光合作用的現象范文

時間:2024-01-02 17:56:14

導語:如何才能寫好一篇光合作用的現象,這就需要搜集整理更多的資料和文獻,歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文,供你借鑒。

光合作用的現象

篇1

關鍵詞:中英文廣告;合作原則;不合作

中圖分類號:H315 文獻標識碼:A 文章編號:1006-026X(2013)04-0000-01

一、合作原則的定義

合作原則是語言學家格萊斯(Herbert Paul Grice 1913-1988)在他的著作“Logic and Conversation'’(1975)提出的。1、量的準則;2、質的準則;3、關系準則;4、方式準則

格賴斯認為,語言交流受一定條件的制約,交流的主體為了保證會話目的的實現,必須遵守“合作原則”。

然而在實際交際中,人們總是有意或無意地違反合作原則。對此,格萊斯概括總結了違反合作原則的四種情況:交際者悄悄違反第一條準則;交際者公開宣稱不遵守合作原則;交際者無法遵守某條準則,否則就會和其他的準則產生抵觸;交際者故意違反某一準則,并知道聽話者會體會出說話人的“別有用心”,從而透過文字表面的不合作得出話語深層所隱藏的含義。第四種是格萊斯最關心的,也是日常交際最常見的。說話者出于自身的動機或某種理由常常違反合作原則的某些準則,以產生特殊的會話含義。格萊斯直接指出,如果在會話交流中,說話人一方故意公開地違反某些準則,那么一定有其主關意圖,即為了讓聽話者領會到話語的會話含義。因此,在實際生活中,交際者并非時刻遵守準則,一旦說話者違反了準則,聽話者就會超越話語的字面意義去理解話語的會話含義。會話含義不是常規意義上的逐字表達的字面意義,而是說話者要表達的真實意義或真正意圖。

二、廣告英語中合作原則的“不合作”表現

廣告語在市場經濟日益發展的今天,廣告作為商家的一種促銷手段已經滲透到世界的各個角落,并直接影響著我們的日常工作和生活。

廣告是廣告主和讀者(或聽眾)問的交際的載體,是一種非凡交際方式。廣告語言如要在社會效果上有強烈的說服力和吸引力,須具備傾銷能力、注重價值和記憶價值。很多廣告設計者便通過玩弄文字功夫來達到這一目的。Lakoff發現,廣告中故意違反合作原則尤其是方式準則,不僅能吸引顧客的注重力,強化廣告的影響,而且由于其新奇獨特的方式,經常令人感到費解,故不免停下來加以思考,從而領悟其意境,進而參和產品消費。實際上,違反合作原則的各準則,而不僅僅是方式準則,已成為眾多廣告設計者常用的修辭策略之一。

(一)量準則的違反

量準則是指說話人所說的話應包含交談目的所需要的信息,并且所說的話不應包含超出需要的信息。然而有很多廣告卻有意增加和減少所傳遞的信息,目的則是為了讓消費者更多地了解產品或讓消費者對產品有更大的想象空間,從而達到加深消費者對產品的印象的目的。例如,在現實生活中,有些醫藥廣告故意夸大產品的療效、虛構事實、隱瞞某些藥物的副功能等,就是違反了合作原則中質量準則和數目準則。例如:Start Ahead(Rejoice)(飄柔洗發水廣告)這是一則飄柔洗發水的廣告。與上面所舉得咖啡廣告一樣,信息量不足,沒有之切主題地說飄柔洗發水有如何如何好,也沒有用很多的話語信息去宣傳他的特點。但正是這樣簡短的一句,卻讓人能越過句子表層含義,聯想到此品牌產品的特點,并留下對此品牌產品的深刻印象。

(二)質準則

質準則的違反是指說話人要說真是的話,不要說虛假的和證據不足的話語。而廣告語為了達到宣傳的目的,常常會利用夸張或隱喻的手法去增加語言的色彩和說服力。廣告語言中常使用比喻、反語、夸張等修辭手段,其目的是利用聯想作為心理活動的背景和橋梁,起到指物借意、言此意彼的效果,從而加強廣告的渲染力。

2.1 比喻。

通過使用比喻,將抽象、枯燥的事物和生動的、具體的事物進行類比,能使抽象的概念簡單化、具體化,豐富內涵,深化主題,起到新奇和明顯的效果,給人留下深刻的印象。例如:Soft,enhanting,smilingcolor-that’s the gift of focus to your hair.這是一則洗發水的廣告。在廣告中,廣告商和消費者都清楚地知道,“color”是不會“smiling”的。

2.2 反語。

反語即通過正話反說來宣傳產品的特色。假如設計得當,反語廣告更能吸引讀者的注重力,加深讀者對商品的印象。如某保險箱制造公司所作的廣告:獅牌保險柜最大的缺點是用密碼上鎖,用密碼開鎖。不然的話要用焊槍切開,這是惟一的辦法。請不要買這種鎖,免得麻煩。這則廣告表面是說獅牌保險柜的缺點,叫人不要購買,實際目的則是宣揚該商品的質量上乘,平安可靠,勸顧客購買。

2.3 夸張。

在中英文廣告中,夸張的應用極為廣泛。恰當地運用夸張手法可以突出所宣傳產品或品牌的特征,使廣告更具鼓動力和感染力。例如:Take TOSHIBA,take the world.擁有東芝,擁有世界。(東芝電子)Thecostliest perfume in the world.(香水)這兩則廣告都用了夸張的手法來增添廣告的說服力。

2.4 擬人(Personification)。中英文廣告經常運用擬人的手段,賦予事物以人的情感、思維及形象等,使之人格化,從而使描寫的事物生動形象,富于感情。

(三)關系準則

關系準則的違反即指說話要有關聯,說話要切題。廣告的目的是說服消費者去購買商品。而廣告商不會生硬的去直接向消費者鋪平直敘的灌輸商品有如何如何好,因為這樣做往往會引起消費者的厭惡心理。因此廣告商常常會有意違反關系準則,制作一些貌似和商品不相關的廣告。如美加凈防曬護膚品廣告:陽光下的綠蔭從表面看,“陽光下的綠蔭”和護膚品毫無關聯,可仔細一琢磨,讀者就會明白該廣告意思是:在炎炎烈日之下,該產品會如綠蔭般保護消費者,使消費者的皮膚免遭烈日毒曬。同時,該廣告畫面選擇了綠色為主色調,更加渲染了這一主題,給人以清涼舒適之感。

(四)方式準則

方式準則的違反是指說話要遷出明白,話語簡練,避免晦澀,避免歧義,井井有條。廣告商經常違反方式原則,有意使廣告語產生“歧義”,使廣告語的意義不確定,以激起消費者對商品的豐富聯想和購買欲望。例如:Haven nice trip.Buy-bye.這是Heathrow機場一家免稅店的廣告,它巧用了bye和buy的諧音乍一聽,似乎是在向旅客作別,仔細一看,原來是號召游客快來購物。

篇2

一、綠葉在光下制造淀粉

(一)實驗步驟

首先將盆栽銀邊天竺葵進行暗處理一晝夜,取生長狀況良好的一葉片進行遮光處理,然后移到陽光下照射。幾個小時后,摘下葉片,去掉遮光紙片。把葉片放入盛有酒精的燒杯中,隔水加熱,使葉片含有的葉綠素溶解到酒精中,葉片變成黃白色。用清水漂洗葉片,再把葉片放入培養皿里,向葉片滴加碘液。

