光合作用的現(xiàn)象精選(九篇)

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第1篇：光合作用的現(xiàn)象范文

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）03B-0051-02

一、教材分析

光合作用是植物十分重要的一項生理功能。在義務教育七年級生物教材中，“光合作用”是教學的重點和難點，也是中考的?？挤秶９夂献饔玫母拍钍菍W生學到的第一個比較復雜的概念。本節(jié)主要通過幾個演示實驗來講述這一生理功能，包含兩大知識點——探究綠葉在光下制造有機物和光合作用的概念、原料、條件、場所、產物、表達式、實質和意義等，其中“綠葉如何在光下制造有機物”是最難的一個知識點。到九年級上復習課時，雖然學生已經學過了光合作用，但大部分學生對這一知識還是似懂非懂。如何通過一根教學主線把這些知識串連起來，是讓學生更好地理解和掌握光合作用這一知識的關鍵。

1.教學目標

（1）知識目標：學生學會觀察葉片的結構并能說出相應的功能；熟記光合作用的概念、反應式、過程和意義；明確葉片進行光合作用的條件、原料、場所和產物，如何針對這些變量設計探究實驗；理解光合作用中物質和能量的變化。

（2）能力目標：學生通過光合作用的一組探究性實驗，學會觀察和記錄植物生理實驗現(xiàn)象的基本方法，初步認識從現(xiàn)象到本質的科學思維方式。

（3）情感目標：通過學習光合作用的探究實驗操作，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和一絲不茍的探究精神；讓學生理解光合作用的產物對人類的生活和生產及生物圈具有的重要意義，為培養(yǎng)學生愛護綠色植物的情感打下理性認識的基礎。

2.教學重點和難點

掌握光合作用所需原料、條件、產物、場所的探究實驗設計的原理、方法、步驟，會觀察現(xiàn)象、得出結論；掌握光合作用的概念和實質。

二、教學設計

九年級的復習課以探究實驗為線索，用PPT課件演示法向學生展示形象、生動的畫面，豐富學生的感性認識，并使其向理性認識升華。教學中，每展示一個探究實驗，都要引導學生明確實驗揭示的問題，并用語言加以描述，幫助學生更好地理解教材內容，提高復習效率。

1.課堂引入

通過“植物體進行蒸騰作用的主要部位是什么？”這個問題引出本節(jié)課的復習內容：光合作用，并指出綠色植物進行光合作用的主要器官是葉。接著展示葉片的結構示意圖（圖1），讓學生據圖回答問題：

（1）圖中①是 。

（2）圖中②是 ，細胞內含有 ，是植物進行光合作用的主要結構部位。

（3）具有支持和輸導作用的是（ ）

。

（4）結構④是 ，它是植物 的“門戶”，也是 的“窗口”，其開閉由（ ）控制 。

2.教學綠葉在光下制造有機物

提出問題：綠色植物的生活需要營養(yǎng)物質，營養(yǎng)物質分為無機物和有機物，有機物來自哪里？（綠色植物通過光合作用自己制造）綠色植物是如何制造有機物的？

回顧綠葉在光下制造有機物的實驗過程，然后對綠葉在光下制造有機物的實驗作歸納總結：

實驗現(xiàn)象：葉片的見光部分遇到碘液變成藍色，不見光部分遇到碘液沒有變成藍色。

得出結論：光合作用的產物之一是淀粉，光是綠色植物制造有機物不可缺少的條件。

3.歸納光合作用的基本知識點

先展示下面的實驗（圖2）：

然后引導學生分析實驗，明確實驗的目的、現(xiàn)象、結論，最后作出總結，歸納出下面的知識點：

（1）光合作用的概念：綠色植物通過葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉化成儲藏能量的有機物（淀粉），并釋放氧氣的過程叫做光合作用。

（3）光合作用的原料：二氧化碳、水。

（4）光合作用的條件：光。

（5）光合作用的場所：葉綠體。

（6）光合作用的產物：有機物（主要是淀粉）、氧氣。

（7）光合作用的反應式及所包含的意義：

點撥：（1）光合作用的場所是葉綠體，條件是光，原料是二氧化碳和水，產物是有機物和氧，這些都可以通過設計實驗來驗證，實驗原理都離不開“暗處理—設置對照—光照—脫色—碘液檢驗”幾個階段。（2）綠色植物中并不是只有葉片才能制造有機物，凡是細胞中含有葉綠體的就能進行光合作用制造有機物，只是葉片是綠色植物制造有機物的主要器官。

4.拓展學習

（1）用PPT展示探究光合作用的原料是二氧化碳的實驗裝置，如圖4所示：

①方法：甲裝置中放有 溶液，乙裝置中放等量的清水做 ，本實驗的變量是 。

思考：本實驗還需要哪些步驟才能完成？

②請你預測一下實驗現(xiàn)象：甲組葉片

；乙組葉片 。

③本實驗的結論： 是光合作用的原料之一。

（2）提出問題：如何驗證光合作用的原料是水？

對葉脈進行切斷處理，使葉片形成a、b兩個對照部分，并給出提示：切斷葉脈可以使葉片部分得不到水。然后讓學生自己思考接下來的實驗步驟有哪些，最后會看到什么現(xiàn)象、什么結果。

（3）提出問題：怎樣驗證植物進行光合作用的場所是葉綠體？

根據前面的點撥，提示學生選擇怎么樣的植物才合適。（應選取綠色葉片和有白斑葉片的植物進行光合作用的實驗，如圖5所示）

讓學生回答：①葉片綠色部分含有葉綠體，銀邊部分 葉綠體；本實驗的變量是 。②預測一下圖中的葉片經過酒精隔水加熱處理后的實驗現(xiàn)象：綠色部分 ，銀邊部分 。③本實驗的結論： 是光合作用的場所。

5.對光合作用的探究實驗做歸納總結

6.布置課堂作業(yè)

把以上的知識點整合到一道題：

選取有白斑葉片和綠色葉片的牽?；ㄟM行如圖6所示的光合作用實驗。請分析下列問題：

（1）將此裝置經黑暗處理一晝夜后移至光下數小時，再將這四片葉子取下，分別放入盛有酒精的小燒杯中，隔水加熱，使 溶解到酒精中。

（2）清洗后，分別向這四片葉子滴加碘液，變成藍色的是（ ）。

A.甲葉未覆蓋鋁箔的部分

B.甲葉覆蓋鋁箔的部分

C.乙葉

D.丙葉的綠色部分

E.丙葉的白斑部分

F.丁葉

（3）本實驗中有 組對照實驗，其中乙葉片與 葉片組成一組對照實驗。

（4）通過本實驗可以得出的結論是（ ）。

A.光合作用需要光

B.光合作用需要水

C.光合作用需要二氧化碳

D.光合作用需要適宜的溫度

E.光合作用需要葉綠體

F.光合作用的產物中有淀粉

G.光合作用釋放氧氣

三、教學反思

第2篇：光合作用的現(xiàn)象范文

程中，教師往往花費大量的時間進行評講和練習，但效果卻不甚理想。

我認為原因可能有2個，一是學生雖掌握基礎知識，但還不能熟練運

用。二是缺少實題感悟，不知如何運用所學知識去解題。以上問題的解

決都需要教師精選例題，利用典型例題對學生進行訓練，并及時選擇配

套的練習進行變式訓練，及時進行鞏固，深化。下面就以光合作用和呼

吸作用中的一些難點為例講講例題的選擇。

一、曲線中各點所代表的光合速率和呼吸速率的大小關系的分析

在解題時經常遇到分析光合速率和呼吸速率的大小，且大都都是在

曲線圖上。如下圖：哪些點表示光合速率與呼吸速率相等?

大多數學生都能說出是c,。這源于教師對這部分內容的反復強

調。如學生能真正弄懂原因，那教師立即進行變式訓練：如下圖：

光合速率與呼吸速率相等的是D,H。但很多學生可能都會說是E

點。這時教師就要幫助學生分析：比較兩個圖的縱坐標的含義有什么不

同?CD段上升的原因?DE段下降的原因?

從“CD段時光合速率小于呼吸速率，罩內二氧化碳濃度增加。DE

段光合速率大于呼吸速率，罩內二氧化碳濃度下降”可知，D點時應該

是光合速率增大至與呼吸速率相等。

這時，還可進行再次變式訓練，如下圖：

該圖中光合速率與呼吸速率相等的點是哪些?該題中縱坐標與上圖的

區(qū)別是由二氧化碳改為氧氣。上圖弄懂的學生能很輕松的得出是B,C

點。

這樣通過3個圖形的分析，學生應該對這個問題有較好的掌握。

二、光合作用中午休現(xiàn)象的分析

學生常會遇到下圖：e點的形成原因?教師對這一問題強調較多，大

多數學生都能答出“氣孔關閉”。這時，教師可再繼續(xù)研究：

是否是所有植物都有午休現(xiàn)象?什么情況下會沒有?

出示下圖：

春季的某一晴天　盛夏的某一晴天

由上圖可知，盛夏季節(jié)有午休現(xiàn)象。由此進一步深入分析，午休的

原因是由于溫度過高，植物防止丟失大量水分，從而關閉氣孔。進而分

析氣孔的關閉，影響二氧化碳的吸收，影響光合作用。這時，教師可以選

擇例題進行這一知識點運用的訓練。如下題：

(2011·廣東理綜，26)觀賞植物蝴蝶蘭可通過改變C02吸收方式以適

應環(huán)境變化。長期干旱條件下。蝴蝶蘭在夜間吸收C02并貯存在細胞

中。

1.依圖1分析，長期干旱條件下的蝴蝶蘭在0～4時_____(填“有”或“無”)

ATP和[H]的合成，原因是_____；此時段_____(填“有”

或“無”)光合作用的暗反應發(fā)生，原因是_____

2.10—16時無明顯C02吸收的直接原因是_____。

該題中可以看出蝴蝶蘭在干旱時有午休現(xiàn)象，原因由于缺水。缺水

時氣孔關閉，二氧化碳的吸收量為0，但由于夜間吸收了二氧化碳，所以

在10～16時是有光合作用的。

三、一段時間內，植物有機物的合成及消耗分析

在題目中，除了比較光合速率和呼吸速率的大小，還會讓學生分析

有機物的變化量。如下圖：

一晝夜后，該植物有機物的量的變化?這對于學生而言較難。教師

需分析到位，先比較24時與0時的二氧化碳濃度的變化，得出24時二

氧化碳濃度下降，說明光合作用消耗的二氧化碳多于呼吸作用產生的

二氧化碳。從而得出答案：增加。分析完這條題目后，教師應立即進行變

式訓練：

一晝夜，植物有機物量的變化?教師可指導學生分析縱坐標含義的

變化。在弄懂上題后，能輕松得到該題的答案：減少。

四、光合速率和呼吸速率的測定實驗

在光合作用和呼吸作用中還有一類題目較為常見，就是光合速率

和呼吸速率的測定實驗。該實驗需學生始終記住植物時刻都進行呼吸

作用，而光合作用只在光下才進行。所以，若用植物研究呼吸作用，裝置

需放在黑暗條件下。而在光下，由于植物進行光合作用又進行呼吸作

用，所以學生一定要理解并牢記實驗測得的數據應表示的是凈光合速

率。在理論分析后，一定要及時進行例題訓練：

(2010·揚州市第一次調研)某轉基因作物有很強的光合作用強度。某中

學生物興趣小組在暑假開展了對該轉基因作物光合強度測試的研究課

題。設計了如下裝置。請你利用下列裝置完成光合作用強度的測試實

驗。并分析回答有關問題。

I.實驗步驟

(1)先測定植物的呼吸作用強度，方法步驟是：

①_____；

②_____；

③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動的方向和刻度。

(2)測定植物的凈光合作用強度，方法步驟是：

①_____；

②_____；

③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動的方向和刻度。

(3)實驗操作30分鐘后，記錄甲、乙裝置紅墨水滴移動情況

Ⅱ.實驗分析：假設紅墨水滴每移動1 cm，植物體內的葡萄糖增加或減

少1 g。那么該植物的呼吸作用速率是_____g／小時。白天光照15

小時，一晝夜葡萄糖的積累量是_____g。(不考慮晝夜溫差影響)

