生物学高考专题辅导——植物的光合作用产量
张 芸
(佛山市教育局教研室广东佛山528000)
植物的光合作用产量即植物在一段时间内积累有机物的总量, 取决于光合作用和呼吸作用两方面。凡是影响光合作用和呼吸作用的因素都会影响植物的光合作用产量, 这些因素包括光(含光照强度、日照长度和光质) 、温度、大气中CO 2含量、矿质元素等等。
有关植物光合作用产量的考题在近几年的上海和广东生物学高考试卷中都占有相当的比例。这部分内容与农业、林业生产实际联系密切, 既可以考查学生的基础知识, 又可以考查学生运用所学知识分析和解决实际问题的综合能力。这部分考题以选择题、简答题和实验题等多种形式出现, 而且常常结合图表, 因此还可以考查学生的识图转换、计算等能力。
限于教材, 学生所掌握的有关光合作用产量的知识是零乱不全的, 学生对影响产量的多种因素的综合作用也缺乏认识, 因此在解答习题方面往往存在较大的困难。针对这种情况, 教师有必要组织专题复习, 帮助学生梳理和补充知识, 克服解题困难, 提高解题能力。下面就此谈谈我的做法。
1 适当扩充知识, 指导学生理解、归纳, 构建知识网络
由于涉及光合作用产量的知识内容多、比较容易理解, 所以我在复习时采取了设置情境、提供补充资料、以学生自学和讨论为主的教学方法。这种方法能够激发学生自主学习, 但要取得良好效果, 教师必须充分发挥指导作用。
1. 1 精心选编合适的补充资料 有关光合产量的论文和综述, 查阅文献和互联网可以找到很多, 但其中大多数并不适合中学生阅读, 因此教师要从中选择并加以编辑。我在复习中就提供了多篇精心选编的文章, 例如“作物的生长调节”、“转基因技术加速植物生长”、“青藏高原小麦高产原因分析”、“使用转光膜增产增收”、“现代温室”、“如何测定光合作用强度”、“有关光合作用和呼吸作用的曲线图”等等。
1. 2 给予明确的学习指导 资料发给学生时, 教师要给予明确的学习指导, 这对于培养学生良好的阅读习惯、提高学生处理信息的能力大有帮助。这里的关键就是, 学生应该带着目的去阅读资料。我的做法是向学生提出一个中心课题, 例如“如何提高光合作用产量”, 要求学生围绕课题去阅读、理解和提炼, 并写出一篇简单的综述。
1. 3 组织有效的课堂讨论 我在教学中, 创设了一个让学生解决问题的情境。我假设学生自己经营一个现代化的温室, 要求学生就提高光合作用产量和效率的问题发表各自的意见, 并要求学生运用所学知识和所读资料
解释每一项建议所依据的生物学原理, 从而使学生更好地理解各种因素对光合作用产量的独立影响和综合影响, 使知识转化为学生自己的东西。
课堂组织方式是先进行小组讨论, 后进行全班讨论。小组成员的搭配要有一定的选择, 每组应该有一两位成绩较突出的学生。
1. 4 归纳基础知识, 构建知识网络
1. 4. 1 通过学习学生应该掌握以下基础知识:
・光合作用产量等于光合作用所合成的有机物总量(即光合作用生产量) 与呼吸作用所消耗的有机物总量的代数和。
・・・
・光包括光强、日照长度及光质, 是光合作用进行的必要条件。在一定范围内, 随着光照强度的增加, 光合
・・・・・・
作用增加。日照长度增加, 光合作用也增加。可见光中的红光、蓝紫光有助于光合作用, 而绿光是生理无效光。
・温度同时影响光合作用和呼吸作用。温度主要通
・・・・
过影响酶的活性影响光合作用和呼吸作用。最合适的温度并不是使光合作用最强的温度, 而是使光合作用与呼吸作用强度的差值最大的温度。夜晚适当降温有助于提高产量。
・CO 2是光合作用的原料。在光、温度等条件均合适的情况下, 大气中CO 2含量往往成为提高产量的限
・
制因素。但当二氧化碳浓度过高时, 会通过抑制植物的・・・
呼吸作用而抑制植物对矿质离子的吸收、光合作用等代谢过程, 从而使植物的产量降低。
・一般以光合速率和呼吸速率(即单位时间单位叶面积吸收和放出CO 2的量或放出和吸收O 2的量) 来表示植物光合作用和呼吸作用的强度, 并以此间接表示植
・・
物合成和分解有机物的量的多少。
