1、第二章 光合作用與生物固氮 教材分析光合作用和生物固氮在理論上和實踐上都有著重要的意義，是植物生理學中的熱門研究領域。對其機理的深入探索，有助于解決當今世界上如何經濟有效地利用太陽能量，滿足能源需求，解決糧食危機和進行環境保護等重大問題，為人類做出更大貢獻。通過本章教學，可以使學生在原有的學習基礎上，運用物理、化學等知識，進一步深入了解光合作用和生物固氮的基礎知識以及在農業生產上的應用，提高探索生物奧秘的興趣，以積極的態度進行實踐，保護自然環境。    本章包括光合作用和生物固氮兩節內容和一個實驗：自生固氮菌的分離。第一節光合作用包括光能在葉綠

2、體中的轉換。C3植物和C4植物和提高農作物的光合作用效率三部分內容。    光能在葉綠體中的轉換內容與必修課中的光反應和暗反應階段及色素的功能，特別是光反應階段的知識內容銜接，進一步深層次講述能量轉換的三個步驟（光能轉換成電能，電能轉換成活躍的化學能，活躍的化學能轉換成穩定化學能）。著重在由光能轉換成電能，電能轉換成活躍的化學能的兩個步驟中，突出與必修課中光反應階段內容的區別，并借助兩幅示意圖，把光合作用過程中比較復雜抽象的內容形象化，使學生對能量轉換過程，更易于理解。    C3植物和C4植物內容，教材從科學家發現CO2固定新途徑的

3、介紹開始，比較C3植物和C4植物在葉片結構上的特點和區別，使學生在此基礎上學習C4植物的光合作用過程特點，從而理解C4植物比C3植物對CO2具有更高利用能力和具有較強光合作用效率的原因。    提高農作物光合作用效率的教學內容，是讓學生運用已經學過的相關知識內容，從影響光合作用的光照強弱、二氧化碳的供應、必需礦質元素的供應等因素考慮，多層次、多側面分析植物光合作用的強弱變化情況，自覺、主動、積極地應用于農業生產實踐中，提高農作物的光合作用效率，達到增產增收的目的。    第二節生物固氮講述固氮微生物的種類和生物固氮的簡要過程，生物固氮

4、在氮循環中的意義及在農業生產中的作用。    通過演示實驗讓學生觀察根瘤和根瘤菌，從感性上了解根瘤和根瘤菌的形態特征以及根瘤菌與寄主植物的互利共生的關系和生理特征。而自生固氮菌則著重強調其在農業生產中的應用，與后面生物固氮在農業生產實踐中的應用知識相對應。    生物固氮過程簡介內容，教材利用生物固氮原理示意圖直觀簡要地介紹，借助對示意圖的觀察和分析，了解生物固氮原理。    生物固氮在生態系統的氮循環中具有十分重要的作用，教材在講述氮循環過程時特別突出生物固氮的作用和地位。生物固氮在農業生產中的應用是為

5、了滿足農作物對氮素的需求，介紹了針對不同農作物所采取的措施，并通過開設的學生分組實驗及課外生物科技活動等方式使學生親自實踐，動手操作，加強根瘤菌對豆科植物增產作用的認識，培養學生動手實踐和研究探索能力。本節教材的開始、結尾與課外讀“生物固氮研究的前景”，介紹了生物固氮的研究方向，引導學生從基因工程和環境保護方面思考實現非豆科作物固氮對于解決糧食危機的重要性，并認識到科學技術存在著發展空間領域，體會科學家的不懈努力，執著的科學精神和投身生物科學研究的志向。第一節 一 光能在葉綠體中的轉換教學目標    1知識方面   

6、; 學生運用高二已學到的光合作用的過程和葉綠體的知識，并通過觀察分析示意圖和相關資料，知道光能在葉綠體中如何轉換成電能，進而轉換成活躍的化學能的過程，進一步了解NADPH和ATP中活躍的化學能，在暗反應中轉換為儲存在糖類等有機物中穩定化學能的過程。    2態度觀念方面    通過學生對示意圖的觀察、分析與討論，提高學生的合作精神和認真探索知識的嚴謹科學態度，并激發學生學習生物科學的興趣及熱情。    3能力方面    （1）通過光合作用過程中能量轉換的示意圖，學會利用圖文資