(二)結果現象

葉片分成三部分,銀邊和遮光部分均不變藍,其余部分都變藍。

(三)實驗結論

1.光是光合作用的條件之一。

2.沒有葉綠體不能進行光合作用(強調銀邊和遮光部分)。

3.淀粉是光合作用的產物之一。

二、光合作用的原料之一是二氧化碳

(一)實驗步驟

1.仍然對銀邊天竺葵進行暗處理(同綠葉在光下制造淀粉暗處理步驟相同)。

2.取兩片生長狀況良好的大致相同的葉片,分別裝入盛有等量清水和氫氧化鈉溶液的錐形瓶中,封閉好。

3.分組分別向兩個瓶中吹氣。

(二)結果現象

結果是盛有氫氧化鈉的錐形瓶內的葉片未變藍,因為氫氧化鈉與二氧化碳產生化學反應,二氧化碳沒有參與光合作用,所以沒有有機物的產生。

(三)實驗結論

說明光合作用的原料之一是二氧化碳,沒有二氧化碳就沒有光合作用。

三、證明光合作用的產物之一是氧氣

(一)實驗步驟

1.在甲玻璃罩內再放入一盆生長良好的銀邊天竺葵,乙玻璃罩不放銀邊天竺葵。

2.在完全相同的兩個甲乙玻璃罩內,分別放上相同的燃燒的蠟燭。

3.密封后將甲乙玻璃罩放于強光下照射。

(二)結果現象

一段時間后,甲玻璃罩內的蠟燭繼續燃燒,乙玻璃罩內的蠟燭熄滅。因為一玻璃罩內的空氣中的氧氣用盡,蠟燭熄滅。甲玻璃罩內的銀邊天竺葵因為有光合作用不斷產生氧氣,所以蠟燭沒有熄滅。

(三)實驗結論

光合作用的產物之一是氧氣。

四、觀察花的結構

(一)實驗步驟

1.用鑷子由外至里摘取銀邊天竺葵花的各個部分。

2.用放大鏡觀察各部分的結構,特別是雄蕊和雌蕊部分。

篇3

尤其是“光合作用的實質――綠葉在光下制造淀粉”的經典實驗,無論實驗設計思路和操作流程都非常復雜,結果分析對學生的思維要求也較高,故該內容對教師的專業水平和教學能力要求很高,很多教師在教學過程中很難把握重難點、操控教學流程和節奏。筆者根據十多年實驗室參與實驗教學的經驗,總結出一套行之有效且教學效果顯著的課堂教學流程。

1 教學設計

教學設計從學生的興趣和知識儲備出發,要讓學生真切地“看見”光合作用產生淀粉的過程,對光合作用產生淀粉有切身感受。然后教師依次發問,讓學生初步建立實驗設計的思路,最后完成實驗過程。通過生生互動(小組討論)和師生互動(教師引導),可以最大限度地面向全體學生,讓每位學生充分參與課堂討論,教師進一步點撥和總結,最終突破重難點,充分掌握實驗設計思路和過程,理解光合作用的實質。

能力培養方面,教師要以該實驗的設計過程為載體,旨在引導學生對實驗的探究,使學生自主建立光合作用的模型,掌握控制實驗變量、設置對照實驗和選擇實驗材料等規則,進而能創造性地設計實驗進行科學探究,領悟科學精神,提高學生的生物科學素養。

通過本節的學習,學生可以了解光合作用是生物圈中有機物的根本來源,從理論上認識到綠色植物光合作用的重要性,為培養愛護綠色植物和珍惜糧食的情感方面打下理性知識的基礎。

驗證實驗:植物光合作用的實質――綠葉在光下制造淀粉。

2 教學流程

在實驗設計過程中,教師提出問題,創設矛盾,學生小組討論解決矛盾;教師再提出問題創設矛盾,學生小組討論解決問題……反復循環,最終理解并設計出該實驗的流程。

教師:光合作用產生淀粉,葉片中產生的淀粉用肉眼能看見么?如何才能看見?檢測方法是什么?

學生小組討論得出:淀粉遇碘液變藍。

教師演示,直接向葉片上滴加碘液,并提問變藍了沒有?碘液能否進入葉片?如何解決?

教師提示:碘液能否進入活細胞?如果染色成功,藍色能否顯示出來,為什么?如何解決?

學生小組討論得出:酒精脫色,既能殺死葉片細胞,讓碘液進入葉片細胞中,又能使葉片中的葉綠素溶于酒精,葉片脫色顯示本來的灰白色。

教師演示實驗,驗證學生的結論。

教師發問:若看見了葉片顯藍色,是否能說明淀粉是綠葉光合作用產生的,而不是葉片中本來就有的?如果不能,說明原因,怎樣解決呢?

學生小組討論。

教師歸納并提示:只要我們去掉葉片中原有的淀粉,就能說明淀粉是綠葉光合作用產生。如何去掉葉片中原有的淀粉?

學生小組討論,教師點撥,師生歸納總結:暗處理,消耗掉葉片中原有的淀粉。

教師:葉片中原有的淀粉被消耗掉,要不要檢測?

教師:通過酒精脫色碘液染色進行檢測,這片葉片能不能再使用了?能不能再進行光合作用產生淀粉?我們如何解決這個問題。

學生小組討論,教師點撥,師生歸納總結設計實驗的重要原則:部分遮光,形成對照實驗。

教師:難道我們不怕天竺葵未遮光部分光合作用制造的淀粉,運到遮光部分么?

教師強調實驗中選材的重要性:天竺葵是陰生植物,葉片薄,葉脈不發達,運送有機物速度緩慢。所以,光照0.5~1 h,未遮光部分光合作用制造的淀粉未運到遮光部分。光照的時間不能太長,但能不能太短?原因是什么?

學生:光照時間不能太長,太長未遮光部分光合作用制造的淀粉運到遮光部分,檢測時葉片全部顯藍色;光照時間不能太短,太短未遮光部分光合作用還沒制造淀粉,檢測時葉片均不顯藍色。

教師:既然,我們的設計思路明確了,實驗過程能不能寫出來呢?下列問題能不能解決?

教師利用課件展示已解決和待解決的問題:

(1) 根據實驗設計思路,說出該實驗的步驟。

(2) 為什么要暗處理?暗處理的時間能不能太短?

(3) 部分遮光的目的是什么?

(4) 光照的目的是什么?為什么要對光照的時間進行控制,光照時間過短和過長會對實驗造成什么影響?

(5) 酒精脫色的目的是什么?為什么要進行水浴加熱而不是直接給酒精加熱?

(6) 酒精脫色后要將葉片在清水中漂洗,滴加碘液染色后,也要將葉片進行漂洗,兩次漂洗的目的分別是什么?

學生思考解決這些問題后,教師演示實驗后三步:取下紙片、酒精脫色和碘液染色。并要求學生觀察實驗現象,并對實驗結果進行分析:

(1) 取下黑紙片,遮光的部分和未遮光的部分顏色上有沒有什么明顯的變化?

(2) 酒精脫色的過程中,葉片的顏色如何變化?酒精的顏色呢?

(3) 碘液染色后,看到什么現象?

(4) 若整個葉片全部被染成藍色,試分析主要原因是什么?若整個葉片未被染成藍色,主要原因是什么?

