光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換
(一)光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換
光能轉(zhuǎn)換成電能的轉(zhuǎn)換步驟是本課時教學(xué)內(nèi)容中的重點和難點。把這一抽象微觀的變化轉(zhuǎn)變成直觀的現(xiàn)象,更易于學(xué)生的理解和進一步深入探索。先引導(dǎo)學(xué)生從對一位中學(xué)生所作的生物科學(xué)小實驗的現(xiàn)象的分析出發(fā),從感性上認識和發(fā)現(xiàn)光合作用中光能轉(zhuǎn)變成電能的事實,進而總結(jié)出光能在葉綠體中的能量轉(zhuǎn)換的三個步驟,了解本課時需要探索的三個主題。具體做法是:由學(xué)生利用大屏幕展示并介紹本班生物興趣小組在課下進行“調(diào)查媒體對生物科技發(fā)展的報道”的研究性學(xué)習(xí)中所搜集到的一份資料。(一篇獲得中學(xué)生物百項論文一等獎中的生物小實驗。具體內(nèi)容是:利用一臺正負電荷檢驗器,貼近在室內(nèi)生長的花卉以及在室外生長的植物的莖、葉后,檢驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些植物帶有負電荷,還有的植物未有此現(xiàn)象;經(jīng)進一步檢測在早、中、晚不同時段植物的帶電情況,同時對室內(nèi)花卉進行暗處理后做對照檢測,結(jié)果發(fā)現(xiàn):一些莖葉寬大的植物在有光的情況下均帶有負電荷,并且在一天當中以中午和下午3時左右?guī)щ娮顝姡瑹o光情況下所有的植物都不帶電。)
這段資料把抽象化的能量轉(zhuǎn)換變成了具體化的實驗現(xiàn)象,學(xué)生在對資料簡單分析的基礎(chǔ)上得出植物在光合作用過程中能夠把光能轉(zhuǎn)換成電能的結(jié)論。教師再啟發(fā)學(xué)生回憶在高二學(xué)習(xí)中已知的能量轉(zhuǎn)換過程,與新獲得的結(jié)論結(jié)合思考,引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出光能在葉綠體中轉(zhuǎn)換的三個步驟的發(fā)生部位及反應(yīng)階段。并進入下面的三個研究主題。
1.光能轉(zhuǎn)換成電能。
觀察探索 圍繞學(xué)生得出的結(jié)論“光能轉(zhuǎn)換成電能”,教師提醒學(xué)生復(fù)習(xí)回憶葉綠體結(jié)構(gòu),特別是與光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換有關(guān)的色素的種類、功能和位置以及與光合作用有關(guān)的酶的位置,在學(xué)生閱讀教材中有關(guān)色素內(nèi)容的基礎(chǔ)上,從色素的功能方面對各種色素進行分類總結(jié)。
引導(dǎo)學(xué)生觀察探索 教師提出問題“光能是如何轉(zhuǎn)換成電能的”后,組織學(xué)生進行探索。首先教師利用大屏幕多次展示光能轉(zhuǎn)換成電能的動畫示意圖,要求學(xué)生反復(fù)觀察,引導(dǎo)學(xué)生通過對示意圖的觀察、分析、討論,依次解決以下問題:
(1)a、b表示色素,它們分別代表什么色素以及各自的作用。
思考:光能在色素分子之間通過什么方式進行傳遞?
(提供資料:光能在色素之間以誘導(dǎo)共振的方式進行傳遞。)
(2)特殊狀態(tài)的葉綠素a在光的照射下發(fā)生了什么變化?
(3)特殊狀態(tài)的葉綠素a失去的電子是怎樣傳遞的,自身的氧化還原性質(zhì)的前后變化情況怎樣?
(4)脫離葉綠素a的電子,經(jīng)過一系列的傳遞,最后傳遞給什么物質(zhì)?(閱讀教材中的小資料。)
(5)失去電子的葉綠體a最終從什么物質(zhì)中獲得電子,而恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)?該物質(zhì)發(fā)生了什么變化?并嘗試寫出物質(zhì)變化的反應(yīng)簡式。
(6)特殊狀態(tài)的葉綠素a在光照下連續(xù)不斷失電子和得電子形成電子流,從物理學(xué)角度,表示能量形式發(fā)生了什么變化?