光合作用重要意义范文

导语：如何才能写好一篇光合作用重要意义，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词:物业服务;合理化建议;全员参与;采纳建议;提升效益

合理化建议制度又称为奖励建议制度,改善提案制度,创造性思考制度。企业内员工发现现行管理程序、办事手续、工作方法、操作程序、工具、设备缺陷等有需要改善的地方而主动提出建设性的改善意见或构思,称为“提案”或“建议”。公司选择优良且有效的提案加以实施,给予提案者适当的奖励,这种有系统地处理员工提案的方法,就叫合理化建议制度,也被称为“改善提案制度”。在物业管理企业发展壮大的过程中,企业的内部管理与外部的业务工作不可能做到完美无缺,肯定存在着这样那样的问题与缺陷,存在着诸多不利因素,潜伏着一定的管理危机,合理化建议的有效推广与采纳将有效地激发企业员工积极参与解决企业存在问题的动力,将会为企业的可持续发展带来生机与活力。

一、合理化建议的推行与采纳能有效地凝聚企业的向心力,增进企业的主人翁精神

推广合理化建议是发挥企业员工主人翁作用,凝聚企业向心力的有效形式。积极地向企业提出合理化建议,客观反映了员工对企业的忠诚,反映了员工对企业的热爱,也是企业凝聚力与向心力的一种良好的体现。作为有责任感并寻求发展壮大的物业管理企业,必须在重视常规物业服务的基础上,寻找企业发展的增长点,而后做强、做大企业,以应对市场激烈的竞争。但在企业的发展过程中必然存在一定的管理盲点与缺陷,如何有效可持续地发展,不断进行企业管理创新,才能建设好企业发展的平台,而在物业服务企业中推行合理化建设,将是突破企业管理瓶颈的有效载体。

笔者所在的物业服务企业所管理的泉州市远太大厦,作为侨乡泉州首座高层商务大厦,在走过了一段辉煌的历史后,由于客观的原因,远太国际商场以破旧落伍的分割格局,卖场充斥着为数较多以贩卖假电讯、电子产品的不法商家,成为当时贩卖假电讯产品市场的代名词,远太商场一度成为泉州商业物业的一大污点,商场物业的价值严重贬损。商场物业管理公司急业主之所急,为繁荣远太国际商场,彻底改变商场面貌,扭转商场运作的不良局面,企业及时采纳了员工的合理化建议,并进行了可行性研讨,研究如何有效地搞好老旧商业物业的改造及进行商务运作,使业主物业保值增值,提升物业的价值,促进物业服务的可持续发展。制定可行性策划方案,经过充分的改造项目的酝酿,提出了商场改造的总体规划与方案,通过向业主返租,与商场业主进行签约,商场设施设备的改造,商场的装修,大型品牌商务企业的引进等一系列的商务运作,远太国际商场的面貌焕然一新,商场迎来了繁荣发展的第二春,商场的火暴也带动了远太大厦的兴旺,提升了业主物业的价值,增加了物业的含金量。在而后的物业服务过程中,物业服务企业的员工在总结了远太国际商场改造取得成功的基础上,通过分析,又提出了更好的合理化建议:大厦引入苏宁电器、招商银行等单位后由于上述单位实行内部管理,自行负责辖区内的物业事务,物业管理单位不用对远太商场的内部实施服务与管理,因此,远太国际商场的物业服务状况及劳动强度已发生了根本性的改变,管理力度相对降低。通过深入的挖潜,在对大厦内的秩序维护岗位进行合并与调整,通过整合,大厦内的秩序维护员队伍从15人减少到10人,同时还提高了工作效率。另通过对大厦设备科值班场所的调整以及人员的合理调整,设备人员由原来的7人减少为4人,减员不减工作质量,通过资源的合理组合与精减,实现资源的经济最大化利用,大厦的节能降耗上做文章,实现了每年增加10多万元的收益。通过开展合理化建议,促进了企业员工积极参与关心企业发展,时刻关心企业的健康发展,及时发现服务过程中存在问题,并提出解决问题的方式与方法,取得了企业发展与个人成才成长的双丰收。

通过合理化建议的有效推行,积极倡导企业员工为企业多提合理化建议,通过合理化建议的采纳,提高了企业的效益,增进了企业的活力,那么企业就能产生一系列有效地经济与管理效益。从而增进企业员工的责任感与荣誉感,激发员工的参与意识,增进企业的向心力。

二、合理化建议的推行与采纳能有效地挖掘企业潜力,减少损耗、增加收益,提高企业的经济效益

节约能源、减少损耗是当今社会经济发展的一大主题,有效地开展“节能减耗”工作,对于能源供需矛盾突出的我国来讲,是一项利国、利民的事情,也是落实科学发展观思想的一种良好的体现。在开展“节能减耗”的活动中,物业管理企业大有可为,物业管理小区存在着大量“节能减耗”可挖掘的资源,给有作为的物业管理企业提供广阔的天地。在物业管理的日常管理过程中,有效地开展“节能减耗”工作,减轻小区业主的负担,增进物业管理单位与小区业主的互信与理解,历来是物业管理服务过程的一个重要课题,也给企业员工发挥聪明智慧提供了表现的舞台。小区公共用水、用电的公摊过高问题,长期以来困扰着物业服务企业,地处泉州金融街的远丰阁商厦,公共用电、用水公摊费用过高问题比较突出,通过合理化建议的推行,企业员工们查找原因,提出可行性解决方案,有针对性地查找原因,分析症结所在并对症下药,成立技术改造小组,对相关设施设备的有关缺陷与问题进行技术改造及处理,并通过有效地小区公共用水用电的管理,成功地降低了小区公共水电费用的公摊,改造后3个月,远丰阁商厦取得了良好的效果,商厦内供电系统的稳定性得到充分的保障,公共部位的用电量明显下降,公共用电费用明显减少,商厦内的供水系统的稳定性也得到充分的保障,供水管道的渗水问题得到了有效地解决,节约了大量的水资源,减少了公共水费的开支,通过科学改造,大大地降低了远丰阁商厦的公共水电的开支,商厦的公共水、电公摊也由改造前的每单元户每月40多元降低到20多元,降幅达到了50%以上。通过改造,有效的减少了小区业主的公共水电费用的公摊,维护了业主的利益,受到了商厦业主的广泛认可,业主们认可了物业管理单位的有效作为,业主与物业管理单位的关系也进一步融洽,远丰阁商厦的物业管理服务费用的收费率也上了一个台阶,有效地改造与管理也受到了业界的好评,远丰阁商厦也被评为市级优秀管理大厦。

走集约化管理是物业管理的发展的必然趋势,也是社会进步与科学发展的必然要求,对物业小区资源进行有效地整合,并进行集约化管理,是有作为的物业管理企业的重要体现。为更好地搞好企业管理,整合物业小区资源,提高企业管理效率,有效地促进企业的可持续发展,更好地锻炼物业项目经理与管理人员,走集约化、专业化发展道路,公司吸收了企业员工的合理化建议,大胆进行了经营与管理上的创新,将公司所管理的物业服务小区进行整合,合并进行有效地管理,并同步进行了小区物业经理的岗位轮换。物业公司果断采纳合理化建议,将远太苑小区、中行宿舍、远丰阁进行整合,合并为一个服务管理中心进行管理,即远太苑服务管理中心。此外,还对远太大厦、静远阁进行了整合,也合并为一个服务管理中心进行管理。通过以上两个小区的整合,在不增加人员的情况下平稳过度、稳定磨合。通过物业管理项目的合并管理,一方面减少了工作人员,提高了管理效率,锻练了队伍;另一方面节约了资源,减少了开支,取得了良好的管理效果。

物业管理行业作为微利性的服务行业,要做强、做大企业,只有走多元化的发展之路,通过物业服务业务项目、服务内容的延伸、扩大物业服务企业的经营规模,来达到一定的管理规模,实现企业的可持续发展。拓展物业服务的内涵与外延,走科技型、效益型、创新型发展道路是领先型物业管理企业的前进方向。在做好基础性建设的基础上,业务项目进一步拓展,除了保障公司所属物业管理小区的电梯维修保养任务以外,还取得了业务上新的突破,开始介入电梯的销售,并承接了大量的对外电梯维修保养业务。目前,电梯公司的业务保持着良好的发展势头。

长期以来,小区水损问题困扰着物业管理公司,无偿地承担着代收代缴水费的工作,负担着水损损耗,背负着水管维修、保养的任务,增加物业管理的设备维修成本,还时常承受着替自来水公司挨板子、遭白眼的打击,引发了业主以此为借口而拖欠物业服务费用,突出的问题,制约了物业管理企业的发展。公司采纳了合理性建议,对中山花园小区、远太苑小区进行了“一户一表”改造,与泉州自来水公司进行20次-30次的协调与沟通,促成了“一户一表”改造的落实。为使改造工程顺利进行,工作人员进行了充分的发动,进行了大量的宣传解释工作,促成了两个小区的水改工作的顺利完成。水改过程体现着工作过程的艰辛,水改成功凝聚着工作人员心血,也实现了节能减耗、增收节支的良好结局。

三、合理化建议的推行与采纳能有效地促进企业的管理创新,提升企业的竞争力,促进企业的科学发展

合理化建议是企业管理创新的一种有效的形式,通过合理化建议的采纳,充分挖掘企业内部的潜力,消除企业内部诸多的问题与不利因素,起到了凝聚企业员工向心力,稳定企业员工团队的作用,为在企业的发展提供强力有效的支撑,使企业发展步入快车道。新一轮房地产经济的发展给物业管理行业带来了新的机遇,但也给物业管理企业带来新的挑战,物业管理企业能不能跟上社会与行业的发展,将是我们必须正视的问题。“生于忧患、死于安乐”,从企业稳定发展的大局出发,时刻关心企业的健康发展,正视企业中存在问题,发现问题、解决问题,是成熟物业服务企业的职责。善于发现问题,并提出解决问题的策略,是优秀物业服务企业的胆识。物业服务企业要稳步持续地发展壮大,需要在管理机制与企业内部资源的合理利用上进行一定整合,修正存在的问题与缺陷,通过合理化建议的推广与采纳,充分利用有效的决策性分析,深入挖掘潜力,努力创造资源利用的经济最大化来实现企业利润的增长,为企业的发展注入生机与活力。通过合理化建议的推行与采纳,能充分地发挥企业的集体智慧与凝聚力,有针对性地提出解决存在问题的方法与方案,通过有效地吸收,达到了促进企业创新的目的。从大量的实践案例来讲,通过企业的管理创新,就能激发企业员工深入挖掘企业的潜力,通过管理创新,才能突破企业内墨守成规、因循守旧、缺少创新、士气不高形成的发展瓶颈,也就能充分调动企业员工积极进取、务实高效的积极性。在市场经济时代,企业没有发展壮大,不能持续高效增长,不善于科学发展,将会被时代抛弃。当今的物业管理公司力求平稳发展,但客观的外部环境可能会发生变化,如何来进行有效地应对呢?通过合理化建设的推广与采纳,集聚企业员工的集体智慧,形成有效的决策以及相应的应对机制与办法,走市场化的道路,做强做大企业,就能在行业的风浪中站稳潮头并得发展。

当前,随着城市建设进程的加快,物业管理企业规模的也将进一步扩大,物业管理小区的规模也进一步扩大,小区的服务与管理也将进一步复杂化、科技化、精细化,相应地对小区的服务与管理提出了更高的要求。因此,为适应社会发展对物业服务与管理的新要求,在提高物业管理企业员工各项素质与技能的基础上,充分调动员工参与企业发展的积极性,发挥企业员工的主动参与精神,围绕企业发展目标,深入发动企业的管理人员、普通员工对物业小区服务与管理过程中存在的问题提出合理化建议,通过合理化建议,修正服务与管理过程中存在的不足,发现与挖掘小区可以充分利用的资源,盘活小区资源,在为小区提供优质服务工作的基础上,通过有效地运作提高企业的经济效益,弥补管理过程中物业管理费用的不足,实现小区物业管理服务的良性循环。

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一、理清经典实验，了解发现历程

在光合作用发现的历程中，有许多科学家做了大量实验，学生通过了解历史，可以从中领略前人的思维和方法。例如，普里斯特利的实验只是证明了空气可以被植物更新，不知道更换了什么气体。而且该实验没有设置对照实验：放绿色植物与没放绿色植物对照，结论可信度不高。教师在教学活动中，一定要阐明普里斯特利的实验只是第一步，后来还有许多科学家，例如，萨克斯、恩格尔曼、鲁宾和卡门等，他们前仆后继，共同努力，才发现了这一伟大的生理过程。从中体现出前人几十年努力得出的知识经验来之不易，要让学生知道大科学家的结论都有可能被修改和补充。作为学生，更应该总结前人的经验，刻苦学习，不怕挫折。

二、突破难点，注重考点

1.关于反应式的理解

本节课难点之一，是光与光合作用过程中的物质转变，课本给出的反应式：H2O+CO2（CH2O）+O2只表明了光合作用的场所、条件、原料和产物，较为笼统，并未表示出反应物和生成物的物质转化关系。利用同位素示踪法标记水和二氧化碳，先用氧的同位素标记水，产生的氧气全部有放射性。若标记二氧化碳，除了糖类有放射性外，部分水也有放射性，释放的氧气全部无放射性。因此，反应式又可以写成：CO2+2H2O（CH2O）+O2+H2O。此外，光合作用其实是一个非常复杂的生理过程，中间包括许多化学反应，但在许多试题中，总考到有关物质数量关系的计算，我们知道如果把产物写成最初的产物――葡萄糖，那么，总反应式又可以写成：6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O。所以对反应的理解应该更加灵活。

