谈“光合作用和呼吸作用与提高农作物产量”专题复习.doc

谈“光合作用和呼吸作用与提高农作物产量”专题复习复习课是以巩固所学知识并提高运用知识解决实际问题的能力为主要任务的一种课型。与新课相比，涉及的内容多，知识跨度大，能力要求高，时间紧迫。不少教师为了追求知识的全面性，节约时间，往往采用“满堂灌”的方法，甚至不惜“炒冷饭”，学生的学习积极性和课堂效率受到影响。因此，如何在短时间内，进行大容量的复习，而又能较好地完成复习课的主要任务，是教师亟待解决的问题。根据新教材教改要求，我尝试过多种复习课的上法，发现生物概念之间通常有一种比较突出的联系，即不是意义相近，就是意义相反。如：蛋白质与核酸，光合作用与呼吸作用，囊胚与胚囊，减数分裂与有丝分裂等。以下是我尝试用比较法谈谈光合作用和呼吸作用与提高农作物产量专题复习时的教学设计思路。光合作用与呼吸作用是绿色植物相互对立而又相互依存的两个生理过程，与农业、林业生产实际联系密切，其产量的提高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。产量应为光合作用所合成的有机物总量与呼吸作用所消耗的有机物总量之差（即农作物产量=光合作用有机物合成量呼吸作用有机物消耗量或氧气净释放量=光合作用氧气产生总量呼吸作用氧气消耗量）。那么凡是影响光合作用和呼吸作用的因素都会影响植物的有机物积累量。在教学中，可创设一个让学生解决问题的情境。假设让学生自己经营一个现代化的温室，要求学生就提高经济效应的问题发表各自的意见，从而使学生更好地理解各种因素对农作物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。这些因素可让学生在讨论中结合光合作用和呼吸作用的条件、反应物和产物比较分析得出：（1）光能影响农作物产量。光合作用必须在光下才能发生，而呼吸作用不需要光，是每时每刻都在进行。光包括光照强度、光照时间、光照面积及光质，其中光照强度和光质与光合速率有直接的联系。光合作用随光照强度的变化而变化，在一定范围内，光合速率随光照强度的增强而加快；但光照强度增加到一定强度，光合作用速率不再加快。如图所示co2吸收 co2 释放 光照强度光照强度与光合速率的关系 光质不同也影响光合作用速率，复色光（白光）下，光合速率最快；单色光中在红光下光合速率最快；蓝紫光次之，绿光最差。分析光因素，提高农作物产量可从适当提高光照强度延长光照时间增加光合作用面积温室大棚使用无色透明玻璃等方法提高光合作用有机物的合成量来实现。 （2）温度能影响农作物产量。光合作用和呼吸作用都需要相关的酶起催化反应，而酶的活性受温度影响。在一定范围内光合作用和呼吸作用速率随着温度升高而加快，但光合速率加快比呼吸速率加快显著；温度过高会使酶活性下降，从而使光合作用和呼吸作用速率下降。分析温度因素，因为晚上不能进行光合作用，提高农作物产量可从适时播种温室栽培农作物时，白天适当提高温度，晚上适当降温等方法提高白天光合作用与呼吸作用的差值，降低晚上呼吸作用来实现。 （3）co2能影响农作物产量。co2是光合作用的原料，但是呼吸作用的产物。在一定范围内，植物光合作用随着co2浓度增大而加快；呼吸作用则相反。但达到一定浓度后，再增加co2浓度，光合作用速率也不再增加，甚至会抑制植物其他代谢（如矿质离子吸收等）而影响光合作用过程。如图所示： 光 合 速率 co2浓度分析co2因素，提高农作物产量可从施用有机肥或使用co2发生装置等方法适当提高温室中co2浓度来促进光合作用和抑制呼吸作用来实现。 （4）此外o2浓度、水、必需矿质元素也会影响农作物产量。o2情况与co2相反，生产中可采用通风的方法来带走植物周围光合作用所释放出来的o2。水是光合作用和呼吸作用所必需的原料，又是体内各种化学反应的介质。另外，水还影响气孔的开闭，间接影响co2进入植物体，所以水对光合作用影响很大。分析水因素，应预防干旱，合理灌溉。