7、料進一步理解和獲取生物科學基礎知識的能力。    （2）借助對示意圖的觀察和問題的思考，提高學生的科學判斷、推理等思維能力和觀察力。    （3）學生通過示意圖對光合作用過程中能量在葉綠體中轉換的三個步驟的敘述，培養學生的語言表達能力。    （4）在學習光合作用中的能量轉換過程后，學會運用新知識解決和分析實際問題，理論聯系實際的能力。    重點、難點分析    光合作用是地球上幾乎一切生物的存在、繁榮和發展的根本源泉，弄清其機理，在理論和生產

8、實踐中有著重要意義。教材中進一步闡明能量的變化是由光能轉換成電能，再由電能轉換成活躍的化學能，是教學中的重點。    光合作用過程中的能量在葉綠體中的轉換是一個非常復雜、抽象、快速的過程，并蘊含著許多物理、化學變化和原理，在教學中思考如何把這個過程直觀形象地呈現，以幫助學生理解，是 在教學中需要解決的難點。    教學模式     針對教學內容和教學目標，選擇教學模式為：提出問題觀察現象分析探索交流討論得出結論。    教學手段   

9、大屏幕和實物投影，計算機課件（光能轉換成電能的動畫課件；光合作用中形成NADPH和ATP的動畫課件），光合作用中能量在葉綠體中轉換全過程的示意圖。    課時安排    一課時。    設計思路    本節教學設計內容光能在葉綠體中的轉換，是以充分發揮學生的主體作用和教師的主導作用作為理念，利用學生已有的知識，采用直觀的教學手段把抽象的難于理解的瞬時發生的微觀變化形象化、動態化，進行模擬展示。 只是提供相關的資料和材料（如多媒體動畫課件），通過不同問題的引導，讓學生獨立觀察發

10、現、探索交流并歸納總結，從而獲得新知，培養學生的科學思維和觀察能力，強化學生求知意識。    教學過程    一、創設問題情境    從當今世界面臨的糧食危機對人類生存和發展的嚴重影響以及我國耕地減少與人口數量大引發的糧食需求的突出矛盾；從提高糧食產量的緊迫性和巨大潛力，引出進一步對光合作用中能量轉換和物質變化進行深入研究的必要，從而導入本節的研究內容光合作用。    二、學生展示材料， 引導發現問題    （一）光能在葉綠體中的轉換 

11、   光能轉換成電能的轉換步驟是本課時教學內容中的重點和難點。把這一抽象微觀的變化轉變成直觀的現象，更易于學生的理解和進一步深入探索。先引導學生從對一位中學生所作的生物科學小實驗的現象的分析出發，從感性上認識和發現光合作用中光能轉變成電能的事實，進而總結出光能在葉綠體中的能量轉換的三個步驟，了解本課時需要探索的三個主題。具體做法是：由學生利用大屏幕展示并介紹本班生物興趣小組在課下進行“調查媒體對生物科技發展的報道”的研究性學習中所搜集到的一份資料。（一篇獲得中學生物百項論文一等獎中的生物小實驗。具體內容是：利用一臺正負電荷檢驗器，貼近在室內生長的花卉以及在室外生長的植物的莖

12、、葉后，檢驗結果發現有些植物帶有負電荷，還有的植物未有此現象；經進一步檢測在早、中、晚不同時段植物的帶電情況，同時對室內花卉進行暗處理后做對照檢測，結果發現：一些莖葉寬大的植物在有光的情況下均帶有負電荷，并且在一天當中以中午和下午3時左右帶電最強，無光情況下所有的植物都不帶電。）    這段資料把抽象化的能量轉換變成了具體化的實驗現象，學生在對資料簡單分析的基礎上得出植物在光合作用過程中能夠把光能轉換成電能的結論。 再啟發學生回憶在高二學習中已知的能量轉換過程，與新獲得的結論結合思考，引導學生推導出光能在葉綠體中轉換的三個步驟的發生部位及反應階段。并進入下面的三個