2.关于各类因素对光合作用的影响

对光合作用有影响的主要因素有光照强度、二氧化碳浓度、水、矿质元素、温度等。难点在于多种因素对光合作用的影响。如下图所示：

以上三图综合分析，P点时，限制光合速率的主要因素应该为横坐标所示的因素，随该因素的一直加强，光合速率不断提高。当到Q点时，自变量所表示的因素不再影响光合速率，要想提高光合速率，可以提高其他因素的强度。各种办法相结合，可在学习过程中起到很大的作用。

3.关于光合作用和细胞呼吸之间的关系

呼吸作用这一生理过程和光合作用一样，同样在高中生物课本中占有极为重要的地位。以往的高考试题中，也是重要考点，其中实际光合速率、净光合速率和呼吸速率三者之间的关系尤为重要，真正光合速率等于净光合速率与呼吸速率之和。要让学生理解三者的表示方法，如净光合速率可以用氧气的释放量、二氧化碳的吸收量、有机物的积累量等不同方法来表示等。

三、对光合作用重要意义的理解

教师在教学活动中，要强调光合作用的重要之处，甚至伟大之处在于它对整个生物圈，整个地球的意义，具体表现如下：

1.提供有机物给整个生物界

地球上的植物每年约合成5×1011吨有机物，能直接或间接作为人类和动物的食物，地球上的自养植物，一年中通过光合作用约制造2×1011吨碳素，其中40%是由浮游植物制造的，另外60%是由陆生植物制造的。

2.为整个地球提供氧气

整个地球上，生物呼吸和燃烧的作用，每年使3.15×1011吨氧气被消耗，通过计算，可知大气层中包含的氧气将在3000年左右耗尽。但是，植物在吸收二氧化碳的同时也释放出5.3×1011吨氧气，所以，大气中的氧仍然维持在21%。

3.给人类社会的发展提供能量

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关键词：教学观念；教学过程；协作；创新

课程改革的重点在于转变学生传统的学习方法，既改变课程中注重传授理论知识的这一现状，注重培养高中生积极的学习习惯，也改变了课程实施过程中注重被动接收学习、机械练习、死记硬背的局面，同时强调学生主动参与、积极探索、自主实践，并培养学生获取理论知识的能力，以及分析与解决问题、交流沟通的能力，使得学生能够在获取知识的同时学会如何学习，并形成科学的价值观。笔者针对以学生为主体的高中生物教学模式进行研究，为高中生物教师打破传统教学模式提供科学依据。

一、以学生为主体的高中生物教学模式的重要意义

为全面迎接知识型经济时代的到来，应对激烈的经济竞争，提高国民素质，以学生为主体的教学改革迫在眉睫。以学生为主体的高中生物教学模式符合我国教育改革的趋势，将视角转移到学生上，以学生为课堂教学活动的主体，结合目前社会经济发展需求与高中生、生物学特征，制订科学的教学方案，注重学生的学习主动性。此外，学生为主体的高中生物教学模式主要是以促进高中生综合能力的培养为教学目的，以高中学生为核心，以教师为导向，在教师的积极引导下，让高中生能够独立思考问题并解决问题，为终身学习打下基础，从而提高高中生的综合能力。

二、高中生物教学过程中存在的问题

我国教育体制的深化改革，使得高中生物教学在教学内容和教学模式方面获得了较大的进步，但是还存在着诸多问题。

1.教学观念的陈旧

由于受到传统教学观念的影响，多数教师在课堂教学过程中以自我为中心，单纯认为“我怎么教，学生就该怎么学”，将课本知识一股脑地灌输给学生，学生采取机械背诵的方式来学习，忽视了学生在课堂教学过程中的主体地位，造成了学生的厌学情绪，对生物学习失去了兴趣。此外，还有部分教师认为生物知识只能依靠“教”才能让学生掌握大纲上规定的内容。

2.教学手段的落后

和其他学科相比，生物学具有与众不同的特征，其主要研究对象是植物学、动物学、微生物学等，研究的内容更为详细。这就要求生物教师运用独特的教学方式，注重教学手段的多样性，不能单纯依靠课本知识来组织教学活动，也不能忽视对高中生思考能力以及观察能力的培养。例如：在教授“组成细胞的原子与分子”等相关内容的过程中，教师应该学会利用多媒体的光、声、色、像、形以及动画等方面的功能，创建一个生动形象的教学情境，将“组成细胞的原子与分子”的概念转变成生动的画面，以此来向学生说明生命的物质性，培养学生的综合素质。

三、以学生为主体的高中生物教学模式的研究

以学生为主体的高中生物教学模式的改革符合我国教育体制改革的具体要求，也顺应了知识经济的发展潮流，此外，还提高了高中生的综合素质，培养了高中生终身学习的能力。下文针对以学生为主体的高中生物教学模式的构建进行研究。

1.树立以学生为主体的教学观念

高中生物教师应该树立以学生为主体的观念，结合高中生的学习能力以及生物学科的特征来组织教学活动。在讲解理论知识的过程中，教师应该以提问的形式引入课堂讲解，让学生带着问题去学习生物知识，教师积极指导学生从什么角度解决问题，从而构建学生和教师有效交流沟通的局面。在良好的学习氛围中，高中生的综合能力能够得到提升，各方面素质也能够得到很好的提高。例如：“光合作用”的讲解过程中，首先教师可以提出问题：“提高光能利用率的主要途径有哪些？”这时候学生可能会回答“延长光合作用的时间”“增加光照的面积”或者是“加强光合作用效率”，也有可能是“提高二氧化碳的浓度”等，学习能力不同的学生会给出不同的答案。这时教师需要抓住学生答案中的关键点“光合作用”这一概念来引入“光合作用”这一知识的学习，让学生在思考中掌握所学的知识。

此外，生物教师在日常的课堂教学过程中应该遵循以学生为主体的教学原则，和学生之间建立平等、友爱、尊重的关系，使得学生敢于在课堂上提出疑问。

2.高度重视课堂教学过程的设计

在设计生物课堂教学活动的过程中，教师应该利用各种途径和学生达成互动，积极调动学生主动学习、思考的积极性，并让学生主动参与到课堂教学过程中来。此外，生物教师还可以利用生动讲述类似知识的方式，积极引导学生总结比较。这种教学方式使得学生在课堂学习上从被动接收知识转变成主动参与学习，有利于加深他们对生物知识的理解。

3.鼓励高中生协作和创新

高中生协作能力和创新能力的培养可以采用小组实验或是小组探讨的方法来实现，一个小组作为一个团体。这种教学方式能够培养高中生的团结协作能力。学生通过生物实验或是问题讨论能够巩固所学到的理论知识，并在实验中通过观察和思考实验现象，培养了创造性思考能力。

综上所述，在高中生物课堂教学过程中，教师应该准确认识到以学生为主体的重要意义，并能够认清生物教学模式的现状，从树立以学生为主体的教学观念、高度重视课堂教学过程的设计以及鼓励协作和创新这三方面入手，全面构建以学生为主体的教学模式，并将这种模式运用于实践中，以便提升高中生物教学质量。

参考文献：

[1]孙宗鲁，刘光尧，李琛琛.“案例教学”的实践与思考[M].华东师范大学出版社，2011，10（3）：119-121.

[2]任海，汪小丽，张宝华.关于在职校中推行“以学生为主体”的教学模式的思考[J].天津体育学院学报，2010，22（9）：112-130.

[3]陈春燕，李波，徐本力.以学生为主体的高中生物教学模式探析[J].上海教育科研，2010，21（8）：140-143.

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生物这门课程与我们的日常生活紧密相连，很多事物都可以从现实生活中找到，学生通过生物这门课，可以认识到自然界中的各种生物，对他们的生长习性有更多的认识。从而能更好服务于平时的生活，这是一门与人类日常生活有紧密联系的学科。

（一）提高学生认识生物学科的前提

传统生物知识的获得，都是通过教师讲课获得的。在课堂上，教师通过生物书和学生进行学习、互动，是一个启发学生发展的地方。新课改后，课堂不再是只传授知识的课堂，而是引导学生去发现知识的课堂。另外，我们要关注学生的生活、心理，在自己的时间和空间范围内，让学生假设问题情境，从而进行自主探索。

（二）教学准备是关键

1.了解学生。首先，为了很好地选择和实施课堂教学方法，要了解学生的生活环境、心理状况，以及学生熟悉的生物环境。其次，要备学生知道的生物基础知识。2.运用科学的教学方法激发学生学习生物的兴趣。学生对生物的学习，很大程度上，跟教师有关系，一个幽默风趣的教师，可以唤起学生的学习兴趣，也会激发学生学习的欲望。所以，在课堂上，要对学生进行引导，让他们根据教师提出的问题，去思考，调动学生的学习主动性，不断提高对生物的学习乐趣。3.生物课堂要贴近学生生活。我们在讲课本内容时，把与现实生活结合起来。教师可以通过多媒体展示与生活相关的图片，让学生通过这些图片，进行思考，联系生物知识，解释出现的现象，学以致用。学生的学习兴趣得到激发。让学生在课堂中做自己的主人，学生自行安排自己的时间，发挥主观能动性。4.生物课堂多样化。根据生物学科本身的特点，它是和人们的生产、生活、实践联系比较紧密的学科。因此，我们组织学生去野外观察、学习来促进生物课堂教学的成功。

二、发散思维在生物教学中的运用———光合作用

由于学生具有好奇心和求知的欲望，这就促进学习、思考。根据这一特点，我们生物教师可以充分利用教学资源，即地图，包括地图册、生物挂图、生物插图等，还可以用幻灯片、电视、录相、多媒体等多种形式。下面我们以光合作用这一节课进行具体的分析。植物有一项很重要的功能，即光合作用。对于这个概念的理解，教师要进行讲解，让学生明白，人有没有光合作用，光合作用是植物在白天进行的一种能量转化，即二氧化碳和水在光照的条件下，在叶绿体中进行反应，最后生成氧气和有机物的过程。这一过程中，光合作用产生了氧气，可以供给人和动物的呼吸，教师引导学生思考，晚上能不能把很多植物房子屋子里面呢？学生通过思考，晚上植物没有光合作用，主要是呼吸作用，那么呼吸作用就要吸收氧气，与人争夺氧气。所以，在晚上，最好将植物放在室外。而光合作用的一组探索性实验能否成功，则是教学中突出重点和突破难点的关键。

（一）先学后教的方法

教师在讲这一节的内容时候，可以让学生以小组为单位，进行资料的搜集、整理，等上课的时候，让中学生以小组的形式，进行代表发言，将你们搜集到的知识讲给其他同学听，其他组内针对这一组同学的汇报，提出自己的质疑，教师写到黑板上，分条进行解释。最后利用多媒体展示光合作用的发现过程。这样，可以让学生在主动探究过程中，体会最后获得真理的感动。通过多媒体动画，教师展示“光合作用需要二氧化碳”和“光合作用产生氧气”两个演示实验，让学生更加深刻的明白了原理。同时，让学生分组进行有关光合作用的一组探索性实验，学生通过自己做实验，更加明白了实验的重要性，通过实验，可以得出真理性的知识结论，从而学会了光合作用这节课的主要内容。然后，教师在通过一些相关的练习题，将学会这部分内容。总之，通过学生自己做实验去探究，这样对光合作用的概念有了更深刻的理解，同时培养了他们认识问题，主动探究的能力，还有对创新能力的思维的培养也起到了很重要的作用，启发学生运用知识来说明或解决实际问题，在分析和说明问题过程中领悟光合作用在生物界乃至整个自然界中的重要意义。不断提高学生的自身的各方面的能力，更好地为学习新的内容做好铺垫。

（二）学生逆向思维能力的训练

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距今24亿年前，可以说是生命历史上最为动荡的一段时期。生命已经在地球上繁荣发展了10多亿年，然而，一种新的单细胞生物在此时华丽登场。它们可以利用太阳能，利用过程中却会产生有毒的副产品—氧气。这种单细胞生物迅速在原始海洋中繁衍到了一个不可思议的数量，大气成分也因此改变。

那是一场灾难。在数次生物大灭绝事件中，氧含量上升毁灭的物种比例很可能高居魁首。尽管如此，氧气的危险特质—高活性，也使得它能够成为一种丰富的能量来源。生命很快就开始开采这座宝库，我们的动物祖先也在其中。

远古光合作用

过去的10年来，我们对地球历史这一阶段的认识，发生了大逆转。教科书会告诉你，光合作用甫一出现，氧含量就开始攀升。但是，据我们现在所知，有些生物早在34亿年前就能进行光合作用，这比氧含量上升要早得多。问题在于，为什么氧气会在那么久之后，才喷涌而出？

本质上，光合作用就是“收割”太阳能。植物利用太阳能制作食物，把二氧化碳变成碳链。这一过程中产生的糖类可以用作能源，也可以用于制造从蛋白质到DNA不等的各种更复杂的分子。可能与你所预期的不同，产生氧气并非不可避免。事实上，许多细菌都可以不用产生氧气，就把光能和二氧化碳转化为食物。而且，近期的研究表明，细菌这种光合作用的历史，几乎和地球生命史一样悠久。