3 課堂小結,并寫出板書

植物光合作用的實質――綠葉在光下制造淀粉。

(1) 檢測:碘液遇淀粉變藍。

(2) 實驗過程:① 暗處理;② 部分遮光;③ 照光;④ 取下黑紙片;⑤ 酒精脫色;⑥ 碘液染色。

(3) 實驗結果:未遮光部分顯藍色。

(4) 實驗結論:綠葉光下光合作用制造淀粉。

(5) 結果分析:① 葉片全染成藍色――暗處理時間不足;照光時間過長。

② 葉片未染上藍色――光照時間不足;葉片全遮光。

4 課堂評價

[習題]下面是探究“綠葉在光下制造淀粉”的實驗步驟,請按要求作答:

① 照光 ② 部分遮光 ③ 暗處理 ④ 取下黑紙片 ⑤ 碘液染色 ⑥ 酒精脫色

(1) 該實驗的正確順序是 ;

(2) 部分遮光的目的是 ,暗處理的目的是

(3) 碘液染色后,看到的現象是 ,因此我們得出實驗結論 ;

(4) 除了部分遮光失敗原因外,若整個葉片被染成藍色,最可能的原因是

;若整個葉片未被染上藍色,最可能的原因是

(5) 你能寫出光合作用的反應式么?

。

5 分析與反思

教師在對教學內容進行充分理解和準備的同時,精心營造一個民主、寬松、和諧的學習氛圍,最大限度地激發學生的學習興趣和求知欲望,讓學生主動、積極地參與課堂教學。教學的主體是雙主體,既是教師,也是學生。只要雙主體進行充分、流暢和有效的交流,這樣的實驗教學才會高效。

篇4

關鍵詞:光合作用;呼吸作用;曲線

中圖分類號:G632 文獻標識碼:B 文章編號:1672-1578(2015)12-0355-01

一、一天24小時光照強度、溫度,呼吸作用強度,總光合作用強度,和凈光合作用強度變化曲線如圖所示:a-溫度變化曲線,b-光照強度變化曲線,c-總光合作用強度變化曲線,d-凈光合作用強度變化曲線,e-呼吸作用變化曲線。

1.分析曲線a,b,c,d,e變化規律及形成原因

(1)曲線a-溫度變化曲線

夜間0點以后,氣溫降低,清晨溫度回升,并隨光照強度增強而升高,12時光照最強,溫度達最高值,以后隨光照強度減弱而下降。

(2)曲線c-總光合作用強度變化曲線

總光合作用強度即實際光合作用強度,在6時,光照強度為0,總光合作用強度為0;6-10,光照越強,光合作用強度不斷增強;10-12時,光照強度繼續增強,但由于光照過強,蒸騰作用散失水分過多導致氣孔關閉,CO2供應不足,故總光合作用強度開始下降,12時光線最強,光合作用強度卻明顯降低,即出現午休現象。12-14時,光照強度逐漸減弱,氣孔逐漸張開。總光合作用強度開始上升,14時以后,隨光照強度降低,總光合作用強度不斷下降。

(3)曲線d-凈光合作用強度變化曲線

6時以后,,開始光照,進行光合作用放出O2,曲線開始上升,其變化規律與總光合作 作用強度相同,6-8時,由于呼吸作用強度大于光合作用強度,故曲線表現為吸收O2,8時,總光合作用強度達最大,12時光線最強,由于氣孔關閉,凈光作用強度下降,出現午休現象。12-14時光照強度減弱,氣孔張開,凈光合作用強度回升,14時以后,光照強度降低,凈光合作用強度下降。

(4)曲線e- 呼吸作用變化曲線

呼吸作用變化與溫度變化成正比,即:在一定范圍內溫度越高,酶活性越高,呼吸作用越強,吸收O2越多。反之,溫度降低,呼吸作用強度下降,吸收的O2減少。

2.曲線c,d ,e ,在物質的量大小方面有什么關系?

總光合作用強度c=凈光合作用強度d+呼吸作用強度e

凈光合作用強度適中小于光合作用強度,其曲線位置位于總光合作用強度曲線下方,在0-6時無光照,只進行呼吸作用,不進行光合作用,故凈光合作用曲線與呼吸作用曲線重合,6-8時,呼吸作用強度大于總光合作用強度,凈光合作用強度曲線位于時間軸下方,8-19時,總光合作用強度大與呼吸作用強度,凈光合作用強度為正值。

二、呼吸作用中,不同底物有氧呼吸時CO2放出量與O2的吸收量比值不同,不同呼吸方式CO2放出量與O2吸收量得比值也不同。因此,通過CO2放出量與O2吸收量的變化曲線可以判斷呼吸作用的底物類型及呼吸方式,從而加深對有氧呼吸和無氧呼吸的理解和掌握。

如圖所示,在測定某動物呼吸作用中CO2放出量與O2吸收量變化曲線:

1.分析說明AE 、EF、EG段呼吸作用的底物類型及呼吸作用方式。

(1)根據呼吸作用公式:C6H12O6+6O2――6CO2+6H2O

C6H12O6――2C2H5OH+2CO2

可知,當底物為葡萄糖時,有氧呼吸中,CO2放出量與O2的吸收量相等即:比值為1,而無氧呼吸,則只有CO2放出,無O2吸收,據圖形可知,AE段,CO2放出量與O2吸收量比值大于或等于1,所以AE段呼吸作用底物為葡萄糖,既有無氧呼吸,也有有氧呼吸。

(2)EF段,CO2放出量等于O2的吸收量,呼吸作用底物為葡萄糖,呼吸作用方式為有氧呼吸。

(3)EG段,在有氧呼吸中,O2參與呼吸作用的第三階段氫的氧化,生成水,故O2的消耗量取決于有機物中H元素的含量。CO2的放出量則取決于有機物中C 元素的含量。因此,不同有機物在有氧呼吸時,CO2放出量與O2的吸收量的比值與該有機物中碳、氫比有關。據葡萄糖、蛋白質和脂肪的分子結構式可知,三大類有機物中碳氫比大小分別為:葡萄糖>蛋白質>脂肪。因此,三大有機物進行有氧呼吸時,CO2放出量與O2吸收量的比值大小為:脂肪

2.分析B. C. D有氧呼吸和無氧呼吸葡萄糖的消耗量比值。

(1)B點。CO2放出量和吸收量比為3:1,因為O2吸收量為2mol,有氧呼吸O2吸收量等于CO2放出量,故呼吸作用放出的6 mol CO2中,有氧呼吸占2mol,無氧呼吸占4 mol。據呼吸作用公式可知,有氧呼吸中CO2放出量與葡萄糖消耗量比值為6:1,無氧呼吸中CO2放出量與葡萄糖消耗量比值為2:1,所以,此時有氧呼吸和無氧呼吸消耗量比為1:6,依次類推,可得出C E有氧呼吸和無氧呼吸葡萄糖的消耗量。

(2)C點。CO2放出量是O2吸收量的二倍,此時,有氧呼吸和無氧呼吸放出的CO2量相等,此時,葡萄糖消耗量比為1:3。

(3)D點。CO2放出量與O2吸收量比為4:3,有氧呼吸放出CO2量是無氧呼吸放出CO2量的三倍,此時有氧呼吸和無氧呼吸葡萄糖消耗量相等。

現將上述結果總結如下:

CO2放出量/ O2吸收量呼吸類型底物類型C02放出量(有氧呼吸/無氧呼吸)葡萄糖消耗量(有氧呼吸/無氧呼吸)

A――無氧呼吸葡萄糖――――

B3:1無氧呼吸 有氧呼吸葡萄糖1:21:6

C2:1有氧呼吸 無氧呼吸葡萄糖1:11:3

D4:3有氧呼吸 無氧呼吸葡萄糖3:11:1

EF1有氧呼吸葡萄糖――――

EG>1有氧呼吸脂肪 蛋白質――――

參考文獻:

[1] 聶劍初,高等學校教材,生物化學簡明教程,北京:高等教育出版社。1998,155-156

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一、根據教學目標和媒體的功能選擇、應用多媒體

生物教學過程就是教師根據教學目標借助媒體傳遞知識信息的過程。因此,在生物教學中設計多媒體必須根據教學目標和媒體的功能來選擇。如高中植物的《光合作用》一節的教學目標是使學生掌握一個概念(光合作用)、發展一個能力(分析問題和解決問題)、學會一個寫法(光合作用公式)。根據這個目標和媒體的功能。我選擇的邏輯思路是(1)在教學中首先演示普里斯特利、薩克斯、恩吉爾曼三位科學家所做的實驗。驗證光合作用的原料(二氧化碳和水)、產物(淀粉和氧氣)、條件(光和葉綠體)。從而,引出光合作用的概念。(2)為了幫助學生理解光合作用的概念,觀看光合作用的錄像片,將感性認識上升到理性認識,進而分析出光合作用包括物質轉化過程和能量轉化過程兩個方面,得出光合作用的實質。從而提高了學生的分析問題和解決問題的能力。(3)運用投影片醒目地打出光合作用的公式,使學生熟練地寫出光合作用的公式。這樣由實驗提供“現象”,錄像深化“概念”,投影示范“公式”。在課堂上我將多媒體在目標導向下協調配合、各展所長、互為補充,運用多種手段方法向學生傳遞知識信息,使學生感知全面、理解深刻,既掌握了知識,又培養了能力。

二、根據不同的教學內容恰當地運用多媒體

1.理論課:理論課是高中生物知識的核心,它起著貫穿全書的指導作用,通過理論教學,既要使學生掌握理論的內容,產生過程和應用,又要培養他們觀察、綜合歸納、演繹推理的能力。此教學任務組合媒體易于完成:(1)運用投影、實驗、模型、圖表等展現理論產生的典型事實。力求變抽象為具體。(2)運用語言質疑引導學生對觀察到的現象作深入地分析。并用演繹推理或類比的方法作出科學判斷。(3)用錄像片介紹科學家發現真理的事實。使學生受到熏陶。如基因的分離規律和基因的自由組合規律是孟德爾經過整整八年的不懈探索所揭示的。其理論知識抽象難懂。在教學中先通過投影片介紹孟德爾的豌豆雜交實驗過程,提生理論的事實。然后結合圖解,由現象到本質地分析豌豆的遺傳特點。介紹有關生物術語。力求變抽象為具體,幫助學生實現由特殊到一般,由現象到本質,由感性上升到理性認識的飛躍,最后科學地導出遺傳基本規律。

2.實驗課:實驗課要引導學生動腦、動手、獨立操作,才能達到鞏固知識、培養技能、提高分析觀察能力的目的。為達到此教學目的,我這樣去組合媒體:(1)指導學生重點閱讀教材,使其掌握實驗目的和操作要領(2)用語言或板書進行質疑,了解學生對實驗的準備情況。(3)用錄像片示范基本操作、展示裝置結構,提示實驗步驟。(4)用投影片分析實驗原理,指導填寫實驗報告。

3.復習課:生物的許多內容都是需要反復理解和記憶的,學生可以通過終端與網絡中心連接,將課堂上講解的多媒體課件再次從教學資料中心的服務器讀取,對不理解的環節可以反復觀看,并且可以觀看其他教師的教學內容,這不僅大幅度降低了教師的工作強度,而且極大地提高了學生的學習興趣。

三、遵循感知、注意等心理活動規律控制使用多媒體

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1 教材分析

1.1教材地位

關于光合作用的知識,學生通過對初中生物教材的學習和實驗,在知識和能力方面已經有了一定的基礎,本節課的設計要符合高中生的認知特點,在原有的基礎上有所提高,也為學生分析和探究能力的提高奠定基礎。

本節課涉及一些經典實驗,通過這些實驗的再現和學生的親身體驗,讓學生沿著科學家的探索歷程自主學習,不僅僅是了解科學史中有關光合作用的基本概念,更重要的是讓學生體驗科學探究的過程,進一步了解科學概念的發生和發展,引導他們更加深入地從產物、條件和場所等方面進行探究,從而構建出完整的光合作用概念,為進一步深入學習光合作用打基礎。

1.2教學重點

光合作用的發現及研究歷史過程中的各實驗步驟、結論、優缺點。

1.3教學難點

光合作用的發現過程中各實驗如何巧妙地連接起來,如何過渡,如何引導學生進行思考探究從而得出正確結論。

2 教學目標

2.1知識目標

說出科學家對光合作用原理的認識過程,并能簡述出光合作用的原料、產物、條件和反應場所。

2.2能力目標

模仿科學家發現光合作用的過程,幫助學生掌握科學探究的一般原則,重點是對照實驗原則和控制變量原則;

學會運用科學探究的手段發現問題、解決問題,發展科學探究能力。

2.3情感、態度與價值觀目標

體驗科學探究歷程,認同科學概念是在不斷的觀察、實驗、探索和爭論中前進的;

認同科學家不僅要繼承前人的科研成果,而且要善于吸收不同意見中的合理成分,還要具有質疑、創新及勇于實踐的科學精神和科學態度;

學會參與、合作和交流探究的內容和結果;

認識到技術的發展在科學研究中的作用,尊重科學且用發展的觀點看待科學、樹立辨證的科學觀。

3 教學方法

采用探究式教學,融合討論法、比較法、歸納法等多種教學方法,并配以多媒體輔助教學,引導學生模擬科學發現過程,進行分析、討論、歸納和總結。學生通過觀察教師提供的部分科學家實驗的視頻、討論有關的問題、閱讀相關的學案材料,達到自主、合作地學習。

4 教學過程(表1)

5 教學反思

(1)重視科學史教育。通過對光合作用發現史的探究,讓學生沿著科學家的探索思路,領悟科學的思維方式,著重了解科學發現和創新的過程,讓學生了解科學家發現問題、分析問題和解決問題的思路,逐漸掌握科學研究的一般方法,以培養學生的探究能力。

同時,幫助學生學會如何正確地思考、解決問題,并領悟科學是一個不斷探索的過程,正確的科學結論的得出是建立在大量的實驗基礎上的,隨著人們認識水平的不斷提高,前人得出的結論會被后人不斷完善。對光合作用的探索還在繼續,還有很多未知的領域和廣闊的研究空間。因此,通過科學史教育能培養學生的合作意識,加深學生對科學本質的理解,培養學生科學態度和樹立正確的價值觀。

(2)基于科學發現史的探究式學習,對教師提出更高的要求。要求教師必須精心地設計、充分地準備、巧妙地引導、靈活地應變,做好教學內容的一切準備、組織、過渡和銜接等。

教學設計了兩條線索:一是科學家的研究成果逐一揭示出光合作用的過程,采用板書和磁性教具結合,逐步呈現出光合作用的反應式,并將科學家與反應物、產物、動力、場所等聯系起來,將對光合作用過程的探究串聯起來,使各內容之間形散而神不散;另一線索是分析和應用實驗設計的一般原則,以副板書的形式呈現出“對照原則”、“控制變量原則”等。

(3)教師在設計時時刻遵循以學生為中心的原則,教師重在對學生的引導。將學生分成若干討論小組,讓學生充分討論、發言,教師只在探究的方法上,加以適當點撥,始終以實驗設計的幾大原則作為判斷實驗設計是否正確、如何設計正確實驗的標準,讓學生養成良好的探究習慣。