13、研究主題。    1光能轉換成電能。    觀察探索  圍繞學生得出的結論“光能轉換成電能”， 提醒學生復習回憶葉綠體結構，特別是與光能的吸收、傳遞和轉換有關的色素的種類、功能和位置以及與光合作用有關的酶的位置，在學生閱讀教材中有關色素內容的基礎上，從色素的功能方面對各種色素進行分類總結。    引導學生觀察探索  提出問題“光能是如何轉換成電能的”后，組織學生進行探索。首先 利用大屏幕多次展示光能轉換成電能的動畫示意圖，要求學生反復觀察，引導學生通過對示意圖的觀察、分析、討論，依次解

14、決以下問題：    （1）A、B表示色素，它們分別代表什么色素以及各自的作用。    思考：光能在色素分子之間通過什么方式進行傳遞？    （提供資料：光能在色素之間以誘導共振的方式進行傳遞。）    （2）特殊狀態的葉綠素a在光的照射下發生了什么變化？    （3）特殊狀態的葉綠素a失去的電子是怎樣傳遞的，自身的氧化還原性質的前后變化情況怎樣？    （4）脫離葉綠素a的電子，經過一系列的傳遞，最后傳遞給什么物質？

15、（閱讀教材中的小資料。）    （5）失去電子的葉綠體a最終從什么物質中獲得電子，而恢復穩定狀態？該物質發生了什么變化？并嘗試寫出物質變化的反應簡式。    （6）特殊狀態的葉綠素a在光照下連續不斷失電子和得電子形成電子流，從物理學角度，表示能量形式發生了什么變化？    （7）能量轉換的場所？（與高二知識內容銜接，提示：葉綠體的囊狀結構即類囊體。）    思維發散與開拓  學生自我探索解決光能轉換成電能的過程后， 要求學生分析回答氧氣的來源和產生的原因，回憶氧氣來

16、自于水的光解的發現過程和方法。并啟發思考綠色植物這種獨有的現象在不同領域特別是宇宙空間、國防現代化和能源發展等方面的廣闊應用和研究前景。鼓勵學生各抒己見，用新的視角去看待和思考光合作用，把學生思維的積極性充分調動起來，這是拓寬學生思維，激發學生的創造思維和學習興趣的有效環節。    同時提出水的光解中電子的傳遞和氫離子的去路的問題，以此進入第二個研究主題，即電能轉換成活躍的化學能。    2電能轉換成活躍的化學能    在葉綠體的囊狀結構的薄膜上發生的能量轉換的兩個步驟，由光能轉換成電能，由電能進一步轉換

17、成活躍的化學能是連續不可分割的過程，光合作用中光合磷酸化與電子傳遞是偶聯的。這一轉換步驟可借助光合作用中形成NADPH和ATP的動畫示意圖和對教材中資料的閱讀，引導學生分析。    （1）少數特殊狀態的葉綠素a分子電荷分離的根本原因。    （2）形成電子流的化學原理。    （3）水的光解產生的電子和氫離子最終傳遞給什么物質，并生成了什么物質？反應需何條件？嘗試寫出物質變化的反應式。    （4）在電子傳遞過程中還形成了什么物質？寫出其反應式。  

18、60; （5）在物質形成過程中，能量形式發生的變化情況。    （6）電能轉換成的活躍的化學能，貯存在什么物質中？    （7）能量轉換的場所？    要求學生在觀察的基礎上，判斷、推理、討論后得出結論。    3活躍的化學能轉換成穩定的化學能    在暗反應階段活躍的化學能轉換成穩定的化學能這部分內容是學生在高二階段已經學到的知識， 需要在學生原有的知識基礎上，通過教學過程，使學生達到溫故知新的目的。思考回憶以下問題：  &

19、#160; （1） ATP和NADPH在細胞中的含量？屬于光合作用的什么產物？    （2） ATP和NADPH參與暗反應階段的什么過程的反應？    （3）在此過程中能量形式發生的變化以及場所？    使學生回憶ATP在細胞內數目不多并容易水解釋放高能磷酸鍵所儲存的能量的特點，同時介紹NADP+很容易與氫結合而被還原，在需要氫的反應中，有很容易與氫分離的特性。 通過提問的方式強調與高二學習中的有區別的知識內容：    （1）一個被還原的物質再氧化時是吸收能量還是釋放能量？&