2004年，当时任职于美国加利福尼亚斯坦福大学的迈克尔·泰斯（Michael Tice）和唐纳德·罗威（Donald Lowe），在

南非研究距今34.1亿年前形成于浅水中的岩石时，发现一种化石结构与现代光合细菌形成的微生物席非常类似，但是没有任何氧气产生的迹象（参见《自然》杂志，第431卷，549页）。对此，他们认为最可能的解释是，这些细胞进行的是不产生氧气的光合作用。

从这一发现起，我们开始真正接触到早期光合细菌。2011年，英国牛津大学的马丁·布雷泽（Martin Brasier）及其同事在澳大利亚西部的岩石中发现了距今34.3亿年前的细菌细胞化石（参见《自然·地球科学》，第4卷，698页）。“它们生活在光照良好的潮间带或潮上带，”布雷泽说。岩石的化学组成，以及充足的光线，充分表明这些细胞中有些能进行光合作用，却不产生氧气。

不产生氧气的光合作用出现得如此之早，似乎相当令人惊讶。现在已知最早的化石，形成于距今34.9亿年前，仅仅比它们略早一点。在英国伦敦大学学院研究生命起源的学者尼克·雷恩（Nick Lane）认为，一旦生命演化到能够依靠化学能为生，转而利用太阳能其实算不上什么飞跃。“实际上，光只是让电子流过同一台设备而已，”他说。

对于雷恩这样的研究人员来说，谜题在于，为什么产生氧气的光合作用要经过如此漫长的岁月才演化出来。产生氧气的光合作用出现在大约24亿年前，可能比不产生氧气的光合作用晚了10亿年。明明更具优势，为什么它会如此姗姗来迟？

光合作用分为两个主要步骤。在第2步中，电子进入二氧化碳，帮助把二氧化碳分子转化成糖类。而第1步则是获取这些电子，也就是从一种分子上剥离出电子，用来产生驱动第2步所需的电化学梯度。

10亿年的延迟

在产生氧气的光合作用中，由水分子提供电子。剥离电子的过程使水分子裂解为氢离子和氧。在把二氧化碳转化为糖类的过程中，氢离子和电子起着至关重要的作用，而氧气则是一种没什么用的副产品。

在不产生氧气的光合作用中，电子由其他种类的分子提供，其中最为普遍的是硫化氢。裂解硫化氢产生的副产品是硫。硫化氢具有非常容易失去电子的优点，或者说非常易于氧化。而且在早期海洋中，硫化氢也很常见。不过，在不产氧的光合作用发生的表层水域，硫化氢估计很快就被消耗一空了。

用水提供电子的最大好处是，水在海洋中可谓取之不尽用之不竭。但是，水的缺点也不小。“氧化水非常困难，”美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学的罗伯特·布兰肯西普（Robert Blankenship）说。我们现在依然在为之努力：研究人员已经进行了数十年的尝试，希望开发出一种廉价高效的裂解水的方法，以生产氢气作为燃料。

因此，在选择水之前，光合细菌最先选择容易氧化的物质，也就合情合理了。传统观点认为，产生氧气的光合作用，是经过一系列中间阶段，逐渐从不产生氧气的版本演化而来的。布兰肯西普和很多研究人员都支持这一观点。

产生氧气的光合作用是如何出现的，所有与此有关的假设都不能绕过以下4个具有重要意义的事实。事实1：不产生氧气的光合作用有两个迥异的类型。一些细菌具有被称为Ⅰ型的反应中心，它们从硫化氢之类的分子中获取电子，而且电子走的是单行道，即每个电子只利用一次。另一些细菌具有Ⅱ型反应中心，可以在内部循环利用电子，从而降低了对外界电子来源的依赖。事实2：在产生氧气的光合作用中，一个Ⅰ型反应中心和一个Ⅱ型反应中心串联在一起工作。事实3：尽管蓝藻同时具备两种反应中心，但它只用Ⅱ型反应中心来裂解水分子产生氧气。并且，反应发生的位置上，有4个锰原子排列在一个钙原子周围。事实4：具有Ⅱ型反应中心、进行不产生氧气的光合作用的细菌，不具备这种锰和钙的组合。

布兰肯西普认为，后两个事实最为重要，它们指向了一个简单的发展过程。他认为Ⅰ型反应中心先演化出来。从古至今，基因交换在细菌中一直十分普遍。编码Ⅰ型反应中心的基因被另一类细菌获得，通过逐渐调整修改基因编码，形成了Ⅱ型反应中心。之后，这类细菌的后代又把金属原子纳入其中。最后，形成了包含4个锰原子和一个钙原子的结构布局。现在，细菌可以只用Ⅱ型反应中心氧化水分子，进行产生氧气的光合作用了。

布兰肯西普声称，在此之后，这些细菌的后代通过基因交换，又获得了Ⅰ型反应中心，蓝藻就这样产生了。因此，布兰肯西普认为，蓝藻具有两种不同类型的反应中心，只是一个巧合。

该假说作出了一个明确的预测：曾经有一种不同于蓝藻的细菌，能够通过光合作用产生氧气。这个缺失环节，将具有Ⅱ型反应中心、进行不产生氧气的光合作用的细菌（其中包括紫细菌，一种现生细菌），与进行产生氧气的光合作用的蓝藻联系在了一起，因此我们不妨称之为“靛蓝”菌。目前为止，还没有“靛蓝”菌被发现。布兰肯西普和其他研究人员试图通过其他方法，证明靛蓝菌曾经存在过。

美国亚利桑那州立大学的一支研究团队，试图把紫细菌改造成类似于靛蓝菌的生物。这或许是诸多尝试中意义最为重大的一次。研究人员改造了紫细菌，使它们有能力将锰离子纳入反应中心，并利用锰离子与含有氧元素的分子发生反应（参见《美国科学院院报》，第109卷，2314页）。这还算不上是产生氧气的光合作用，却是向着目标方向迈出的一步。

海洋灾难

即使有一天，生物学家真的在实验室里制造出了靛蓝菌，也不能证明靛蓝菌曾经自然演化产生过。对于埃兰来说，渐进假设并不能解释所有的事实。为什么如此显而易见、如此简单的过程，需要花上10亿年的时间？为什么产生氧气的光合作用只演化出了一次？（到目前为止，据我们所知，只有蓝藻。植物通过让蓝藻在体内生活，获得了这种光合作用的能力—换句话说，植物的叶绿体是由蓝藻发展而来的）。而且，为什么所有蓝藻都同时具有两种类型的反应中心？

埃兰同样认为，Ⅰ型反应中心先演化出来。但是在这之后，他的假设就大不相同了。他认为，光合作用细菌在发展早期遇到了某种问题，导致多复制了一整套Ⅰ型反应中心基因。多出来的这一套反应中心，拥有很大的自由度，可以承担不同的功用。这套反应中心演化出了循环利用的电子，成为了最初的Ⅱ型反应中心。埃兰推测，由于拥有两套不同的反应中心，使得这些“早期蓝藻”在广泛的环境中兴盛起来。当环境中的硫化氢比较充裕时，它们使用Ⅰ型反应中心。当硫化氢不足时，它们转而使用Ⅱ型反应中心，循环利用已经得到的电子。

然后有一天，灾难降临了。一些早期蓝藻漂进了一处富含锰、却缺少硫化氢的浅滩。细菌适时启用了Ⅱ型反应中心。然而，紫外线照射锰会使锰放出电子，所以，事实上环境中存在着大量的电子。这些电子很快就造成了Ⅱ型反应中心的拥堵。虽然锰离子会和水反应生成氧化锰，但周围环境中仍然存在着大量的锰，继续产生过量的电子，造成早期蓝藻的死亡。

或者说，造成了绝大部分早期蓝藻的死亡，只有一个幸运儿存活了下来。埃兰认为，在这个幸运儿中，由于基因突变，同一时间只能开启一套反应中心的开关坏掉了。当两套反应中心同时运作时，锰产生的电子流经Ⅱ型反应中心后会被Ⅰ型反应中心抽走，这样就解决了阻塞问题。换言之，两种反应中心开始联手工作了，就像在现代蓝藻中一样（参见《欧洲生物学化学会联盟通讯》，第579卷，963页）。

可是，这个细菌的后代是怎么从由锰提供电子，转到由水提供电子的呢？从某种程度上来说，它们没有变过。直到今天，所有植物用于光合作用的电子都是由锰提供的。只不过，这些电子现在来自于Ⅱ型反应中心内部的一个锰原子团簇。这个团簇具有一项不同凡响的能力—当它给出电子之后，能够从水分子中偷来电子，从而把水分子裂解开，释放出氧气。

当早期蓝藻演化出这种Ⅱ型反应中心后，它们对锰原子的需求就微乎其微了。接下来，它们就能从富含锰的水域向外开枝散叶，借助无穷无尽的水和阳光，开发利用当时丰富的二氧化碳资源。不久之后，数量庞大的蓝藻喷吐出来的氧气，改变了大气组成。

如果埃兰的假设是正确的，蓝藻偶然进入富含锰的环境，以及关键基因开关的失控，必然发生在同一时间。埃兰也同意，这种情况出现的几率太低了。但这或许就是产生氧气的光合作用耗费了10亿年才出现的原因。他说：“我研究的这条路线只是个时间问题，经过漫长的时间，终于等到两个意外因素，同时出现在一个细菌上。”出乎人们意料的是，现在埃兰的理论已经有实实在在的证据支撑了：我们已经发现了一处罕见的、富含锰的环境。

美国加州理工学院的伍德沃德·菲舍尔（Woodward Fischer）及其同事，一直在研究位于现今南非的岩层，该岩层的形成时期恰好是在氧含量上升的前夕。他们发现一处岩石中二氧化锰含量非常之高，而且意义格外重大的是，这处岩石是在缺乏氧气的环境中形成的。即使是紫外线，也不足以产出如此规模的氧化锰。这个研究团队在2012年12月的一次会议上说，埃兰提出的早期蓝藻的光合作用模式，似乎是对这种现象的唯一可信的解释。

“这是个重大新闻，令人兴奋不已，恰如其分地证实了约翰的假设，”德国杜塞尔多夫大学的威廉姆·马丁（William Martin）如此评论。他是一位支持埃兰假说的早期演化研究人员，一直和埃兰保持着合作，收集相关证据。但是布兰肯西普依然坚持他的看法。用他的话来说，他跟埃兰及马丁就产生氧气的光合作用如何起源的问题，进行过多次“十分激烈但是相当友好”的交流讨论。

篇6

绿色植物是生物圈中有机物的制造者

本章综合解说

本章内容概览

光合作用是植物重要的生理活动，植物通过光合作用制造的有机物，不仅满足了自身的需要，而且养育了生物圈中的其他生物。本章首先通过“绿叶在光下制造有机物”的实验，让我们认识到淀粉是光合作用的产物，光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件，为更好地理解光合作用的概念和意义打下良好的基础。然后从植物体自身和整个生物圈两个角度介绍了绿色植物通过光合作用制造的有机物的作用。

重点难点提示

重点：

（1）绿色植物通过光合作用制造有机物。

（2）概述绿色植物制造的有机物不仅用于构建植物体，而且养育了生物圈中的其他生物。

难点：

“绿叶在光下制造有机物”的实验。

本章学法点津

（1）学习本章知识时，可以先自己尝试设计检验绿叶在光下制造有机物的实验方案，然后对照教材上的实验指导，找出自己所设计的实验的不足之处，思考每个实验步骤中包含的科学原理和方法，带着问题做实验，围绕实验现象进行分析讨论，得出结论。这样不仅学习了知识，还培养了相关能力，

学习了科学实验的方法，促进了思维的发展。

（2）“绿叶在光下制造有机物”的实验可简单记忆成：处理要在黑暗中，黑纸遮叶成对比，加热酒精为脱色，清水漂洗加碘液，冲掉碘液有色变。

（3）通过对实验结论的归纳、总结，认识光合作用。联系植物作为生产者在生物圈中的作用，认识光合作用对生物圈的重要意义。

教材预习全解

趣味情景导入

科学家海尔蒙特曾经把一棵2．5千克的柳树苗栽种到一个木桶中（如图所示）。桶里的土壤事先称了质量。在这之后，他只给柳树苗浇纯净的雨水。5年之后柳树长大了，质量增加了80多千克，而土壤只减少了不到100克。你知道这棵柳树增加的成分主要是什么吗？

学习目标导航

1．阐明绿色植物通过光合作用制造有机物。

2．运用实验的方法检验绿叶在光下制造有机物。

3．概述绿色植物制造的有机物不仅用于构建植物体，而且养育了生物圈中的其他生物。

4．认同绿色植物制造有机物对于生物圈的重要意义。

相关知识链接

1．绿色植物属于生态系统中的生产者，它们通过光合作用制造的有机物，不仅满足了自身的需要，而且养育了生物圈中的其他生物。

2．叶绿体能将光能转变为化学能，是细胞中重要的能量转换器。

教材内容全解

想一想，议一议

（见教材第116页）

绿色植物除了为蛙提供隐蔽的栖息环境外，还间接地为蛙提供了食物来源，因为大多数蛙类的

食物是昆虫，而昆虫如蝗虫以绿色植物为食。绿色植物还在维持生物圈的碳一氧平衡中发挥重要作

用，为蛙提供了良好的生存条件。

知识点一

绿叶在光下制造有机物

1．教材第116页“实验”全解（绿叶在光下制造有机物）（重点、难点）

（1）目的要求：①检验绿叶在光下制造的有机物是不是淀粉。

②探究光是不是绿叶制造有机物不可缺少的条件。

（2）材料用具：盆栽的天竺葵，黑纸片，曲别针，酒精，碘液，小烧杯，大烧杯，培养皿，酒精灯，三脚架，石棉网，镊子，火柴，清水。

（3）方法步骤（如图）

①暗处理：实验前把天竺葵放在黑暗处一昼夜，其目的是让叶中的淀粉运走或耗尽，使实验效果更明显，更有说服力。

②设置对照：用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，然后移到阳光下照射。这实际上进行的是对照实验，自变量为光。