在黑暗条件下植物不进行光合作用, 只进行呼吸作用, 因此此时测得的氧气吸收量(即空气中O 2的减少量) 或二氧化碳释放量(即空气中的CO 2增加量) 直接反映呼吸速率。
在光照条件下, 植物在光合作用的同时也在通过呼吸作用消耗氧气、放出二氧化碳, 此时测得的空气中氧气的增加量(或二氧化碳减少量) 比植物实际光合作用所产生的O 2量(或消耗的CO 2量) 要少。因此此时测得的值并不能反映植物的实际光合速率, 而反映出表观光合速率或称净光合速率。
净光合速率=实际光合速率-呼吸速率・・・・・・・・・・・・・・・・・1. 4. 2 通过学习, 学生应建立以下知识网络:
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2 由浅入深, 精心设计例题和习题, 帮助学生深入理解知识, 突破解题难点, 提高解题能力
在习题选择、设计方面, 要考虑题目所涉及的因素(先考虑单因素, 后考虑多因素) 、考虑不同类型的题型对于学生能力的要求(先做纯文字题目, 后做图表题、实验题; 先做简单填空, 后做计算、简答、作图题等) , 由浅入深地将题目呈现给学生, 训练和提高学生的解题能力, 同时加深学生对知识的理解和运用。以下是按照难度梯度选择和设计的题目, 教师可以选择有代表性的题目重点讲评, 如题3、题4、题5、题8、题9, 其他题目可以作为巩固练习。
[题1]大气中二氧化碳浓度约为0. 03%。大棚中种黄瓜, 随着二氧化碳浓度的升高黄瓜产量增加, 这是因为。当二氧化碳浓度大于1%时, 产量反而下降, 这是因为。
说明:此题涉及单因素“对光合产量的影CO 2含量”响。
[题2]2000年高考生物学试题(广东卷) 第44题(略) 。
说明:此题涉及单因素“温度”对光合作用产量的影响, 在这里光合作用产量体现在幼苗的高度值上。[题3]2002年高考生物学试题(上海卷) 第34题(略) 。
说明:此题涉及光、CO 2含量两个因素。在光照充足的前提下, CO 2含量成为限制光合速率提高的因素。此题可帮助学生建立限制因素这个概念。
[题4]某绿色植物置于密闭玻璃容器中, 给予必要条件, 放在光照下, 容器内CO 2含量每小时减少36mg ; 放在黑暗下, 容器内CO 2含量每小时增加8mg 。如果该植物在光下制造了葡萄糖30mg 。请判断该植物在上述光照和黑暗条件下, 呼吸作用强度的变化如何? 说明:此题涉及单因素“光”。教师可通过此题, 加深学生对光合强度与呼吸强度概念的理解, 训练学生根据化学反应式计算的基本技能。
[题5] 将农田一昼夜的温度变化Ⅰ, 光照变化Ⅱ和植物吸收CO 2的变化Ⅲ数据绘成曲线图。请回答: 植物在机物。
段内制造有机物, 在
段内积累有
干物质量低于光合作用生产量的原因是。
当叶面积指数达7～8后, 干物质量会下降, 原因是。 为保持林木最大的生产量应采取的措施是说明:此题涉及光能的利用率, 进一步强化学生对于光合作用产量即题中的干物质量与光合作用与呼吸作用关系的理解。
[题7]现代农业生产常使用塑料大棚。下图是某种作物在大棚内一定光照和不同温度影响下, 其光合作用产量和呼吸作用量的变化曲线, 请据图回答: 曲线a 代表, 曲线b 代表。
如果这种作物是冬季所栽培的反季节蔬菜如黄瓜, 技术员最好将大棚内温度控制在多少℃左右最为适宜, 这是因为说明:此题涉及光和温度等因素, 要求学生根据曲线加以判别。
CO 2的吸收曲线(即曲线Ⅲ) 与时间直线围成一块正面积和一块负面积。植物在一昼夜中对有机物的有效积累的多少, 取决于这两块面积的。
说明:此题涉及光、温度和CO 2等多个因素, 学生需要理解多条曲线的含意并在解题时加以选择, 理解产量(即有机物的积累) 取决于光合作用(有机物的制
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造) 与呼吸作用两方面。教师可通过此题, 使学生初步建・
立多因素综合作用的概念。
[题6]下图为某成熟森林生态系统的植物叶面积指数与呼吸和光合作用关系示意图(图中叶面积指数是指单位地表面积上植物叶片的总面积数量。该数值越大, 表示叶片交错覆盖的程度越大)
