光合作用的原理在生產(chǎn)上的運(yùn)用
一、光合作用的原理在生產(chǎn)上的運(yùn)用
在大棚中加入一定量的二氧化碳,增加光照時(shí)間。在晚上適當(dāng)降低溫度。
二、下列在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施中,應(yīng)用了光合作用原理的是( ?。? A.移栽樹苗時(shí),根部帶有小塊土坨 B.播種
在一定面積的土地上,為了提高農(nóng)作物的產(chǎn)量,應(yīng)該讓陽(yáng)光盡量多的照射到農(nóng)作物上,盡量少的照射到空地上,并且盡量避免農(nóng)作物相互遮光,即種植農(nóng)作物應(yīng)該合理密植.
A、“移栽樹苗時(shí),根部帶一個(gè)土坨”是防止根部受損,目的是保護(hù)幼根和根毛;故不符合題意.
B、“播種玉米時(shí),要適當(dāng)保持一定的間距”是合理密植,使植物葉片充分接受光照,有利于植物的光合作用;故符合題意.
C、“早春播種后,使用透光塑料薄膜覆蓋”是給種子萌發(fā)提供適宜的溫度;故不符合題意.
D、“移栽樹苗時(shí),除去樹苗上部分葉片”是為了減少蒸騰作用,提高移栽樹苗的成活率.故不符合題意.
故選:B
三、植物光合作用?
【植物的光合作用】
綠色植物光合作用是地球上最為普遍、規(guī)模最大的反應(yīng)過(guò)程,在有機(jī)物合成、
蓄積太陽(yáng)能量和凈化空氣,保持大氣中氧氣含量和碳循環(huán)的穩(wěn)定等方面起很大作用
,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ),在理論和實(shí)踐上都具有重大意義。
葉片是進(jìn)行光合作用的主要器官,葉綠體是光合作用的重要細(xì)胞器。高等植物
的葉綠體色素包括葉綠素(a和b)和類胡蘿卜素(胡蘿卜素和葉黃素),它們分布在光合
膜上。葉綠素的吸收光譜和熒光現(xiàn)象,說(shuō)明它可吸收光能、被光激發(fā)。葉綠素的生物
合成在光照條件下形成,既受遺傳性制約,又受到光照、溫度、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)、水和氧氣
等的影響。
光合作用包括光反應(yīng)過(guò)程、光合碳同化二個(gè)相互聯(lián)系的步驟,光反應(yīng)過(guò)程包括原
初反應(yīng)和電子傳遞與光合磷酸化兩個(gè)階段,其中前者進(jìn)行光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換,
把光能轉(zhuǎn)換成電能,后者則將電能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP和NADPH2(合稱同化力)這兩種活躍的化學(xué)
能?;钴S的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定化學(xué)能是通過(guò)碳同化過(guò)程完成的。碳同化有C3、C4和CAM
三條途徑,根據(jù)碳同化途徑的不同,把植物分為C3植物、C4植物和CAM植物。但C3途徑
是所有的植物所共有的、碳同化的主要形式,其固定CO2的酶是RuBP羧化酶。C4途徑和
CAM途徑都不過(guò)是CO2固定方式不同,最后都要在植物體內(nèi)再次把CO2釋放出來(lái),參與C3
途徑合成淀粉等。C4途徑和CAM途徑固定CO2的酶都是PEP羧化酶,其對(duì)CO2的親和力大于
RuBP羧化酶,C4途徑起著CO2泵的作用;CAM途徑的特點(diǎn)是夜間氣孔開放,吸收并固定CO2
形成蘋果酸,晝間氣孔關(guān)閉,利用夜間形成的蘋果酸脫羧所釋放的CO2,通過(guò)C3途徑形成
糖。這是在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的適應(yīng)性。
光呼吸是綠色細(xì)胞吸收O2放出CO2的過(guò)程,其底物是C3途徑中間產(chǎn)物RuBP加氧形成的
乙醇酸。整個(gè)乙醇酸途徑是依次在葉綠體、過(guò)氧化體和線粒體中進(jìn)行的。C3植物有明顯的
光呼吸,C4植物光呼吸不明顯。
植物光合速率因植物種類品種、生育期、光合產(chǎn)物積累等的不同而異,也受光照、CO2
、溫度、水分、礦質(zhì)元素、O2等環(huán)境條件的影響。這些環(huán)境因素對(duì)光合的影響不是孤立的,
而是相互聯(lián)系、共同作用的。在一定范圍內(nèi),各種條件越適宜,光合速率就越快。
目前植物光能利用率還很低。作物現(xiàn)有的產(chǎn)量與理論值相差甚遠(yuǎn),所以增產(chǎn)潛力很大。
要提高光能利用率,就應(yīng)減少漏光等造成的光能損失和提高光能轉(zhuǎn)化率,主要通過(guò)適當(dāng)增加
光合面積、延長(zhǎng)光合時(shí)間、提高光合效率、提高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量系數(shù)和減少光合產(chǎn)物消耗。改善光
合性能是提高作物產(chǎn)量的根本途徑。
四、植物制造氧氣的過(guò)程是什麼?