③摘叶：几个小时以后，摘下叶片，去掉遮光的纸片。

注意

光照时间不宜太长，否则会出现遮光部分也变蓝的现象，因为可以由筛管从照光部位运来淀粉。

④酒精脱色：把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，使叶片中含有的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色。

注意

①隔水加热，可避免因直接加热酒精而沸腾外溢发生危险。

②认识装置：小烧杯内放有酒精，大烧杯中盛有清水，将小烧杯放入大烧杯中，隔水加热，目的是使小烧杯内叶片受热均匀。

⑤漂洗、滴碘液：用清水把叶片上的物质（如酒精、叶绿素等）漂洗掉，再把叶片放到培养皿中，向叶片上（见光的部分和不见光的部分）滴加碘液。

⑥清洗、观察：稍停片刻，用清水冲掉碘液，观察叶色发生了什么变化。滴上碘液后，我们发现，叶片见光的部分变成了蓝色，用黑纸片遮盖的部分未变蓝。淀粉的特性之一是遇碘液变蓝色，这说明见光的部分产生了有机物——淀粉，同时也进一步说明淀粉是光合作用的产物。

（4）实验结论：①淀粉是光合作用的产物。

②光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。

规律总结

用数字记忆法巧记“绿叶在光下制造有机物”实验的方法步骤

实验步骤可概括为“一昼夜，两面遮，三步走”。具体地说，“一昼夜”就是把天竺葵放在黑暗处一昼夜；“两面遮”强调用黑纸片遮盖叶片的一部分，要把上下雨面都遮盖住；“三步走”是“隔水加热清水漂洗碘液检验”三个连续的操作步骤。

讨论

（见教材第117页）

1．使叶片中原来储存的淀粉转运或消耗掉，以排除原有淀粉对实验的干扰，保证所检测到的淀粉是实验过程中形成的。

2．是为了做对照实验。如果用黑纸片遮盖的这一部分遇碘不变蓝，而照光部分变蓝，说明经过一昼夜“饥饿”处理后叶片中原来储存的淀粉消耗完了，照光部分的淀粉是叶片在实验过程中制造的；还说明叶片只有在光照条件下才能制造有机物（淀粉）。

3．主要是淀粉等糖类。

例1（2015山东东营）“春天不是读书天，放个纸鸢，飞上半天”。踏青归来，许多同学的白衣服上沾染了植物的绿色汁液，欲去除绿渍，最好选用（

）

A．凉水

B．热水

C．酒精

D．洗衣液

【答案】C

【解析】植物的绿色汁液是植物细胞内的叶绿素，它不溶于水，但溶于酒精，可以选用酒精除去绿渍。

故选择C选项。

例2（2014湖北十堰）将盆栽天竺葵放在黑暗环境一昼夜后，用黑纸片将叶片的一部分从上下两面遮盖起来（如图所示），置于阳光下照射一段时间后，摘下叶片，经脱色后滴加碘液，发现叶片的未遮光部分变为蓝色。下面分析正确的是（

）

A．把盆栽天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是通过光合作用消耗掉原右的有机物

B．用黑纸片将叶片的一部分从上下两面遮盖起来的目的是设置对照

C．滴加碘液后发现，叶片未遮光部分变为蓝色，说明光合作用产生了蛋白质

D．该实验不能证明光合作用需要光

【答案】B

【解析】把盆栽天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是通过呼吸作用消耗掉原有的有机物（淀粉），这样实验中用碘液检验到的淀粉才是叶片在实验过程中制造的，A项错误；

用黑纸片将叶片的一部分从上下两面遮盖起来的目的是设置对照，B项正确：

滴加碘液后发现，叶片未遮光部分变为蓝色，说明光合作用产生了淀粉，不是蛋白质，C项错误；

遮光部分不能进行光合作用制造淀粉，因此滴加碘液不变蓝色，未遮光部分接受光照，能进行光合作用制造淀粉，滴加碘液变蓝色，因此该实验能证明光合作用需要光，D项错误。

故选择B选项。

2．淀粉是光合作用的产物（重点）

通过“绿叶在光下制造有机物”的实验可以看出，叶片的见光部分遇到碘液后变成了蓝色。遇碘变蓝是淀粉的特性，这说明叶片的见光部分产生了淀粉，进而说明淀粉是光合作用的产物。

提示

绿色植物通过光合作用制造的有机物主要是淀粉等糖类，一部分糖类在植物体内还会转变为蛋白质、脂肪等其他有机物。

3．光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件（重点）

“绿叶在光下制造有机物”的实验中，叶片遮光部分和见光部分形成了一组对照实验。实验的结果是叶片的见光部分产生了淀粉，遮光部分（被黑纸片遮盖的部分）没有产生淀粉，说明光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。

4．叶片是绿色植物制造有机物的主要器官（重点）

科学实验证明，凡是植物的绿色部分，只要细胞中含有叶绿体，就能进行光合作用制造有机物。与植物体的其他部位相比，叶片的数量多，叶肉细胞中含有大量的叶绿体，因此，叶片是绿色植物制造有机物的主要器官。叶绿体因含有叶绿素而使植物的叶片呈现绿色。

拓展

植物通过叶片进行光合作用制造的淀粉（有机物）可以通过筛管运送到各个器官。不同的植物储存有机物的器官不同，有的储存在果实中，如小麦、玉米；有的储存在茎中，如马铃薯；有的储存在根中，如甘薯。

5．光合作用的含义（重点）

光合作用是指绿色植物通过叶绿素捕获太阳光，利用光提供的能量，在叶绿体中合成淀粉等有机物，并且把光能转变为化学能，储存在有机物中的过程。

植物的光合作用是在叶绿体中进行的，叶绿体既是生产有机物的“车间”，也是将光能转变为化学能的“能量转换器”。

例3

如图所示，选择经暗处理后的银边天竺葵的一片叶，用黑纸片从叶片的上下两面遮盖起来，然后放在阳光下照射几小时，之后取下叶片，经脱色、漂洗、滴加碘液处理。图中甲为银边天竺葵叶片的银边部分，乙为叶片遮光部分，丙为叶片未遮光部分。请回答：

（1）甲处的变化是________，原因是__________。

（2）乙处的变化是________，原因是__________。

（3）丙处的变化是________，原因是__________。

【答案】（1）不变蓝色

无叶绿体

（2）不变蓝色

无阳光照射

（3）变蓝色

光合作用产生了淀粉

【解析】本题主要考查两个知识点：一是绿色开花植物光合作用只有在含有叶绿体的细胞中才能进行，甲处是天竺葵的银边部分，没有叶绿体，故不能进行光合作用，不会产生淀粉；二是光是光合作用必不可少的条件，乙处无阳光照射，也不能进行光合作用，只有丙处既有叶绿体，又有阳光照射，所以能进行光合作用产生淀粉。

知识点二

有机物用来构建植物体

植物体的组成成分除了水和少量的无机盐外，主要是有机物。光合作用制造的有机物经筛管运输到植物体各处的细胞，为细胞的生命活动提供能量，并参与构建植物细胞，进而构成各种组织、器官，直至整个植物体。

1．从细胞水平来看

植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素，纤维素是一种多糖，属于有机物。细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，两者均是有机物。细胞核中的遗传物质DNA也是有机物。总之，组成植物细胞的各种成分中，除了水和无机盐外，主要是有机物。

2．从器官水平来看

构成果实、种子的成分中，除水和无机盐外，其余的都是有机物，包括糖类、蛋白质、脂肪等，如苹果、梨等果实含有丰富的糖类，黄豆和花生的种子中富含蛋白质和脂肪，芝麻和向日葵的种子中含有较多的脂肪。另外，有些植物的根、茎中也含有大量的有机物，如甘薯的根、莲藕的茎及马铃薯的块状茎中含有丰富的淀粉。

3．从个体水平来看

构成植物体干重的绝大部分物质是有机物，只有极少部分是无机盐。

4．有机物影响植物的生长

在我国北方，到了冬季，大部分植物的叶子已经脱落，这样，光合作用就基本停止了。虽然有的植物冬季未落叶，但由于温度较低等因素，光合作用也非常弱。由于植物生长所需要的物质是光合作用的直接或间接产物，所以到了冬季，有机物的减少，使植物长得很慢甚至停止生长。

待到春回大地，风和日丽，随着气温的回升，植物生长出大量的叶，光合作用日渐旺盛，生产的有机物不断增多，草木生长加快，生物圈到处生机盎然。

例4（2014黑龙江大庆）马铃薯、玉米中含有丰富的淀粉，植物体内的有机物是通过什么过程获得的？（

）

A．呼吸作用

B．光合作用

C．吸收作用

D．蒸腾作用

【答案】B

【解析】植物叶的叶肉细胞内含有叶绿体，在光下能进行光合作用制造淀粉，再经筛管运输到其他器官内储存起来。

故选择B选项。

知识点三

绿色植物制造的有机物养育了生物圈中的其他生物

1．绿色植物制造的有机物供自身利用

绿色植物的生活离不开有机物，作为生态系统中的生产者，绿色植物通过光合作用制造的有机物，一部分满足自身生长、发育、繁殖的需要，另一部分在体内储存起来。

2．绿色植物制造的有机物为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源

生物圈中其他生物的食物直接或间接来自植物，如植食动物直接以植物为食，肉食动物以植食动物为食，杂食动物则兼而食之，人类属于杂食动物，人的食物也是直接或间接地来自植物。可以说，绿色植物既给其他生物提供了构建自身的材料，也给其他生物提供了生命活动的能量。

总之，绿色植物作为生物圈中的生产者，它们制造的有机物，通过食物链、食物网，养育了生物圈中的其他生物。

典型例题剖析

题型一

绿叶在光下制造有机物

例1（2014浙江金华）下列关于“植物在光照下制造淀粉实验”的描述，不正确的是（

）

A．把天竺葵放在黑暗处一昼夜，目的是运走、耗尽叶片内的淀粉

B．天竺葵在光照下既能进行光合作用又能进行呼吸作用

C．将叶片放在酒精中隔水加热的原因之一是避免酒精温度过高引起燃烧

D．叶片经脱落、清洗、滴加碘液、再清洗，遮光部分显蓝色

【答案】D

【解析】光合作用必须在光下进行，制造的淀粉遇到碘液后变蓝色。遮光部分没有光照，不能进行光合作用，也就无法产生淀粉，滴加碘液后不变蓝，变蓝的是见光部分，因为见光部分进行了光合作用，产生了淀粉。

故选择D选项。

题型二

光合作用

例2（2015湖南湘潭）1864年德国科学家萨克斯将天竺葵的绿色叶片放在暗处12小时，再将此叶片一半曝光，一半用锡箔遮光。经过一段时间光照后，用碘蒸气处理叶片，结果发现叶片的曝光部分显蓝色，遮光部分显棕色（如图），该实验的结论是（

）

①光合作用需要叶绿素

②光合作用需要光

③光合作用产生氧气

④光合作用产生淀粉

A．①③

B．②④

C．①④

D．②③

【答案】B

【解析】叶片曝光部分有光进行光合作用制造了淀粉，因此滴加碘液后显现蓝色；遮光部分缺光不进行光合作用，因此滴加碘液后不显现蓝色，呈棕色。曝光部分和遮光部分唯一的变量是光，所以该实验可以证明：②光合作用需要光，④光合作用产生淀粉。

故选择B选项。

题型三

绿色植物制造的有机物的作用

例3

下列说法不正确的是（

）

A．绿色植物通过光合作用合成的有机物，是植物自身生长、发育所必需的营养物质

B．绿色植物通过光合作用合成的有机物，也是人类的食物来源

C．绿色植物通过光合作用合成的有机物，也是动物的食物来源

D．人类所需的无机物是由绿色植物的光合作用合成的

【答案】D

【解析】在生态系统中，绿色植物能够通过光合作用制造有机物，并把光能转变成化学能储存在有机物中。绿色植物制造的有机物，不仅养活了植物自身，还为人类和其他动物的生存提供了食物，因此，绿色植物是生态系统中的生产者。

故选择D选项。

知识能力提升

重点内容总结

易误易混警示

1．误认为能进行光合作用的植物一定是绿色的

能进行光合作用的植物并不一定是绿色的，有些植物细胞内除含有叶绿素外，还含有其他色素，从而使植物体呈现不同的颜色。但只要植物细胞内含有叶绿体（叶绿素），植物就能进行光合作用，如

海带。

2．光合作用实验中叶片脱色的方法

在“绿叶在光下制造有机物”的实验中验证产生淀粉时，要先使叶片本身的绿色脱去，即把叶片中的叶绿素溶解到酒精中。脱色的一般方法是把叶片放入酒精内隔水加热。不能直接放入清水中加热，