(4)教學設計充滿詩情畫意,以兩首小詩,首尾呼應;板書設計,以光合作用反應式為中心,科學家對光合作用的探究過程為線索,詳略得當,一目了然,使課堂洋溢著濃濃的科學與人文結合的氣息。

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基于對光合作用一節的課程特點和學習需求的分析,確立相應的教學行為目標,以建構主義學習理論為指導,設計并開發光合作用的探究式CAI課件,并進行教學嘗試,對探究式CAI突破教學難點的效度作一個初步分析,以探討現代教育技術在生物教學中運用的有效性。

1 探究式CAI概要

探究式CAI的在教學設計上, 明確了CAI課件主要輔助學生的“學”而非教師的“教”,通過計算機呈示多元化的問題情境,引導學生自己發現并解決問題,即像科學家那樣去探索、解決問題。通過引導學生觀察自然、思考科學真理的產生過程,或指導學生動手做科學,使他們逐步掌握科學的工作方法與手段,形成正確的態度與世界觀,從而培養學生的創新意識和實踐能力。

2 教學探索的想法與做法

課件的制作平臺主要有Photoshop、Director、Premier、3Dmax等,集成平臺為Authorware,以積件形式分成三部分內容,即:葉綠素的提取與分離實驗教學、光合作用過程、光合作用的意義與生產實踐。三者之間網狀相連,制作技術思路為:在流程圖中制作相應的熱點,再利用跳轉技術,對于每一個步驟進行具體分析,設置相應的圖片、文字、語言、音樂情境,對學生進行誘導式提問。下面是教學思路及過程。

2.1 “葉綠素的提取與分離”實驗設計的教學探索

“光合作用的實驗”雖是一個獨立的部分,但在具體教學時,則可結合相應的知識點,適時組織教學,如“葉綠素的提取與分離”可放在“光合作用場所”部分進行教學,主要起到指導學生實驗的作用,教學地點則可以安排在有多媒體條件的實驗室。

1)選葉。先展示幾種不同植物、同一植物不同部位的葉片,然后設計問題:①不同葉片的顏色為什么有所不同?②葉綠體中色素究竟有哪些不同種類?各種色素的顏色分別是什么?含量如何?從而在問題的開始就形成一種探究氛圍。在對學生的討論分析后,再讓學生從中選取相應的葉片。

2)提取葉綠素。利用多媒體技術,從不同視角分析葉綠素提取的原理;讓學生比較不同有機溶劑在提取色素時的效果;鼓勵學生使用不同有機溶劑組合來提取葉綠素。然后以視頻形式向學生展示一段預先攝制好的錄像《葉綠素的研磨與提取》。出于幫助學生理解實驗中的關鍵步驟,增大探索的成功率,避免學生過多遭受失敗而產生困惑的目的,相應出示下列問題:如何使葉片研磨得更充分、省力?研磨中色素是否會破壞?如果會,又該怎么辦?如何控制有機溶劑的量并防止它的揮發。

3)分離葉綠素:利用CAI向學生分析層析法分離葉綠素的原理及其紙層析法的特點,并鼓勵學生不要受先入為主印象的影響,大膽進行層析法的自主設計。為了指導學生正確地進行實驗操作,在最后向學生展示一組事先攝制好的紙層析操作實驗過程,讓學生自己分析并討論操作方法,并利用多媒體技術,對“制作濾紙條、畫濾液細線”等關鍵的、同時通過演示實驗又很難看清楚的步驟作特效分析。

在運用該CAI指導學生實驗時,大大提高了學生創造的積極性。在學生實驗過程中,發現學生有一些創造性成果:1)有的學生以圓形定性濾紙代替濾紙條,在濾紙的圓心先滴加濾液,后滴加層析液,制作出4種不同顏色的同心環帶;2)有的學生以胡蘿卜、蘿卜葉代替菠菜葉,效果更好;3)有的學生提出以干粉筆做成層析柱,代替紙層析法,其效果也較為明顯。這真正讓筆者感到,探究式CAI遠非一個“教”字可以了得。

2.2 光合作用過程的教學

光合作用是一個極為復雜的生理過程,它是一系列在細胞亞顯微結構中進行的、多種酶催化下的各器官組織統一協調下的生物化學反應的總和。由于它是一種微觀、動態的生理現象,因而學習過程就缺乏相應的直觀和生活情境,學生只能被動接受教師組織的知識結構,而不能主動探索科學。

采用探究式CAI后,筆者改變以往的以陳述方式講科學模式,而采用探究方式學科學:以植物光合作用的產物為起點,逆向思維,思考光合作用中物質轉變與能量轉化過程與來源,進而思考反應場所等問題。通過展示葉肉細胞顯微結構、葉綠體亞顯微立體結構、光反應和暗反應循環動畫等情景,把學生帶入真實場景,使學生學習興趣高漲,并產生探究欲望。在對光合作用中的物質轉變、能量轉化一步步逆推分析討論后,再采用多媒體技術對光合作用全過程進行剖析講解:以光合作用中的物質轉變與能量轉化為兩條主線,以同位素示蹤技術為研究手段,以光反應、暗反應為時間先后順序,葉綠體基粒片層簿膜及葉綠體基質為空間先后順序,系統分析光合磷酸化、水的光解、CO2的固定與還原等生理過程。并從葉綠體中基粒片層薄膜垛疊現象,提出生物體普遍存在的一種通過折疊擴大表面積的方法;從細胞是一個統一整體的概念出發,提出控制光合作用過程的信息流的概念;從能量轉化與守衡的角度出發,讓學生定量研究太陽光子的能量轉化為C6H12O6中的能量時的守衡現象。

由于光合作用過程是在一瞬間完成的,而運用CAI組織教學時,即可視學生的理解與掌握程度,隨時停頓、放慢速度,或重復播放,提高學習效率,以優化教學過程。在總結討論階段,可利用多媒體技術中的箭頭指向物體表面時閃爍的效果,幫助學生提高對光合作用受到光照、溫度、CO2和H2O影響的認識,加深對于ATP、酶、化學反應動態平衡等知識的理解與遷移運用能力。

2.3 光合作用的意義與生產實踐中應用部分的教學

基于STS(科學—社會—技術)的教學思想,也為了培養學生的創造與實踐能力,并給一部分熱愛生物學并且學有余力的學生提升自身的空間,所以這部分內容在教學設計時予以較高的重視。

光合作用的意義極為重要,但在傳統教學中,教師一般是通過羅列一些空洞的數字,從而闡述光合作用是自然界最基本的物質與能量代謝這一基本事實,缺乏具體的生活情境,造成知識空洞,因而不利于培養學生科學的生物學態度和正確的價值觀。

在采用CAI后,筆者試圖通過相關做法來突破教學難點。從一株水稻在光合作用方面所做的貢獻談起,利用實物圖片,配合文字質疑,讓學生認識到:1)光合作用確實存在于自然界,存在于人們生活空間的每一個角落;2)植物光合作用所制造的有機物和O2,對于維持生態系統的動態平衡具有實在的價值;3)通過列表分析世界50年來糧食產量變化,讓學生認識到科技進步、尤其是人們在光合作用研究方面所取得的進步對于提高糧食產量所起的作用;4)引導并讓學生自己評價光合作用的意義,評價生態惡化對于人類進步的影響。

