高中生物光合作用教案
高中生物光合作用教案
教案是教師為順利而有效地開展教學(xué)活動(dòng)，根據(jù)教學(xué)大綱 和教科書要求及學(xué)生的實(shí)際情況，以課時(shí)或課題為單位，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)步驟、教學(xué)方法等進(jìn)行的具體設(shè)計(jì)和安排的一種實(shí)用性教學(xué)文書。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的高中生物《光合作用》教案，歡迎參考!
高中生物《光合作用》教案
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)方面
1、使學(xué)生了解的發(fā)現(xiàn)過程。
2、使學(xué)生了解葉綠體中色素的種類、顏色及其吸收的光譜;初步學(xué)習(xí)光合色素的提取方法及其在濾紙上的分布。
3、掌握的概念、實(shí)質(zhì)、總反應(yīng)式、光反應(yīng)、暗反應(yīng)的具體過程、光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系及的意義。
4、應(yīng)用所學(xué)的的知識(shí)，了解植物栽培與合理利用光能的關(guān)系。
二、能力方面
1、通過葉綠體色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)，初步訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)室操作技能及相關(guān)儀器、藥品的使用能力。
2、通過探討的氧來源，初步訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。
3、通過分析、討論的光反應(yīng)和暗反應(yīng)具體過程，培養(yǎng)學(xué)生良好的思維品質(zhì)。
三、情感、態(tài)度、價(jià)值觀方面
1、通過學(xué)生對綠色植物的意義的理解，增強(qiáng)學(xué)生保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識(shí)。
2、通過學(xué)生討論“如何利用的原理提高作物產(chǎn)量”這一問題，加強(qiáng)對科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)(STS)的關(guān)注。
教學(xué)建議
教材分析
因?yàn)樵诰G色植物的新陳代謝以及整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)中，具有十分重要的意義，所以本節(jié)是本章的重點(diǎn)內(nèi)容之一。教材這一節(jié)主要講述了的發(fā)現(xiàn)過程、葉綠體和其中的色素(并且安排了葉綠體中色素的提取和分離的學(xué)生實(shí)驗(yàn))、的過程、的重要意義以及植物栽培與光能的合理利用。義務(wù)教育初中生物教材已經(jīng)講述了的基礎(chǔ)知識(shí)，安排了綠葉在光下制造淀粉的實(shí)驗(yàn)。本節(jié)在此基礎(chǔ)上，更加深入地從產(chǎn)物和場所等方面講述了發(fā)現(xiàn)過程中的幾個(gè)著名的實(shí)驗(yàn);講述葉綠體和其中的色素、讓學(xué)生學(xué)會(huì)提取和分離葉綠體色素。
一、教材首先向?qū)W生展示了人類研究這種地球上最重要的生理過程的艱苦歷程，同時(shí)介紹了在研究過程中的幾個(gè)著名實(shí)驗(yàn)，如：1771年，英國科學(xué)家普利斯特利證明植物可以更新空氣實(shí)驗(yàn);1864年，德國科學(xué)家薩克斯證明了綠色葉片在中產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn);1880年，德國科學(xué)家恩吉爾曼證明葉綠體是進(jìn)行的場所，并從葉綠體放氧的實(shí)驗(yàn);20世紀(jì)30年代美國科學(xué)家魯賓和卡門采用同位素標(biāo)記法研究證明釋放的氧氣全部來自水的實(shí)驗(yàn)。介紹這些實(shí)驗(yàn)的目的是使學(xué)生懂得實(shí)驗(yàn)是探究生物科學(xué)的基本方法，從而培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、不斷探求新知識(shí)的創(chuàng)新精神。
二、葉綠體中的色素是本節(jié)的重點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)是本節(jié)的難點(diǎn)。