因为清水不能溶解叶绿素；也不能直接加热酒精，因为直接加热酒精可能引起酒精外溢、燃烧而发生危险。

例

在“绿叶在光下制造有机物”的实验中，如图中对叶片进行酒精脱色的装置，正确的是（

）

【答案】B

【解析】对叶片进行脱色处理时，要把叶片放入酒精中，然后隔水加热。

故选择B选项。

综合提升训练

1．（2014湖南常德）做“绿叶在光下制造淀粉”的实验时，涉及如下操作步骤：①选叶遮光；②酒精水浴；③黑暗处理；④碘酒显影；⑤清水漂洗；⑥观察变化。该实验正确的操作顺序是（

）

A．①③②⑤④⑥

B．③①②⑤④⑥

C．①③⑤②④⑥

D．③①④⑤②⑥

【答案】B

【解析】该实验首先要进行暗处理，以消耗掉叶片内原有的淀粉；之后选叶遮光，形成对照实验；光照一段时间后，取下叶片，用隔水加热的方法，让酒精脱去叶片中的叶绿素；再用清水漂洗掉叶片表面的酒精；然后滴加碘液，观察变化。

故选择B选项。

2．（2014广东韶关）某实验小组为了验证绿色植物进行光合作用是否需要光，设置了如图所示装置，正确的组合是（

）

A

．②③

B．①②

C．②④

D．①③

【答案】A

【解析】要验证光合作用是否需要光，就应该保证选取的两组装置中光是唯一的变量，其他条件都相

同且适宜。

故选择A选项。

3．（教材内容全解例2变式）（2014广东普宁）将如图所示装置先放在黑暗处一昼夜，然后用铝箔纸将甲叶片全部包裹，乙叶片不包裹。在连续照光数天后，摘下甲、乙叶片，经去除叶绿素和漂洗等处理后，再滴加碘液。下列叙述正确的是（

）

A．包铝箔纸的目的是防止水分散失

B．该实验证明光合作用需要二氧化碳

C．滴加碘液之后，甲叶片呈蓝色，乙叶片呈黄白色

D．该实验证明光合作用的产物需要照光后才能由叶片合成

【答案】D

【解析】实验中包铝箔纸的目的是遮光，以形成以光为唯一变量的一组对照实验；滴加碘液后，见光的叶片乙变蓝色，用铝箔纸包裹的叶片甲不变蓝；该实验证明了光合作用必须在光下进行，淀粉是光合作用的产物。

故选择D选项。

4．（2015黑龙江龙东）如图是“绿叶在光下制造有机物”的部分实验过程图，请据图回答问题：

（1）过程②的目的是形成_____________。

（2）过程③的目的是将叶片中的____________溶解在酒精中，使叶片变成___________色。

（3）过程④的目的是检验光合作用合成的有机物是不是__________________。

（4）叶片见光部分变成蓝色，说明光合作用不可缺少的条件是_______________。

【答案】（1）对照

（2）叶绿素

黄白

（3）淀粉

（4）光

【解析】（1）用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，是为了形成对照实验，实验变量是光。

（2）光照几个小时后把叶片放入盛有酒精的烧杯中，隔水加热，使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中至叶片变成黄白色。

（3）过程④表示漂洗后滴加碘液，向叶片滴加碘液的目的是根据淀粉遇碘变蓝色的特性，检验是否产生淀粉。滴碘液前要先用清水将叶片上的酒精冲洗干净，以免影响实验效果。

（4）在叶片上滴加碘液后所看到的现象是：叶片见光部分遇碘变蓝色，叶片遮光部分遇碘不变蓝色，说明叶片见光部分进行了光合作用，产生了淀粉；光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。

教材练习解析

1．（1）×

解析：叶绿素存在于叶绿体中，叶绿体是绿叶进行光合作用的场所。

（2）√

（3）×

解析：绿色植物通过光合作用，将光能转变成化学能，储存在它所制造的有机物中。

（4）√

2．营养组织。营养组织的细胞壁薄，液泡较大，有储藏营养物质的功能。含有叶绿体的营养组织还能进行光合作用。

3．绿色植物作为生物圈中的生产者，它们制造的有机物，通过食物链、食物网，养育了生物圈中的其他生物。如果没有绿色植物，食物链、食物网将会因为失去起点而解体，其他生物就会饿死。可以说，绿色植物是生物圈的基石。

4．实验方法：光照是本实验的变量，设计有光照和无光照的对照实验。

实验步骤：①准备某种植物的种子（如绿豆、大豆、芥菜子）20粒，两个能够盖紧的罐头瓶，一把小勺，四张餐巾纸（或卫生纸），两张标签纸和胶水（或直接用黏性标签）。②在两个标签上分别写上“有光”“无光”，分别贴在两个罐头瓶上。将两个罐头瓶放倒，每个瓶中放入两张餐巾纸。用小勺在两个瓶中分别撒上10粒种子，再洒上一点儿水，使里面的纸变得潮湿，拧紧瓶盖。③将“有光”的瓶放在室内有光的地方，将“无光”的瓶放在壁橱里。一周后观察种子萌发长出的幼苗的颜色。

预期结果：“有光”的瓶中的幼苗是绿色的，“无光”的瓶中的幼苗是淡黄色的。

本章大归纳（三、四章）

基础知识梳理

本章重点归纳

重点

植物体内物质的运输

1．水分和无机盐的吸收和运输

绿色植物的根尖成熟区有大量的根毛，大大增加了吸收的面积。根毛细胞在结构上适于吸收水分、无机盐，其细胞壁薄、细胞质少、液泡大。从根尖的成熟区开始出现了细胞分化，形成了导管，根、茎、叶等器官中的导管都是相通的，在蒸腾作用产生的拉力下，水分由根吸收，沿茎中的导管向上运输到叶、花、果实等植物体的各个部位。导管在结构上也适于运输水分，它是由一些细胞质和细胞核消失、上下连接处细胞壁也消失的细胞所形成的畅通管道，位于木质部中。

2．有机物的运输

植物体的生命活动需要消耗有机物，这些有机物是由植物通过光合作用产生的。由于光合作用在有叶绿体的部位进行，所以产生的有机物需通过管道才能运输到植物体各处，这种管道就是筛管。筛管位于韧皮部，分布在树皮内部。叶片的叶肉细胞内含有大量的叶绿体，叶绿体是植物进行光合作用的场所，因此筛管运输有机物是自上而下的。

重点二

植物体内水分的散失

植物体内水分的散失主要是通过蒸腾作用完成的，散失的水分约占植物吸水总量的99%。蒸腾作

用是植物体的一项重要生理功能，叶是植物进行蒸腾作用的主要器官。在叶片的表皮细胞之间分布着许多成对的保卫细胞，两个保卫细胞围成的空腔是气孔，保卫细胞控制若气孔的张开和闭合。蒸腾作用对植物自身和生物圈都有重要的作用，一方面可以拉动水分和无机盐在植物体内的运输，同时降低植物体的温度；另一方面，植物通过蒸腾作用促进了生物圈的水循环，可以降低空气的温度，提高大气湿度，增加降水等。

重点三

光合作用

光合作用是绿色植物的一项重要的生理功能。光合作用必须在光下进行，光合作用的场所是叶绿体。在植物细胞中，叶肉细胞含有较多的叶绿体，因此，叶是植物进行光合作用的主要器官。绿色植物通过叶绿素捕获太阳光，利用光提供的能量，在叶绿体中合成淀粉等有机物，并且把光能转变为化学能，储存在有机物中，这个过程就是人们常说的光合作用。

绿色植物通过光合作用制造的有机物，一方面用来构建自身细胞、组织、器官等，供给自身生命活动所需的物质和能量；另一方面也养育了生物圈中的其他生物，是生物圈中生物生存的基础。

中考考点对接

中考考点解读

本部分的主要考点有：（1）根部适于吸收水分的特点；（2）水分在植物体内的运输途径；（3）叶片的结构；（4）植物体内水分的散失——蒸腾作用；（5）绿叶在光下制造有机物的实验；（6）光合作用的含义及意义。

中考时，植物生活需要水分和水分进入植物体的途径常与生活中的一些现象联系起来，考查对生

命现象的分析能力和实践运用能力。叶片的结构及蒸腾作用对植物自身和生物圈的意义是历年中考的

热点，常常和实验、生活实际等相结合，注重对实验探究能力、资料分析能力和实践运用能力的考查。

本部分内容中，绿色植物的光合作用是考查的重患，注重考查实验探究和综合运用能力以及与生

活、生产实践的联系，“绿叶在光下制造有机物”的实验、光合作用在生物圈中的重要作用是命题的主

要切入点。

中考典题剖析

热考点1

叶片的结构

例1（2015四川资阳2分）如图是显微镜下观察到的某种陆生植物叶的上下表皮（a、b表示细胞）。以下判断错误的是（

）

A．甲是上表皮

B．a能进行光合作用

C．乙是下表皮

D．b能进行光合作用

【答案】B

【解析】叶的表皮分为上表皮和下表皮，一般情况下，陆生植物叶的下表皮的气孔比上表皮的气孔多，故乙为下表皮，甲为上表皮。表皮上有不合叶绿体的表皮细胞和含有叶绿体的保卫细胞。b为保卫细胞，能进行光合作用；a为表皮细胞，不能进行光合作用。

故选择B选项。

热考点2

“绿叶在光下制造有机物”的实验

例2（2015山东菏泽2分）科学家萨克斯曾做过这样的实验：把绿叶放在暗处数小时，然后把叶片的一部分暴露在光下，另一部分遮光。经过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，结果未遮光部分的叶片变为深蓝色，而遮光部分的叶片不变蓝。对这一实验现象的解释，错误的是（

）

A．该实验可以证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉

B．该实验可以证明光是绿色叶片进行光合作用的条件

C．将绿色叶片先放在暗处几小时的目的是消耗掉其中原有的淀粉

D．在萨克斯的实验中变量木是单一的，所以没有形成对照

【答案】D

【解析】根据题意可知，本实验的变量是光，用碘蒸气处理叶片，遮光部分不变蓝，原因是没有进行光合作用，不能产生淀粉；不遮光部分变成蓝色，原因是进行了光合作用，产生了淀粉。故可得出结论：光是植物进行光合作用的必要条件；绿色植物进行光合作用能够制造淀粉，A、B两项正确。

把天竺葵放到黑暗处一昼夜，使叶片内的淀粉运走或耗尽，以排除原有淀粉对实验的干扰，保证实验结果所检测到的淀粉是在实验过程中产生的，C项正确。

对照实验要求有且只有一个变量，该实验中只有一个变量即光照，其他条件都相同且适宜，因此可以形成对照，D项错误。

故选择D选项。

例3（2014黑龙江绥化7分）在“绿叶在光下制造有机物”的实验中，将一盆天竺葵放置黑暗处一昼夜，选取其中一个叶片，用三角形的黑纸片将叶片的上下两面遮盖起来（如图中图一所示），置于阳光下照射一段时间以后，摘下该叶片，经酒精脱色、漂洗，最后用碘液检验。请分析回答：

（1）实验前将盆栽天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是让叶片中原有的淀粉_________。

（2）叶片的一部分遮光，一部分不遮光，这样处理可起到_________作用。

（3）图二是对叶片脱色的装置，正确的是________图，图中标号_________代表酒精。

（4）脱色过程中，图二装置乙盛有叶片的烧杯中的液体逐渐变成绿色。脱色后的叶片呈现的颜色是______．

（5）在脱色的叶片上滴加碘液，图一中未遮光的部分变成________色，说明该部分产生了淀粉。

（6）通过该实验可以得出结论：_________是绿色植物进行光合作用的条件。

【答案】（1）运走或耗尽

（2）对照

（3）乙

2

（4）黄白色

（5）蓝

（6）光（每空1分）

【解析】本实验进行暗处理的目的是要把叶片内原有的淀粉运走或耗尽。叶片一部分遮光，一部分见光是为了形成对照。酒精脱色时，应该把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，然后把小烧杯放入盛有水的大烧杯中。叶片脱去叶绿素后变为黄白色，滴加碘液后，未遮光的部分变成了蓝色，而遮光部分未变蓝色，说明光是绿色植物进行光合作用的条件。

热考点3

光合作用对植物自身及生物圈的意义

例4（2013黑龙江大庆2分）绿色植物是生物圈中作用很大的一类生物，下列叙述错误的是（

）

A．绿色植物为人类提供了丰富的自然资源

B．绿色植物直接或间接为其他生物提供食物和能量

C．绿色植物对维持生物圈中氧和水等物质的循环发挥重要作用

D．绿色植物通过光合作用影响氧循环，通过呼吸作用参与水循环

【答案】D

【解析】绿色植物通过光合作用制造的有机物，不仅满足了自身的生长、发育、繁殖的需要，而且为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源。另外，绿色植物还通过蒸腾作用参与了生物圈的水循环。

故选择D选项。

中考能力提升

1．（2014山东烟台）小麦的生长发育需要大量的水分，如图是小麦根尖的结构图，吸水的主要部位和生长最快的部位分别是（

）

A．①和②

B．②和③

C．①和③

D．②和④

【答案】A

【解析】图中①是成熟区，②是伸长区，③是分生区，④是根冠。根吸水的主要部位是①成熟区，该部位的表面生有大量的根毛。根生长最快的部位是②伸长区。

故选择A选项。

2．（2015福建漳州）从同一植株上取大小相同的两根枝条，把其中的一根枝条摘除叶片，将它们分别放入装有等量清水的烧杯中，往烧杯内滴入油，使之铺满水面，将烧杯置于天平上，调节平衡，装置如图所示，将该装置放在阳光下照射一段时间，天平将会（