20、#160;   （2） ATP和NADPH在暗反應階段CO2的還原中各自的作用。    （3） ATP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和暗反應階段的聯系中所起的作用。    歸納總結  在分別學習探索光能在葉綠體中的轉換的三個步驟后，依據教材中圖2-2，要求學生完整敘述在光合作用中能量轉換的全過程， 引導學生進行前后知識比較，發現光合作用中能量轉換和物質變化的相互聯系、不可分割、同時進行的關系，以運動變化和聯系的觀點深入理解光合作用的實質即能量轉換和物質變化過程，從而全面深刻地

21、掌握知識，并形成能力。    遷移深化  通過聯系實際， 引導學生將生物學知識遷移，形成一個再認識的深化過程。依據此原則，設計了具有不同難度層次的問題：    （1）甲、乙兩個密閉的玻璃鐘罩內，分別喂養同樣小鼠各一只，和長勢良好的同樣綠色植物各一盆。與甲罩不同的是，乙罩內多了一杯氫氧化鈣溶液。兩玻璃罩同在陽光下培養一段時間后，甲、乙兩個鐘罩內的小鼠和植物各發生了什么變化？分析產生此現象的原因。 需要特別指導分析乙罩內的小鼠死亡的原因和光合作用中的暗反應的聯系，深入體會和總結光反應與暗反應之間的關系。  &

22、#160; （2）要求學生自己設計試驗，突出對學生創造力的培養。利用一些簡單的儀器和設備，如一盆生長良好的天竺葵、電池、電線、碘液和風布等，設計一組實驗證明光能、電能與有機物的生成之間的關系。并在課下進行實際的操作。    要點提示    光能在葉綠體中的轉換內容中，要點集中為能量轉換中的光能轉換成電能，電能轉換成活躍的化學能這兩個能量轉換步驟及相應的物質變化。板書設計二 C3植物和C4植物教學目標    1.知識方面    （1）通過觀察C3植物和C4植物葉片的永

23、久橫切片，使學生識記C3植物和C4植物在葉片結構上的區別，并以此了解C4植物光合作用的特點（識記）。    （2）C4植物固定二氧化碳的能力明顯提高的原因（知道）。    2態度觀念方面    通過對C3植物暗反應發現過程的介紹，使學生了解一種科學研究方法放射性同位素標記法，以此培養學生對科學的熱愛和對科學研究的興趣。    3能力方面    通過本節課的教學，培養學生的實驗觀察能力、對生命現象及背景材料的分析歸納能力和獲取知識的能力。 

24、;   重點、難點分析    重點：C3植物和C4植物在葉片結構上的區別及C3植物光合作用的特點。    難點：C4植物光合作用的特點。    教學模式     實驗觀察材料分析概括歸納。    教學手段    實驗觀察、材料分析和多媒體課件輔助教學。    課時安排    一課時   

25、設計思路    提供原始材料，使學生了解美國化學家卡爾文對C3植物的暗反應的研究成果，引出C3植物的發現過程。通過用顯微鏡觀察C3植物和C4植物葉片結構，了解C3植物和C4植物的葉片結構的不同從而進行C3途徑和C4途徑的教學。    教學過程    一、引言    光合作用是在葉綠體內進行的一個復雜的能量轉換和物質變化過程，是地球上最基本的物質代謝和能量代謝。由于光合作用如此重要，它很早就吸引了許多科學家的興趣。一個世紀以來，為了探尋光合作用的具體化學反應過程，科學家進行了大

26、量的研究，誕生出眾多的科學巨人，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，其中美國化學家卡爾文因揭示了植物光合作用暗反應的機理而獲得了1961年的諾貝爾化學獎。    二、新課    【教師活動】提供材料：卡爾文與地球上最重要的化學反應。    卡爾文（Me1vin Ca1vin 19111997）生于美國明尼蘇達州， 1931年獲得密歐根采礦技術學院的化學學士學位， 1935年獲明尼蘇達州大學的博士學位， 1944年到1945年在曼哈頓計劃中從事鈾的研究。 &

27、#160;  1940年，魯賓（S.Ruben）和卡門（M.Kanmen）發現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，發揮了特別重要的作用。    卡爾文在一個裝置中放入進行光合作用的小球藻懸浮液，注入普通的二氧化碳，然后按照預先設定的時間長度向裝置中注入14C標記的二氧化碳，在每個時間長度結束時，殺死小球藻，使酶反應終止，提取產物進行分析。他通過色譜分析法發現當把光照時間縮短為幾分之一秒時，磷酸甘油酸（C3）占全部放射性的90，這就證明了磷酸甘油