本題較全面的考查了學生對該知識點的掌握情況。如(1)，(2)兩小

題考查學生基礎的實驗操作。第(3)題則較難，需學生能理解乙裝置的

作用：用于校正由于氣體膨脹而造成的誤差。第Ⅱ題則更難，需要學生

會處理校正的數據，并還考查學生關于“光合作用和呼吸作用中有機物

的計算”的能力。

第3篇：光合作用的現(xiàn)象范文

——初中科學“研究光合作用的發(fā)現(xiàn)過程”教學設計思想*

教學意圖

初中科學課程的目標是提高每個學生的科學素養(yǎng)，實驗則是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的重要途徑和方法，提出合理的假設、科學地設計實驗方案又是實驗教學的靈魂所在。讓學生自行設計實驗，有利于他們提高以思維和創(chuàng)新能力為主的綜合能力，接受科學方法的訓練。經典實驗是學生設計實驗方案的優(yōu)秀范例，科學史中的經典實驗設計閃耀著科學家的智慧，體現(xiàn)了科學研究方法，可以讓學生受到科學思維方法的熏陶和引導，從模仿創(chuàng)新開始，逐步發(fā)展到獨立的原創(chuàng)創(chuàng)新，能有效地提高學生提出假設、設計實驗的能力。

有關“植物的光合作用”的知識點在初中科學中占相當重要的地位，然而，在教學中，光合作用發(fā)現(xiàn)史中精妙絕倫的經典實驗卻往往被認為只是展示知識的一種形式，它的其他功能卻被忽視了。其實，光合作用的發(fā)現(xiàn)史不僅展示了知識的發(fā)生過程，能幫助學生深刻理解知識、理解科學的本質，還有著更多的教育教學意義：利用科學史的“故事性”，能有效地提高學生的學習興趣；重溫先人勇于探索的過程，能有助于培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和堅忍不拔的科學精神；更為有效的是，學生可以從光合作用經典實驗中學習到科學家設計實驗的智慧，這也是本節(jié)課的重中之重。

學情分析

一、學生起點能力

在小學階段已知道植物能進行光合作用，對光合作用的原料、產物、場所、動力等也有所了解；已經歷過科學探究的一般過程；隱性或顯性地接觸過建立假設等研究方法；隱性或顯性地進行過合作交流。

二、學習目標分析

本節(jié)課以光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經典實驗為載體，旨在引導學生通過對經典實驗的分析，建立光合作用的模型，掌握設計實驗的規(guī)則，進而能創(chuàng)造性地設計實驗進行科學探究，領悟科學精神，提高科學素養(yǎng)。其中，根據J.R.Anderson的AcT理論，有關光合作用的知識屬于陳述性知識，設計實驗的規(guī)則屬于程序性知識。

對光合作用、科學探究的一般過程、建立假設等

研究方法及合作交流有初步了解——起點

習得光合作用的原料、產物、場所、動力等，

從而建立模型——使能目標一

分別習得控制實驗條件、設置對照實驗、

選擇實驗材料等規(guī)則——使能目標二

綜合運用實驗設計規(guī)則，在新情景下

設計實驗方案——終點目標

教學目標

一、知識和技能

通過研究經典實驗大致認識人類探索光合作用的歷程；了解經典實驗的方法及結論；能說出光合作用的原料、產物、場所、動力等。

二、過程和方法

體驗前人設計實驗的技能和思維方式；經歷科學探究的一般過程：提出問題建立假設實驗探究收集和處理事實得出結論；初步學會合作交流、建立模型、提出假設、控制實驗條件、設置對照實驗等方法。

三、態(tài)度、情感和價值觀

領悟“科學知識真實可信，但它不是絕對真理”；激發(fā)科學興趣，感受實事求是的科學態(tài)度、堅忍不拔的意志品質；樹立“懷疑、創(chuàng)新、進取”的科學精神。

教學準備

一、實驗器材

燒杯、金魚藻等水草、玻璃棒、水、不同瓦數的電燈泡等。

二、多媒體課件及相關設備

用于設置真實的問題情景、展示經典實驗過程的多媒體課件；多媒體計算機、視頻展示臺等設備。

教學過程

一、回顧原有知識，尋找新知識固定點

師：“民以食為天”，動物需要以食物來維持生命，一棵小樹長成參天大樹，其質量增加幾百至幾千倍，它的食物是什么呢？

利用多媒體出示一段錄像《陽光下的魔術——植物的光合作用》。

【探究式教學應建立在學生已有的探究能力和認知基礎上。這里的提問和錄像，意在激活、提升學生的原有知識，幫助學生在自己原有的認知圖式上建構新的認知結構?！?/p>

二、設置問題情境，告知學習目標

師：科學是一門以觀察和實驗為基礎的學科。那么，科學家是怎樣設計實驗來探索發(fā)現(xiàn)光合作用的呢？今天我們要學習、模仿科學家設計實驗的方法，爭取自己也能創(chuàng)造性地設計實驗，探究光合作用的奧秘。

【良好的開端是成功的一半，設置疑難問題引入課題，激發(fā)學生的認知沖突，使學生的精神保持亢奮狀態(tài)，為課堂學習提供良好的心理氛圍；通過告知學習目標，讓學生意識到學習活動的意義指向，使學習的目標成為一種有力的探究動機?！?/p>

三、呈現(xiàn)學習材料，小組合作探究

利用多媒體圖文結合逐個展示有關經典實驗，引導學生圍繞引導性問題進行合作探究（部分探究內容見表1），并將探究結果填入表2。

【初中學生有強烈的好奇心和求知欲，但他們往往只滿足于新奇的現(xiàn)象，所以要根據教學內容有計劃地設計和展示序列化、分層次的學習目標——引導性問題，為學生探究學習提供“支架”，引導他們定向探究，持久地進行思維活動。

學生在序列化問題的引導下探究分析經典實驗，從而“發(fā)現(xiàn)”光合作用的原料、產物、場所、動力等知識，這是主動積極、產生式的建構過程，有利于使知識轉化為個體內在的認知結構，促進學生對知識的理解和提??；通過系列經典實驗的展示和分析，讓學生感悟到科學是發(fā)展變化的探究過程，不是絕對的真理。

為了讓學生習得關于實驗設計能力的程序性知識，采用了如下的教學：首先，學生在教師提供的經典實驗和有關問題引導下，經過討論和反饋，逐個“發(fā)現(xiàn)”實驗設計規(guī)則——設置對照實驗、排除干擾、控制單一變量、恰當地選擇實驗材料、顯性化實驗現(xiàn)象（如，運用老鼠和蠟燭創(chuàng)造條件，使在自然環(huán)境中無法觀察到的空氣成分變化間接地表現(xiàn)出來）等。這是奧蘇伯爾同化論中的上位學習的一種形式——從例子到規(guī)則的學習，簡稱例—規(guī)法。這是為了使學生的認識從直觀到概括、從個別到一般。然后，引導學生將實驗設計規(guī)則遷移到新的實驗情景中去，經過在變化情境中的練習，促進學生對規(guī)則的理解和掌握，逐步使各條規(guī)則由陳述性知識轉化為程序性形式，使相應的規(guī)則向辦事的技能轉化?！?/p>

四、歸納習得知識，建立知識模型

師：幾代科學家歷經200多年，才基本弄清植物光合作用的過程。（利用多媒體展示一植物整體圖）請你們歸納以上每個實驗的結論，在圖中用文字或符號表示出光合作用的原料、產物、場所、動力等。

學生回答結果如圖1。

【學生獲得知識的標志是大腦中儲存和建立了很多準確而又彼此聯(lián)系的信息網絡。本教學環(huán)節(jié)把光合作用的場所、條件、產物、原料等分散的知識整合成一個整體并表示出它們的關系，還應用表象策略，把言語信息集合到學生熟悉的植物圖片模型上，讓學生通過雙重編碼形成模型，將新接受的信息與大腦中原有的信息緊密聯(lián)系，建構成新的認知體系，促進知識的理解、記憶和提取。】

五、綜合應用規(guī)則，設計實驗方案

師：在20世紀，至少有6次有關光合作用的研究成果榮獲諾貝爾獎。探索并沒有結束，希望你也能參加到科學研究中來！現(xiàn)在請同學們運用實驗設計規(guī)則，探究一個真實問題：

小明媽媽從水族館買回來幾棵水草，讓小明放在水族箱內，說這樣水中會有較多的氧氣讓魚兒呼吸。愛動腦筋的小明想讓這幾棵水草釋放出更多的氧氣。你能想辦法讓水草釋放出更多的氧氣嗎？你可以設計實驗來證明你的想法嗎？請你用圖片或文字來表達自己的實驗設計。

用多媒體圖文結合展示這個應用性問題后，將實驗裝置（如圖2）放在視頻展示臺上展示，引導學生觀察植物“冒氣泡”。然后，學生分小組討論實驗設計方案，各組用視頻展示臺展示自己的實驗設計方案，和全班同學辯論、交流。

【學生掌握智慧技能的行為指標是看他們能否在實際情境中應用規(guī)則做事，而不是能否陳述規(guī)則。所以，需要引導學生將實驗設計規(guī)則獨立地應用于解決新問題，促使智慧技能達到自動化。這個探究活動要求學生進行綜合、歸納、創(chuàng)造性的思維活動，這屬于信息加工階段，它有利于啟動學生的大腦內化力、培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力。例如：有的學生在設計實驗時，提出將適量的雪碧倒入水中，以增加水中的二氧化碳，促進水草光合作用；還有的學生提出光的波長也會影響光合作用的效果……學生的思維被激活，創(chuàng)造的火花可見一斑。在選題方面，充分考慮了教學任務的情境性和真實性。“怎樣才能增強水草的光合作用”是生活中的實際問題，因而成為開展探究式教學的有效切入點?！?/p>

六、課后繼續(xù)探究

師：葉脈是運輸水的結構，你能根據這個實驗原理，設計實驗證明水是光合作用的原料嗎？你也可以設計實驗探索其他問題。

【加涅認為學生學習的結果能使其才能發(fā)生相對持久的變化，而設計實驗方案又是高級的智慧技能，需要組合若干規(guī)則解決復雜問題，學生不是一朝一夕就能掌握的，需要多次進行變換情景練習才能逐步達到自動執(zhí)行的程度?！?/p>

教學反思

一、探究課要以具體的知識為載體，以真正理解并學以致用為中心目標

本課是一節(jié)探究式教學課。在這節(jié)課中，學生以光合作用發(fā)現(xiàn)史為探究的載體，以真實的問題情境作為探究的背景，以真正理解實驗設計策略并學以致用為中心目標。

科學探究必須以具體的知識為載體，它不能獨立于具體知識之外。本活動以光合作用發(fā)現(xiàn)史為知識載體，引導學生沿著光合作用發(fā)現(xiàn)的歷史線索，從古希臘亞里士多德1629年海爾蒙特1771年（光合作用年）普利斯特利1779年英格豪斯1864年薩克斯1880年恩吉爾曼……通過分析系列經典實驗得出植物光合作用的原料、產物、場所、動力，并用表格一一總結，然后通過歸納，抽象出光合作用模型，從而為學生提出假設和設計實驗提供相關的基礎知識。

