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光合作用插图的教学策略
永仁县第一中学 肖喜洋
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物并且释放出氧的过程。初中阶段的学习要求是了解光合作用的基本过程，掌握光合作用的概念，高中课本光合作用这一知识点的出现，不是对初中所学知识的简单再现，它要求学生更加深入的了解、掌握光合作用中，物质和能量的具体转化过程。内容抽象，学习难度大，学生不易理解、掌握，而光合作用这一内容却又是高中生物学习的一个重点。课本光合作用的插图，是教学中突出重点，突出难点的一条捷径，插图直观、形象。教学采取：以文识图，以图释文，图文并举，讲练结合适当扩充的教学策略，就能达到事半功倍的教学效果。达到培养学生识图、绘图、表达、探索、综合分析等多种能力的目的。
一、以文识图，理解图意，培养学生的识图能力
阅读课文，对照插图，教师将插图制成挂图、投影或幻灯配合教学，逐一认识插图含义。
光合作用的过程：包括光反应阶段和暗反应阶段。
光反应，在叶绿体的囊状结构薄膜上进行，叶绿体的色素吸收光能，一方面将水分子分解成氧和氢［H］，氧直接以分子的形式释放出去，进入周围的空气中，而氢[H]做传递到叶绿体的基质中，作为活泼的还原剂，参与到暗反应中；另一方面，在有关酶的作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成ADP，即光能转化为化学能，并且储存在ATP中，参与到暗反应中。
暗反应，在叶绿体的基质中进行，绿叶从外界吸收的CO2，不能直接被氢[H]还原，它首先必须与植物体的C5（五碳化合物）结合，很快形成2分子C3（三碳化合物），在有关酶的作用下，C3接受ATP释放出的能量，并且被［H］还原。其中一些C3经过一系列变化，形成糖类，另一些C3则经过复杂变化，又形成了C5，从而使暗反应循环往复的进行下去。
二、以图释放，深化文意，培养学生的绘图、表达能力。
必须强调：光合作用过程有两条主线：一个是物质的变化，一个能量的变化，它们分别是①H2O＋CO2 光能叶绿体（CH2O）+O2↑。②光能→ATP化学能→有机物化学能。
学生练习：
1、观看插图，自己口述插图基本内容，以图释文，巩固图意。
2、动手绘图，标注文字，说明两个图十条箭头的含义及联系，理解、掌握光合作用过程中，物质与能量的转变转化情况。
3、向同桌口述光合作用过程，并以插图为例，分析、讨论光合作用过程中光反应与暗反应的区别，主要是比较两者场所、条件、物质与能量的变化等，开展同伴教育、互助学习。
三、以图为本，拓展知识，培养学生的探索能力
根据插图缺项及插图中隐含的问题，教师可以将学生探索知识的主题或方向作适当的引导，也可以列出提纲让学生去探索。总之，要让学生去思考问题，解决问题。
分析：常见现象
1、进行光合作用的生物，突然从光下移到暗处，植物体内会出现什么变化？
多数学生回答是：没有光照，植物就不能进行光合作用。此时教师要配合插图引导学生：植物在光下，光反应旺盛，产生大量的［H］，ATP用于暗反应，暗反应的速度达到最大，此时，C3处于较低水平。将植物移到暗处，光反应即停止，［H］、ATP逐渐耗尽，C3因缺乏［H］、ATP而不能被还原，C5与CO2结合形成C3，所以，C3含量逐渐升高，最后由C5已不能再生，含量也逐渐下降，光合作用不能进行。
2、光照增强，光合作用增强，但夏季的中午却因光照太强，光合作用减弱，原因是什么？
一般下光照越强，蒸腾作用越旺盛，以降低叶片温度。但夏天的中午，光照太强，蒸腾作用若继续增强就会出现供需矛盾，这时叶片卷缩，以减少蒸腾面积和避免叶片温度升高。同时，气孔关闭以利保水。因气孔关闭，暗反应所需CO2的供给主途径被截断，影响暗反应的进行，因CO2＋C5→C3，所以，CO2减少，C3的产生数量减少，即光合作用随之减弱。
探讨：影响光合作用的因素
影响光合作用强度的主要因素有光照强度，CO2浓度、温度等。
1、光照强度：植物的光合作用强度在一定范围内随着光照强度的增加，同化CO2的速度也相应增加。