28、酸（C3）是光合作用中由二氧化碳轉化的第一個產物。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。    在實驗中，卡爾文發現在光照下C3和C5很快達到飽和并保持穩定。但當把燈關掉后，C3的濃度急速升高，同時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，則C5就積累起來，C3就消失。    【學生活動】分析材料，結合所學內容回答問題：    1在文中，卡爾文運用了哪些研究方法？（放射性同位素標記法、色譜分析法）    2被標記的碳元素首先出現在哪一種

29、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物）    【教師活動】復習總結C3植物暗反應特點。介紹C4植物的發現過程。    澳大利亞科學家M.D.Hatch和C.R.Slack在研究玉米、甘蔗等原產熱帶地區的綠色植物發現，當向這些綠色植物提供14C時，光合作用開始后的1秒內， 90以上的14C出現在含有四個碳原子的有機酸（C4）中。隨著光合作用的進行，C4中的14C逐漸減少，而C3中的14C逐漸增多。  

30、60; 【學生活動】分析上述材料。        結論：說明在這類綠色植物的光合作用中，CO2中的C原子首先轉移到C4中，然后才轉移到C3中。    【教師活動】介紹C3和C4的概念和常見的種類。    【學生活動】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植物的葉片結構有哪些不同？    【師生互動】結合教材圖2-3和圖2-4及多媒體課件分析C3和C4植物葉片結構的區別并將觀

31、察結果記錄于下表。植物種類維管束鞘細胞葉肉細胞細胞大小是否含有葉綠體排列是否含有葉綠體菠菜葉橫切（C3）玉米葉橫切（C4）    （詳細內容見板書設計）    【 補充說明】通過研究發現，C3植物的維管束鞘細胞含有沒有基粒的葉綠體，這種葉綠體不僅數量多，而且體積大。C3植物和C4植物之所以具有不同的固定CO2的途徑與二者的結構有密切關系。    【學生活動】以學習研究小組為單位分析選修教材圖2-5C4植物光合作用特點示意圖和必修教材圖3-8并填寫下表：植物種類CO2的受體CO2固定后的產物CO2固定后的場

32、所CO2還原的場所ATP和NADPH的作用對象暗反應的途徑C3植物C4植物【師生互動】結上表，得出結論：    1C4途徑的CO2的受體是磷酸烯醇式丙酮酸（PEP），CO2與PEP結合生成C4的場所是葉肉細胞的葉綠體。    2C4形成后進入維管束鞘細胞釋放CO2，CO2與C5結合生成2C3進行C3途徑。    3C3植物僅在葉肉細胞的葉綠體內進行C4途徑，C4植物既在葉肉細胞的葉綠體內進行C4途徑又在維管束鞘細胞的葉綠體內進行C3途徑。    【 總結】C4植物固定CO2的

33、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，并運輸到維管束鞘細胞的葉綠體中供C3途徑利用。因此，在熱帶的高溫地區及在夏季炎熱的中午，葉片氣孔關閉，C4植物能夠利用葉片內細胞間隙中含量很低的CO2進行光合作用。C4植物比C3植物更適于生活在溫度較高的熱帶地區，C4植物比C3植物在進化上更高等。    要點提示    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。在教學中應盡量給予

34、學生科學研究的第一手資料，使學生在了解C4植物的發現過程中不僅掌握科學研究的結果，還學習到了科學研究的方法和過程。    2C4植物和C3植物的葉片結構特點的教學應盡量發揮學生的主體性，使學生通過實驗觀察先獲得感性認識，再討論歸納總結，這樣比較符合學生的認知規律。    3 要盡量將圖片、圖表制作成多媒體演示文稿，這樣可吸引學生的注意力，并能發揮 的主導作用，引導學生的討論中心，有益于學生知識的建構。C3植物和C4植物某些光合作用特征和生理特征比較板書設計三 提高農作物的光合作用效率教學目標   