設計真實的問題情景。探究“怎樣才能增強水草的光合作用”這個真實的問題，將科學概念與生活現(xiàn)實相聯(lián)系，體現(xiàn)“從生活走向科學，從科學走向生活”，使學生對所學知識有親切感。心理學研究表明，當外部刺激引起主體的情感活動時，就更容易成為注意的中心，有利于培養(yǎng)學生探索的興趣，從而強化理解和記憶。

“真正理解并學以致用”是整節(jié)課的中心目標。首先，教師介紹體現(xiàn)了理性之美的經典實驗，為學生提供典型的榜樣和范例，引導學生對實驗現(xiàn)象進行科學推理，培養(yǎng)思維的縝密性，并引導學生從經典實驗中挖掘、學習科學巨匠獨到的科學思想和科學方法；為了有利于學生真正理解實驗設計方法，采用“螺旋式教學法”——海爾蒙特實驗的排除干擾因素、普利斯特利實驗的排除干擾因素和設置對照實驗、英格豪斯實驗的控制單一變量和設置對照實驗、恩吉爾曼實驗的巧妙選材以及創(chuàng)造條件顯性化實驗現(xiàn)象等，使學生在課堂中多次接觸具有啟發(fā)性的實驗設計方法。然后，通過開放的發(fā)散思維建立假設，綜合所學的知識和技能當堂模仿設計并實踐探究實驗，有助于學生“學以致用”。

二、現(xiàn)代教學手段有效地輔助探究活動

第4篇：光合作用的現(xiàn)象范文

了解二氧化碳濃度變化對光合作用的影響。

【實驗原理】

1.一般說來影響植物光合作用強度的因素分為外界因素和內部因素。外界因素主要有光強、光質、溫度、二氧化碳濃度，而影響光合作用的內部因素主要有葉片葉綠素的含量、葉片含水量、葉

片的發(fā)育階段等等。

2.光合作用的強度指標可以從光合作用原料的消耗情況或者是光合作用的產物生成情況上得以反應。

3.陸生植物的葉片一般是浮在水面的，因為氣孔和氣腔中有空氣，使得整個葉片的密度小于水；負壓處理后由于氣孔和氣腔中的空氣被抽掉，植物葉片的密度會因為大于水而沉于水底，但一旦隨著光合作用的不斷進行，葉片的氣孔和氣腔中又會充滿光合作用制造的氧氣從而使葉片密度小于水以致葉片重新上浮于水面，進而會形成一個有趣的葉片動態(tài)上浮過程。

【實驗材料和用具】

大號打孔器、大號注射器、大燒杯、小燒杯、碳酸氫鈉、高瓦數聚光燈、小葉女貞葉或者小白菜葉。

【實驗步驟】

1.配制濃度梯度為0%、5%、10%、15%的碳酸氫鈉溶液50毫

升并分別置于編號為A、B、C、D的四個小燒杯中（為光合作用提供二氧化碳）。

2.選一片生長成熟的小白菜葉，在葉片上用大號打孔器選取適當位置打取足夠數量的小圓片（50片左右）。

3.把打好的小圓片放入大號注射器中，加入三分之一的水，裝入注射器塞，接著推排出注射器中的空氣，再用左手一個手指堵住注射器針空位，右手用力抽拉活塞，可見其中冒出大量氣泡。重復幾次上述的排氣和抽拉動作，直至注射器靜止不動，小圓葉片就能夠全部沉在水底才停止上述動作。

4.選取上述處理好的葉片各10片，分別放入已經編號的A、B、C、D四個小燒杯中并分散均勻，將A、B、C、D四個燒杯等距

30厘米置于聚光燈邊，然后打開聚光燈。

5.觀察葉片動態(tài)上浮過程，并記錄相同時間內A、B、C、D四個燒杯內葉片的上浮情況。

【實驗現(xiàn)象】

A、B、C、D四個燒杯中葉片上浮的速度不一樣，燒杯中的碳酸氫鈉溶液濃度越大，葉片上浮的速度就越快。

【實驗結論】

第5篇：光合作用的現(xiàn)象范文

關鍵詞：遮蔭；園藝園林；樹種；光合特性

在可見光的照射下，植物利用葉綠素進行光合作用，以獲得生長發(fā)育所需的養(yǎng)分。因此光照強度是影響植物光合作用的主要因素。每種植物在長期的生長過程中形成了特定的對光照的需求。而光照條件的改變，尤其是遮蔭，也就是光照減弱，會影響葉綠素含量以及植物光合作用的發(fā)生。對園藝園林樹種來說，遮蔭對其光合特性也有影響。具體表現(xiàn)在以下幾方面。

1對葉綠素含量的影響

葉綠素是與光合作用有關的最重要的色素，它存在于所有能營造光合作用的生物體中。葉綠素從光中吸收能量，所吸收的能量用來將二氧化碳轉變?yōu)樘妓衔?。因此葉綠素含量對植物來說至關重要。衡量植物耐陰性的指標是植物本身葉綠素的含量以及葉綠素a和葉綠素b的比值。耐陰性差的植物葉綠素含量較低，且葉綠素a與葉綠素b的比值較大，即葉綠素a的含量較高。耐陰性強的植物則剛好相反，葉綠素含量高，且葉綠素b的含量高，兩者比值較小。一部分研究者認為，遮蔭可增加單位面積內的葉綠素，但也有一部分研究者認為遮蔭條件下葉綠素降低。

2使葉綠體超微結構發(fā)生變化

對一般的植物來說，遮蔭能夠增大葉綠體，提高基粒片層密度，這也是適應植物弱光環(huán)境的表現(xiàn)。經研究發(fā)現(xiàn)，大部分植物在全光照環(huán)境下，基粒細胞較小，質類囊體較多；而隨著漸漸遮蔭減少光照，植物的幾粒細胞慢慢變大，基粒類囊體變少。

3對光合產物的運輸和分配的影響

光合作用產生的營養(yǎng)物質一方面作為植物自身消耗，而剩余的部分則被輸送到植物的儲存器官中儲存起來。光照強度一方面對光合作用的強弱產生影響，另一方面還對營養(yǎng)物質的輸送和分配產生影響。如果光照弱到一定程度，就會使光合產物的積累減少，植物無法產生營養(yǎng)物質，不能滿足其自身的生長，出現(xiàn)變黃等現(xiàn)象。而且如果光照強度減少，一些喜愛陽光的樹種就會逐漸減小自身的樹冠，將更多的碳輸送到其他部位，以獲得更多的陽光來促使其生長。因此在對園藝園林樹種進行遮蔭操作時，要考慮到這一類樹種的習性。

4對光合速率的影響

光合速率是指光合作用固定二氧化碳或產生氧氣的過程，它表示了光合作用的強度。即光合速率就是指植物在光合作用中吸收二氧化碳的能力。吸收的二氧化碳越多，產生的碳水化合物越多，對植物自身的生長越有利。遮蔭對植物的光合速率產生影響，但這種影響促進了植物自身的生長。因為在強光情況下，尤其是正午時分，太陽照射達到最強。強光會產生單線態(tài)氧，這是一種破壞光合反應中心的有害物質。當光能照射量超過光合系統(tǒng)所能利用的數量時，就會導致植物的光合功能下降，光合效率降低。尤其在碳同化能力和光飽和點較低的植物上體現(xiàn)得尤為明顯。

5對光飽和點和光補償點的影響

光飽和點是指在一定的光強范圍內，植物的光合強度會隨著光照強度的增加而增加。但當光照強度達到一定的程度之后，光合強度不再繼續(xù)提高時所處的臨界值。尤其是喜陰植物，達到光飽和點的速度較快。光補償點則是指在一定的光照強度下，光合作用吸收二氧化碳的數量和呼吸作用的數量達到平衡時的光照強度。在這一平衡點上時，植物的吸收和消耗相同。植物的光飽和點和光補償點顯示了植物對弱光的利用能力。遮蔭導致植物受到的光照強度減弱，植物的光飽和點和光平衡點隨之降低，提高了植物對弱光的利用率。

6對植物氣孔和蒸騰作用的影響

氣孔是植物在蒸騰過程中，水蒸氣排出體外的主要出口，也是植物在進行光合作用和呼吸作用時，與外界交換氣體的通道。換言之，氣孔影響著植物的蒸騰作用、光合作用以及呼吸功能。遮蔭對植物氣孔的影響能夠促進植物自身的生長。在遮蔭環(huán)境下，由于光照減弱，植物的氣孔密度也隨之降低，每一氣孔張開較大，有利于植物充分吸收空氣中的二氧化碳并進行氣體交換。而且，在較強的光照下，植物會加速蒸騰。如果溫度過高，會使氣孔張大，植物體內的水分蒸發(fā)過大，影響生長。而遮蔭環(huán)境下，則剛好相反，促進植物水分的儲存和自身的生長。

第6篇：光合作用的現(xiàn)象范文

例1 為探究酵母菌的細胞呼吸，將酵母菌細胞破碎并進行差速離心處理，得到細胞質基質和線粒體，與酵母菌分別裝入A～F試管中，加入不同的物質，進行了如下實驗（見下表）。

（1）會產生CO2和H2O的試管有 ，會產生酒精的試管有，根據試管的實驗結果可判斷出酵母菌進行無氧呼吸的場所。（均填試管編號）

（2）有氧呼吸產生的[H]，經過一系列的化學反應，與氧結合形成水。2，4-二硝基苯酚（DNP）對該氧化過程沒有影響，但可使該過程所釋放的能量都以熱能的形式散失，表明DNP可使分布在上的酶無法合成ATP。若將DNP加入試管E中，葡萄糖的氧化分解（填“能”或“不能”）繼續(xù)進行。

【知識點分析】本題主要考查細胞呼吸過程的相關知識。

【解題分析】（1）分析表格，試管A中加入的是丙酮酸，在有氧條件下無法在細胞質基質中繼續(xù)氧化分解。試管B中加入的是葡萄糖，無氧條件下，在細胞質基質中能繼續(xù)氧化分解，產生CO2和酒精。在有氧條件下，線粒體能分解丙酮酸，所以試管C中有CO2和H2O產生，而試管D中無。分析試管E、F，酵母菌在有氧條件下，能把C6H12O6徹底氧化分解產生CO2和H2O；在無氧條件下，酵母菌進行無氧呼吸，產生CO2和C2H5OH。從而可以判斷，能產生CO2和H2O的試管有C、E，能產生酒精的試管有B、F。根據試管B、D、F的實驗結果可判斷酵母菌的無氧呼吸場所是細胞質基質。

（2）根據題中的信息，DNP對[H]+O2H2O這一過程沒有影響，但可使該過程所釋放的能量都以熱能的形式散失，而不能形成ATP，由于[H]和氧結合形成水的過程發(fā)生在線粒體內膜上，因此DNP可使分布在線粒體內膜上的酶無法合成ATP。若將DNP加入試管E中，葡萄糖的氧化分解不受影響，但產生的ATP將會大大減少。

【答案】（1）C、E B、F B、D、F （2）線粒體內膜 能

【思路點撥】酵母菌為兼性厭氧型生物，在有氧條件下進行有氧呼吸，在無氧條件下進行無氧呼吸。對于有氧呼吸及無氧呼吸的全過程要十分清晰，每一階段的反應物、產物、場所都要了如指掌，方能從容應對。比如有氧呼吸時，葡萄糖、水、氧氣分別參與第一、二、三階段，丙酮酸、CO2、H2O分別在第一、二、三階段形成，三個階段都有能量及ATP的生成。第一階段在細胞質基質中進行，第二階段在線粒體基質中進行，第三階段在線粒體內膜上進行。