學(xué)生必須在搞清楚葉綠體中色素的種類及其吸收光譜，基粒片層結(jié)構(gòu)的垛疊形式、色素在片層上的分布、基粒和基質(zhì)的關(guān)系基礎(chǔ)上，才有可能深刻理解的光反應(yīng)和暗反應(yīng)及其相互關(guān)系。
教材在介紹葉綠體中的色素時(shí)，設(shè)計(jì)了一個(gè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)，即《葉綠體中色素的提取和分離》，使學(xué)生易于對葉綠體色素有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。本實(shí)驗(yàn)可以在講授完葉綠體色素后作為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)處理，也可用于葉綠體色素的探究實(shí)驗(yàn);另外教材中葉綠體中各色素的吸收光譜也可作為課上學(xué)生討論葉綠體色素生理作用的探究課題處理。
三、教材中的過程是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容，也是本節(jié)的難點(diǎn)。
1、其中的總反應(yīng)式，即
概括出了的場所、條件、原料、產(chǎn)物及氧氣的來源，但是，該反應(yīng)式不足以表示的具體過程。因此，教材以圖解的形式簡明扼要地介紹了的兩個(gè)重要過程，即光反應(yīng)和暗反應(yīng)。
2、光反應(yīng)階段
教材中光反應(yīng)階段可概括為光反應(yīng)場所和光反應(yīng)過程兩個(gè)方面。
(1)光反應(yīng)場所：葉綠體基粒片層結(jié)構(gòu)的薄膜(類囊體)上進(jìn)行。
(2)光反應(yīng)過程：光反應(yīng)的本質(zhì)是由可見光引起的光化學(xué)反應(yīng)，可分為兩方面內(nèi)容：
?、偎墓饨夥磻?yīng)：通過光合色素對光能的吸收、傳遞，在其中部分光能作用下把水分解為氫和氧，氧原子結(jié)合形成氧氣釋放出去，氫與NADP結(jié)合形成NADPH，用[H]表示，叫做還原性氫，作為還原劑參與暗反應(yīng)。
?、贏TP的合成反應(yīng)：另一部分光能由光合色素吸收、傳遞的光能轉(zhuǎn)移給ADP，結(jié)合一個(gè)磷酸形成ATP，也就將光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在高能磷酸鍵上。
3、暗反應(yīng)階段
教材中暗反應(yīng)階段也可概括為暗反應(yīng)場所和暗合應(yīng)過程兩個(gè)方面。
(1)暗反應(yīng)場所：葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行。
(2)暗反應(yīng)過程：暗反應(yīng)實(shí)際上是一個(gè)由多種酶的催化才能完成的酶促反應(yīng)，光對暗反應(yīng)沒有影響。主要包括三個(gè)步驟：
?、俣趸嫉墓潭ǎ阂粋€(gè)二氧化碳分子與一個(gè)五碳化合物分子結(jié)合形成兩個(gè)三碳化合物分子，這個(gè)反應(yīng)的作用在于使反應(yīng)活性不高的二氧化碳分子活化。
?、谌蓟衔锏倪€原：在有關(guān)酶的催化下，一些三碳化合物接受光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP分解時(shí)釋放的能量并被光反應(yīng)產(chǎn)生的[H]還原，經(jīng)一系列復(fù)雜的變化，形成糖類，一部分氨基酸和脂肪也是由直接產(chǎn)生的。
?、畚逄蓟衔锏脑偕毫硪恍┤蓟衔飫t經(jīng)復(fù)雜的變化，又重新生成五碳化合物，從而使暗反應(yīng)階段的化學(xué)反應(yīng)不斷地進(jìn)行下去。
4、教材中的意義可從以下幾個(gè)方面歸納：是生物界有機(jī)物的來源; 是生物生命活動(dòng)所需要能量的來源;可調(diào)節(jié)大氣中氧氣和二氧化碳的含量;在生物的進(jìn)化具有重要作用，即：使無氧呼吸進(jìn)化為有氧呼吸成為可能，同時(shí)為水生生物進(jìn)化到陸生生物創(chuàng)造了條件。
教材在最后總結(jié)道：“是生物界最基本的能量和物質(zhì)代謝”，充分概括在生態(tài)系統(tǒng)中的地位。
5、植物栽培與光能的合理利用是教材的選學(xué)內(nèi)容，其目的是使學(xué)生意識(shí)到科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)(STS)的理念，這部分內(nèi)容易于調(diào)動(dòng)起學(xué)生的討論熱情。
教法建議
1、引言