35、; 1知識方面   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態度觀念方面    （1）通過本節課的教學，使學生能夠將所學的知識和農業生產實踐結合起來，從而對學生進行STS（科學、技術、社會）的教育。    （2）通過介紹我國古代農業發展史中的成就，對學生進行愛國主義教育。    3能力方面    培養學生對問題的分析能力和綜合能力。    重點、難點分析 

36、;   本節課的教學內容并不難，關鍵是要將必修教材和選修教材聯系起來，使學生在整體上建立起知識的聯系。提高農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，要使學生將所學知識和生產實踐聯系起來。培養學生的STS思想是本節課的重點和難點。    教學模式     設疑激趣師生互動建構知識。    教學手段    制作多媒體課件輔助教學。    課時安排    一課時

37、0;   設計思路    以問題引導學生，以歷史文獻吸引學生，以生產實踐帶動學生，進而培養學生的思維和能力。     教學過程    一、引言    民以食為天。然而人類賴以生存的第一個要素糧食卻面臨著日益短缺的嚴重局面，如何提高農作物的光合作用效率是我們面臨的一個嚴峻的課題。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

38、活動】引導學生復習光合作用的概念、過程，得出光合作用總反應式：          光  CO2+H2O（CH2O）+O2         葉綠體    從化學反應式的角度分析光合作用總反應式，若要提高光合作用有機物的生成量，我們可采取哪些積極有效的措施？    【學生討論】得出結論：從光合作用的條件看：    1增加光

39、照，可以：（1）延長光照時間，提高復種指數；（2）增加光照面積，進行合理密植；（3）控制光照強弱。    2增加礦質元素的供應，提高葉肉細胞的葉綠素含量。    3控制溫度，大棚作物白天可適當降低溫度，夜晚適當提高溫度。    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，增加植物體內的水分來增加光合作用的原料。    【教師活動】肯定學生的結論，確定本節課的中心：說古論今談如何增加

40、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，使千姿百態的植物界得以郁郁蔥蔥，植物為人類及所有動物制造有機物，使其得以繁衍和生存。自古以來我國勞動人民就十分重視陽光與作物生長的關系，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。”詩經中說：“梧桐生矣，于彼朝陽。”    【學生活動】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。“梧桐生

41、矣，于彼朝陽”意為梧桐生長在那朝陽的地方。    【教師活動】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識。有些植物進行光合作用時需要強的光照才能生長發育良好，才能提高光合作用效率，這類植物屬于陽生植物。有些植物進行光合作用時大強的光照不利于其生長發育，也就不利于提高光合作用效率，這類植物屬于陰生植物。    【學生活動】就所學知識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】我們應根據植楊的生活習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

42、皆惡陰、寒，喜明、暖，陰寒則難長，明暖則易大。”又如古書中對荔枝、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”“當日荔枝，背日龍眼。”可見掌握植物陰陽之性，因地制宜地種植是栽培成功。獲得優質高產的重要因素之一。    【教師活動】提出問題：如何增加二氧化碳的供應呢？   得出結論：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】提出問題：空氣中的二氧化碳一般占空氣體積的003%，當植物旺盛生長時，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

43、的擴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？    【學生活動】討論分析（ 要參與學生的討論，引導討論的中心）。    得出結論：作物需要良好的通風，使大量空氣通過葉面，使光合作用正常進行。    【教師活動】肯定學生的分析，并進行歸納總結。    陽光是植物進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行光合作用的原料。把植物種成一定規格的行列，相互保持一定的距離，使植物受到充足的陽光照射，使流動的空氣送進農田的四面八方

44、，是提高作物光合作用效率的有效手段。齊民要術中提到種植作物要“正其行，通其風”就是這個道理，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。”“通風見日，實大而美。”即改善通風透光條件有利于作物提高光合作用效率，使作物增產。    另外，不同的光質對提高光合作用效率也有影響。例如，在藍紫光下光合產物中蛋白質和脂肪的含量較多；在紅光的照射下，光合產物中的糖類含量較多。   【學生活動】分析在作物壯秧的時候，塑料大棚用什么顏色的塑料薄膜較好。    結論：藍色。  &#

45、160; 【教師活動】提出問題：隨著農業技術的發展，日光溫室種植果蔬已成為我國優質高效農業的一枝奇秀，日光溫室中如何提高空氣中二氧化碳的濃度呢？    【學生活動】分組討論，得出結論。    1施用固體二氧化碳（干冰）。    2使用農家肥，可以使土壤中微生物的數量增多，活動增強，分解有機物，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