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高中生物学研究性学习评价的探讨与实践
马 明
(固原市第一中学宁夏固原756000)
目前, 研究性学习作为一种新的观念正在影响着我国教育教学向深层次改革和发展。这种学习方式所构建的开放式学习环境, 为学习者提供了一个多渠道获取知识并运用于实践的途径, 为调动学习者的主动性和积极性, 培养他们创造性思维和创新能力, 以及与人合作精神等都具有重要意义。但在研究性学习的具体实施过程中, 我们感到评价问题是影响研究性学习顺利实施的关键因素之一, 因此, 我们就研究性学习在提高课堂教学质量的探索和实践中, 对研究性学习的评价作了一些有益的探索, 总结出了一套简明而易操作的评价方式。1 评价的重要意义
研究性学习的评价是整个研究性学习过程中的重要环节, 是激励学习者发挥其自身特长、挖掘自己潜能、勇于创新的重要因素之一。评价既是标准, 更是导向, 评价的科学实施将有助于教学目标的实现, 有助于实现开
展研究性学习的真正目的和更好地体现其精神实质。研究性学习的评价依据教学目标, 系统地收集学习者学习的各种信息反馈, 对教学过程中的学习活动及成果给予适当的评价, 以帮助教师不断改进教学, 学习者也可以从中了解自己的学习情况, 作为确定下一步努力的目标的依据。
2 评价的目标和原则
2. 1 目标 依据新颁布的生物课程标准和教学大纲的要求, 对研究性学习的评价, 应当注重有利于实施素质教育; 有利于学习者的主动发展; 有利于学习者创造性思维和创新能力的培养; 有利于学习者终身学习能力的养成。
2. 2 原则 在研究性学习的评价过程中, 要运用多角度、复合式的评价, 要做到:终结性评价和形成性评价相结合的原则; 定量评价和定性评价相结合的原则;
教加。
二氧化碳浓度过高, 抑制了植物的呼吸作用, 进而抑制了植物的光合作用, 产量反而减少。
[题2][题3]略 [题4]在黑暗下, CO 2的增加量=呼吸作用放出的CO 2量。因此在黑暗条件下呼吸作用强度是8mg CO 2/h 。在光照下, CO 2的减少量=光合作用消耗的CO 2量-呼吸作用放出的CO 2量。要先根据生成的葡萄糖量计算出光合作用消耗的CO 2量:30×6×44/180=44(mg /h )
6CO 2+12H 2O →C 6H 12O 6+6H 2O +6O 26×44 180? 30
呼吸作用放出的CO 2量=44-36=8(m g /h ) 。因此在光照条件下呼吸作用强度也是8mg CO 2/h 。因此在光照和黑暗条件下的呼吸作用强度不变。[题5]b 至f 段 c 至e 段 代数和
[题6] 干物质量即光合作用产量, 它等于光合作用生产量减去呼吸量。
呼吸作用所消耗的物质量继续增加, 而光合作用生产量随着总光合面积的变化达到最大值。
适量砍伐, 使林木保持合适的密度。[题7] 光合作用产量 呼吸作用量
20℃ 此温度下, 呼吸作用处于较低水平, 光合作用产量最大, 作物积累有机物最多。
[题8]、[题9]略
(BZ )
[题8]1999年高考生物学试题(广东卷) 第45题
(略) 。
说明:此题涉及光合速率、呼吸速率的概念, 学生要弄清楚曲线中实验数值所代表的含义。教师可通过此题, 帮助学生建立基本概念(如净光合速率、实际光合速率与表观光合速率) , 弄清这些概念之间的区别及联系。
[题9]1999年高考生物学试题(上海卷) (略) 。说明:此题以一个具体的实验为情境, 要求学生识图转换并能作图表达, 还涉及对照实验, 对学生的能力要求较高。教师可通过此题, 结合一些经典的光合作用和呼吸作用的实验, 帮助学生理解实验, 形成对照实验的思想。3 参考答案
[题1]二氧化碳是光合作用的原料, 当二氧化碳浓度在一定范围内升高时, 植物的光合作用加强, 产量增
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