从植物的生命历程来理解植物的光合作用

朱振华

（新疆农业大学附属中学，新疆 乌鲁木齐 830001）

高中生物植物的光合作用知识是历年高考的重点和难点。在学习植物的光合作用过程中，我们首先是从植物的光合作用的概念入手， 多角度对其进行分析，如光合作用的自身条件，色素的形成及分布，光合作用的场所等等，帮助学生全面理解光合作用的概念;其次，在对光合作用有了最基本的了解后，我们还需要对光合作用的本质（光合作用过程中所发生的物质变化及能量转化）及影响光合作用的因素进行分析。只有对光合作用有了全面的理解和认识之后，我们才具备有分析问题和解决问题能力。

根据多年的教学实践经历，发现学生们对植物光合作用的认识往往是片段式的，比如在细胞器水平可以很好的理解光合作用而对植物总体不能很好的把握，在植物生长阶段（真叶长出后）可以较好的理解光合作用而对真叶长出之前的阶段很陌生，如果教师在教学中能从植物的整个生命历程去讲解植物的光合作用，让学生对植物的光合作用能有个全面整体的认识理解，那么孩子在解决植物生长发育各个阶段所涉及的问题的时候，想必就会更加游刃有余。

教师可以先讲解植物的生命历程，从受精卵到种子（胚的发育），种子的萌发（胚后发育），植物的生长发育，植物的繁殖，植物的衰老死亡这五个阶段，而光合作用重点从种子的萌发和植物的生长发育这两个阶段去讲解

加拿大大学拥有一支相对比较庞大的管理服务队伍，人员的充足可以保证教学行政管理和教学服务得到细致分工[3],保障学生服务工作精细化。以阿尔伯塔大学为例，截至2017年，该校有15000余名教工，其中行政职员和科研教学人员比例为2∶1，管理人员配备非常完备。该校学生处有300名工作人员，成立论文写作指导、心理咨询、防性侵、特殊学生帮助等服务部门，在尊重学生隐私的前提下，能很好地为学生依法提供多元精准帮助。在职业认同上，学生工作人员职业精神较强、工作投入热情高，管理职员在学校的地位和所获得的尊重不亚于其他专职教师或科研人员。

第一个阶段讲解种子的萌发（第一阶段吸胀，种皮变软或破裂，种皮对气体通透性增加，萌发开始；第二阶段酶活化，代谢急剧增强；第三阶段胚开始生长，营养物质开始大量消耗；第四阶段胚突破种皮；第五阶段长出根茎叶形成幼苗）与光合作用的联系，可以从光合作用的条件入手让学生考虑在萌发阶段种子是否进行光合作用，而光合作用的条件是光照叶绿体，那么在种子萌发长出真叶之前（因为此时植物是不含叶绿体的）是无法进行光合作用的，那么植物生长发育所消耗的有机物只能来自自身，总得来看消耗大于合成，干物质质量下降（直到异养转化为自养），具体来看因为有机物主要存在于子叶或胚乳（因为中学实验当中学生已经验证过胚乳中含有淀粉)当中，对于有胚乳的植物来说是依靠胚乳中储存的有机物来满足胚的生长和发育，那么胚乳中存储的干物质质量是在降低的，而胚中的干物质质量相应增加，胚乳当中进行的主要是有机物的分解，而胚当中主要进行的是有机物的合成，大分子的有机物分解必然会产生诸多的小分子物质，那么就有机物的种类而言必然是增加的，植物整体体积增加但质量减轻，当胚轴把胚芽顶出土壤植物长出第一片真叶后，植物在适宜内部条件和外界条件下，开始进行光合作用，植物体内有机物的变化将呈现为三个阶段，第一个阶段呼吸大于光合（新叶叶绿体的长成需要时间，新叶叶绿体的数目限制了光合作用），第二阶段呼吸等于光合（植物有机物呈现出增长趋势前的那个点所表示的就是光合等于呼吸），第三阶段光合大于呼吸植物体有机物呈现增长趋势。

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第二阶段讲解植物生长发育期，主要指的是植物由种子萌发长出真叶到植物体成熟这个阶段，这个阶段学生可以从时间点上来理解光合作用，我们以24小时制南方的时间点来分析这个问题，同样从光合作用的条件（光照，叶绿体）入手来考虑这个问题，夏季20点（基本天黑）到6点（即将天亮），注我们给出的时间点只是大概，由于没有光照（光照强度为0），植物只能进行呼吸作用，那么在这个时间段呼吸作用不断消耗有机物，植物体内的有机物含量呈现下降趋势；下一个时间段我们同样不能给出具体的时间点，但是这个阶段随着时间推移太阳不断升起光照强度是在不断增加的，并且随着光照强度的增加我们可以找到一个点光合速率和呼吸速率刚好达到相等，这个点称之为光补偿点，从只有呼吸到光补偿点这个时间段就是我们所要描述的下一个时间段，由于光照强度对呼吸的影响几乎可以忽略不计，我们认为呼吸速率不变而光合速率不断增加，但总体上还是呼吸大于光合的，因此细胞中有机物在此时间段仍然是呈现下降趋势；第三个时间段从补偿点开始到一天当中温度最高的时候南方大概是在正午十二点左右，在这个时间段光合是大于呼吸的，那么细胞当中的有机物必然呈现的是增长趋势；第四个时间段从一天当中温度最高的时候到天黑之前，这个时间段经历了温度升高植物为了防止水分散失气孔关闭，光合速率下降，两三小时后温度下降气孔又再一次打开，光合速率又上升，后来随着时间的推移光照强度逐渐下降，到没有全黑之前总会下降到一点光合等于呼吸，即又一次来到了光补偿点，在这个时间段虽然植物经历了气孔的开闭光照强度的减弱但总体来看光合是大于呼吸的植物有机物整体仍然呈现上升趋势，介绍完了四个时间段可以让学生从总体分析，如果在一天当中从总体上看光合大于呼吸，或者说植物产生的氧气大于植物所消耗的氧气，或者说植物周围环境的二氧化碳浓度是下降的，或者说植物有机物的积累量大于零，我们都可以说植物是可以正常生长的。