光合作用與生產實踐的關系,主要通過大田合理密植、大棚種植兩個生產實例,探索光合作用在生產中的應用。以大棚種植為例,通過一組預先攝制好的錄像,展示一學生參觀現代化農業示范基地的大棚種植園的過程。以學生的角度觀察大棚內的溫度控制、人工補充光照、氣肥補充、空間合理利用等措施與光合作用的關系,并引導學生從不同角度,考察影響大棚種植的經濟效益的因素,力求體現學習與生產實踐相聯系的精神,并建議學生從本地區的自身特點出發,探索如何將光合作用與當地城市綠化、個人生活、農業生產相聯系,真正實現學習與個人進步、社會發展相結合的STS精神。

3 要正確看待誘思探究式CAI在光合作用教學中的作用

1)在看到CAI優點的同時,不要忘記CAI作為一種科學技術所必然存在的負面作用。特別CAI運用于生物實驗時,往往起到削弱學生的操作能力、觀察能力的后果,所以應把它定位于指導學生實驗的地位,而不能根本代替學生實驗。

2)探究式CAI的確能激發學生探究的欲望,并指導學生以探索的方式學習科學,但CAI畢竟是一種物化的技術,它不能、也不應成為教學的全部。教學過程的優化離不開師生情感交流、教師機智和積極的評價機制。

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多媒體是教學過程的基本要素,它作為傳遞教學信息的媒介,能把抽象的教學內容化為直觀的教學信息,因此,優化教學過程必須先優化多媒體設計。教學實踐表明,在生物教學過程中對多媒體進行優化設計,更能優化生物教學。那么,怎樣設計多媒體呢?

一、根據教學目標和多媒體的功能選擇、應用多媒體

生物教學過程就是教師根據教學目標,借助媒體傳遞知識信息的過程。因此,在生物教學中多媒體必須根據教學目標,使學生掌握一個概念(光合作用)、發展一個能力(分析問題和解決問題)、學會一個寫法(光合作用公式)。

根據這個目標和多媒體的功能,我選擇的邏輯思路是:

1、在教學中首先演示三個實驗,驗證光合作用的原料(二氧化碳和水)、產物(淀粉和氧氣)、條件(光和葉綠體),從而引出光合作用的概念。

2、為了幫助學生理解光合作用的概念,觀看光合作用的錄像片,將感性認識上升到理性認識,進而分析出光合作用包括物質轉化過程和能量轉化過程兩個方面,得出光合作用的實質,從而提高了學生分析問題和解決問題的能力。

3、運用投影片醒目地打出光合作用的公式,使學生熟練地寫出光合作用的公式。這樣有實驗提供“現象”,錄像深化“概念”,投影示范“公式”。在課堂上我利用多媒體在目標導向下協調配合、各展所長、互為補充,運用多種手段向學生傳遞知識信息,使學生感知全面、理解深刻,既掌握了知識,又培養了能力。

二、根據不同課型的教學結構和學生的認知組合媒體

1、緒言課。關鍵是使學生懂得生物研究什么和研究的意義,怎樣讓學生愛上這門課。組合媒體:(1)利用實驗展現一些有趣的生命現象,激發學生學習生物的興趣。(2)用投影片和錄像片提供史料,介紹生物科學史和成就。與此同時,向學生滲透思想教育。(3)生動、具體地講述生物學的研究對象及學習的目的和意義,增強學生的學習信心。(4)板書學習要點。

2、形態結構課。在初中生物課程中,形態結構課是上好生理功能課的基礎。因此,在教學中占有很重要的地位。(1)傳統媒體:掛圖、標本、模型等直觀媒體,能夠提供具體形象的教學信息。對上好形態結構課是必不可少的。

(2)電教媒體:投影、幻燈、電影和錄像等電教媒體,能夠克服傳統媒體在時間和空間上的限制,化靜為動;提供信息量大、圖像生動、音響逼真。(3)通過板書、口述、習題等形式,對形態結構課的知識加以整理和鞏固。我們在“草履蟲的形態結構”教學內容中,首先運用模型展示草履蟲的形態。接著用掛圖(或投影片)講述草履蟲的內部結構,然后放映草履蟲的錄像,最后提問歸納板書。這樣使肉眼無法看清的草履蟲,活生生地展現在學生們眼前,為繼續學好草履蟲的生理內容打下良好的基礎。 轉貼于

3、生理功能課。在初中生物課程中,生理功能課是教學的重點,也是教學的難點。因此,我運用了綜合媒體:(1)用語言配合投影片準確地講授生理特點,并用投影板書進行分析、強調重點。如家鴿的雙重呼吸特點。運用此方法效果良好。(2)通過錄像對較抽象、較難理解的生理現象進行具體化、形象化演示。(3)對易混淆的概念要用黑板或用投影片的圖表分析他們的異同,指出他們的內在聯系和區別。如家鴿“循環系統”的教學,先用投影片講述家鴿心臟結構特點、血液循環路線及其對環境的適應,然后放映有關錄像片段。應用錄像的各種不同功能鍵(快進、慢放、定格)變看不見為看得見、看得清,使學生對家鴿的循環系統知識有深刻的認識。最后,用投影片映出鯽魚、青蛙、蜥蜴和家鴿等四種動物心臟結構簡圖,比較四種脊柱動物的心臟結構特點,從而認識動物進化的過程。

4、實驗課。實驗課要引導學生動腦、動手、獨立操作,才能達到鞏固知識、培養技能、提高分析觀察能力的目的。為達到此教學目的,我這樣去組合媒體:(1)指導學生重點閱讀教材,使其掌握實驗目的和操作要領。(2)用語言或板書進行質疑,了解學生對實驗的準備情況。(3)用錄像片示范基本操作、展示裝置結構,提示實驗步驟。(4)用投影片分析實驗原理,指導填寫實驗報告。

5、單元習題課。一單元的教學任務完成之后,必須組織學生從不同角度練習不同形式的習題,使學生掌握運用已學的知識。組合媒體的要點是:(1)用投影片濃縮單元教學內容,建立良好的認知結構。(2)用板書提示重點、難點或易出錯之處。(3)采用筆、口、板書、投影等多種形式結合進行練習。(4) 設計小型書面測驗題進行教學反饋,評價教學效果。

三、遵循感知、注意等心理活動規律,控制使用多媒體

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一、利用插圖,激發學習興趣

新書發到手,學生最愛看的就是課本中的插圖,利用學生這種心理,充分調動學生的視覺積極性,激發興趣。例如,我在給高中學生上第一節生物課時,人教版第1節:《從生物圈到細胞》中插圖比較多,問題討論中關于SARS患者肺部x光片示彌漫性陰影圖;資料分析中 實例1:草履蟲的運動和分裂,實例2:人的生殖和發育,實例3:縮手反射的結構基礎;圖1-1 生命系統的結構層次;圖1-2單細胞生物化石。向學生簡單介紹每一幅圖中的含義,然后引導學生討論和分析,激發學生的好奇心,產生強烈的求知欲,課堂變得活躍了,同時喚起了學生努力學習的信心。

二、利用插圖,培養觀察能力

觀察能力是能力培養的基礎,是認識物質世界的重要途徑和開端,而生物學又是一門以實驗和觀察為基礎的科學。利用插圖,培養觀察能力是高中生物學教學尤其重要的內容。例如,人教版必修1《分子和細胞》第三章插圖3-7:動物細胞(左)和植物細胞(右)亞顯微結構模式圖,讓學生仔細觀察,學生不僅可以在大腦中初步建立植物細胞和動物細胞的空間形象,而且通過比較,找出它們之間的異同點:

共同點:①都有細胞膜、細胞質、細胞核,②共有細胞器:內質網、高爾基體、核糖體、線粒體、溶酶體;

不同點:動物細胞有中心體,植物細胞有葉綠體、液泡、細胞壁。

然后進一步引導學生:內質網在細胞中如何分布、內質網上附著什么細胞器,細胞核的組成是什么?

