《光合作用》讲义

《光合作用》讲义一、课程导入1.情境引入在我们生活的世界里，植物是非常重要的一部分。同学们，我们先来看看一些有趣的现象。大家都知道，夏天的时候植物往往枝繁叶茂，但是到了秋天，很多叶子就飘落了。（此时可以展示一些夏季枝繁叶茂和秋季落叶飘零的植物对比图片）那同学们有没有想过，叶子和植物的生长到底有什么关系呢？植物生长需要的养料又从哪里来呢？我们人类每天都要吃东西来获取能量，那植物呢？它们没有嘴巴去吃食物，它们是怎么长大的呢？这其实都和光合作用有着密切的关系。2.提问引导思考那有没有同学可以根据自己的生活经验或者以前学过的知识，大胆猜测一下植物生长和叶子的联系呢？比如说，你觉得叶子可能在为植物做些什么特殊的工作吗？（对同学们的回答进行简单的点评和鼓励）二、光合作用的探索历程1.早期人们的认识在很久以前，人们认为植物生长所需要的养料是来自土壤的。就像大家看到的，植物的根是长在土壤里的，所以很自然地会这么想。但是呢，有一个很有趣的实验改变了人们的看法。在17世纪的时候，有一位科学家做了一个非常著名的柳树实验。他在一个大花盆里种了一棵2.5千克的柳树。在栽种之前，他把花盆里的泥土经过高温烘烤干燥后称了重量，是100千克。然后在接下来的5年里，他只给柳树浇水，没有往花盆里添加任何其他的物质。5年之后，他把柳树和泥土分开称重。结果发现柳树的重量增加了82千克，而泥土烘干后比原来只减少了不到0.1千克。同学们，这个实验结果说明了什么呢？（引导学生思考并回答，让他们意识到植物生长需要的养料不是主要来自土壤）2.认识到绿叶的重要性那既然不是主要来自土壤，那植物生长需要的养料到底和什么有关呢？后来科学家们发现，植物生长需要的养料绝大部分是由绿叶制造的。那科学家们是怎么发现这个秘密的呢？我们可以做一个小实验（如果条件允许，可以在课堂上简单演示或者详细描述实验过程）。拿一片有绿色部分和白色部分（比如叶脉附近）的叶子，把它放在黑暗中放置一晚上，然后用黑纸把叶子的一部分遮住，放在阳光下照射几个小时，之后把叶子摘下来，用酒精隔水加热，去掉叶绿素，再滴上碘酒。我们会发现，没有被黑纸遮住的绿色部分变成了蓝色，而白色部分和被遮住的部分没有变色。同学们，这又说明了什么呢？（引导学生回答出绿叶能进行光合作用制造淀粉等养料）三、光合作用的原理1.叶绿体光合作用的场所同学们，在绿叶里有很多小小的结构，叫做叶绿体。（可以展示叶绿体的微观结构图片）每一个叶绿体就像是一个小小的“绿色食品加工厂”。植物就是靠这些叶绿体来进行光合作用的。那叶绿体到底是怎么工作的呢？在阳光的照射下，叶绿体就开始忙碌起来了。它可以把根吸收的水分和由气孔进来的二氧化碳合成植物生长所需要的养料，同时还会释放出氧气呢。2.光合作用的反应过程光合作用其实是一个很复杂但又非常神奇的过程。它可以分为两个阶段。第一个阶段是光能捕捉反应。在这个阶段，叶绿体里有一种特殊的分子，叫做叶绿素（展示叶绿素分子结构图片）。叶绿素就像一个小小的太阳能收集器，当阳光照到植物叶子上的时候，叶绿素就会吸收光能，然后把光能传递给其他分子，最后光能就被转化成了电能。这就和我们用太阳能电池板把太阳能转化成电能的原理有点相似呢。第二个阶段是光能转化反应。在这个过程中，植物会利用在第一个阶段得到的电能，再加上其他物质，把二氧化碳和水转化成葡萄糖。这个过程中有很复杂的化学反应链，其中有一个很重要的反应叫做光化学反应。在光化学反应中，植物利用电能把二氧化碳和水分解成氧气和氢离子，并且还会释放出一定的能量。然后氢离子和电能结合就形成了葡萄糖，这就是光合作用的最终产物。