【總結歸納】有氧呼吸與無氧呼吸的比較：

考點2：呼吸作用的方式

例2 為了探究酵母菌細胞呼吸的方式，某同學將實驗材料和用具按下圖所示安裝好。以下關于該實驗的說法，不正確的是（ ）

A.甲、乙兩組實驗探究的分別是酵母菌在有氧、無氧條件下的呼吸方式

B.加入質量分數為10%的NaOH溶液是為了吸收空氣中的CO2

C.將橙色的重鉻酸鉀溶液滴入B瓶中變成灰綠色，證明有酒精產生

D.乙組中B瓶先封口放置一段時間的目的是消耗B瓶中的O2以形成無氧的環(huán)境

【知識點分析】探究酵母菌細胞呼吸的方式。

【解題分析】甲組營造的是有氧環(huán)境，乙組營造的是無氧環(huán)境，故A項正確；甲組加入NaOH溶液的目的是吸收空氣中的CO2，即排除空氣中的CO2對實驗結果的干擾，故B項正確；橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下可與酒精發(fā)生化學反應，使溶液變成灰綠色，故C項錯誤。

【答案】C

【思路點撥】探究酵母菌的細胞呼吸方式是必修1的重要實驗之一，對于實驗原理、裝置連接、注意事項等要做到非常熟悉，心中有數。

【總結歸納】（1）實驗原理：酵母菌屬于兼性厭氧菌，有氧呼吸時產生大量的CO2，無氧呼吸時產生少量的CO2。CO2可使澄清石灰水變渾濁，也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。產生的CO2越多，石灰水渾濁程度越大，溴麝香草酚藍水溶液變成黃色的時間越短；反之亦然。無氧呼吸時還產生酒精，橙色的重鉻酸鉀溶液在酸性條件下可與酒精發(fā)生化學反應，變成灰綠色。

（2）裝置連接：實驗裝置中錐形瓶的連接順序、玻璃管插入錐形瓶中的位置要確保無誤。

（3）注意事項：A瓶中加入NaOH溶液的目的是為了吸收空氣中的CO2，用以保證第三個錐形瓶中的澄清石灰水變渾濁是由酵母菌有氧呼吸產生的CO2所致；B瓶應封口放置一段時間，待酵母菌將B瓶中的氧氣消耗完，再連通盛有澄清石灰水的錐形瓶，以確保通入澄清石灰水中的CO2是由無氧呼吸產生的。

考點3：測定呼吸作用的強度

例3 下圖是為測定發(fā)芽種子的呼吸強度所用的裝置。假設呼吸底物只有葡萄糖，無氧呼吸的產物是酒精、CO2，且不考慮外界條件的影響，下列有關說法錯誤的是（ ）

【知識點分析】利用液滴移動裝置測定細胞呼吸強度。

【解題分析】當發(fā)芽的種子以葡萄糖為底物只進行有氧呼吸時，會消耗O2放出等量的CO2，裝置1中NaOH溶液會吸收CO2，故液滴左移，裝置2的液滴不動，故A項正確，C項錯誤。當發(fā)芽的種子以葡萄糖為底物只進行無氧呼吸時，裝置1液滴不動，裝置2液滴右移，B項正確；當發(fā)芽的種子以葡萄糖為底物既進行有氧呼吸又進行無氧呼吸時，放出的CO2量多于消耗的O2量，裝置1液滴左移，裝置2液滴右移，D項正確。

【答案】C

【思路點撥】利用液滴移動裝置測定呼吸作用的類型及強度，要同時分析兩組裝置的液滴移動情況后才能得出結論，只分析其中一組裝置是不科學的。裝置1測有氧呼吸強度，裝置2測無氧呼吸強度。

【總結歸納】（1）實驗原理：細胞有氧呼吸與無氧呼吸均放出CO2，且有氧呼吸消耗O2量與放出的CO2量相等。NaOH會吸收CO2，蒸餾水不吸收CO2。裝置1液滴移動距離代表有氧呼吸的O2消耗量，即有氧呼吸強度；裝置2液滴移動距離代表無氧呼吸釋放的CO2量，可代表無氧呼吸強度。

【解題分析】題干已經明確告訴我們，“以測定的CO2的吸收量與釋放量為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響”，可見圖中曲線應分別為凈光合作用和呼吸作用。圖中虛線曲線標為“光照下CO2的吸收量”，進一步說明，它是凈光合作用曲線。而實際光合作用則為圖中虛線與實線之和。每個選項分析如下：

“35℃時光合作用制造的有機物的量”應為實際光合作用量，等于凈光合作用量加上呼吸量，則35℃時光合作用制造的有機物的量是3+3.5=6.5mg/h，30℃時為3.5+3=6.5mg/h，A項正確。

“20℃條件下植物積累的有機物的量”應為凈光合作用量，圖中虛線就表示凈光合作用，25℃時植物積累的有機物的量最多，B項錯誤。

溫度高于25℃時，凈光合作用積累的有機物的量開始減少，而光合作用制造的有機物的量（實際光合作用）通過計算仍在增加，25℃時實際光合作用約為3.75+2.25=6mg/h，30℃時為6.5mg/h，35℃時也為6.5mg/h，C項錯誤。

兩曲線的交點應表示凈光合作用與呼吸作用相等，而實際光合作用應為呼吸作用的2倍，D項錯誤。

【答案】A

【思路點撥】“光合作用制造的有機物的量”為實際光合作用，“植物積累的有機物的量”代表凈光合作用。

【總結歸納】如何辨析實際光合速率與凈光合速率？

1.通過文字表述辨別：凈光合速率和實際光合速率的文字表述是有區(qū)別的，實際光合速率的表述一般都直接帶有“光合作用”一詞，而凈光合速率則不涉及；實際光合速率常用“同化量”“產生量”“制造量”這些詞，凈光合速率則用“吸收量”“釋放量”“減少量”“增加量”“積累量”這些詞。有關習題中經常出現(xiàn)的相關表述，現(xiàn)列表區(qū)別如下：

（1）甲圖曲線上每一點的值代表的是凈光合速率值，實際光合速率值通常用圖中曲線上每一點的值加上呼吸速率值（A點的值）來表示。

（2）乙圖中的葉綠體從線粒體和空氣中吸收的CO2之和代表實際光合速率，葉綠體單獨從空氣中吸收的CO2代表凈光合速率。

考點8：光合作用與呼吸作用的典型曲線

例8 將一植物放在密閉的玻璃罩內，置于室外進行培養(yǎng)，用CO2濃度測定儀測得了該玻璃罩內CO2濃度的變化情況，繪制成如下圖所示曲線，下列有關說法正確的是（ ）

①BC段較AB段CO2濃度增加減慢，是因為低溫使植物呼吸作用減弱

②CO2濃度下降從DE段開始，說明植物進行光合作用是從D點開始

③FG段CO2濃度下降不明顯，是因為氣孔關閉，葉片對CO2的吸收減少

④H點CO2濃度最低，說明此時植物對CO2的吸收最多，光合作用最強

A.①②B.③④

C.①③D.②④

【知識點分析】本題考查光合作用與呼吸作用的聯(lián)系。

【解題分析】據圖可知，D、H點表示光合作用強度與呼吸作用強度相等，BC段還沒有光照無法進行光合作用，CO2釋放速率降低只能是溫度降低，植物在CD段開始進行光合作用，但強度小于呼吸強度，DH段光合作用強度大于呼吸作用強度，出現(xiàn)FG段的原因是光照強，氣溫高，導致蒸騰作用強，水分散失多，氣孔關閉，CO2供應不足，所以C選項正確。

【答案】C

【思路點撥】題中給出的條件為密閉的玻璃罩，當玻璃罩內CO2濃度上升，表示呼吸作用大于光合作用，或只進行呼吸作用；當玻璃罩內CO2濃度下降，表示光合作用大于呼吸作用。圖中D、H點表示光合作用等于呼吸作用。

例9 下圖是一株綠色植物葉片在夏季的一天中CO2吸收量和釋放量的變化曲線圖，下列有關敘述不正確的是（ ）

A.bc、ef段光合作用都小于呼吸作用

B.ce段葉片只進行光合作用，不進行呼吸作用

C.e點是一天中有機物積累最多的時間點

D.Og段是消耗有機物時間段

【知識點分析】本題考查光合作用與呼吸作用的聯(lián)系。

【解題分析】圖中c、e點表示光合作用強度等于呼吸作用強度，b、f點分別是光合作用開始點和結束點，bc、ef段因為光合作用強度小于呼吸作用強度，故表現(xiàn)為釋放二氧化碳，A項正確。由于植物每時每刻都在進行呼吸作用，所以ce段葉片既進行光合作用，又進行呼吸作用，B項錯誤。在該植物體內有機物積累最多的時間點是e點，ce段一直吸收二氧化碳，表明光合作用強度大于呼吸作用強度，有機物一直在積累，C項正確。植物在白天、夜間每時每刻都在進行呼吸作用，有機物的消耗一直在進行，D項正確。

【答案】B

【思路點撥】a點：凌晨2時～4時，溫度降低，呼吸作用減弱，CO2釋放減少。

b點：有微弱光照，植物開始進行光合作用。

b～c段：光合作用強度小于呼吸作用強度。

c、e點：光合作用強度等于呼吸作用強度，e點時積累的有機物最多。

d點：溫度過高，部分氣孔關閉，出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象。

f點：光照消失，光合作用停止。

【總結歸納】光合作用和呼吸作用的曲線圖分析，對考生的識圖能力、綜合分析能力要求較高，難度較大，得分率也較低。做題時要從曲線的變化趨勢進行分析，從一些特殊點（交點、轉折點、最高點、最低點）著手進行突破。如光補償點（與x軸交點）、光飽和點（曲線轉折點）、只進行呼吸作用的點（與y軸交點）、積累有機物最多的點、光合作用最強點（實際光合曲線頂點）、生長最快點（凈光合曲線頂點）、光合作用消失點等。

考點9：光合作用與呼吸作用的計算題

例10 將生長狀況相同的輪藻葉片分成4等份，在不同的溫度下先暗處理1h，再光照1h（光照強度相同），前后共兩小時，得到如下表所示數據。以下說法不正確的是（ ）

A.催化輪藻呼吸作用的酶的最適溫度約為29℃

B.第三組輪藻釋放的氧氣量最多

C.第四組輪藻光合作用制造的有機物總量為2mg

D.四個組中的輪藻光合作用強度都大于呼吸作用強度

【知識點分析】光合作用與呼吸作用的相關計算。

【解題分析】由表中數據可知，在29℃時，葉片呼吸作用速率最大，故催化輪藻呼吸作用的酶的最適溫度約為29℃。在該實驗中，輪藻葉片進行呼吸作用2h，光合作用1h，第一組至第四組輪藻光合作用制造的有機物總量分別為5mg、7mg、9mg、3mg，C項錯誤；光合作用1h，第一組至第四組輪藻凈光合作用積累有機物的量分別為4mg、5mg、6mg、2mg，四個組中輪藻的光合作用強度都大于呼吸作用強度。凈光合作用積累有機物的量與氧氣釋放量呈正比，故第三組輪藻釋放的氧氣量最多。

【答案】C

【思路點撥】暗處理后的重量變化代表1h呼吸作用消耗的有機物量，也代表呼吸作用強度，光照后和暗處理前的重量變化表示1h光合作用制造的有機物量與2h呼吸作用消耗的有機物量的差值。由此計算出1h光合作用制造的有機物的量，即為光合作用的強度。

【總結歸納】1.光合作用和呼吸作用綜合計算題：解題關鍵是要抓住實際光合作用和凈光合作用的關系，再根據公式進行相關計算。計算公式：實際光合速率=凈光合速率+呼吸速率。