接著讓學生分析是不是所有植物細胞都有液泡、葉綠體?是不是植物細胞一定沒有中心體?是不是所有細胞都有細胞核?動物細胞和植物細胞的最重要區別是什么?

可見,教材插圖是培養學生觀察能力和想象能力的良好練靶。

三、利用插圖,培養想象能力

插圖也是那些無法演示的事物的教具。通過圖像的描繪,把無法直接觀察到的生物結構、生理現象等展現在學生面前。把原本很難理解的內容,通過示意圖聯想起來,就變得易于理解和接受了,通過插圖把零散的知識串起來。如人教版必修3《穩態與環境》中圖5-11碳循環模式圖,可以想象到:

1、由“牛”聯想到種群的相關知識:①種群的特征(調查種群的密度的方法、出生率和死亡率、遷入率和遷出率、年齡組成和性別比例);②種群數量的變化(建構種群增長模型的方法、種群增長的“J”型曲線、種群增長的“S”型曲線、種群數量的波動和下降、以及實驗《培養液中酵母菌種群數量的變化》;③ 是不是所有的牛就構成一個種群呢?

2、由牛、樹、微生物聯想到群落的有關知識:①群落的結構(群落水平上研究的問題、群落的物種組成、種間關系、群落的空間結構、實驗《土壤中小動物類群豐富度的研究》)②群落的演替(演替的類型、人類活動對群落演替的影響、退耕還林、還草、還湖)

3、由牛、樹、微生物、大氣中的CO2庫聯想生態系統的結構:①生物圈的范圍;②生態系統的組成成分(非生物的物質和能量、生產者、消費者、分解者);食物鏈和食物網。

4、樹牛,聯想到生態系統的能量流動:①能量流動的過程(能量流動的特點);②研究能量流動的意義;③調查當地農田生態系統中的能量流動情況。

5、樹牛,聯想到生態系統的信息傳遞:①生態系統中信息的種類;②信息傳遞在生態系統的作用;③信息傳遞在農業生產中的應用。

6、樹牛,聯想到生態系統的穩定性:①生態系統的自我調節能力;②抵抗力穩定性和恢復力穩定;③提高生態系統的穩定性;④設計并制作生態瓶,觀察其穩定性。

7、物質循環:①大氣中CO2如何進入生物群落的;②大氣中CO2的來源(動植物的呼吸作用、微生物的分解作用、化石燃料的燃燒);③溫室效應;④土壤微生物的分解作用;⑤能量流動和物質循環的關系。

8、聯系環境保護以及可持續發展等問題

四、利用插圖,培養思維能力

思維能力是能力培養的核心。利用插圖,引導學生分析、對比、遷移,既能生動形象地反映生命現象的復雜性和鮮明性,又能培養學生分析、比較、抽象和概括等思維能力。插圖是為教材內容服務的,如在復習“光合作用”時,可以利用光合作用過程的圖解(人教版必修1《分子與細胞》中圖5-15〉進行思維訓練。

1、由光合作用的圖解讓學生思考葉綠體中的色素提取與分離:原理、目的要求、材料用具、方法步驟、結果分析、光譜吸收;

2、由光合作用的圖解讓學生畫出葉綠體與線粒體的結構簡圖,并思考葉綠體的結構特點?與線粒體的結構有何異同點?

3、由光合作用的圖解引導學生理解光合作用的探究歷程;

4、由光合作用的圖解讓學生自己分析光反應、暗反應以及之間的關系;

5、由光合作用的圖解讓學生分析影響光合作用的條件為:光照、水、溫度(酶受溫度影響)、CO2、礦質元素(N P K Mg);

6、由光合作用的圖解讓學生分析和比較,如何測定光合作用速率(通常以一定時間內CO2等原料的消耗或O2、(CH2O)等產物的生成數量來定量表示);

7、思考光合作用的意義是什么?

8、比較光合作用于呼吸作用的關系。

以光合作用插圖為中心進行發散性思維訓練,能夠讓學生聯想豐富,理順了思路,潛移默化地復習和鞏固了基礎知識,并訓練了分析、比較、概括等思維能力。

五、利用插圖,培養學生高尚的思想品德

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[關鍵詞] 濱柃 光合特性 凈光合速率 蒸騰速率 相關

[中圖分類號] Q945.79 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2014)03-0061-03

一、引 言

濱柃屬山茶科柃屬植物,常綠灌木多生于基巖海岸的巖石縫、崖壁,少數生于面海山坡的灌草叢中、闊葉林或松林下。該樹種耐鹽堿、耐干旱瘠薄,抗風性強,葉細密、墨綠色、有光澤,樹冠緊密,樹姿優美,為優良的地被植物和防風固沙植物。濱柃成為沿海綠化造林中灌木層的首選樹種。可應用于港口碼頭綠化,沿海風景林、防護林營建; 同時可作為綠化石子宕口的先鋒樹種,又可盆栽造型觀賞,具有極好的應用前景[1]。研究植物光合特性,可探明其光合能力,從而采取適當的栽培措施以提高產量[2]。植物生長發育的物質和能量都最終來源于光合作用。光合作用的強弱與生產力有密切的關系。

本實驗通過濱柃凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率、胞間CO2濃度等光合生理特性日變化的研究,結合影響光合生理特性的生態因子,揭示濱柃光合作用的基本生理生態學特征和規律,找出影響光合作用的主要因子,旨在為濱柃的育苗繁育,園林應用的合理配置和養護以及對鹽堿地的改造提供科學依據。

二、材料和方法

1. 材料

選用浙江林學院校園內生長良好的濱柃2年生的扦插苗作為本試驗的材料。每天傍晚澆水保證其水分供應充足。選擇5月份晴朗無云的天氣對濱柃2年生的扦插苗進行光合特性測定實驗。選取上部枝條第2片成熟葉用于光合作用測定。經測定苗木平均高為60cm,株行距為30cm×30cm。

2. 方法

選擇晴朗的天氣, 選取生長正常的濱柃上部枝條第2片成熟葉,進行自然條件下光合速率等生理指標的測定。利用Li-6400 便攜光合作用測定系統, 在自然條件下測定濱柃光合速率、蒸騰速率等主要生理指標[3]。測定時間區段為7: 30~17: 30 , 每間隔1 小時測定1 次,儀器同時記錄凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、細胞間CO2 濃度、光合有效輻射、空氣中相對濕度、空氣中CO2濃度、氣溫和葉溫等。

三、結果與分析

1. 濱柃光合生理特性日變化

1.1 濱柃凈光合作用日變化

晴天,濱柃葉片在全光照條件下凈光合速率的日變化曲線呈雙峰型(圖1),上午7:30的凈光合速率幾乎為一天中的最低值,約為1.69μmolCO2?m-2?s-1。隨著光照強度的增加,光合有效輻射增加,凈光合速率快速增加,在9:30 出現最高峰(7.58μmolCO2?m-2?s-1 ) , 隨后在14:30下降到0.6μmolCO2?m-2?s-1 ,以后逐漸回升, 到16 : 30 出現第2個高峰,隨后又下降,在17:30凈光合速率下降到2.34μmolCO2?m-2?s-1,濱柃的光合“午休”現象發生在下午14:30時。