光补偿点：当植物在某一光照强度条件下进行光合作用所吸收的CO2与该温度条件下植物进行呼吸作用释放的CO2量达到平衡，这一光照强度称为光补偿点。
光饱和点：当光照强度增加到一定强度后，植物的光合作用强度不再增加或增加很少时，这一光照强度称为植物光合作用的饱和点。
光补偿点，光饱和点：不同的植物是不一样的，一般阳生植物的光补偿点、光饱和点比阴生植物高，所以，在栽培农作物时，阳光植物必须种植在阳光充足的条件下才能提高光合作用效率，发育良好，增加产量，而阴生植物应当种植在阴湿的条件下，才有利于生长发育；光照强度大，蒸腾作用旺盛，植物体内失水而不利于其生长发育，如：人参、三七、胡椒等的栽培，必须栽于阴湿条件下，才能获得高产量。
2、CO2浓度：CO2是植物进行光合作用的原料。
CO2补偿点：植物能够进行光合作用的最低CO2浓度，称为CO2补偿点。
CO2饱和点：在一定范围内，植物进行光合作用的强度随着CO2浓度的增加而增加，但达到一定浓度后，光合作用强度就不再增加或增加很少，这时CO2浓度称为CO2饱和点。如果继续提高CO2浓度，光合作用不但会增加，反而要降低，甚至引起植物CO2中毒，一般空气中的CO2浓度为0.03%，增加的CO2浓度不能超过0.3%。
3、温度：在一定范围内，提高温度可以提高酶的活性，加快反应速度，促进光合作用的进行。但提高温度，也会促进细胞呼吸，所以植物光合作用的最适温度不一定就是植物体生长的最适温度。
4、叶绿体中的色素、酶
叶绿体中的色素有叶绿素和类胡萝卜素，叶绿素吸收光谱强的区域是波长为640~660nm的红光和430~450nm的蓝紫光，类胡萝卜素吸收的是蓝紫光，增加红光或蓝紫光可提高光合效率。
酶，插图中仅三处标出酶，其实光合作用过程有许多酶的参与，尤其暗反应过程中，需要多种酶的催化。在光照充足的条件下，适当提高温度可以提高酶的活性，从而提高光合作用强度，有利于植物的生长。
四、图表转化、总结学习，培养学生的综合分析能力。
教师设计：光合作用——光反应与暗反应的区别与联系比较表，让学生通过对课文——插图的学习、进行表格的填写，对所学知识进行分析、综合、归纳、总结。
光反应和暗反应的比较
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过程
项目 |
光反应 |
暗反应 |
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区
别 |
场所 |
叶绿体的囊状结构的薄膜上 |
叶绿体的基质中 |
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时间 |
短促，以微秒计 |
较缓慢 |
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条件 |
光、色素、酶 |
多种酶 |
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物质转化 |
①H2O的光解：2H2O光能→ [H]O2↑
②ATP的形成：ADP+Pi+能量酶 →ATP |
①CO2的固定：CO2+C5酶 →2C3
②CO2的还原
C3+[H] 酶ATP （H2O） |
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能量转化 |
光能→ATP中活跃的化学能 |
ATP中活跃的化学能→有机物稳定的化学能 |
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联系 |
①光反应是暗反应的基础，为暗反应提供能量ADP和还原剂[H]。
②暗反应是光反应的继续，为光反应提供合成ATP的原料 |
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实质 |
物质变化——把CO2和H2O转变成有机物。
能量变化——把光能转变成化学并储存在有机物中。 |
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