矿质元素会直接或间接影响光合作用，n、mg、fe 、mn等是叶绿素生物合成所必需的元素；k、p等参与碳水化合物代谢，缺乏时会影响糖类的转变和运输；p参与叶绿体膜的构成及光合作用中间产物的转变和能量传递。因此，提高农作物产量还要注意合理施肥。 除了归纳以上基础知识外，通过学习还应建立知识网络。引导学生在单因素分析基础上，可探讨多因素影响。如图所示：光 30 光 高co2浓度合 20 合 中co2浓度 速 10 速 低co2浓度率 率 p q 光照强度 p q 光照强度 曲线分析：p点时，限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因素，随其因素的不断加强，光合速率不断提高。当到q时，横坐标所表示的因素，不再是影响光合速率的因素，要想提高光合速率，可采取适当提高图中其它因素的方法。 在构建知识网络的同时，得精心设计习题，帮助学生深入理解知识，突破解题难点，提高解题能力。例1. 下图所示为在不同温度条件下被测植物光合作用同化二氧化碳量和呼吸作用释放二氧化碳量的曲线，据图回答：（1）在该实验条件下，植物体中有机物增加量最快的温度是_。（2）在该实验条件下，植物体中有机物开始减少的温度是_。（3）要使该植物有机物减少时的温度降低，可以改变实验中的_两个条件。解析：解答此题的关键是要搞清两条曲线的含义。光合量和呼吸量这两条曲线都随温度的变化而变化。在25以前，光合量曲线随温度上升而上升，在25到达最高点，在25以后，随温度上升而下降。光合作用受温度的影响，主要是因为一系列参与光反应和暗反应的酶的催化效率受到温度的影响。呼吸量曲线随温度上升而上升，表明与呼吸作用有关的酶的催化效率随温度上升而上升。植物体在进行光合作用的同时不间断地进行呼吸作用，两条曲线之间的距离最远时，即表明此时有机物的增加最快。在40时两条曲线出现了交叉，表明光合量和呼吸量相等，有机物净积累量为0，在此之后，则会出现负增长，即有机物减少。答案：（1）25 （2）40 （3）光照强度和二氧化碳浓度例2（2004年全国高考上海卷40题第3小题）图3表示某绿色植物光合作用中光强度和氧气释放速度的关系。图4表示该植物在不同温度（和）下，某一光强度时氧气释放量和时间的关系，请据图回答：当图4纵坐标分别表示光合作用所产生氧气的净释放量和总量时，则它们分别是在光强度为_和_千勒克司下的测定值。若该植物的呼吸商（呼吸商=呼吸放出的co2量呼吸消耗的o2量）为0.8，在25条件下，1小时内呼吸作用放出的co2量为_毫升。若该植物的呼吸商为0.8，在254千勒克司光强度下，该植物进行光合作用时除完全利用呼吸所产生的co2外，每小时还应从外界吸收co2_毫升。在4千勒克司光强度下，25时该植物每小时光合作用所产生的葡萄糖量是15时的_倍，这主要是因为_。解析：光照强度为0，即黑暗时，植物只进行呼吸作用，所需氧气全部从环境吸收。图3表示的是光合作用所产生氧气的净释放量与光照强度的关系。由此可知，15和25时呼吸作用消耗的氧气量分别是10ml/h和20ml/h。若图4纵坐标表示光合作用所产生氧气的净释放量，则15和25时的氧气净释放量分别为40ml/h和50ml/h。将此值与图3对比可知为4klx下的测定值。若图4纵坐标表示光合作用所产生氧气的总量，又因氧气净释放量=光合作用氧气产生总量呼吸作用氧气消耗量，则15下，氧气释放量=4010=30ml/h；25下，氧气净释放量=5020=30ml/h。对照图3可知为2.5klx下的测定值。由图3可知，25时呼吸作用消耗的氧气量是20ml/h。若呼吸商=0.8，则1小时内呼吸作用放出的co2量=0.8*20=16ml。由图3可知，25、4klx光照强度下，氧气净释放量=50ml/h，呼吸作用消耗的氧气量20ml/h，则光合作用总产氧量=氧气净释放量+呼吸作用消耗的氧气量=70ml/h。根据光合作用反应式6 co2+12h2o c6h12o6+6o2+6h2o，此过程共需消耗co270ml/h。根据呼吸商公式，1小时呼吸作用放