圖1 凈光合速率(Pn)的日變化 圖2 光合有效輻射的日變化

1.2 濱柃氣孔導度的日變化

濱柃的氣孔導度日變化曲線(圖3)也是雙峰曲線。第1 個峰值出現在上午9:30, 最大為0.264 molH2O?m-2?s-1, 第2 個峰值出現在下午16:30, 為0.08848 molH2O?m-2?s-1, 下午17:30時為最小。氣孔導度不但受空氣溫度、水分等的影響,同時與光照強度有很大關系,適宜的光強和溫度有利于氣孔開張,氣孔阻力降低,氣孔導度增大[4]。

圖3 氣孔導度的日變化 圖4 胞間CO2 濃度的日變化

1.3 濱柃胞間CO2 濃度的日變化

植物的氣孔是光合作用CO2進入和水分散失的門戶,它的變化直接影響光合作用和蒸騰作用[5]。由圖4可知濱柃細胞間CO2濃度早晨最高為224μmol?mol -1,從9: 30以前呈明顯下降趨勢,9:30~14 :30 呈緩慢下降, 差值不大,至14 :30 降至最低,然后又逐漸回升。濱柃細胞間CO2濃度的日變化曲線總體的變化趨勢呈一下凹的拋物線。

1.4 濱柃蒸騰速率(Tr)的日變化

圖5 蒸騰速率的日變化

由圖5可看出,濱柃蒸騰速率的最大值出現在9:30時,為4.35 mmolH2O?m-2?s-1,然后下降,在13:30時降到最低值,然后又升高。上午9:30時由于光照強度和光合有效輻射都很大,同時氣孔導度也是達到最大值,有利于蒸騰作用,因而蒸騰速率此時達到了最大,而隨著光照強度的增加和氣溫的升高,凈光合速率下降,因此蒸騰速率在13:30時由于氣孔的變小和關閉而達到了最低值。

2. 濱柃環境因子的日變化

圖6 空氣中相對濕度的日變化

2.1 空氣中相對濕度的日變化

由圖6可以看出,空氣相對濕度為11.2~30.1%, 空氣比較干燥。從上午7:30開始, 隨著光照的增強和氣溫的升高, 相對濕度逐漸下降,下午13: 30時空氣相對濕度最小,為11.2%。之后相對濕度逐漸上升。

2.2 空氣中CO2濃度的日變化

圖7中,空氣中的CO2濃度早晨較高,為260.58μmol/mol,然后向低趨勢變化,從中午11:30開始突然快速上升,達到最高值378.16μmol/mol,之后又快速下降,下降到227μmol/mol左右就不再有太大的變化了。

圖7空氣中CO2濃度的日變化 圖8氣溫和葉溫的日變化

2.3 氣溫和葉溫的日變化

由圖8可知,氣溫(Tair)和葉溫(Tleaf)的變化范圍約為為18~33℃之間, 變化規律一致, 葉溫較氣溫略低。早晨7:30時二者溫度都為最低,約18℃左右,下午13:30時二者溫度都同時達到了最高溫,約為33℃左右,之后又逐漸下降,變化幅度不大。

3. 濱柃光合生理指標之間的相關性

3.1 凈光合速率和氣孔導度之間的關系

光合速率和氣孔導度在不同時段表現不同。光合速率和氣孔導度在7:30~10:30時和10:30~13:30 時呈顯著正相關( 圖9-A,圖9-B),13:30~17:30 時呈正相關不顯著(圖9-C),說明這一時段的光合速率主要受氣孔導度的影響,當氣孔導度大于0.264 mol H2O?m- 2?s - 1時光合速率不再增加。

圖9凈光合速率和氣孔導度的關系(左)

圖10凈光合速率與胞間CO2 濃度的關系(右)

3.2 凈光合速率與胞間CO2 濃度的關系

胞間CO2濃度日變化(圖10)為上午7:30時最高224μmol?mol-1,以后則降低。凈光合速率與胞間CO2濃度在7:30~10:30 時(圖10-A)時表現為極顯著負相關,在10:30~13:30 表現為極顯著正相關(圖10-B), 在13:30~17:30 表現為顯著正相關(圖10-C)。凈光合速率較高時,固定較多的CO2,引起胞間CO2濃度下降,當胞間CO2濃度過低時,會造成CO2的虧缺,使凈光合速率難以進一步提高,到17:30時雖然胞間CO2濃度升高(圖4),但由于光合有效輻射降低(圖2),空氣溫度和葉片溫度升高,凈光合速率仍表現較低的狀態,說明此時光合速率的影響因子主要是空氣溫度或葉片溫度,CO2濃度可能已變成次要因素。

3.3 凈光合速率和蒸騰速率之間的關系

光合速率和蒸騰速率在10:30~13:30時呈極顯著負相關(圖11-B),在13:30~17:30 時呈顯著負相關(圖11-C),在7:30~10:30 時呈極顯著正相關(圖11-A),說明這一時段光合速率主要受蒸騰速率影響,當蒸騰速率大于2.81 mmol H2O?m- 2?s 1 時光合速率不再增加。

圖11凈光合速率和蒸騰速率之間的關系

3.4 凈光合速率和相對濕度之間的關系

凈光合速率與相對濕度在7:30~10:30 時(圖12-A)時表現為極顯著負相關,在10:30~13:30 表現為極顯著正相關(圖12-B), 在13:30~17:30 表現為正相關不顯著(圖12-C)。說明在7:30~10:30空氣相對濕度降低時,凈光合速率升高;在10:30~13:30, 光合有效輻射很大, 相對濕度、氣孔導度和胞間CO2 濃度達到最小值,凈光合速率也隨之下降,達到最低值,從而出現光合午休現象,這兩階段的相關性非常顯著。

圖12凈光合速率和相對濕度之間的關系

四、結論與討論

1. 研究結果

光合作用是植物十分復雜的生理過程。葉片凈光合速率與自身因素如葉綠素含量、葉片厚度、葉片成熟度等密切相關,同時還會受光照強度、氣溫、空氣相對濕度等影響[6]。研究結果表明,幾個主要的光合生理指標特性如下: 在晴朗的天氣條件下, 濱柃凈光合速率的日變化曲線呈雙峰型,一天中有2個明顯的峰值, 表現出明顯的“午休”現象。濱柃的氣孔導度(Gs)日變化曲線也是雙峰曲線,并且峰和谷出現的時間也和凈光合速率基本相同。濱柃細胞間CO2濃度(Ci)早晨最高,從9: 30以前呈明顯下降趨勢,9:30~14 :30 呈緩慢下降, 差值不大,至14 :30 降至最低,然后又逐漸回升,總體的變化趨勢呈一下凹的拋物線。濱柃蒸騰速率的日變化曲線呈單峰型,最大值出現在14:30時??諝庀鄬穸葹?1.2~30.1%, 空氣比較干燥。

2. 研究展望

在自然條件下沒有一種環境條件是恒定不變的,也很少有各種環境條件都適于光合作用高效進行的時候。因此,植物不得不經常面對復雜多變的環境條件,但仍要保證其光合作用最大限度的發展和運轉,這就需要植物對復雜多變的環境條件和自身內部生理生化變化有一定的適應能力[7]。根據濱柃的耐鹽堿性這個特性,將濱柃應用于鹽堿地的治理和改善,這將會成為一個更新的研究熱點和發展方向。這是一種生物措施,利用種植綠肥覆蓋地面,來抑制反鹽、合理搭配和種植耐鹽樹種改善局部地區鹽分含量[8]。鹽堿地作為一種特殊的生態環境,在林業、農業及環境建設等方面有著極其重要的作用。因此,利用種植濱柃來鞏固水鹽調節效果[9],控制耕作層鹽分含量。

參考文獻

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