）

A．左盘下沉

B．右盘下沉

C．保持平衡

D．先左盘下沉后保持平衡

【答案】B

【解析】植物体内的水分通过蒸腾作用由气孔散失到体外，进行蒸腾作用的主要部位是叶片。将题中所示装置放在阳光下照射一段时间，由于左边枝条的叶片比右边枝条的叶片多，左边枝条通过蒸腾作用散失的水分也多，使左边装置的总质量低于右边装置的总质量，因此天平右盘会下沉。

故选择B选项。

3．（2015广东）如图为叶片结构示意图，下列对相关结构和功能的叙述，错误的是（

）

A．①是导管，可运输水

B．②③具有保护作用

C．④中能进行光合作用

D．⑤可以张开或闭合

【答案】A

【解析】①是叶脉，具有支持和输导作用，其内有导管和筛管，导管可运输水分和无机盐，筛管可运输有机物；②③合称为表皮，作用是保护内部组织；④是叶肉，含有大量叶绿体，能进行光合作用；⑤气孔是叶片与外界进行气体交换的“窗口”，也是植物体蒸腾作用的“门户”，由保卫细胞控制其张开或闭合。

故选择A选项。

4．（2015山东潍坊）下列有关植物蒸腾作用的叙述，错误的是（

）

A．蒸腾作用越强，根对无机盐和水的吸收速度越快

B．多数陆生植物的叶片通过下表皮散失的水分比上表皮多

C．干旱地区植物的叶片往往较小，这反映了生物对环境的适应

D．蒸腾作用的强弱受光照强度、环境温度等因素的影响

【答案】A

【解析】蒸腾作用能促进根部对水分的吸收，促进植物体内水分及无机盐的运输，不能促进无机盐的吸收，A项错误；

多数陆生植物叶片的下表皮的气孔比上表皮多，通过下表皮散失的水分比上表皮多，B项正确；

干旱地区的植物叶片退化为刺，可以降低蒸腾作用，减少水分的散失，以适应干旱缺水的环境，C项正确；

在自然环境中，蒸腾作用的强弱受光照强度、环境温度、空气湿度、空气流动情况等因素的影响，D项正确。

故选择A选项。

5．（2015浙江金华）在验证“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，要对如图甲的叶片进行脱色处理，处理方法如图乙所示，图乙中大烧杯内盛放液体A，小烧杯内盛放液体B，下列说法正确的是（

）

A．液体A、B都是清水

B．液体A、B都是酒精

C．液体A是清水，液体B是酒精

D．液体A是酒精，液体B是清水

【答案】C

【解析】对叶片进行脱色处理时，要把叶片放在盛有酒精的小烧杯中，再将小烧杯放入盛有清水的大烧杯中，隔水加热。

故选择C选项。

6．（2015湖北孝感）玉兰、海棠等植物在早春时节，当叶片还没有完全长出时，却可以开出满树娇艳的花朵。推测这些花瓣中有机物的主要来源，正确的是（

）

A．它们是根从土壤中吸收并运输到花瓣的

B．它们是花瓣在光照条件下进行光合作用合成的

C．它们是树皮将二氧化碳和水转变成有机物再运输到花瓣的

D．它们是叶在上一年通过光合作用制造并储存于树干，在开花时通过筛管辖运到花瓣的

【答案】D

【解析】根从土壤中吸收的是水和无机盐，并输送到植物体的各个器官，A项错误；

花瓣属于植物体的生殖器官，不能进行光合作用，B项错误；

树皮中的导管将从根部吸收的水和无机盐运输到花等各个器官，水和无机盐不能转化成有机物，C项错误；

有机物是植物的叶通过光合作用制造的，玉兰、海棠等植物在早春时节，当叶片还没有完全长出时就可开花，此时，有机物来自上一年叶通过光合作用制造并储存的，D项正确。

故选择D选项。

7．（2015安徽淮北）“绿叶在光下制造淀粉”的实验证明了（

）

A．光合作用只有在光下才能进行，并产生氧气

B．光合作用的条件之一是光，并产生淀粉

C．光合作用的产物是氧和淀粉

D．光合作用在有光无光时都能进行

【答案】B

【解析】光合作用即绿色植物通过叶绿体利用光能把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，同时放出氧气的过程。“绿叶在光下制造淀粉”实验的步骤为：（1）暗处理：把盆栽的天竺葵放到黑暗处一昼夜。（2）遮光：用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，然后移到阳光下照射，几小时后，摘下叶片，去掉遮光的纸片。（3）脱色：把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，使叶片中的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色。（4）漂洗、染色：用清水漂洗叶片，再把叶片放到培养皿里，向叶片上滴加碘液。（5）观察：稍停片刻，用清水冲掉碘液，观察叶片颜色发生了什么变化。可见本实验的变量是光，实验现象：遮光部分没有变蓝色，未遮光部分变成蓝色，故得出结论：光合作用的条件是光，淀粉是光合作用的产物。

故选择B选项。

8．（2014天津）请根据“绿叶在光下制造有机物”的部分实验步骤示意图（如图）回答问题。

（1）把天竺葵放到黑暗处一昼夜后，如图①处理，经过几小时，去掉叶片上遮光纸片。图②中，把叶

片放入盛有________的小烧杯中隔水加热，脱去叶片中的叶绿素。

（2）如图③所示，向漂洗后的叶片滴加碘液，稍候片刻用清水冲洗，观察到叶片见光部分变成______色，说明叶片的见光部分产生了有机物——________。

（3）对照叶片遮光部分和见光部分的实验现象，说明_______是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。

【答案】（1）酒精

（2）蓝淀粉

篇7

1. 教材分析：

绿色植物通过光合作用制造了大量有机物并储存能量，不但满足了绿色植物本身生活的需要，而且还为生物圈中的其他生物提供了有机物和能量。并且所有生物对于有机物和能量的利用都是通过呼吸作用实现的，因而呼吸作用是生物的共同特征。

2. 学情分析：

初中一年级的学生对于植物的光合作用和动物的呼吸作用已经有了认识，但往往意识不到植物的呼吸作用，甚至将植物的光合作用与呼吸作用相混淆。在课堂中注意时时以动物的呼吸作用作为参照，组织一系列验证性实验和探究性实验，使学生在动手动脑、自主探究的学习活动中，获得有关呼吸作用的基础知识，发展思维能力，培养科学精神；通过分析呼吸作用原理在生产、生活中的有关应用，关注现实生活，使学生能够运用所学知识解决生活中的常见问题。

3. 教学重点和难点：

（ 1 ）重点：

A 、学生能够理解有机物中含有能量。

B 、学生通过实验推出呼吸作用的过程，并用语言进行描述。

C 、学生理解呼吸作用的意义，并知道呼吸是生物的共同特征。

（ 2 ）难点：

A 、学生理解呼吸为生命活动提供能量。

B 、学生能灵活运用实验原理，独立设计、开展探究实验。

教学目标：

1. 知识目标：

（ 1 ）通过联系之前学过的知识，说出有机物可以构成植物体。

（ 2 ）能够解释出有机物中含有能量。

（ 3 ）能分析和解释植物的呼吸作用在生产、生活中的实际问题。

（ 4 ）分析出呼吸作用的意义。

（ 5 ）分析出呼吸是生物的共同特征。

2. 能力目标：

（ 1 ）能模仿教师完成有关呼吸作用的实验，增强实验操作能力和观察能力。

（ 2 ）能灵活运用实验原理，独立设计、进行探究实验。

（ 3 ）通过实验概述呼吸作用的过程，并用语言进行解释。

3. 情感、态度、价值观目标：

（ 1 ）形成实事求是的科学态度和探索精神。

（ 2 ）在实践中大胆思考、勇于创新。

（ 3 ）认同绿色植物在制造有机物方面对于生物圈的重要意义。

课前准备：

1. 准备燃烧种子测能量变化的实验。

2. 将煮熟种子和萌发种子分别放入广口瓶中密封好，准备让学生观察瓶壁的变化。（ 4 人 / 组）

3. 将煮熟种子和萌发种子分别放入保温瓶，密封并放好温度计 2 天。

4. 准备验证萌发的种子消耗氧气的实验。

5. 准备验证萌发的种子消耗二氧化碳的实验。

6. 提前将煮熟的和未经处理的白萝卜（根）、菠菜叶（叶）、小西红柿（果实）分别装入不同的广口瓶中，密封好，准备让学生进行实验，验证植物的其他部分也可以进行呼吸作用。同时给每组学生准备相应的实验用具。

具体教学过程：

教学目标

教师活动

学生活动

导入

1. 温故知新：引导学生回忆光合作用的产物。

2. 问题设置：光合作用的产物对植物有什么作用？

3. 引出本节课课题。

学生回答问题，并进行思考。

有机物构建植物体

1. 课堂展示：教师向剖开的红薯上滴加碘液，让学生观察现象并思考问题：红薯中有什么物质，从而引出淀粉。以提问让学生思考大豆中的成分：蛋白质和脂质。从器官水平的角度上让学生认识到：有机物构建植物体。

2. 讲解细胞各部分的成分，从细胞水平上让学生认识到：有机物构建植物体。

3. 引领学生总结有机物的作用：有机物构建植物体，并体现在板书上。

学生观察、思考、回答问题。

记笔记

有机物中含有能量

1. 问题设置：有机物还有什么作用？

2. 演示实验：烧种子，测温度。

教师用问题步步引导，证明燃烧的有机物可以释放能量。让学生直观的知道：有机物中有能量。

学生思考、观察。

配合老师完成实验、

植物生活所需的能量由有机物释放

1. 问题设置：植物的生活需不需要能量，能量来自于哪儿？

2. 引导学生以黄豆种子设计实验，证明萌发的种子需要能量。

3. 演示实验：保温瓶中，煮熟种子与萌发种子的温度变化。

4. 引导学生得出结论：种子在萌发的过程中可以释放能量，且一部分能量以热能的形式消耗，另一部分能量用于种子的生命活动。如种子的破土而出，根吸收营养物质都需要能量，这些能量来自于有机物。

学生思考

有机物释放能量的过程（呼吸作用的过程）

有机物释放能量的过程中产生水

1. 问题设置：在有机物释放能量的过程中，还有没有其他的物质发生了变化？

2. 学生实验：观察装有煮熟种子和萌发种子的广口瓶壁上的变化。

3. 引导学生得出结论：在有机物释放能量的过程中还产生水。

有机物释放能量的过程中消耗氧气

1. 问题设置：在有机物释放能量的过程中，除了看得到的变化，有没有看不到的变化。

2. 演示实验：验证氧气有无变化。

在实验之前，与学生探讨验证的方法，如果有氧气能产生的现象和如果没有氧气能产生的现象。全部讨论清楚后再进行实验。

3. 引导学生得出结论：在有机物释放能量的过程中还消耗的能量。

学生可能回答氧气、二氧化碳发生变化。

有机物释放能量的过程中产生二氧化碳

1. 问题设置：二氧化碳有没有发生变化。

2. 演示实验：验证二氧化碳有无变化。

（1 ）以实验向学生证明，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊。

（2 ）在实验前与学生讨论清楚可能发生的变化和对应的原因。

3. 引导学生得出结论：在有机物释放能量的过程中产生了二氧化碳。

呼吸作用的概念

1. 将之前的观察与实验结果写成反应式。

2. 讲解呼吸作用的过程和概念。

呼吸作用的意义

1. 问题设置：植物为什么要进行呼吸作用？

2. 讲解呼吸作用为植物提供能量。

呼吸作用的场所

1. 问题设置：我们已经知道呼吸作用可以发生在萌发的种子中，在植物的其他部分可以进行呼吸作用吗？

2. 介绍实验材料：

（1 ）白萝卜——根；

（2 ）小西红柿——果实；

（3 ）菠菜叶——叶

3. 学生实验：学生依照之前教师演示实验的方法，分组利用已准备好的不同的实验材料和用具，验证在植物的其他器官有无呼吸作用。

4. 分组汇报实验结果：

（1 ）在装有未煮熟的白萝卜的保温瓶中，温度升高了；观察证明在装有未煮熟的白萝卜的广口瓶中有水生成，实验证明在装有未煮熟的白萝卜的广口瓶中消耗了氧气，产生了二氧化碳。

（2 ）菠菜叶和小西红柿的实验结果参照白萝卜组相同。

5. 引导学生得出结论：植物的各个器官都可以进行呼吸作用。

6. 教师深化：植物所有的活细胞中都进行呼吸作用。

学生以小组为单位，设计实验，进行验证，并交流实验结果。

分组汇报实验结果

呼吸是生物的共同特征

1. 问题设置：人和其他动物需要呼吸吗？呼吸作用的过程和植物一样吗？

2. 引导学生得出结论：动物也需要能量，也需要呼吸，并且呼吸过程和植物的一样，所以说：呼吸是生物的共同特征。

学生思考并回答问题。

篇8

关键词：玉米；气孔；突变体；纯系；单倍体

中图分类号：Q945.19 文献标识码：A 文章编号：1003-6997（2012）23-0023-03

Comphlll发现正常玉米气孔复体（下简称气孔）已过一百多年，其后玉米气孔结构和功能也有一些报道，进而对玉米气孔突变体的结构和功能也进行了初步研究，但对玉米气孔突变体生理特性报道较少。玉米花粉单倍体植株的有些气孔发生了变异。玉米花药培养已获得纯系并用于育种实践，也建立了能继代再生的单倍体细胞系，但是这些单倍体植株存在不易移栽的困难。玉米气孔突变体植株生长缓慢，植株矮小，叶气孔的开闭关系到植株同外界气体的交换，它是植物进行光合、呼吸、水分代谢的门户[1]。因此研究玉米气孔突变体的生理特性具有重要意义。

