氣中的二氧化碳一般占空氣體積的0．03%，當(dāng)植物旺盛生長時(shí)，所需的二氧化碳就更多，若只靠空氣中二氧化碳本身的濃度差所造成的擴(kuò)散作用滿足不了植物對二氧化碳的需求。那么，如何提高空氣中二氧化碳的濃度呢？
【學(xué)生活動(dòng)】討論分析（教師要參與學(xué)生的討論，引導(dǎo)討論的中心）。
得出結(jié)論：作物需要良好的通風(fēng)，使大量空氣通過葉面，使光合作用正常進(jìn)行。
【教師活動(dòng)】肯定學(xué)生的分析，并進(jìn)行歸納總結(jié)。
陽光是植物進(jìn)行光合作用的能量來源，而空氣中的二氧化碳和根系吸收的水分是植物進(jìn)行光合作用的原料。把植物種成一定規(guī)格的行列，相互保持一定的距離，使植物受到充足的陽光照射，使流動(dòng)的空氣送進(jìn)農(nóng)田的四面八方，是提高作物光合作用效率的有效手段�！洱R民要術(shù)》中提到種植作物要“正其行，通其風(fēng)”就是這個(gè)道理，我國古書中還記載：“種植桃、李、梨、柿三丈一樹，八尺為行，果類相從，縱橫得當(dāng)。”“通風(fēng)見日，實(shí)大而美。”即改善通風(fēng)透光條件有利于作物提高光合作用效率，使作物增產(chǎn)。
另外，不同的光質(zhì)對提高光合作用效率也有影響。例如，在藍(lán)紫光下光合產(chǎn)物中蛋白質(zhì)和脂肪的含量較多；在紅光的照射下，光合產(chǎn)物中的糖類含量較多。
【學(xué)生活動(dòng)】分析在作物壯秧的時(shí)候，塑料大棚用什么顏色的塑料薄膜較好。結(jié)論：藍(lán)色。
【教師活動(dòng)】提出問題：隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，日光溫室種植果蔬已成為我國優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)的一枝奇秀，日光溫室中如何提高空氣中二氧化碳的濃度呢？
【學(xué)生活動(dòng)】分組討論，得出結(jié)論。
1．施用固體二氧化碳（干冰）。
2．使用農(nóng)家肥，可以使土壤中微生物的數(shù)量增多，活動(dòng)增強(qiáng)，分解有機(jī)物，放出二氧化碳。
3．植物的秸稈通過深耕埋于地下，也可以通過微生物的分解作用產(chǎn)生二氧化碳。
4．使用nh4hco3肥料，既可以為植物提供銨鹽，又可以為植物提供二氧化碳。
5．溫室作物也要合理密植和通風(fēng)透光。
6．日光溫室可與養(yǎng)殖場的雞舍和豬圈相連，動(dòng)物通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生二氧化為植物光合作用提供原料，植物光合作用產(chǎn)生的氧氣可用于動(dòng)物的細(xì)胞呼吸。
【教師補(bǔ)充】溫室中還可以使用二氧化碳發(fā)生器，二氧化碳發(fā)生器的原理是利用硫酸和碳酸鹽反應(yīng)生成二氧化碳。
提出問題：當(dāng)全球范圍內(nèi)空氣中二氧化碳的含量無限制地提高時(shí)，會(huì)有什么負(fù)面影響？
【學(xué)生活動(dòng)】討論并分析回答。
結(jié)論：會(huì)促成溫室效應(yīng)的出現(xiàn)，使地球變暖、冰川融化、海面上升、氣候異常。（教師要對學(xué)生的討論和分析給予充分的肯定。）
【教師講解】綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，需要多種必需的礦質(zhì)元素，如n、p、k、mg等，這些元素在植物的生命活動(dòng)中都有哪些作用？
【學(xué)生活動(dòng)】討論氮元素在植物生命活動(dòng)中的作用。
結(jié)論：
1．氮元素是蛋白質(zhì)的主要組成元素，而蛋白質(zhì)是細(xì)胞結(jié)構(gòu)和酶的重要組成成分。
2．氮元素是atp中腺苷的組成元素。
3．光反應(yīng)的電子受體nadp+含有氮元素。
4．核酸中有含氮的堿基。
5．吲哚乙酸中含有氮元素。
【教師補(bǔ)充說明】葉綠素中也含有氮元素。由此可見，氮元素在植物的生命活動(dòng)中占有重要的地位，故氮元素有生命元素之稱。當(dāng)?shù)毓⿷?yīng)充足時(shí)，葉片大而鮮綠，光合作用旺盛，產(chǎn)量高，因此種植葉菜類的蔬菜，應(yīng)多施氮肥。但是氮肥施用過多，會(huì)造成葉片徒長，機(jī)械組織不發(fā)達(dá)，易倒伏。如果植物缺氮，則生長緩慢，植株矮小，葉綠素含量少，葉子變黃，直接影響植物的光合作用效率。