一、光合作用的產(chǎn)物(板書)
教師指出:綠葉在光下制造淀粉的實(shí)驗(yàn),證明光合作用的產(chǎn)物有淀粉。(板書)
啟發(fā)思考:光合作用是否還有其他產(chǎn)物,
教師把光合作用產(chǎn)生氧氣的實(shí)驗(yàn)裝置由教室的窗臺(tái)移到講臺(tái)桌上。并加以簡(jiǎn)單介紹。
問(wèn):根據(jù)平時(shí)的觀察,看到金魚藻在光照下有什么現(xiàn)象發(fā)生?(學(xué)生回答:有氣泡產(chǎn)生)
啟發(fā)思考:光照下金魚藻產(chǎn)生的氣體會(huì)是什么氣體?
教師指出:我們可以來(lái)檢驗(yàn)收集到的氣體。教師進(jìn)行氣體檢驗(yàn)示范之后,問(wèn):將要熄滅的小木棍遇到該氣體時(shí)有什么現(xiàn)象發(fā)生?(學(xué)生回答:重新燃燒)
問(wèn):這種現(xiàn)象說(shuō)明產(chǎn)生的是什么氣體?
結(jié)論:氧氣。(板書)
啟發(fā)思考:綠葉在光下制造淀粉產(chǎn)生氧氣都需要什么原料呢?
二、光合作用的原料(板書)
教師出示并簡(jiǎn)單介紹光合作用吸收二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置。指出實(shí)驗(yàn)中氫氧化鈉溶液的作用,以及實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)單過(guò)程。
問(wèn):甲、乙兩套實(shí)驗(yàn)裝置有什么主要區(qū)別?(要求回答:甲裝置的槽里放的是氫氧化鈉溶液,乙裝置的槽里放的是清水。)
問(wèn):隨著時(shí)間的延長(zhǎng),甲、乙兩套實(shí)驗(yàn)裝置的空間內(nèi),空氣成分會(huì)發(fā)生什么變化?(要求回答:甲裝置內(nèi)空氣中的二氧化碳量比乙裝置內(nèi)二氧化碳量大大減少。)
教師展示該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,指出:摘自甲裝置內(nèi)的葉片,經(jīng)酒精脫色和碘液處理,未被染成藍(lán)色。而摘自乙裝置的葉片被染成藍(lán)色。
問(wèn):對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析可以得出什么結(jié)論呢?(在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上,教師最后概括。)
結(jié)論:必須有二氧化碳參加,綠葉在光下才能制造淀粉。
光合作用的原料:二氧化碳。(板書)
教師指出:經(jīng)科學(xué)家實(shí)驗(yàn)證明,沒(méi)有水參加,綠葉在光下也不能制造淀粉。
結(jié)論:光合作用的原料還有水。(板書)
通過(guò)上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)都可以說(shuō)明:光是綠色植物進(jìn)行光合作用的重要條件。除此之外光合作用還需要什么條件呢?
三、光合作用的條件(板書)
教師出示盆栽銀邊天竺葵。
問(wèn):銀邊天竺葵的葉片邊緣為什么是白色的?(要求回答:葉片邊緣的細(xì)胞里不含葉綠素。)
啟發(fā)思考:將經(jīng)過(guò)光照的銀邊天竺葵的葉片用酒精脫色和碘液處理后,葉片的顏色會(huì)發(fā)生什么變化?
教師出示該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,指出葉片中部原是綠色的部分被碘液染成了藍(lán)色,而白色的邊緣部分未被染成藍(lán)色。
問(wèn):對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析可以得出什么結(jié)論呢?(在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上,教師最后概括。)
結(jié)論:綠葉有葉綠素的部分經(jīng)光照才能產(chǎn)生淀粉。
光合作用的條件:光、葉綠素。(板書)
啟發(fā)思考:光合作用為什么需要光?