当然，除了葡萄糖之外，光合作用还会产生氧气。同学们，氧气对我们来说有什么重要性呢？（引导学生回答出氧气是我们呼吸所必需的等内容）四、光合作用的意义1.对植物自身的意义光合作用对植物来说可是至关重要的。它为植物制造了生长所需要的养料，就像我们每天吃饭一样，植物通过光合作用得到了自己的“食物”，这样才能不断地生长、开花、结果。而且，植物通过光合作用产生的氧气，一部分可以供自己呼吸作用使用，另一部分就释放到空气中，让其他生物也能呼吸到新鲜的氧气。2.对生态系统和人类的意义在整个生态系统中，植物的光合作用是非常关键的。植物通过光合作用制造的有机物，是生态系统中其他生物的食物来源。比如说，食草动物吃草，食肉动物吃食草动物，这样就形成了食物链。如果没有植物的光合作用，整个食物链就会崩溃，生态系统就会陷入混乱。对于我们人类来说，光合作用的意义就更加重大了。我们人类的食物，无论是直接来自植物的粮食、蔬菜、水果，还是间接来自食草动物的肉类、奶类等，追根溯源都离不开植物的光合作用。而且，植物光合作用释放的氧气是我们人类呼吸所必需的。在现代社会，我们还利用植物光合作用的原理，在农业生产中提高农作物的产量。比如说，合理密植（可以展示合理密植的农田图片），就是根据光合作用的原理，让植物能够充分利用阳光、空气和土地资源，从而提高产量。五、农业生产中的光合作用应用1.合理密植刚才我们提到了合理密植。同学们，你们看这张农田的图片（再次展示合理密植的农田图片），如果种得太稀，土地资源就没有得到充分利用；如果种得太密，植物之间就会互相遮挡阳光，影响光合作用的进行。所以合理的种植密度能够让每一株植物都能接收到足够的阳光，进行充分的光合作用，从而提高农作物的产量。2.增加二氧化碳浓度我们知道光合作用需要二氧化碳。在一些温室大棚里（展示温室大棚的图片），农民伯伯们会通过一些方法来增加二氧化碳的浓度。比如说，释放干冰或者燃烧一些有机物（当然是在安全和环保的前提下），这样就可以为植物提供更多的二氧化碳，促进光合作用的进行，提高蔬菜等农作物的产量。六、环境保护与光合作用1.森林的作用森林里有大量的树木，这些树木的叶子就像无数个小小的“光合作用工厂”。森林通过光合作用吸收大量的二氧化碳，释放出氧气，这对于调节地球的气候非常重要。但是现在，由于人类的一些活动，比如乱砍滥伐森林，森林的面积在不断减少。这就会影响到全球的光合作用的总量，导致二氧化碳的吸收减少，氧气的释放也减少。而且，森林还是很多动物的家园，森林的破坏也会影响到生物的多样性。2.倡导绿色生活那我们作为地球的小公民，应该怎么做呢？我们可以倡导绿色生活。比如说，节约用纸，因为纸张的生产需要砍伐树木；我们还可以多种树，参加植树造林的活动。这样，我们就能为保护地球的环境，保障光合作用的正常进行做出自己的贡献。七、总结与回顾1.知识点总结今天我们学习了光合作用。我们知道了植物生长需要的养料不是主要来自土壤，而是由绿叶通过光合作用制造的。我们还了解了光合作用的场所是叶绿体，它的过程包括光能捕捉反应和光能转化反应，最终产物是葡萄糖和氧气。同时，我们也明白了光合作用对植物自身、生态系统和人类都有着非常重要的意义，并且在农业生产中有很多应用。最后，我们还知道了要保护环境，保障光合作用的正常进行。2.提问巩固那老师现在要考考大家。谁能说一说光合作用的反应式呢？（让学生回答，如果回答不完整可以引导其他同学补充）那还有谁能再说说光合作用对生态系统的重要性体现在哪些方面呢？（同样让学生回答并引导补充）八、课后拓展1.小实验同学们，课后大家可以自己做一个小实验。找一个透明的塑料瓶，在里面放