1 材料和方法

试验材料用正常植株和突变体植株。突变体植株雌秋叶片中部的各类异常气孔（这里不是指所有的异常气孔，只是指无卫型、单付型及无付型气孔）占总观察气孔的百分数为无卫：15 %～35 %，单付：30 %～36 %，无付：4 %～14 %。观察气孔用印迹法，方法是用胶液（3 g的胶放入50 mL水中加热溶解）涂于玉米植株雌秋叶片的中部，干后撕下印有气孔的明胶薄膜，于高倍镜下观察，并用测微尺测量气孔口开度。

用称重法测定玉米突变体的蒸腾强度，测定用试验材料雌秋叶上部一叶片的中段，测定面积为一个载薄片大小，剪下样品（五株玉米，每株玉米取两个样品，共10个样品）用扭力天平立即称重，再放回原处，间隔2 min后，再称重，准确记录时间和所称重量。

蒸腾强度=

用半页法测定玉米突变体的光合强度，测定用试验材料雌秋叶上部一叶片的中段（用五株玉米突变体，每株玉米取两个样品，共10个样品）先在它的一侧叶片上切下一个载玻片大小面积放在潮湿黑暗的环境中，然后用110～130 ℃石蜡烫玉米叶鞘处以阻止叶片中光合产物的外运，一定时间后，在取后半片叶，在烘箱中烘干（先调烘箱100 ℃，而后调为80 ℃左右）再称重。

光合强度=

2 结果和分析

2.1 异常气孔运动的特点

正常型气孔是由两个保卫细胞和两个付卫细胞组成，付卫细胞小于保卫细胞。

无卫型：气孔中没有保卫细胞，仅有两个付卫细胞。

单付型：气孔中仅有一个付卫细胞和两个保卫细胞。

无付型：仅有两个保卫细胞，无付卫细胞。

在早上，中午，下午，夜间四个时间各类气孔的状态。每种类型观察三个片子，每个片子正常型和无付型观察30个气孔，单付型50个气孔，表1中的气孔口开度指平均值。

由表1可以看出，正常气孔从早到晚气孔口开度逐渐减小，气孔由开到关；单付型气孔，从早到晚气孔口开度逐渐减小，与正常气孔的开闭同步，但关闭，张开的速度正常气孔慢，无付型气孔与正常气孔相反，从早到晚气孔口开度逐渐增大，变化速度较正常气孔和单付型气孔慢。

夜间正常气孔关闭时，异常气孔的开闭情况见表2。

由表2可以看出：夜间正常气孔关闭时，单付型气孔也关闭，而无付型气孔张开，关闭和张开的程度和时间不同。

气孔的开闭运动与叶肉细胞，特别是保卫细胞的压力势变化有直接关系，引起压力势变化的原因较多，光是气孔开闭的主要调节者，在光下保卫细胞的叶绿体进行光合作用消耗细胞中的二氧化碳，细胞中酸度降低，磷酸化酶在酸度低的情况下促进淀粉水解，淀粉变为小分子的葡萄糖，再加上光合作用制造的糖分，保卫细胞的渗透浓度增加，渗透势引起水势下降，付卫细胞的水分进入保卫细胞，光合微弱或停止，呼吸增加使二氧化碳含量升高，酸度较高，淀粉磷酸化酶趋向合成，可溶性糖变为淀粉，渗透势上升引起水势的升高，水分从保卫细胞排列到付卫细胞，气孔度关闭。温度的高低也影响气孔的开闭，在一定温度范围内，随气温增高，气孔口开度增大，当气温过高时，蒸腾过大，气孔失去正常的控制能力，这时植物就自身调节，为了减少蒸腾不致引起植物缺水，气孔就关闭。水分也影响气孔的关闭，当叶片中的水分达到饱和，组织吸水细胞就膨胀，互相挤压，就迫使气孔关闭，蒸腾失水，叶表皮细胞的体积缩小，不再挤压保卫细胞，气孔就张开。付卫细胞也影响气孔的开闭，因此正常气孔从早到晚口开度逐渐减小。白天张开，夜间关闭。单付型和无付型气孔变化与正常型不同。

2.2 气孔突变体的蒸腾强度

测定时的天气是：单付型及其对照1，早上8：45～11：15进行，气温19.5 ℃，相对湿度37 %；无付型及对照2，早上8：30～20：50进行，气温21 ℃，相对湿度35 %；无卫型及对照3，早上9：30～11：30进行，气温22.5 ℃，相对湿度34 %。

由表3可以看出，各类异常气孔的蒸腾强度大小是无卫型>单付>无付，无付型的大于其对照，单付和无卫型的都小于其对照，且差异较明显，单付和无卫型的与无付型的差异也较明显。标准差较大，误差较大，是由于测定条件的限制，测定进行时间较长，前后气温差异也大。

水分使保卫细胞涨缩，保卫细胞的涨缩可以改变气孔的大小，反过来，蒸腾强度的大小与气孔的开闭有密切的关系。气孔口开度越大，水分散失越多，蒸腾强度越大。中午，温度高，蒸腾强度大，但这时气孔关闭，这是由于蒸腾失水太多，会引起植物细胞缺失，为了减少蒸腾，植物以关闭气孔来自身调节。因此，蒸腾作用的速度是通过气孔这一闸门而受植物所控制，气孔口开度与气孔的结构又有密切关系。

2.3 气孔突变体的光合强度

测定与测蒸腾强度同时进行，因此，测定时的天气情况与测蒸腾强度的相同，测定时间为7 h。

由表4可以看出：各种类型气孔突变体的光合强度不同，顺序是单付型>无付型>无卫型。无付型的明显比对照大，单付型和无卫型的明显比对照小，单付型与无卫型的差异不太大。标准差较小。说明测定误差小，比较准确。

在光下，保卫细胞的叶绿体进行光合作用，因此无卫型气孔突变体的光合强度比对照小。陆生植物光合作用所需的碳源，主要是空气中的CO2，CO2主要通过叶片气孔进入叶子，叶气孔的开闭与植物同外界气体的交换有密切关系，气孔的开闭与气孔的结构又有密切的关系，因此光合强度与气孔的结构有关，各类型气孔植物的光合强度不同。

2.4 气孔突变体生长特性

表5说明，正常植株与异常植株的叶数基本相同，而正常植株的叶长、株高、株粗明显的大于气孔突变体植株的，突变体植株之间的差异不显著。据观察，突变体植株生长矮小，叶片出现白绿相间的条纹。

无卫型气孔由于没有保卫细胞，气孔自然不能开放；单付型气孔白天张开，但气孔口开度比正常的小，光合强度、蒸腾强度都小于正常的，因此，生长较正常的弱，植株矮小。虽然无付型气孔突变体植株的蒸腾强度和光合强度较正常植株大，但由于它的气孔口开闭规律与正常的相反，白天关闭，夜间张开，这样虽然白天积累的干物质多，但夜间消耗的干物质也多。因此它的生长也比正常的差，突变体植株的生长较正常的差，可以根据气孔是否正常来判断植株的生长特性。

3 讨论

植株气孔是植株进行水分和气体代谢的门户。在植物生命活动中起着重要作用。在植物体上已观察到异常气孔可以自然发生，也可以人工诱发。引起气孔运动的机理很复杂，前人的工作表明：激素亦参与气孔开闭的调节，如脱落酸（ABA）促进气孔的关闭，而激动素（KT）则促进气孔的开启。报道用秋水仙碱处理引起豇豆气孔异常，Geoige报道了秋海棠有二种异常气孔。在这些报道中也提到植物受紫外线病虫害、植物激素等影响也会出现异常气孔。从试验结果看，玉米气孔突变体中，异常气孔的开闭规律与正常气孔不同，突变体植株的蒸腾强度、光合强度与正常植株的也不同，突变体植株的生长特性也与正常植株的不同，植株矮小、生长弱。突变体气孔的开闭虽然有规律，但它什么时间全关，什么时间全开，最大口开度比正常的大还是小，以及张开和关闭的速度大小，气孔的结构与蒸腾强度、光合强度的关系如何，保卫细胞和付卫细胞与蒸腾强度和光合强度有何关系，值得进一步研究。研究玉米植株气孔突变体生理特性对于观察和研究单子叶植物气孔发生、运动、各组成部分相互关系，气孔结构基因定位以及光合、呼吸、水分代谢等有重要意义。

篇9

关键词 玉米；叶绿体；蛋白质组；研究进展

中图分类号 S513；Q946.1 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2013）05-0014-02

叶绿体是植物进行光合作用的主要场所，同时也是氨基酸、维生素、类异戊二烯和脂类物质合成，以及亚硝酸盐和硫酸盐还原的场所，在植物自养过程中具有重要意义。玉米是重要的粮食和能源作物，也是典型的C4植物。玉米C4叶绿体发生、结构和功能的研究受到了广泛关注。本文综述了近年来玉米叶绿体蛋白质组学的研究进展，着重分析了玉米叶绿体发生和胁迫应答过程中蛋白质组的变化、不同类型细胞（维管束鞘细胞和叶肉细胞）和突变体中叶绿体蛋白质组成和功能的差异。

1 叶绿体发生过程蛋白质组

近来的蛋白质组学研究表明，在叶绿体发生过程中，参与光合作用光反应和碳同化过程、蛋白质折叠与周转，以及代谢过程的26种蛋白质表达丰度发生了变化[1]。主要表现在：一是随着叶绿体的发育成熟，参与光反应的蛋白质表达丰度发生改变，这为光合作用光反应的能量转换、ATP合成和光系统Ⅱ放氧能力不断完善提供了基础；二是参与光合作用碳同化过程的蛋白质在叶绿体发育初期表达上升，在叶绿体发育后期，β-淀粉酶、苹果酸脱氢酶、磷酸甘油酸激酶的表达量上升至平稳水平，甘油醛-3-磷酸脱氢酶持续上升，而异淀粉酶的表达量呈下降趋势；三是参与蛋白质合成、折叠和降解的蛋白质表达量在叶绿体发生初期逐渐提高；四是参与其他代谢过程（如乙酰辅酶A羧化酶、β-D-葡萄糖苷酶和核酸结合蛋白）的蛋白质表达丰度也发生变化。

2 叶绿体胁迫应答蛋白质组

作为光合作用的主要细胞器，叶绿体对环境胁迫十分敏感。在盐分、强光和低温胁迫条件下，植物体通过调控叶绿体内多种蛋白质的表达启动光保护机制，缓解胁迫对光合作用的影响，从而适应胁迫环境。Z？觟rb et al [2]对25 mmoL/L NaCl胁迫处理1、2、4 h后玉米叶绿体蛋白质组的变化进行了分析，他们发现了12种上调表达蛋白质和8种下调表达蛋白质。这表明玉米叶绿体通过增强光反应和光合电子传递、提高叶绿素合成、加强蛋白质折叠和周转，以及降低脂类合成等一系列调节应对盐胁迫。

在强光胁迫条件下，植物CO2同化效率降低，单线态氧积累，继而发生光漂白和光抑制。低温胁迫会抑制植物光合电子传递效率和卡尔文循环相关酶的活性。Caffarri et al[3]对光照和温度胁迫（13 ℃/强光、13 ℃/弱光、24 ℃/强光和24 ℃/弱光）条件下玉米叶绿体蛋白质组的变化进行了分析，他们发现不同处理条件下LHCb差异表达。此外，类囊体膜中捕光色素蛋白复合体（LHCⅡ）表达上调，这可能有助于调节激发能在光系统Ⅰ与光系统Ⅱ间的分配，减轻光抑制伤害；而叶绿体天线蛋白（CP29、CP26、CP24）表达略有降低，可能通过减少对光能的捕获和传递来降低光抑制伤害。

3 不同类型叶绿体蛋白质组的比较

3.1 玉米叶肉细胞（M）和维管束鞘细胞（BS）叶绿体蛋白质组

作为C4植物，玉米与C3植物光合碳同化机制不同。玉米的光合作用是通过叶肉细胞和维管束鞘细胞相互配合完成。刘小羽等[4]利用鸟枪法蛋白质组学技术对玉米类囊体膜蛋白质组进行了分析，鉴定了34种蛋白质。其中76%的蛋白质参与光合作用的光反应，6%的蛋白质参与碳同化，参与叶绿素合成和其他代谢过程的蛋白质各占9%。此外，人们通过蛋白质组学研究发现玉米叶肉细胞与维管束鞘细胞叶绿体基质和膜蛋白质组均存在差异。

玉米M和BS叶绿体基质蛋白质组有差异。蛋白质组学研究鉴定了玉米M和BS叶绿体基质中1 105种蛋白质，这些蛋白质主要参与初级碳代谢、光合作用、次生代谢、基因表达、蛋白质周转，以及膜和转运等过程。其中，2类细胞中分别优先表达的蛋白质为揭示这2类细胞叶绿体功能特异性提供了新的证据[5-6]。这些特征主要表现为：一是M叶绿体中优先表达的蛋白质主要包括参与卡尔文循环还原阶段、可逆的戊糖磷酸途径、氧化戊糖磷酸途径、氨基酸合成、活性氧清除，以及核苷酸代谢的酶。此外，参与蛋白质合成的核糖体蛋白和tRNA合成酶，以及参与光系统II复合体装配的装配因子在M叶绿体中表达水平更高。二是参与淀粉代谢的酶在BS叶绿体中优先表达，这与BS叶绿体含有更多的淀粉粒一致。三是大部分参与脂肪酸合成、延伸与去饱和作用，以及二酰甘油合成相关的酶在2类细胞中表达水平相似。此外，多数蛋白质翻译起始和延伸因子、分子伴侣，以及Clp蛋白酶在2类细胞中的表达水平也相似。