2.光合作用或呼吸作用的原料消耗與產物生成的計算題：解題關鍵是能夠完整而準確的寫出光合作用和呼吸作用的方程式，然后借用化學上有關方程式的計算方法進行計算。

考點10：光合作用與呼吸作用的實驗

例11 為了驗證葉片在光合作用和呼吸作用過程中有氣體的產生和消耗。用所提供的材料和用具，在給出的實驗步驟和預測的實驗結果的基礎上，繼續(xù)完成實驗設計和預測實驗的結果，并對實驗結果進行分析：

實驗材料和用具：煙草幼苗、試管2支、蒸餾水、NaHCO3稀溶液（為光合作用提供原料）、真空泵、暗培養(yǎng)箱、日光燈（實驗過程中溫度和光照等條件適宜，O2、CO2在水中的溶解量和無氧呼吸不計）。

實驗步驟和預測實驗結果如下：

（1）剪取兩塊相同的煙草葉片分別放在盛有等量蒸餾水和NaHCO3稀溶液的兩支試管中，葉片均浮在水面上。

（2）用真空泵抽走兩支試管內液體中和葉肉細胞空隙間的氣體后，敞開試管口，可觀察到葉片均沉在試管底部。

【知識點分析】驗證光合作用和呼吸作用過程中氣體的產生和消耗。

【解題分析】（1）題干給出的NaHCO3稀溶液可滿足光合作用對二氧化碳的需求，也可以吸收二氧化碳。

（2）根據實驗目的可知需要從兩方面來驗證：既要驗證葉片光合作用產生O2，又要驗證呼吸作用消耗O2。

（3）材料用具提供的有暗培養(yǎng)箱和日光燈。

（4）根據題干給出的實驗步驟（1）（2）可知本實驗的觀測指標為葉片是否上浮或下沉。

分析：驗證葉片在光合作用過程中產生O2（如右圖）。

實驗變量：是否有CO2。

觀測指標：下沉的葉片上浮。

實驗分組法：等組實驗法。

實驗對照：空白對照。

原因：（見下表）

分析：驗證葉片在呼吸作用過程中消耗O2（如右圖）。

實驗變量：是否有O2。

觀測指標：上浮的葉片下沉。

實驗分組法：等組實驗法。

實驗對照：空白對照。

原因：（見下表）

【答案】實驗步驟和預測實驗結果如下：（3）將兩支試管放在日光燈下，光照一段時間。結果：NaHCO3稀溶液中的葉片上浮，蒸餾水中的葉片仍在試管底部 （4）將這兩支試管放在暗培養(yǎng)箱中一段時間。結果：NaHCO3稀溶液中的葉片下沉，蒸餾水中的葉片仍在試管底部

分析預測的結果：（1）光照下，NaHCO3稀溶液中的葉片進行光合作用，釋放出的O2多于呼吸作用消耗的O2，葉肉細胞間隙中的O2增加，葉片上浮。而蒸餾水中缺乏CO2和O2，葉片不能進行光合作用和有氧呼吸，葉肉細胞間隙缺乏氣體，因此葉片位于試管底部 （2）黑暗中，NaHCO3稀溶液中的葉片只進行呼吸作用，消耗了葉肉細胞間隙中的O2，放出的CO2溶于NaHCO3稀溶液中，葉肉細胞間隙缺乏氣體，葉片下沉。蒸餾水中缺乏O2，葉片不能進行有氧呼吸，葉肉細胞間隙仍缺乏氣體，因此葉片仍位于試管底部

【思路點撥】由碳酸氫鈉稀溶液可以分析出，它可以產生二氧化碳也可以吸收二氧化碳。根據給出的實驗步驟“一組加入碳酸氫鈉稀溶液，另一組加入等量的蒸餾水”可知，區(qū)別在于有無二氧化碳，所以應先驗證光合作用是否產生氧氣，條件應進行光照。

【總結歸納】測定光合速率和呼吸速率的方法總結：

1.葉片沉浮法：一種定性測定光合作用強度的方法。實驗原理是光合作用產生O2使葉片上浮，呼吸作用消耗O2使葉片下沉。根據葉片下沉和上浮所需時間，可定性測定光合速率的強弱。

2.半葉法：定量測定光合作用和呼吸作用強度的方法。原理及方法：將對稱葉片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不作處理，如下圖，并用適當方法阻止兩部分的物質轉移。適宜光照下照射一定時間后，在A、B的對應部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB獲得相應數據，根據MB與MA的差值，可計算出該葉片的實際光合作用強度，其單位是mg/dm2?h。

3.黑白瓶法：也是一種定量測定光合作用和呼吸作用強度的方法。原理及方法：取三只玻璃瓶，一只用黑膠布包上，并包以錫箔。從待測的水體深度取水，保留一瓶（初始量IB）以測定水中原來的溶氧量。將另一對黑白瓶沉入取水深度，經過24小時或其他時間，將其取出，并進行溶氧量的測定。黑瓶中的浮游植物由于得不到光照只能進行呼吸作用，因此黑瓶中的溶解氧就會減少。而白瓶完全被曝曬在光下，瓶中的浮游植物可進行光合作用，因此白瓶中的溶解氧量一般會增加。所以通過黑白瓶中溶解氧量的變化，就可以估算出水體的生產力。根據初始瓶（IB）、白瓶（LB）、黑瓶（DB）的溶氧量，即可求：

LB-IB=凈光合速率；

IB-DB=呼吸量；

LB-DB=總光合速率。

4.液滴移動法：也是一種定量測定光合作用和呼吸作用強度的方法。實驗原理及方法：裝置中放入能調節(jié)CO2濃度的緩沖液，則液滴移動的距離代表O2釋放量，即凈光合作用強度。裝置遮光，并將緩沖液換成NaOH溶液，則可測出呼吸作用強度，進而得出實際光合作用強度，如下圖甲裝置。乙裝置的值可用來校正甲裝置的值，以排除實驗中其他因素的影響。

同步訓練

1.下圖表示綠色植物細胞內部分物質的轉化過程，下列有關敘述正確的是（ ）

A.圖中①②兩物質依次是H2O和O2

B.圖中（一）（二）兩階段產生[H]的場所都是線粒體

C.圖中（三）階段產生的水中的氫最終都來自葡萄糖

D.該過程只能在有光的條件下進行，無光時不能進行

2.右圖表示大氣中O2濃度對植物組織產生CO2的影響，其中A曲線代表CO2的釋放量，B曲線代表O2的消耗量。貯藏水果時O2濃度應調節(jié)到（ ）

A.O點B.K點

C.I點D.Q點

3.下圖為大豆葉片光合作用暗反應階段的示意圖。下列敘述正確的是（ ）

A.CO2的固定實質上是將ATP中的化學能轉變?yōu)镃3中的化學能

B.CO2可直接被[H]還原，再經過一系列的變化形成糖類

C.被還原的C3在相關酶的催化作用下，可再形成C5

D.光照強度由強變弱時，短時間內C5含量會升高

4.已知某植物進行光合作用和呼吸作用的最適溫度分別是25℃、30℃，右圖曲線表示該植物在30℃時光合作用強度與光照強度的關系。若將溫度調節(jié)到25℃的條件下（原光照強度和CO2濃度不變），從理論上講，圖中相應點的移動分別是（ ）

A.a點上移，b點左移，m值上升

B.a點下移，b點左移，m值不變

C.a點上移，b點右移，m值下降

D.a點下移，b點不移，m值上升

5.右圖曲線Ⅰ表示黃豆光合速率與光照強度的關系（最適溫度、CO2濃度為0.03%）。在B點時改變某條件，曲線變?yōu)棰颉Ｏ铝蟹治龊侠淼氖牵?）

A.與B點相比，A點葉綠體中的C3含量較低

B.在B點時，升高溫度導致曲線由Ⅰ變?yōu)棰?/p>

C.制約A點光合作用的因素主要是葉綠體中色素的含量

D.制約C點光合作用的因素可能是CO2濃度

6.有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合培養(yǎng)液，當通入不同濃度的氧氣時，其產生的酒精和CO2的量如下表所示。下列敘述中錯誤的是（ ）

A.氧濃度為b時，經有氧呼吸產生的CO2為6mol

B.氧濃度為d時，只進行有氧呼吸

C.氧濃度為c時，有50%的葡萄糖用于酒精發(fā)酵

D.a值約為0

7.（多選）下圖a曲線表示在一定光照強度、不同溫度條件下，某植物的光合作用量（單位時間內同化的CO2量）；b曲線表示同等條件下的呼吸作用量（單位時間內釋放的CO2量）。依據檢測結果，可獲得的結論是（ ）

A.在20℃時，植物CO2的吸收速率最高

B.在20℃與30℃時，有機物積累的速度相同

C.光合作用酶的最適溫度高于呼吸作用酶的最適溫度

D.在40℃時，有機物的積累量呈負增長

8.（多選）植物的光合作用受CO2濃度、溫度與光照強度的影響。右圖為在一定CO2濃度和適宜溫度條件下，測定某植物葉片在不同光照條件下的光合作用速率。下列有關說法不正確的是（ ）

A.在a點所示條件下，該植物葉肉細胞內能夠產生ATP的部位只有線粒體

B.該植物葉片的呼吸速率是5mg/（100cm2葉?h）

C.在一晝夜中，將該植物葉片置于c點光照下11小時，其余時間置于黑暗中，則每100cm2葉片一晝夜中CO2的凈吸收量為45mg

D.c點之后光照強度是限制光合作用速率的主要因素

9.下圖表示綠色植物體內幾項生理活動的關系示意圖。下列能正確描述其過程的是（ ）

A.①是光反應，②是暗反應，③和④都是無氧呼吸

B.能量A是光能，能量B、C和D包含ATP中的能量

C.綠色植物和藍藻含有的色素相同，都可以進行①過程

D.①和②過程只能發(fā)生在植物細胞內，③和④過程只能發(fā)生在動物細胞內

10.下圖表示綠色植物葉肉細胞內發(fā)生的光合作用和有氧呼吸的過程，圖中a、b為光合作用的原料，①～④表示相關過程，據圖回答：

（1）圖中①過程進行的場所是。

（2）光合作用過程中[H]來源于①過程中，用于③過程中。

（3）在有氧呼吸過程的第一階段，除了產生了[H]、ATP外，產物還有。①過程產生的O2用于相鄰細胞的②過程，至少經過層膜結構。

（4）若將該植物從CO2濃度為0.03%的環(huán)境中轉移到CO2濃度為1%的環(huán)境中，葉綠體中[H]含量將。

（5）寫出有氧呼吸的總反應式：。

11.大豆種子在萌發(fā)過程中，干重和鮮重均發(fā)生變化，鮮重的變化曲線如下圖。請回答下列問題：

（1）圖中階段種子胚細胞中自由水的含量最多，水通過的方式跨過生物膜。

（2）測得階段Ⅲ期間大豆種子干重顯著減少，可能的主要原因是：①組成細胞的化合物中，減少；②細胞代謝的發(fā)生情況是。

（3）根據階段Ⅱ測得種子吸收O2與釋放CO2的體積之比為1∶2，此時種子胚細胞的有氧呼吸與無氧呼吸消耗的葡萄糖之比為。

（4）松土能促進生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)，主要原因是：①促進根細胞的，釋放更多的CO2到大氣中；②促進根細胞吸收；③促進土壤中的分解有機物，釋放更多的CO2到大氣中。