教師對(duì)有關(guān)能量的問(wèn)題作出形象的解釋之后,指出:植物進(jìn)行各種生命活動(dòng)都需要能量。綠葉進(jìn)行光合作用時(shí),就是依靠陽(yáng)光提供的能量,把二氧化碳和水等原料轉(zhuǎn)變成淀粉等有機(jī)物。同時(shí)釋放出氧氣。
通過(guò)以上幾個(gè)實(shí)驗(yàn),我們分別了解到光合作用的原料、條件和產(chǎn)物等內(nèi)容。現(xiàn)在全面的總結(jié)一下什么叫光合作用。
四、光合作用的概念(板書)
在學(xué)生思考回答的基礎(chǔ)上,教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中有關(guān)光合作用概念的內(nèi)容。
教師指出:現(xiàn)在我們已經(jīng)對(duì)光合作用有了初步的認(rèn)識(shí)。但是還有一些問(wèn)題需要我們進(jìn)一步深入探討,如在光合作用的過(guò)程中物質(zhì)和能量都發(fā)生了哪些根本變化,光合作用對(duì)植物本身、對(duì)于人類和整個(gè)生物界有什么意義等,這些問(wèn)題我們?cè)谙乱还?jié)課中再來(lái)繼續(xù)探討。
(第二課時(shí))
引言:有人把綠葉進(jìn)行光合作用,比作工廠的生產(chǎn)活動(dòng),你能說(shuō)出綠葉這個(gè)“綠色工廠”中的機(jī)器設(shè)備、原料、動(dòng)力和產(chǎn)物都是什么嗎?
在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上,啟發(fā)思考。
問(wèn):你能用一個(gè)簡(jiǎn)單的公式把“綠色工廠”的生產(chǎn)過(guò)程表示出來(lái)嗎?(在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上,教師進(jìn)行總結(jié)。)
光合作用的公式:(板書)
結(jié)合光合作用的公式,認(rèn)真思考:在光合作用的過(guò)程中,物質(zhì)和能量都發(fā)生了哪些根本的變化?(引出課題)
五、光合作用的實(shí)質(zhì)(板書)
問(wèn):還記得學(xué)習(xí)種子的成分時(shí),種子的成分包括哪兩大類物質(zhì),其中哪類物質(zhì)比較簡(jiǎn)單,哪類物質(zhì)比較復(fù)雜?(要求回答:無(wú)機(jī)物和有機(jī)物。無(wú)機(jī)物簡(jiǎn)單,有機(jī)物復(fù)雜。)
問(wèn):分析光合作用的公式,說(shuō)明在光合作用的過(guò)程中,物質(zhì)發(fā)生了哪些根本變化?(在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上,教師最后概括。)
簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物(二氧化碳和水)轉(zhuǎn)變成復(fù)雜的有機(jī)物(淀粉等),并且釋放出氧氣。
問(wèn):在物質(zhì)轉(zhuǎn)化的同時(shí),還有什么變化發(fā)生呢?(在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上教師最后概括。)
光能轉(zhuǎn)變成貯藏在有機(jī)物中的能量(化學(xué)能)。
從實(shí)質(zhì)上說(shuō),光合作用包含了兩個(gè)方面的轉(zhuǎn)化:(板書)
教師指出:關(guān)于光合作用過(guò)程中,二氧化碳和水等無(wú)機(jī)物是怎樣轉(zhuǎn)化成淀粉等有機(jī)物;光能是怎樣轉(zhuǎn)化成貯藏在有機(jī)物中的能量;釋放出的氧又是從何而來(lái)。這些比較復(fù)雜的問(wèn)題,留待我們?cè)诟咧猩飳W(xué)中再作進(jìn)一步的探討。
光合作用對(duì)綠色植物本身、對(duì)人類和自然界有什么意義呢?