玉米M和BS叶绿体膜蛋白质组成不同。叶绿体膜在质体基因表达、代谢物质生物合成、小囊泡的产生、光反应相关复合体生物合成与调控，以及叶绿体与细胞质间信号分子、蛋白质和代谢产物运输等方面具有重要作用。Majeran et al [7]对玉米M和BS叶绿体膜蛋白质进行了分析，揭示了2类细胞叶绿体膜的功能分化特征。结果表明，一是光系统Ⅱ复合体、参与活性氧清除的过氧化物酶Q、参与蛋白质合成核糖体蛋白质、参与D1蛋白质装配的LPA1蛋白质，以及参与蛋白质转运的蛋白质在M叶绿体膜中表达水平更高。二是BS叶绿体膜优先表达光系统Ⅰ复合体、ATP合成酶、NAD（P）H脱氢酶复合体，以及过氧化物酶E。三是细胞色素b6f复合体和参与光系统Ⅱ反应中心装配的高叶绿素荧光136蛋白质（HCF136）在2类细胞的叶绿体膜上表达水平相似。

3.2 C4植物与C3植物叶肉细胞叶绿体被膜蛋白质组

Brautigam et al [8]对豌豆叶绿体被膜（C3型被膜）和玉米叶肉细胞叶绿体被膜（C4型被膜）进行了比较蛋白质组学分析。他们在豌豆和玉米中分别鉴定了322种和231种蛋白质。其中12种蛋白质在C4型被膜中高丰度表达，另外12种蛋白质在C3型被膜中高丰度表达。与C3植物叶绿体被膜相比，几种转运蛋白（如被膜孔蛋白、磷酸丙糖转运蛋白、磷酸烯醇式丙酮酸转运蛋白）在C4叶绿体被膜中表达丰度较高。相反，2种蛋白质转运复合体（Tic55和ClpC/HSP93）在C4叶绿体被膜中表达丰度较低。这些结果表明C4叶绿体被膜转运蛋白的表达特征有利于C4光合作用活跃的代谢过程。

4 缺陷型突变体叶绿体蛋白质组

HCF136与光系统Ⅱ反应中心D2蛋白和细胞色素b559相互作用，促进光系统Ⅱ反应中心的组装和稳定。Covshoff et al [9]对HCF136蛋白质缺失突变体Zmhcf136进行的蛋白质组学研究发现，突变体叶肉细胞叶绿体中基粒缺失或异常，HCF136蛋白质表达缺失，类囊体膜中光系统Ⅱ反应中心蛋白质和核心亚基（CP47、OEC33-like和光系统II-D2）表达缺失或显著下调，FtsH1金属蛋白酶表达下调，三聚体LHCⅡ以单聚体形式存在且LHCⅡ-1表达下调并缺乏光系统Ⅱ活性。这些结果有利于更好地理解叶肉细胞和维管束鞘细胞在分化过程中的调控机制。

5 展望

随着玉米全基因组测序工作的完成，利用高通量的亚细胞蛋白质组学技术对玉米叶绿体蛋白质组成进行的分析，有助于深入理解玉米叶绿体蛋白质组成和功能，揭示玉米叶绿体代谢网络和光合作用机制。在此基础上，深入研究玉米叶绿体蛋白质的翻译后修饰状态、蛋白质相互作用等特征，将为解析玉米叶绿体在植物生长发育与适应环境变化过程中的调节机制提供新证据。

6 参考文献

[1] LONOSKY P M，ZHANG X，HONAVAR V G，et al.A proteomic analysis of maize chloroplast biogenesis[J].Plant Physiol，2004，134（2）：560-574.

[2] Z？觟RB C，HERBST R，FORREITER C，et al.Short-term effects of salt exposure on the maize chloroplast protein pattern[J].Proteomics，2009，9（17）：4209-4220.

[3] CAFFARRI S，FRIGERIO S，OLIVIERI E，et al.Differential accumula-tion of Lhcb gene products in thylakoid membranes of Zea mays plants grown under contrasting light and temperature conditions[J].Proteomics，2005，5（3）：758-768.

[4] LIU X Y，WU Y D，SHEN Z Y，et al.Shotgun proteomics analysis on maize chloroplast thylakoid membrane[J].Frontiers in bioscience（Elite edition），2011（3）：250-255.

[5] MAJERAN W，CAI Y，SUN Q，et al.Functional differentiation of bundle sheath and mesophyll maize chloroplasts determined by comparative proteomics[J].Plant Cell，2005，17（11）：3111-3140.

[6] FRISO G，MAJERAN W，HUANG M，et al.Reconstruction of metabolic pathways，protein expression，and homeostasis machineries across maize bundle sheath and mesophyll chloroplasts：large-scale quantitative proteomics using the first maize genome assembly[J].Plant Physiol，2010， 152（3）：1219-1250.

[7] MAJERAN W，ZYBAILOV B，YTTERBERG A J，et al.Consequences of C4 Differentiation for Chloroplast Membrane Proteomes in Maize Mesophyll and Bundle Sheath Cells[J].Molecular & Cellular Proteomics，2008，7（9）：1609-1638.

篇10

关键词：气象；农作物；生长；影响

中图分类号：S5文献标识码： A

引言

某市位于中纬度偏南的晋西黄土高原上，该地区气候属于温带大陆性季风气候，无霜期大约在120~170d，年平均气温在9℃左右，年平均日照时数为2600h左右，年平均降水量在450~550mm之间，降水集中，雨热同期，十分有利于农作物的生长。

但身居内陆和黄土高原的影响，使得该区的气候变化明显，各项气候因素差异大，温度、湿度、光照、热量、降水等季节和年度变化大，使得该区农业生产受到很大的影响，各项气象灾害的频发严重影响了农作物的正常生长，导致农业减产。因此，研究气象对该区农业的影响，就有很重要的现实意义，研究该区气候变化的特点和各项气候因素的差异性特征，就有助于该区合理安排农业生产，促进农作物更好生长，更好的促进当地农业的发展。

一、气象环境对农作物生长的影响

（一）温度变化对农业生产的影响

当前，温室效应加剧，气温升高，高温热害将是影响我国农业生产和发展的重要因素；根据研究得出，在农作物的生育期，气温每升高1℃，睡到的生育期日数就会缩短1周左右，冬小麦的生育期日数就会缩短2周左右，从而就会导致植物光合作用不足，物质和能量积累不够。

气温升高，导致农作物的生育期缩短，生长量大幅度减少，有可能抵消全年生长期的延迟作用，但这仅仅是一个有利方面，更多不利方面还在凸显：气温的升高影响了植物的光合作用和物质的积累；气温的升高，蒸发量的加大，抑制了农作物对CO2的吸收，影响了光合作用的进度和强度；气温升高，使得农作物受到高温的威胁，抑制了农作物的生长和发育，同时，高温还有可能导致土壤中的有益因子和肥料成分的分解和流失，使得农作物的营养不足，呼吸消耗作用增加。高温还有可能使得植物生长发育时间缩短，导致果实或是颗粒不饱满，气温升高或是增暖导致旱涝灾害日益频繁，也影响了农作物的生长，给农业发展带来不利影响。

（二）日照时数的变化对农作物的影响

日照时数的变化对农作物的影响主要体现为日照时数减少，光照不足会导致农作物的光合作用下降，使作物积累的养分减少，发育受挫，还会使病虫害增加，最终导致作物减产。对于棉花而言，习惯于较强光照，在晴天强烈光照少时对棉花的生殖生长和营养生长都十分不利，再加上夏季的雨水较多，更容易造成蕾铃脱落。

（三）干燥少雨对农作物的影响

降水变化对农作物生长的影响水资源王要包括地表水、地下水、大气降水、土壤水等，在农业生产过程中，大气降水是最主要的水资源来源，直接影响了农业的发展和农作物的生长发育同时，我们农业生产大部分要靠灌溉，随着水资源的减少和水资源的污染，使得农业用水问题日意突出，据统计，我国灌溉作物，小麦、水稻水分每减少1/100,粮食将减产90亿t，将对我国粮食产量产生很大的影响。

（四）大风灾害严重影响农作物的生长

大风造成的灾害是由风的压力造成的，还往往伴随着暴雨、冰雹等灾害。在大风灾害的影响下，农作物的受害程度受密度、株高、行向、风力等多种因素的影响。大风可以使农作物的幼苗折断枯死，开花期遇上大风会影响授粉，成熟期遇上大风会使作物的植株出现倒伏、折断的情况，还会吹掉果实。另外，大风会使土壤中的水分大量蒸发，从而加重干旱。大风能够使农作物叶片表面的水分加快散失，在干热条件下，会加大农作物的耗水量，使作物的根部吸水不足，严重时可能会造成作物枯死。大风也会破坏农业生产设施，影响农事活动，传播病虫害，扩散各种各样的污染物，进而影响农作物的生长。

二、对农业气象灾害应对手段的探究

（一）针对性灾害防御措施

1.干旱防御

加强干旱预报预警，开展土壤墒情监测，建立与旱灾相关的气象资料和灾情数据库，对干旱灾害高风险区，实现旱灾的及时监测预警服务。适时开展人工增雨。重视水利工程建设，推广节水灌溉技术。加强防旱植被建设，因地制宜推广耐旱作物或树种的种植。

2.暴雨洪涝灾害防御

加雨预报预警，根据暴雨预报及时做好暴雨来临前的各项防御措施。完善防洪工程建设与防洪应急避险措施。重视农田排涝管理工作，加强农田排涝设施的建设与维护，如遇洪涝灾害应当及时做好排涝工作。

3.低温冰冻的防御

做好低温冰冻预报预警，及时做好应对低温冻害的工作，积极采取科学防冻措施。例如，选择培育能够抗冻抗寒的良种，提高农作物抵御低温冰冻能力。

4.大风防御

加强大风监测预报预警。气象部门应做好大风监测预报，在接收到大风预报或预警信息后，及时科学地加固棚架及现代农业设施。建设农业产业、农业设施等必须依据气象部门对大风灾害风险区域的划分进行规划，同时，努力推广建设果园、花卉、苗木等园区防风林带，以此对大风进行有效的抵御。

5.光照长度及强度

植物对昼夜长短的这些反应，称为光周期现象。植物按光周期反应的分类：（1）短日照植物：只有在光照长度小于某一时数才能开花，如果延长光照时数，就不开花结实。（2）长日照植物：只有在光照长度大于某时数后才能开花，如果缩短光照时数就不开花结实。（3）中性植物：这类植物开花不受光照长度的影响，在长短不同的任何光照下都能正常开花结实。一般认为不少长日照和短日照植物都能开花，不过当光照延长或缩短时，二者的发育有的加快，有的却延缓。

光照强度对植物的光合作用起着极重要的作用。在一定的光照强度范围内，光合作用随光照强度的增加而增加，但超过一定的光照强度以后，光合作用便保持一定的水平而不再增加了，这种现象称为光饱和现象，这个光照强度就是临界点，称为光饱和点，在光饱和点以上的光照强度对光合作用不再起作用。栽培的农作物多属喜阳植物如水稻、小麦、花生、玉米、棉花等，由于喜阳植物的光饱和点较高，所以植物对太阳能的利用率也较高，生产潜力较大。不同植物对光照强度要求不同，光照过强或不足都会引起植物生长不良，产量降低，甚至出现过热、灼伤、黄化、倒伏等导致死亡。

（二）改善农业基础设施

为提高抗灾减灾水平和农业应变能力，需要加强对农业基础设施建设。为加强对节水农业及科学灌溉农业的研究、推广和应用，需要研制农业生产新工艺，以适应气候的变化。另外，加强农业基础设施建设，提高抗旱排涝能力，完善灌溉体系，开发智能化的农业生产技术，加强固化防渗，加强防治自然灾害的工程设施建设等措施，对增强气候变化的适应能力、提高农作物的产量以及防御自然灾害等具有重要意义。

（三）合理调整农业结构和种植制度

调整农业结构就意味着要针对未来气候变化对农作物生长的影响，有计划地改进作物的品种布局。这就需要培育和选用抗旱、抗高温和低温等抗逆品种。运用稳产增产和防灾抗灾的措施预防出现不良现象的农业。在调整种植制度时要了解农作物的生长发育等因素与气象环境之间的关系，从而开展对防御气象灾害和利用农业气候资源的研究。

（四）发展生物科技，选育适合气候变化的作物新品种

为取得重大的突破和进展，选育优良品种需要加强生物技术、光合作用、抗御逆境等方面的技术开发和研究，以提高人们适应气候变化及其对农业影响的能力。因此，需要建立和完善农技推广体系，以提高科研成果的转化率。

结束语

气象对农作物生长的影响非常明显，因此，我们必须提高自我防范意识，合理布局，有效的减少气象对农作物带来的危害，提高气象灾害的处理能力，为我国农业生长的稳定性与粮食安全创造必要前提。

参考文献：

[1]孔繁波.气象对农作物生长的影响[J].北京农业,2014,03:170-171.