12.圖1表示細胞內糖分解代謝過程，其中數字表示細胞呼吸的階段；圖2為不同培養(yǎng)階段酵母菌種群數量、葡萄糖濃度和乙醇濃度的變化曲線。請回答下列問題：

（1）圖1中方格內的物質名稱是；有氧呼吸的途徑是；產[H]的階段是；過程③發(fā)生的場所是。

（2）圖2曲線AB段酵母菌呼吸發(fā)生的場所是；曲線BC段酵母菌呼吸的方式為。

（3）酵母菌種群數量從C點開始下降的主要原因除葡萄糖大量消耗外，還有乙醇含量過高、。在T1～T2時段，單位時間內酵母菌消耗葡萄糖量迅速增加的主要原因有、。

13.紅掌是半陰生高等植物，下圖表示夏季時紅掌在不同遮光處理條件下凈光合速率的日變化曲線。請分析回答相關問題。

（1）適當遮光，葉綠素含量會增加，葉片對的吸收能力將顯著增強。

（2）曲線ab段葉肉細胞內能合成[H]的場所有；曲線cd段，植物體內有機物總量的變化情況是。

（3）M點時，對紅掌體內所有能進行光合作用的細胞來說，葉綠體消耗的CO2量 （填“大于”“等于”或“小于”）細胞呼吸產生的CO2量。

（4）若將植物突然轉移到高溫、強光照、干燥的環(huán)境中，此時葉肉細胞內C3物質的含量變化是。30%遮光處理避免了強光照和過高溫度對植株的不利影響，與曲線Ⅱ相比，曲線Ⅰ未明顯出現(xiàn)“午休”現(xiàn)象的原因是 。

（5）6∶30左右，在不遮光的條件下適當增加該植物周圍的CO2濃度，光合速率的變化情況基本不變，原因是 。

14.（1）科學家通過對綠色植物轉換CO2的研究中知道：①在一定濃度范圍內，綠色植物對外界CO2的轉換為定值（實際光合作用消耗的CO2量=外界CO2量×轉換率+呼吸作用中CO2的釋放量）；②綠色植物光合作用利用的CO2來自于外界與呼吸作用兩方面。已測得呼吸作用釋放的CO2為0.6μmol/h，現(xiàn)用紅外測量儀在恒溫不同光照下測得如下表數據，實際光合量用葡萄糖表示。

從表中數據的對比可知影響光合作用的因素有。當光照強度為2klx，實際光合量為0.44μmol/h時，植物從外界吸收的CO2為μmol/h，植物對外界CO2的轉換率為。若外界CO2濃度為6.0μmol/h時，則該條件下綠色植物的實際光合量為μmol/h。

（2）將某種綠色植物的葉片，放在特定的實驗裝置中，研究在10℃、20℃的溫度條件下，分別置于5klx、10klx光照和黑暗條件下的光合作用和呼吸作用。結果如下圖所示（橫坐標為時間，單位：小時）。

對以上結果分析正確的是（ ）

A.20℃時的呼吸速率是10℃時的4倍

B.在10℃、5klx的光照下，每小時光合作用產生的氧氣量是3mg

C.在5klx光照下，10℃時積累的有機物比20℃時少

D.在20℃、10klx光照下，每小時光合作用產生的氧氣量是6mg

【參考答案】

1.A 2.D 3.C 4.A 5.D 6.C 7.AD 8.AD 9.B

10.（1）葉綠體類囊體薄膜 （2）水的光解 C3的還原（或碳的還原） （3）丙酮酸 6 （4）下降 （5）C6H12O6+6H2O+6O2酶12H2O+6CO2+能量

11.（1）Ⅲ 自由擴散 （2）有機化合物（答“糖類、脂肪”等可酌情給分） 只進行呼吸作用（分解有機物），未進行光合作用（未制造有機物） （3）1∶3 （4）有氧呼吸 無機鹽 好氧微生物

12.（1）丙酮酸 ①③④ ①③ 線粒體基質 （2）細胞質基質和線粒體 有氧呼吸和無氧呼吸 （3）培養(yǎng)液的pH下降 酵母菌進行無氧呼吸，產生的能量少 酵母菌種群數量增多

13.（1）紅光和藍紫光 （2）細胞質基質、線粒體、葉綠體 增加 （3）大于 （4）減少 遮光30%的情況下（起降溫增濕作用），植物氣孔一般不關閉 （5）6∶30左右限制光合速率的主要因素是光照強度

【解析】（1）葉綠素對紅光和藍紫光的吸收效率高。（2）曲線ab段葉肉細胞既能進行光合作用又能進行有氧呼吸，這兩個過程中都有[H]的產生，因而能合成[H]的場所有細胞質基質、線粒體、葉綠體。曲線cd段，凈光合速率為正值，表明植物體內有機物總量增加。（3）M點時植物整體上光合作用消耗的CO2量等于呼吸作用產生的CO2量，但由于植物體內大多數細胞不進行光合作用只進行呼吸作用，因而所有進行光合作用的細胞消耗的CO2量大于呼吸作用產生的CO2量。（4）在高溫、強光照、干燥的環(huán)境中，植物葉片的氣孔關閉，吸收的CO2減少，固定產生的C3減少；遮光30%的情況下（起降溫增濕作用），植物氣孔一般不關閉。（5）6∶30左右光照較弱，光反應較弱而影響到光合速率。

第7篇：光合作用的現(xiàn)象范文

細胞代謝實驗設計過程中要面臨諸多考慮。其一，要考慮實驗變量和實驗結果的關系。實驗變量分為自變量和無關變量，自變量所引起的因變量是我們所要研究的，而無關變量所引起的額外變量因其對所要研究的實驗結果有影響則要避免。其二，要考慮此裝置可否借雞生蛋或者借尸還魂轉換成研究其他實驗的裝置。例如，研究細胞光合作用的裝置可否轉換為研究細胞呼吸作用的裝置？同樣，研究細胞呼吸作用的裝置可否轉換為研究細胞光合作用的裝置？其實，不管是為了排除無關變量對因變量的影響或者是實驗裝置的相互轉換，我們都可以通過對實驗裝置或材料的處理來達到目的。

一、排除無關變量或因素對因變量的影響

細胞代謝的相關實驗，個人認為根據不同的實驗裝置或材料可采用以下兩種處理方法來排除其內在和外在的干擾因素。

1.內排――饑餓法和酒精水浴法

[例1]采用“半葉法”對番茄葉片的光合作用產物進行測定，其原理是：先將番茄葉片放在暗處幾小時，然后將對稱葉片的一部分遮光，另一部分不做處理，經過一段時間后，把葉片放入酒精中進行水浴加熱，用碘蒸氣處理對應部位截取同等面積的葉片，則成功地證明番茄葉片在光合作用中產生了淀粉。回答以下問題：

（1）該實驗中將番茄葉片先放在暗處幾小時的目的是什么？

（2）該實驗中將番茄葉片放入酒精中進行水浴加熱的目的是什么？

分析：本題是驗證番茄葉片在光合作用中產生了淀粉，但所選的番茄葉片如不加以處理，葉片中原有的淀粉就會干擾實驗結果。所以實驗一開始就要對番茄葉片處理，放在暗處使其饑餓幾小時。通過番茄葉片長時間的呼吸作用消耗掉原有的淀粉，即可排除其對實驗結果的干擾。遮光的對照組和曝光的實驗組經過一段時間處理后，可預知有無淀粉產生。但為了增加實驗的可信度和說服力，需要用碘蒸氣和淀粉的顏色反應來檢測。由于葉片中的葉綠素的存在會對該顏色反應產生干擾，所以在檢測之前要用酒精水浴法除去葉片中的葉綠素，排除葉綠素對實驗現(xiàn)象的干擾。

參考答案：

（1）消耗番茄葉片中原來的淀粉，排除其對實驗的干擾。

（2）除去葉片中的葉綠素，排除色素對實驗現(xiàn)象的干擾。

2.外排――死活代替法

無論是光合作用還是細胞呼吸的相關實驗，都會遇到一些外在的無關因素如微生物、溫度等無關變量對實驗結果的干擾，對此可用死活代替法來加以消除。

[例2]圖1中的實驗裝置用于測量大麥種子的呼吸速率。實驗開始時，用夾子夾緊橡皮管并使圖中U形管內兩側有色液體均處于“0”標志位。在25℃條件下兩套裝置都靜置1h，實驗結果如圖所示。

（1）裝置中加入NaOH溶液的目的是什么？

（2）裝置B中對大麥種子進行滅菌處理的目的是什么？裝置B中有色液體的變化可能是什么造成的？設置B裝置的目的是什么？

[例3]下圖為測定光合作用速度的裝置，在密封的試管內放一新鮮葉片和二氧化碳緩沖液，試管內氣體體積的變化可根據毛細玻璃刻度管內紅色液滴移動距離測得。在不同強度的光照條件下，測得的氣體體積如圖2所示。

（1）裝置中加入CO2緩沖液（或NaHCO3溶液）的目的是什么？

（2）為了防止無關因素對實驗結果的干擾，本實驗還應設置對照實驗，對照實驗裝置與實驗組裝置的區(qū)別是。如果對照組在相同光照情況下，刻度管中的紅色液滴較之實驗組向右移了一段距離，其原因是什么？

分析：例2是關于細胞呼吸的實驗，種子在萌發(fā)時消耗有機物產生CO2。裝置中的NaOH溶液在吸收CO2后，會引起裝置內氣體壓強的變化，故可以根據有色液滴的移動方向和距離判斷出細胞呼吸的類型、強度、呼吸商等。例3是關于光合作用的實驗，植物在光合作用時，要消耗CO2產生有機物和O2。裝置中的CO2緩沖液（或NaHCO3溶液）就起到了提供CO2的作用。CO2的提供不會改變原裝置中的氣體壓強，但產生的O2會增加裝置中的氣體壓強，所以可根據裝置中紅液滴的移動方向和距離判斷出光合作用強度的大小。

例2和例3的第2問，都是為了排除外部無關因素對實驗的干擾。無論是何種細胞代謝，都會不可避免地受到如微生物的呼吸作用、溫度變化引起氣體膨脹等對實驗結果的干擾。處理方法就是將裝置中活的實驗對象用消毒滅菌的死的實驗對象代替，如例2裝置B中滅菌的死大麥種子。

參考答案：

例2（1）吸收CO2；（2）防止細菌呼吸作用產生或吸收的氣體影響實驗結果；由于外界環(huán)境氣壓發(fā)生變化；對照（排除物理因素引起的氣體熱膨脹對實驗結果的干擾）。

例3（1）提供CO2；（2）新鮮葉片改為經消毒的死葉片；環(huán)境物理因素（如溫度變化等）或葉表面的微生物的呼吸作用對實驗的影響。

二、兩種代謝間的相互轉換或排除相關的影響

在細胞代謝相關的實驗中，往往是將兩種代謝綜合在一起加以研究的，這就要考慮兩種代謝裝置之間的相互轉換或者兩種代謝之間相互影響。

1.遮光法或黑白瓶法

[例4]下圖是利用溶氧量變化來測定黃瓜葉片光合速率的裝置。實驗在最適溫度下進行，反應杯的溶液中加入少量NaHCO3是為了提供CO2。請回答：

實驗中將抽空氣體的黃瓜葉片放入反應杯內，隨著測試時間的延長，葉片上浮，溶氧量增加，記錄儀讀數變大。同樣，該法也可用于葉片呼吸強度的測定，只需對反應杯________。

分析：本裝置是研究光合作用的，但稍加改進就可研究細胞呼吸。此裝置中黃瓜葉片在光合作用的同時又進行細胞呼吸，若要研究細胞呼吸或排除光合作用對細胞呼吸的影響，只需遮光處理即可。

此外，與遮光法異曲同工的還有用于研究水生生態(tài)系統(tǒng)黑白瓶法。所謂白瓶就是透光瓶，瓶里面裝的從池塘、湖泊或海水的一定深度采集含有自養(yǎng)生物（如藻類）的水樣（水樣中難免也含有某些異養(yǎng)生物如細菌和浮游生物等）可進行光合作用和細胞呼吸；所謂黑瓶就是不透光瓶，里面不能進行光合作用，只進行細胞呼吸。黑瓶和白瓶同時被懸浮在水體中水樣所在的深度，放置一定時間后便從水體中取出，用標準的化學滴定法或電子檢測器測定出黑瓶和白瓶中的含氧量，再根據兩瓶中含氧量的變化確定出光合作用量。