六、光合作用的意義(板書)
問(wèn):人和動(dòng)物也能像綠色植物那樣,把從外界攝入到體內(nèi)的各種無(wú)機(jī)物在體內(nèi)轉(zhuǎn)化成有機(jī)物嗎?(學(xué)生回答:不能)
問(wèn):那么,我們?nèi)撕蛣?dòng)物體內(nèi)的各種有機(jī)物是哪來(lái)的呢?(學(xué)生回答:從食物中獲得的)
問(wèn):人和動(dòng)物吃的植物性、動(dòng)物性食物中的有機(jī)物又是從哪來(lái)的呢?(在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上教師最后概括。)
食物中的各種有機(jī)物,都是直接或間接由綠色植物通過(guò)光合作用制成的。不僅如此,自然界中的各種有機(jī)物,包括我們比較熟悉的棉、麻、糖、橡膠等,也都是綠色植物通過(guò)光合作用給我們提供的。
據(jù)科學(xué)家估計(jì),整個(gè)地球上的綠色植物光合作用一年所制造的有機(jī)物,若折算成葡萄糖可達(dá)4500億噸左右。
概括出意義之一:
(一)為人類和整個(gè)生物界提供大量的有機(jī)物(板書)
綠色植物可以直接利用光能來(lái)進(jìn)行重要的生命活動(dòng)——光合作用。
問(wèn):人和動(dòng)物體是否也能直接利用光能來(lái)進(jìn)行各種生命活動(dòng)呢?(學(xué)生回答:不能)
問(wèn):那么,我們?nèi)梭w或動(dòng)物進(jìn)行生命活動(dòng)所需要的能量是由誰(shuí)提供的呢?(學(xué)生回答:是食物中貯藏的能量)
問(wèn):食物中貯藏的能量又是哪來(lái)的呢?(學(xué)生回答:直接或間接來(lái)源于綠色植物的光合作用,來(lái)源于太陽(yáng)光能。)
教師指出:不僅植物性、動(dòng)物性食物中貯藏的能量來(lái)源于綠色植物的光合作用,來(lái)源于光能。我們用的柴草、煤、石油、天然氣等能源物質(zhì),也都是現(xiàn)在或過(guò)去的綠色植物通光合作用所貯藏的太陽(yáng)能。
據(jù)估計(jì),地球上綠色植物一年進(jìn)行光合作用所提供的能量,若折算成電能,可達(dá)1700萬(wàn)億度?,F(xiàn)在整個(gè)地球上人類一年所消耗的能量?jī)H占綠色植物光合作用所提供能量的10%左右。
概括出意義之二:
(二)為人類和整個(gè)生物界提供豐富的能源(板書)
問(wèn):人和動(dòng)物以及其他生物在呼吸時(shí),吸進(jìn)的氣體和呼出的氣體成分有什么不同?
在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上,教師指出:生物呼吸時(shí)消耗了很多氧氣,產(chǎn)生了很多二氧化碳。自然界中的燃燒同樣要消耗很多氧氣而產(chǎn)生很多二氧化碳。
據(jù)科學(xué)家估計(jì),全世界生物的呼吸和燃燒所消耗的氧氣,每秒鐘可達(dá)l萬(wàn)噸左右。照這樣的速度,大氣中的氧氣在3000年左右就會(huì)被用完。但是我們生活中并沒(méi)有明顯感到環(huán)境中氧氣不足和二氧化碳過(guò)多,這是什么原因呢?這還要?dú)w功于綠色植物的光合作用。據(jù)估計(jì),l公頃闊葉林,在生長(zhǎng)季節(jié)其光合作用每天能吸收二氧化碳 1噸,釋放出氧氣0.73噸。地球上綠色植物進(jìn)行光合作用一年所釋放出的氧氣,可以達(dá)到4800億噸左右!
概括出意義之三:
(三)維持自然界中氧氣和二氧化碳含量的相對(duì)穩(wěn)定(板書)
綜上所述,光合作用是生物界食物的來(lái)源、能量的來(lái)源、氧氣的來(lái)源。綠色植物的光合作用是地球上一切生物的生存、繁榮和發(fā)展的根本保障。
七、光合作用的原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用(板書)
教師指出:在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,農(nóng)作物產(chǎn)量的高低與農(nóng)作物在光合作用中制造有機(jī)物的多少有直接關(guān)系。
問(wèn):根據(jù)光合作用的原理,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上爭(zhēng)取農(nóng)作物豐收的重要途徑是什么?(要求回答:充分利用陽(yáng)光)
據(jù)估計(jì),目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上太陽(yáng)能的平均利用率僅為0. 5%左右,一些高產(chǎn)田可達(dá)2—3%,一些實(shí)驗(yàn)田光能的利用率可達(dá)5%。
問(wèn):為了充分利用陽(yáng)光,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可以采取哪些具體措施呢?(在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上,教師最后概括。)
合理密植、間作套種。(板書)
教師對(duì)上述術(shù)語(yǔ)加以簡(jiǎn)單解釋。并且指出:我國(guó)南方還可以改一年一作為一年兩作或三作;北方可以盡量擴(kuò)大溫室和塑料大棚的栽種面積等。在采取人工照明延長(zhǎng)光照時(shí)間、提高環(huán)境中二氧化碳濃度等方面,人們也在進(jìn)行著科學(xué)的探索,并取得了一定的成績(jī)。