因?yàn)榕c相關(guān)的問題涉及面非常廣泛，尤其是一些廣為人們關(guān)注的話題，所以本節(jié)可引入的話題很多，如可從全世界面臨的一些生態(tài)危機(jī)，如糧食、化石能源、環(huán)境污染等，或從花卉、農(nóng)作物、果蔬的栽培方法或增產(chǎn)的措施;或從一些自然災(zāi)害，蝗災(zāi)、沙塵暴等入手;或動(dòng)物、植物的同化作用區(qū)別等等方面切入的。這樣的引入方式，可有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，也可較好地體現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的教育的精神。
2、的發(fā)現(xiàn)
這部分的教學(xué)要特別重視，這不僅僅是進(jìn)行科學(xué)史的教育，學(xué)生可從科學(xué)家二百多年的研究歷程體會(huì)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱難;同時(shí)還能感受到科學(xué)研究方法的重要;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙，如1880年德國科學(xué)家恩吉爾曼證明葉綠體是進(jìn)行的場所，并從葉綠體放氧的實(shí)驗(yàn);以及新技術(shù)、新理論的發(fā)現(xiàn)和綜合應(yīng)用在科學(xué)發(fā)現(xiàn)中的重要作用，再一次體驗(yàn)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的理念。例如，沒有核科學(xué)的進(jìn)展，就不會(huì)有放射性同位素示技術(shù)，也就不會(huì)有美國科學(xué)家魯賓和卡門采用同位素標(biāo)記法研究證明釋放的氧氣全部來自水的實(shí)驗(yàn)。
3、引導(dǎo)學(xué)生討論葉綠體中的光合色素及其生理功能時(shí)，《實(shí)驗(yàn)八 葉綠體中色素的提取和分離》可以在講授完光合色素后作為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)處理，也可用于光合色素的探究實(shí)驗(yàn)，這樣做不但可使學(xué)生學(xué)會(huì)有關(guān)方法，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，還可加深對這部分知識(shí)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)訓(xùn)練其實(shí)驗(yàn)探究能力;在引導(dǎo)學(xué)生討論葉綠體中各色素的吸收光譜時(shí)，教材上的光合色素吸收光譜曲線可作為課本探究的素材，以訓(xùn)練學(xué)生分析曲線的能力。
4、過程的的教學(xué)是本節(jié)的核心內(nèi)容。教學(xué)時(shí)可從的總反應(yīng)式入手，或從與初中階段的總反應(yīng)式的比較入手，可采用老師講授，或?qū)W生討論，或?qū)W生根據(jù)總反應(yīng)式提出氧來源假設(shè)，即水中的氧是來源于水還是二氧化碳，還是共同來源于二者，條件好的班還可讓學(xué)生想辦法證明這些假設(shè)，以訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。通過總反應(yīng)式的分析，應(yīng)使學(xué)生明確氧來源這一關(guān)鍵問題。
在學(xué)生理解了總反應(yīng)式的基礎(chǔ)上，使學(xué)生明確另一個(gè)重要觀點(diǎn)，即是非常復(fù)雜的多步反應(yīng)，總反應(yīng)式不能表示具體的進(jìn)行歷程，這樣很自然地就引入了的光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程的學(xué)習(xí)。
光反應(yīng)與暗反應(yīng)教學(xué)時(shí)，因?yàn)槎际禽^為枯燥的化學(xué)反應(yīng)過程，且又無法在實(shí)驗(yàn)中讓學(xué)生看到這些變化，可采取圖解、表解或多媒體動(dòng)畫的方式展示給學(xué)生，這樣學(xué)生一是樂于接受，二是學(xué)生能“親眼看到”物質(zhì)的微觀化學(xué)變化，也降低了理解這部分知識(shí)內(nèi)容的難度。還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生討論的光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間的區(qū)別和聯(lián)系，尤其是二者的聯(lián)系應(yīng)多加注意。
時(shí)間允許的話，還可引導(dǎo)學(xué)生討論影響的因素，進(jìn)而討論“如何提高光合效率的途徑”，“采取哪些措施提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量?”等問題，使學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)生物學(xué)理論的實(shí)際價(jià)值，強(qiáng)化學(xué)生學(xué)以致用、理論聯(lián)系的理念。