46、植物提供二氧化碳。    5溫室作物也要合理密植和通風透光。    6日光溫室可與養殖場的雞舍和豬圈相連，動物通過呼吸作用產生二氧化為植物光合作用提供原料，植物光合作用產生的氧氣可用于動物的呼吸作用。    【教師補充】溫室中還可以使用二氧化碳發生器，二氧化碳發生器的原理是利用硫酸和碳酸鹽反應生成二氧化碳。    提出問題：當全球范圍內空氣中二氧化碳的含量無限制地提高時，會有什么負面影響？    【學生活動】討論并分析回答。  

47、;  結論：會促成溫室效應的出現，使地球變暖、冰川融化、海面上升、氣候異常。（對學生的討論和分析給予充分的肯定。）    【 講解】綠色植物進行光合作用時，需要多種必需的礦質元素，如N、P、K、Mg等，這些元素在植物的生命活動中都有哪些作用？    【學生活動】討論氮元素在植物生命活動中的作用。    結論：    1氮元素是蛋白質的主要組成元素，而蛋白質是細胞結構和酶的重要組成成分。    2氮元素是ATP中腺苷的組成元素。 

48、;   3光反應的電子受體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中占有重要的地位，故氮元素有生命元素之稱。當氮元素供應充足時，葉片大而鮮綠，光合作用旺盛，產量高，因此種植葉菜類的蔬菜，應多施氮肥。但是氮肥施用過多，會造成葉片徒長，機械組織不發達，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。  

49、  【學生活動】討論磷元素在植物生命活動中的作用。    結論：    1生物膜結構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。    【 補充說明】磷元素還直接參與糖類的合成和分解，例如，光合作用暗反應產物中的C3和C5都含有磷元素。在有氧呼吸中，葡萄糖首先轉化為葡萄糖-6-磷酸。植物缺磷時，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

50、現出來。    鎂元素是葉綠素的組成成分。植物缺鎂時，葉綠素不能合成，在老葉上表現為缺綠，嚴重影響光合作用的效率。    鉀元素能促進糖類物質運輸到儲藏器官，并促進儲藏器官合成多糖，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，蛋白質分解，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：如何進行合理施肥？    【學生活動】結合教材“生物的新陳代謝與植物的礦質營養”一節討論如何進行合理施肥。  

51、0; 結論：    1.根據植物的生長規律和需肥規律施肥。    2.可以進行根外施肥。    3.與豆科植物進行間種和輪作，提高土壤的肥力，使植物獲得更多的氮肥。    4.發展生態農業，動物的糞便、沼氣池的沼渣、養魚塘的塘泥、河水表面的藻類（因為含有能固氮的藍藻，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行深耕翻壓，也是增加土壤肥力的有效措施。    【教師總結】我國古代農業注

52、重并大量施用有機農家肥料的歷史源遠流長，齊民要術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，使我國的傳統農業走上了種地養地的道路。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”的農諺，足以說明礦質元素對提高農作物光合作用效率的重要作用。但是過多地使用化學肥料會使土壤板結，使水體富營養化，因此應走可持續發展的道路，發展生態農業。    另外，選擇具有優良性狀的雜交品種也是提高光合作用效率的有效措施。被譽為“雜交水稻之父”的我國著名科學家袁隆平研究

53、的三系配套雜交水稻技術已經在世界上幾十個國家推廣和應用，大大提高了糧食的產量，解決了幾億人的吃飯問題。這個內容我們將在下一章進行介紹。    要點提示    1.提高農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元素一定要注意對環境的影響，培養學生的環保觀念和提高環境保護意識。    3在講礦質元素對光合作用效率的影響時，要注意將必修教材和選修教材的相關內容聯系起來，并向學生滲

54、透生態農業的思想。板書設計三 提高農作物的光合作用效率    光合作用效率：指綠色植物通過光合作用制造的有機物中所含有的能量與光合作用中吸收的光能的比值。    從光合作用的條件看：    1.增加光照，控制光照強弱（陽生植物和陰生植物）。    2.增加礦質元素的供應。    3.控制溫度，大棚作物白天可適當降低溫度，夜晚適當升高溫度。    從光合作用的原料看：    1.增加作物周