【學(xué)生活動(dòng)】討論磷元素在植物生命活動(dòng)中的作用。
結(jié)論：
1．生物膜結(jié)構(gòu)的組成成分磷脂中含有磷元素。
2．磷元素是dna和rna的組成成分。
3．磷元素是atp和nadph的組成元素。
【教師補(bǔ)充說明】磷元素還直接參與糖類的合成和分解，例如，光合作用暗反應(yīng)產(chǎn)物中的c3和c5都含有磷元素。在有氧呼吸中，葡萄糖首先轉(zhuǎn)化為葡萄糖-6-磷酸。植物缺磷時(shí)，生長緩慢，葉片呈暗綠色，某些植物的葉片還呈紅色和紫色，且在老葉最先表現(xiàn)出來。
鎂元素是葉綠素的組成成分。植物缺鎂時(shí)，葉綠素不能合成，在老葉上表現(xiàn)為缺綠，嚴(yán)重影響光合作用的效率。
鉀元素能促進(jìn)糖類物質(zhì)運(yùn)輸?shù)絻?chǔ)藏器官，并促進(jìn)儲(chǔ)藏器官合成多糖，例如，種植馬鈴薯、水稻、小麥等以收獲淀粉為主的作物要多施鉀肥。植物缺鉀時(shí)，蛋白質(zhì)分解，葉綠素破壞，葉色變黃卷曲，莖桿易倒伏，抗旱抗寒能力降低。
提出問題：如何進(jìn)行合理施肥？
【學(xué)生活動(dòng)】結(jié)合教材“生物的新陳代謝與植物的礦質(zhì)營養(yǎng)”一節(jié)討論如何進(jìn)行合理施肥。
結(jié)論：1.根據(jù)植物的生長規(guī)律和需肥規(guī)律施肥。
2.可以進(jìn)行根外施肥。
3.與豆科植物進(jìn)行間種和輪作，提高土壤的肥力，使植物獲得更多的氮肥。
4.發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，動(dòng)物的糞便、沼氣池的沼渣、養(yǎng)魚塘的塘泥、河水表面的藻類（因?yàn)楹心芄痰乃{(lán)藻，因此含有大量的氮肥）等均可作為肥料。
5．將植物秸稈尤其是豆科植物的秸稈進(jìn)行深耕翻壓，也是增加土壤肥力的有效措施。
【教師總結(jié)】我國古代農(nóng)業(yè)注重并大量施用有機(jī)農(nóng)家肥料的歷史源遠(yuǎn)流長，《齊民要術(shù)》中指出豆類植物是作物最好的前茬，如“美田之法，綠豆為上”，并總結(jié)了20多種輪作的方法，充分肯定了豆類植物輪作的地位，使我國的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)走上了種地養(yǎng)地的道路。我國有“莊稼要長好，底糞要上飽”，“莊稼上底糞，糧食打滿囤”，“底肥不足苗不長，追肥不足苗不旺”的農(nóng)諺，足以說明礦質(zhì)元素對提高農(nóng)作物光合作用效率的重要作用。但是過多地使用化學(xué)肥料會(huì)使土壤板結(jié)，使水體富營養(yǎng)化，因此應(yīng)走可持續(xù)發(fā)展的道路，發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。
另外，選擇具有優(yōu)良性狀的雜交品種也是提高光合作用效率的有效措施。被譽(yù)為“雜交水稻之父”的我國著名科學(xué)家袁隆平研究的三系配套雜交水稻技術(shù)已經(jīng)在世界上幾十個(gè)國家推廣和應(yīng)用，大大提高了糧食的產(chǎn)量，解決了幾億人的吃飯問題。這個(gè)內(nèi)容我們將在下一章進(jìn)行介紹。
要點(diǎn)提示
1.提高農(nóng)作物的光合作用效率要從光合作用的條件——光和葉綠體中的色素與光合作用的原料——二氧化碳和水等方面考慮。
2．提高作物周圍的二氧化碳濃度及增加施用礦質(zhì)元素一定要注意對環(huán)境的影響，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保觀念和提高環(huán)境保護(hù)意識(shí)。
3．在講礦質(zhì)元素對光合作用效率的影響時(shí)，要注意將必修教材和選修教材的相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系起來，并向?qū)W生滲透生態(tài)農(nóng)業(yè)的思想。
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