5、進(jìn)行的意義的教學(xué)時(shí)，可以在課前自己收集或讓學(xué)生收集諸如當(dāng)今世界面臨的糧食、化石能源、環(huán)境污染、生物多樣性受到破壞等資料，課上選擇幾個(gè)典型的事例，圍繞的生態(tài)意義這個(gè)中心，引發(fā)學(xué)生的思考和討論，使學(xué)生切實(shí)體會(huì)到“是生物界最基本的能量和物質(zhì)代謝”。
6、植物栽培與光能的合理利用的教學(xué)，可以綜合性討論題的形式，比如：學(xué)生能利用原理，提出在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中提高作物產(chǎn)量的具體措施嗎?這樣的問題容量使學(xué)生有更大的想象和思維的空間，也易于在高中學(xué)生中展開討論。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
【課題】 第三節(jié)
【教學(xué)重點(diǎn)】的發(fā)現(xiàn)過程;葉綠體中色素的種類;顏色及其吸收的光譜;光合色素的提取方法及其在濾紙上的分布;的概念、實(shí)質(zhì)、總反應(yīng)式、光反應(yīng)、暗反應(yīng)的具體過程;光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系及的意義;植物栽培與合理利用光能的關(guān)系。
【教學(xué)難點(diǎn) 】光合色素的提取方法及其在濾紙上的分布;光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別與聯(lián)系及的意義
【課時(shí)安排】2課時(shí)
【教學(xué)手段】板圖、掛圖、多媒體課件、實(shí)驗(yàn)
【教學(xué)過程 】
第一課時(shí)
1、引言
本節(jié)可引入的話題很多，如：
?、倏蓮娜澜缑媾R的一些生態(tài)危機(jī)，如糧食、化石能源、環(huán)境污染等入手;
?、诨驈幕ɑ堋⑥r(nóng)作物、果蔬的栽培方法或增產(chǎn)的措施入手;
③或從一些自然災(zāi)害，蝗災(zāi)、沙塵暴等入手;
④或動(dòng)物、植物的同化作用區(qū)別等等方面切入;
?、葸€可通過教材提供的的發(fā)現(xiàn)所列舉的幾個(gè)著名實(shí)驗(yàn)為切入點(diǎn)進(jìn)入的學(xué)習(xí)，其中較易作為切入點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)有：德國科學(xué)家薩克斯成功地證明了綠色葉片在中產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn)(學(xué)生在初中就做過);德國科學(xué)家恩吉爾曼證明葉綠體是進(jìn)行場所，且氧由葉綠體釋放出來的實(shí)驗(yàn);20世紀(jì)30年代美國科學(xué)家魯賓和卡門采用同位素標(biāo)記法研究證明釋放的氧氣全部來自水的實(shí)驗(yàn)。
教師應(yīng)特別重視發(fā)現(xiàn)這部分內(nèi)容的教學(xué)，因?yàn)橥ㄟ^分析科學(xué)家對的研究歷程，學(xué)生可以不僅了解到放射性元素示蹤技術(shù)在生物學(xué)研究中的重要作用，從中也可以深切體會(huì)到技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，特別是物理、化學(xué)技術(shù)的使用對生物學(xué)起到的推動(dòng)作用，因此有人說“技術(shù)是人類延長了的手臂”。
2、葉綠體及其光合色素
用板圖或掛圖顯示出葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖，提問復(fù)習(xí)葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)，教師應(yīng)適時(shí)指出，所以能在葉綠體中進(jìn)行一是由于其中含有催化的酶系，這些酶分布在葉綠體的基質(zhì)中和片層的薄膜上;二是在基粒片層的薄膜上，有吸收轉(zhuǎn)化光能的色素，這樣就引出了葉綠體上的光合色素這一教學(xué)內(nèi)容。
(1)學(xué)生做《實(shí)驗(yàn)八 葉綠體中色素的提取和分離》
可作為探究實(shí)驗(yàn)，也可作為驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)過程都應(yīng)讓學(xué)生自己看書總結(jié)，之后引導(dǎo)學(xué)生討論下面的問題：
?、?ldquo;想要做好《葉綠體中色素的提取和分離》實(shí)驗(yàn)，學(xué)生應(yīng)注意哪些問題?