55、圍二氧化碳濃度（措施）。    2.合理灌溉，增加植物體內的水分來增加光合作用的原料。第二節 生物固氮 教學過程教學目標    1.知識方面    （1）知道固氮微生物的種類和生物固氮過程。    （2）識記生物固氮的意義。    （3）了解生物固氮在自然界氮循環中的作用及其在農業生產中的應用。    2態度觀念方面    （1）通過對固氮微生物的形態和生理特點、生物

56、固氮的意義等內容的共同探討，培養學生科學研究的態度及鉆研精神。    （2）通過運用生物固氮原理分析有關農業生產事實中的科學道理，滲透理論聯系實際的思想。    3能力方面    通過師生雙邊教學活動，致力于培養學生的多種能力，例如，通過固氮微生物的形態和生理特點、自然界氮循環等內容的教學活動，培養學生的觀察能力、分析能力、思維能力；通過生物固氮的意義研討，培養學生的自學能力、搜集和處理信息能力以及表達能力。    重點、難點分析    生物固氮

57、是自然界物質循環中的重要生物學過程，它的研究和利用對氮肥生產的改進和農業產量的提高，解決全球性糧食問題有著重要的意義。通過本節的學習，可以使學生了解有關生物固氮原理及其在農業生產實踐中的應用，激發學生探索生物科學奧秘的興趣，為理科學生的升學和就業打下良好的生物學基礎。因此本節教學重點是：    1固氮微生物的種類；    2生物固氮的意義。    “生物固氮過程簡介”涉及到較多的生物化學反應，這就出現兩個問題：一是學生現有知識儲備不足，缺乏有關的生物化學基礎知識；二是大綱規定的教學要求層次為“選學”，教材

58、只做了簡要的介紹。因此生物固氮的基本過程有關內容為本節的教學難點。    教學模式    啟發探究、研討式學習。    教學手段    利用帶有根瘤的花生等豆科植物實物標本以及投影、計算機課件展示相關圖片等輔助手段，幫助學生增加感性認識，激發學生的興趣，使學生在教師的指導下主動學習，培養學生科學研究的態度及鉆研精神；對學生進行分析問題，解決問題能力的訓練，突破教學重、難點，更好地完成教學目標。    課時安排   

59、二課時。    設計思路    教學過程中始終注重創設問題情境，提高學生的學習興趣，調動學生學習的積極性和主動性，同時遵循從感性到理性，從宏觀到微觀，再由微觀到宏觀的認知規律。    從讓學生認識豆科植物根瘤中的根瘤菌入手，在學生對固氮微生物具有一定感性認識的基礎上，分析生物固氮的原理。生物固氮在氮循環和農業生產中的作用等一些教學內容，并不難懂，可 引導學生進行自學和討論，進而得出相關結論，發展學生搜集、處理信息能力及表達能力。    在整個教學過程中，教師要積極創設交流合作

60、的氛圍，為學生知識遷移、創造性思維等能力的發展提供時間和空間。教學過程一、創設問題情境、導入新課所有的生物都需要氮元素。在活細胞內，氮是所有氨基酸、核酸（DNA和RNA）及其他許多重要分子的主要成分，大部分生物不能直接利用大氣中的氮，僅能利用氮的某種形式的化合物。形成這些化合物的過程統稱為“固氮”，這時氮與其他元素結合，被“固定”在含氮的化合物中。    某些豆科植物含氮元素較豐富，氮素如何獲得？（根瘤中的根瘤菌將大氣中的氮“固定”供給植物。）    如果小麥、水稻也能固氮，將給人類帶來哪些方面的好處？    每年，大氣中被固定下來的氮，大都是由微生物“固定”的，再經過一系列復雜的生化過程成為生物體內所需要的含氮有機物。意圖：調動學生學習的積極性和主動性，使學生明確本節課的學習目標。新課內容：什么是生物固氮？哪些生物可完成生物固氮？生物固氮如何完成？一、生物固氮的概念    固氮微生物將大氣中分子態氮還原為氨的過程。二、固氮微生物種類1什么是共生固氮微生物？    以根瘤菌為例研究：（1）了解根瘤菌的形態特征和生理特點、某些根瘤