參考答案：遮光。

2.溶液置換法

[例5]某轉基因作物有很強的光合作用強度。某中學生物興趣小組在暑假開展了對該轉基因作物光合強度測試的研究課題，設計了如下裝置。請你利用下列裝置完成光合作用強度的測試實驗，并分析回答有關問題。

（1）測定植物的呼吸作用強度，方法步驟是：

①__________________②____________________

③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動的方向和刻度。

（2）測定植物的凈光合作用強度，方法步驟是：

①_________________②_____________________

③30分鐘后分別記錄甲、乙兩裝置紅墨水滴移動的方向和刻度。

分析：本題以裝置圖為信息載體，綜合考查光合作用和呼吸作用。通過相同的裝置分析可知，測定植物的呼吸作用強度和光合作用的不同在于裝置D中所放入的液體的不同。若該裝置測定細胞呼吸作用強度時，甲乙兩裝置的D中都放入NaOH溶液，吸收二氧化碳，因此液滴的移動就來自于氧氣的吸收量，液滴向左移動；此外還要排除光合作用的影響。若該裝置測定植物的凈光合作用強度時，甲乙兩裝置的D中都放入NaHCO3溶液，提供原料二氧化碳，因此液滴的移動就來自于氧氣的釋放量，液滴向右移動，同時提供光合作用發(fā)生的適宜條件。

參考答案：

（1）①甲、乙兩裝置的D中分別放入NaOH溶液，裝置乙作對照組；②將裝置甲、乙的玻璃鐘罩進行遮光處理，放在溫度等條件相同的環(huán)境中。

（2）①甲、乙兩裝置的D中分別放入NaHCO3溶液，裝置乙作對照組；②將裝置甲、乙放在光照充足、溫度相同的環(huán)境中。

但有些題目不能生搬硬套完全照搬以上的方法，這就要根據題目中裝置的實際情況靈活運用以上方法，做到觸類旁通，能夠舉一反三。

[例6]光是影響植物光合作用的主要因素。但不知光是否影響植物的呼吸作用。甲同學所用的實驗裝置如圖6所示，并設置A、B兩組。A組給予植物適宜強度的光照，B組不給光照。實驗開始時，刻度玻璃管內的有色液滴在位置X。20分鐘后觀察A、B兩組有色液滴的移動情況（呼吸作用以葡萄糖為原料，不考慮氣體在水中的溶解）。乙同學認為甲達不到實驗目的，要對裝置進行改進：

（1）_________________________________

（2）_________________________________

分析：裝置若探究光對呼吸作用的影響是不科學的，原因有二：其一，由于綠色植物在有光條件下既進行光合作用又進行呼吸作用，選擇該綠色植物無法進行實驗，因此必須對綠色植物加以代替。但又不能用真正死的植物來代替，否則實驗同樣無法進行。此時，可選用“假死植物”來代替活植物。這里的“假死植物”實際上就是摘除葉片的植物或者直接將該綠色植物直接換成不能進行光合作用的器官。其二，由于植物進行呼吸作用消耗氧氣同時產生二氧化碳，無法判斷液滴移動方向，因此需要消除其中一個氣體量，以便能確定移動方向，容易消除的為CO2，可以選擇NaOH溶液吸收產生的CO2或者選擇NaHCO3緩沖液保持容器內CO2的平衡。

參考答案：

（1）將綠色植物換成不能進行光合作用的植物器官或將其葉片摘除。

第8篇：光合作用的現(xiàn)象范文

[關鍵詞]光合作用；生物科學史；教育價值

光合作用的發(fā)現(xiàn)史是人類研究生命活動的科學史，在課堂教學中蘊含著重要的教育價值。光合作用的發(fā)現(xiàn)史不僅能夠使學生了解人類發(fā)現(xiàn)光合作用的過程、了解植物進行光合作用的原料、條件、場所、產物，而且對于培養(yǎng)學生的質疑品質、實事求是的科學精神、嚴謹的科學態(tài)度、科學探究的一般方法、科學真理本質的認識等方面有極其重要的教育價值。

一、培養(yǎng)學生質疑的學習品質

古人云：“疑者，覺悟之機也”，“盡信書，不如無書”。光合作用的發(fā)現(xiàn)史，是培養(yǎng)學生質疑品質的經典素材。

2000多年前，古希臘著名學者、哲學家亞里士多德 （Aristoteles，公元前384―322年前），是被譽為僅次于神的權威，他的論斷是絕對真理，他的言論不容質疑。他對植物生長作出的論斷：植物是由土壤汁構成的，植物生活的一切物質來自土壤。17世紀以前，人們堅信亞里士多德的論斷是真理，植物生長在土壤中，一定是從土壤中獲得生長所需要的各種物質。一顆果樹那粗壯的樹干、繁茂的枝葉、豐碩的果實，都是由植物從土壤中吸收的物質變化而來的。直到17世紀上半葉，比利時科學家海爾蒙特（Jan Baptist van Helmont）向權威挑戰(zhàn)，對亞里士多德的論斷提出質疑：植物生長所需要的一切物質果真是從土壤中獲得的嗎？他設計了一個著名的“柳苗生長實驗”，通過長達5年的實驗，首次用實驗的方法、有力的實驗數據得出了“植物生長的物質主要來自水而不是土壤”的結論，從而了權威亞里士多德的錯誤論斷。

二、培養(yǎng)學生實事求是的科學精神

在光合作用的發(fā)現(xiàn)史中，科學家實事求是的科學精神是對學生進行科學教育的好素材。海爾蒙特設計的“柳苗生長實驗”，通過實驗前與實驗后對柳苗、土壤實驗數據的比較、分析，發(fā)現(xiàn)柳苗增重74.5kg（實驗前稱重2.3kg，實驗后稱重76.8kg），土壤減少僅僅只有0.057kg（實驗前稱重90kg，實驗后稱重89.943kg），柳苗生長的過程中只給柳苗澆水，實驗過程中，影響柳苗生長的因素只有水，說明柳苗增重74.5kg的物質主要是來自水，而不是土壤。這一結論與權威亞里士多德的論斷完全不符，海爾蒙特尊重科學，尊重事實，實事求是地根據實驗結果作出新的論斷：植物生長的主要物質來自水而不是土壤。由于海爾蒙特的論斷來自于科學實驗，具有較強的說服力，他的觀點得到人們的認可，成為新的科學論斷。

三、培養(yǎng)學生嚴謹、認真的科學態(tài)度

在光合作用的發(fā)現(xiàn)史中，科學家海爾蒙特在做“柳苗生長實驗”，為了獲得準確的實驗結果，實驗前，分別將實驗的柳苗、土壤稱重，并特制一個木桶盛土壤，為了防止空氣中的灰塵等異物掉進木桶影響實驗的準確性，又特制了桶蓋將其蓋上。在長達5年的實驗過程中每天堅持給柳苗澆水，直到小小的柳苗長成一棵大樹。5年后，再次將土壤、柳樹稱重，比較土壤、柳樹實驗前后重量的變化。

在課堂教學中，科學家海爾蒙特這種嚴謹、認真的科學態(tài)度是學生學習的典范，是培養(yǎng)學生嚴謹、認真科學態(tài)度的典型素材。

四、培養(yǎng)學生科學探究的一般方法

光合作用的發(fā)現(xiàn)史中，科學家進行科學研究的基本方法――實驗法、觀察法、調查法、文獻法，是培養(yǎng)學生科學探究方法的好素材。

光合作用的發(fā)現(xiàn)史，以比利時科學家海爾蒙特著名的“柳苗生長實驗”展開，拉開了人類研究光合作用的序幕：

17世紀上半葉，比利時科學家海爾蒙特設計了著名的“柳苗生長實驗”，得出了“植物增重的主要物質是水”（水是植物生活的原料）的科學論斷；1771年，英國科學家約瑟夫?普利斯特利（Joseph Priestley）通過“助燃空氣實驗”，得出“綠色植物能夠凈化空氣（吸收二氧化碳）”的結論； 1779年，荷蘭科學家英格豪斯（Jan Ingenhousz）通過“綠色植物在光下凈化空氣”的實驗，得出“綠色植物凈化空氣必須在光下進行，光是植物凈化空氣的條件”的論斷；1782年，瑞士牧師謝尼伯（Jean Senebier）通過實驗證明：“植物在光下釋放氧氣的同時，還要吸收二氧化碳”，得出“二氧化碳是植物生長的一種原料”的結論；1804年，瑞士學者索熱爾（N.T.de Saussure）通過實驗證明植物在光下還要消耗水，驗證了海爾蒙特的實驗；1864年，德國科學家薩克斯（Julius Sachs）通過“綠色植物在光下合成淀粉”的實驗，得出“淀粉是植物的產物”結論；1897年，科學家們將植物以上的生理活動稱為“光合作用”，正式提出了光合作用的概念。

在課堂教學中，通過對光合作用發(fā)現(xiàn)史的學習，再現(xiàn)了生物學家的實驗設計過程和實驗操作過程，再現(xiàn)了科學家進行科學研究的一般方法，讓學生親身體驗和感受到了科學家的科學探究的過程?？茖W家進行科學研究的基本方法，對學生起到了潛移默化的作用，培養(yǎng)了學生的科學探究能力，培養(yǎng)了學生科學探究的一般方法。

五、加深學生對科學真理本質的認識

生物科學史是人類認識自然和改造自然的歷史。光合作用的發(fā)現(xiàn)史，是人類研究光合作用的科學史，對加深學生對科學真理本質的認識有極其重要的教育作用。

生物科學史是生物科學知識的產生、形成、發(fā)展及其演變規(guī)律的反映，有助于學生對科學知識本質的認識?？茖W知識只是當時對科學問題或自然現(xiàn)象所作出的一種最合理的解釋，它不是一成不變、完美無缺的“絕對真理”，而只是對客觀世界一定程度和一定層次正確反映的“相對真理”，它會隨著研究的深入而不斷發(fā)展，并非是永恒不變的。當發(fā)現(xiàn)新的證據和對已有事實有新的解釋時，科學真理將會改變。

第9篇：光合作用的現(xiàn)象范文

白熾燈、熒光燈、高壓鈉燈、高壓汞燈等傳統(tǒng)光源，應用于農業(yè)和生物領域，存在低生物光效、高能耗和高運行成本的不足，以人工光植物工廠為例，光源能耗費用約占系統(tǒng)運行成本的40%～60%。相對于傳統(tǒng)照明，LED光源能形成與植物光合作用及其形態(tài)建成基本吻合的光譜吸收峰值，具有效率高、耗能小、無汞污染、精準波長、系統(tǒng)智能可控等優(yōu)點，系統(tǒng)節(jié)能達50%以上，在溫室補光、植物組培、植物工廠以及遺傳育種等眾多領域具有廣闊的應用前景。

本文梳理了植物生長用LED光照的標準進展，并探討植物生長用LED照明標準體系框架。國家半導體照明工程研發(fā)及產業(yè)聯(lián)盟（CSA）自2012年起開始植物生長用LED光照標準化工作，2013年第1項團體標準T/CSA021-2013《植物生長用LED平板燈 性能要求》；之后，推動制定國家標準GB/T 32655《植物生長用LED光照術語和定義》、團體標準T/CSA 032-2016《植物光照用LED燈具通用技術規(guī)范》等。

團體標準T/CSA 021-2013《植物生長用LED平板燈性能要求》

植物生長用LED照明產品形式眾多，如平板燈、雙端燈、柔性燈帶等，并將隨著技術的發(fā)展而逐步變化。在2013年前后，LED平板燈主要應用在組培育苗。該標準規(guī)定了植物生長用LED平板燈的術語和定義、分類與命名、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸和貯存。標準內容上顯示出植物生長用LED光源的基本衡量指標，與生活照明用光的參數差異較大。

該標準定義了植物生長用LED平板燈的主輻射波長，是指輻射波長范圍為600～700 nm的紅-橙輻射波段和400～500 nm的藍-紫輻射波段，以此為基礎定義藍-紫輻射照度、紅-橙輻射照度，進而定義了紅藍輻射照度比；該標準基于物理量定義了總輻射通量（單位：W）、總輻射照度（單位：W/m2），以支撐植物生長LED光照領域的生產、檢測、驗收等工作。標準定義了光合光子通量密度[單位：μmol/（m2?s）]，指是植物進行光合作用時單位時間內單位面積上接收到的燈發(fā)射的一定波長范圍內的光子數目，但因為植物進行光合作用接收到的光子數目不好計量，其技術要求并未體現(xiàn)在該標準中。

該標準提出了植物生長用LED平板燈應該符合的GB7000基本安全要求，控制裝置符合GB19510.14、GB/T 24825要求，電磁兼容性能要求；在電氣特性方面，規(guī)定了功率、功率因數要求；在輻射性能方面，規(guī)定了初始輻射通量/輻射效率、輻射強度分布、射照度和紅藍輻射照度比、輻射照度的均勻性；在輻射光譜特性、壽命特性等方面也作出了要求。

團體標準T/CSA 032-2016《植物光照用LED燈具通用技術規(guī)范》

該項標準重點關注LED燈具產品通用的技術性能及其評價指標。由于應用于植物光照產業(yè)的燈具產品種類繁多，規(guī)格型號各有不同，性能質量良莠不齊，亟需建立相對統(tǒng)一的性能指標的判別和評價標準。由于這一產業(yè)屬于新興產業(yè)，盡早推出相關標準，便于引導產業(yè)技術發(fā)展及產品定位，但因為有些技術性能的評價不夠成熟，有些參數（如光子通量效能、光源的光譜分布與植物光譜的吻合程度分等）的要求有待進一步完善。

該標準根據應用環(huán)境的要求，補充了根據植物光合循環(huán)模式分類的C3植物、C4植物、CAM植物等術語。按照燈具用途、植物光合作用方式、控制方式對植物光照用LED燈具進行了分類。對植物生長用LED燈具的安全性能、結構外觀、電學性能（功率、功率因數）、光學性能、可靠性、電磁兼容性等進行了規(guī)范，對燈具的光子通量效能進行了分級，針對技術要求給出了檢測方法。

在結構外觀要求中，對燈具表面的防腐（達到WF2）、抗紫外線老化等提出了要求；在光學性能要求中，規(guī)定了光子通量、光子通量效能[實測值不應低于0.7 μmol/（s?W）]、光譜分布、配光曲線等參數要求；可靠性部分主要針對光子通量維持率、環(huán)境適應性做了要求；在燈具的能效分級中，首先對應高壓鈉燈[1.9 μmol/（s?W）]和熒光燈[1.3 μmol/（s?W）]的光子通量效能關鍵點，將LED光源的光子通量效能分為三類：一類[ηP≥1.9 μmol/（s?W）]、二類[1.3 μmol/（s?W）≤

ηP1.9 μmol/（s?W）]和三類[（0.7 μmol/（s?W）≤

ηP1.3 μmol/（s?W）]。其次，按照光源光譜分布的吻合程度將光源按不同緯度可以分成3個類別或3個等級，能效等級的劃分同時考慮光源的光子通量效能和光譜分布的吻合程度2個因素，綜合上述2個因素，將能效分為3等3類共9級。

國家標準GB/T 32655-2016《植物生長用LED光照 術語和定義》

該項標準定義的術語內容大體上分2個部分：一部分是有關植物生長方面的內容，主要來自我國生產、教學和科研中正在使用的術語，這部分內容是國內外首次制定；另一部分是有關LED產品和檢測涉及術語的內容，引用IEC 60050和GB/T 24826-2016（IDT IEC62504）標準中的部分術語，以保證標準系統(tǒng)的協(xié)調。標準中易混淆的術語解釋對比如下：

輻射度量

（電磁）輻射能相關術語

為了描述輻射源的性能，引入了輻射能及相關術語。輻射能定義是以電磁波形式的發(fā)射或傳播的能量Φe（單位：J）（圖1）。

上述術語都是為描寫輻射源性質而引入的，為了描寫輻射能的時間特性就要增加“通量”定義，輻射通量即單位時間內的輻射能量；為了描寫輻射通量的方向特性就要增加“強度”定義，強度是點輻射源的、有方向的、單位立體角的輻射通量；輻射出射度即單位面積發(fā)出的輻射通量；輻射亮度即單位立體角單位面積的輻射通量。

唯獨照度描述的是被照物接收到的輻射，輻射照度即為單位面積接收的輻射通量，對植物光照而言，這是一個很重要的物理量，也稱為通量密度，其意義不亞于光照度對人眼的重要性。

光子量

光子量相關的物理量有很多，根據量子力學，光子具有波粒兩象性，光子的能量E為

E=hν

h為普朗克常數，ν為電磁波頻率。因此只要將上述輻射度量改為光子量，所有關系式都成立。

光子量多用于研究，輻射量多用于工農業(yè)生產。相互可以換算，各有有利之處。

光譜量

光譜分布（輻射量、光度量或光子量X（λ）的）/光質/光譜密集度定義為：在波長λ處，包含λ的波長間隔dλ內的輻射量或光度量或光子量dX（λ）與該波長間隔之商：

Χλ= dΧ（λ）

dλ

單位：[X]/m，例如W/m，lm/m等。光譜響應函數dR（λ）意義相仿。從植物光合有關的輻射量可以擴展一系列的術語。

光合量

光合有效輻射

光合有效輻射定義為：能為植物光合作用所利用的特定波長的輻射。光合有效輻射是植物輻射度的基礎。

光合光子通量

光合光子通量定義為：能為植物光合作用所利用的光子通量[單位：μmol/（m2?s）]。

在植物生理學范疇中，光子的數量通常用微摩爾（μmol）表示，1 μmol代表6.023×1017個光子，1 mol代表6.023×1023個光子。

光合光子通量密度

光合光子通量密度定義為：能為植物光合作用所利用的光子通量密度。

光合速率

光合速率定義為：植物光合作用中，單位時間內單位葉面積上吸收CO2的量或放出O2的量，或者光合產物的干物質積累量，單位有μmol/（m2?s）、μmol/（m2?h）和g/（m2?h）等。

由于植物光合作用時同時進行呼吸作用，所以光合速率又分總光合速率、表觀光合速率（凈光合速率）?？偣夂纤俾蕿楸碛^光合速率與呼吸速率的代數和。

量子效率/量子產額

量子效率定義為：光合作用中每吸收一個光子所產生的光合產物量（即固定的CO2或釋放出的O2的分子數）。量子效率因計算方法的不同，可分為表觀量子效率和實際的量子效率。

相對量子效率曲線（光合作用的）

相對量子效率曲線（光合作用的）定義為：在各個波長上，單位光子通量密度所產生的植物光合速率與波長的函數關系。其輻射波長范圍為400～700 nm。相對量子效率曲線示意圖如圖2所示。

光合光譜響應曲線（光合作用的）

光合光譜響應曲線（光合作用的）定義為：在各個波長上，單位輻照度所產生的植物（凈）光合速率與波長的函數關系。

相對光合光譜響應曲線（光合作用的）

相對光合光譜響應曲線（光合作用的）即歸一化后的光合光譜響應曲線，其示意圖如圖3所示。

光合作用的響應曲線是植物輻射度學的基礎，有了它可以建立起植物光照的主要物理量。

上述量子效率曲線和光合響應曲線很重要，是植物光照評價的基礎。

度量系統(tǒng)

輻射度量系統(tǒng)

輻射度量系統(tǒng)是與輻射能量有關量的測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)以輻射通量單位瓦（W）為計量單位。

輻射量、光度量、光子量和光合輻射量――這4種量都有相同的基本符號，為了區(qū)別分別加注下腳標e（能量）、v（視覺）、p（光子）、ph（光合），例如：Φe，Φv，Φp，Φph。

因為歷史原因，該度量系統(tǒng)用于植物光合作用輻射量的測量時，其光合有效輻射的波長范圍通常定為320～780 nm。

光度量系統(tǒng)

光度量系統(tǒng)依據給定的光譜光視效率函數，如V（λ）（圖4），評價輻射量的測量系統(tǒng)。以流明（lm）為單位，波長范圍為380～780 nm。對于植物光合作用輻射量的測量，不宜采用該度量系統(tǒng)。

量子度量系統(tǒng)（光合輻射量的）

量子度量系統(tǒng)依據給定的光合作用的量子效率曲線RQE，評價有關的輻射量的測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)以光子通量密度單位μmol/（m2?s）為計量單位。

光合度量系統(tǒng)（光合輻射量的）

光合度量系統(tǒng)依據給定的光合光譜響應曲線，評價光合作用的有關的輻射量的測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)以光子輻射通量單位為計量單位。

光合度量D換因子（CVF）

各種光合度量系統(tǒng)之間可通過光合度量轉換因子進行換算。

CVF= ∑300 R1 （λ）?Q1，λ ?Δλ

∑300 R2 （λ）?Q2，λ ?Δλ

式中，Qλ是輻射源發(fā)射的每單位波長間隔Δλ內光譜輻射量；R（λ）為對應度量系統(tǒng)的相對光合光譜響應。該公式也適用于同一度量系統(tǒng)不同響應曲線之間的轉換。

輻射量、光合輻射量（植物）、光合光子量（植物）之間的聯(lián)系可類比輻射量與光度量（人眼視覺）之間的關系，示意圖如圖5所示。輻射量和光度量可通過人眼視見函數V（λ）來進行轉化。（相對）光合光譜響應曲線對于光合輻射量來說，相當于光度量的人眼視見函數，通過它可以將輻射量和光合輻射量進行轉化。而輻射量與光合光子量則是通過相對量子效率曲線進行轉化。

植物生長LED光照領域具有多學科交叉、跨領域應用的特點，在LED光源、光電參數、植物光生理反應、使用環(huán)境、測量方法等方面以及定義、術語方面均不同于通用照明，存在混用、借用以至錯用現(xiàn)象，模糊不清，影響了LED在設施農業(yè)中的應用和推廣，本標準對LED照明在植物光照中應用的基本名詞術語進行定義和規(guī)范，避免了定義混亂、術語不統(tǒng)一的情況，確保植物生長LED光照領域產品的生產、檢驗、驗收、測試的規(guī)范與統(tǒng)一，為LED在我國農業(yè)中標準化應用及推廣奠定基礎。

植物生長用LED光照標準體系探討

植物生長用LED光照應用，如設施種苗、葉菜、果菜等方面，具有跨領域、跨行業(yè)的特點，是當前國際的研究熱點。在理論方面， 主要研究LED光環(huán)境對設施作物生長發(fā)育的影響機制；在LED光源技術方面，主要研究工作在LED光配方參數優(yōu)化、光效率提升、智能管控技術等。

標準化工作是促進科研成果產業(yè)化、支撐產業(yè)規(guī)范發(fā)展的重要手段。標準體系的編制是動態(tài)的，需要考慮近期和長遠的需求，隨著技術發(fā)展可以進行適當的調整。圖6顯示了植物生長用LED光照的標準體系，標準的制定建議結合標準、技術報告等多種形式開展，綜合服務與科技成果的轉化。