這個(gè)實(shí)驗(yàn)是高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)難度較大的一個(gè)，涉及的藥品多，實(shí)驗(yàn)原理復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)操作也較煩瑣，而且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也不是很明顯。如何才能順利地完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)?下面就這個(gè)實(shí)驗(yàn)要注意的問題做一些說明。
提取光合色素過程中，關(guān)鍵是速度。提取光合色素過程中，因?yàn)楣夂仙囟际侵苄缘?，因此用丙酮這種有機(jī)溶劑作為提取液，因?yàn)楸讚]發(fā)且有一定毒性，因此提取過程要速度要快，同時(shí)提取液要用膠塞塞好，以防止其揮發(fā);利用二氧化硅硬度極大的特點(diǎn)，其粉末可增加研磨時(shí)磨擦力，加快研磨的速度;又因?yàn)槿~綠素容易破壞，因此需要保護(hù)，而碳酸鈣的作用是防止葉綠素被破壞;把綠葉剪碎的目的也是為了加快研磨速度。
劃濾液細(xì)線是本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果明顯清晰的關(guān)鍵。濾液細(xì)線必須待第一次完全干燥后才能劃第二遍，重復(fù)次數(shù)可多一些，濾液細(xì)線要齊、細(xì)、顏色深，其中齊更重要一些。
用紙層析法分離色素時(shí)，特別要注意濾液細(xì)線一定要處于層析液的上面，否則光合色素會(huì)溶解于層析液中，而不會(huì)沿層析液向上擴(kuò)散、分離，這會(huì)使實(shí)驗(yàn)效果極差，甚至不發(fā)生分離，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無效;另外，層析液是石油醚、丙酮、苯等有機(jī)溶劑的混合液，具有揮發(fā)性且有毒，要注意密閉。
正常的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象從上到下應(yīng)為：胡蘿卜素(橙黃色)、葉黃素(黃色)、葉綠素(a)、葉綠素(b)，一般可看到下面三種色素，最上面的胡蘿卜素如果操作不適當(dāng)效果可能不很明顯。
還有這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程用了有毒的有機(jī)藥品，因此實(shí)驗(yàn)后要用肥皂把手洗干凈。
在學(xué)生觀察的基礎(chǔ)上，教師總結(jié)光合色素的種類、色素顏色、色素的吸收光譜及在濾紙條分布。
?、趯W(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可給學(xué)生演示葉綠體的色素吸收光譜的現(xiàn)象。方法是：用紅、橙黃、綠、藍(lán)紫色的薄膜，分別遮住同一光源。把盛有葉綠體的色素提取液的試管，分別放在紅、橙黃、綠、藍(lán)紫色光前、讓學(xué)生觀察這些光透過色素提取液的情況。可明顯地看到紅和藍(lán)紫色光透過的較少(暗)，橙黃和綠色光透過的較多(亮)。引導(dǎo)學(xué)生分析這些現(xiàn)象，得出葉綠體中的色素，主要吸收紅光和藍(lán)紫光。在此基礎(chǔ)上，出示教材中的光合色素吸收光譜曲線，引導(dǎo)學(xué)生分析曲線含義，總結(jié)光合色素吸收光波的不同特點(diǎn)。
③教師還可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析葉綠體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其功能相適應(yīng)的特點(diǎn)，例如：與有關(guān)的各種酶集中分布于葉綠體中，有利于光合反應(yīng)高效地進(jìn)行;再如，葉綠體內(nèi)的片層薄膜，垛疊成基粒，每個(gè)基粒由10~100個(gè)片層結(jié)構(gòu)組成，這樣的結(jié)構(gòu)可增大葉綠體內(nèi)的膜表面，擴(kuò)大色素的附著面，有利于提高光能的利用效率
(2)有條件的學(xué)?；虬嗉夁€可引導(dǎo)學(xué)生對色素、光合色素有關(guān)的問題做較為深入的討論，比如可討論下面幾個(gè)問題：
?、賹W(xué)生知道我們平常吃的韭黃和蒜黃是怎么培育出來的嗎?
這個(gè)問題涉及到了植物葉綠素合成時(shí)的條件問題。
葉綠素是光合色素中最重要的一類色素。綠色植物的葉綠體中有四種色素，綠色植物只在光下才能合成葉綠素，這樣學(xué)生已經(jīng)知道這個(gè)問題的答案了。韭黃、蒜黃是在黑暗條件下培育出來的，因?yàn)橹参锎藭r(shí)不能合成葉綠素，只能長成黃化苗，而黃化苗的薄壁細(xì)胞比較多，所以吃起來比較嫩，口感比韭菜、蒜苗好一些。但要注意，植物不能長期處于無光條件下，這個(gè)道理學(xué)生應(yīng)該是明白的。
葉綠素的形成除了有光照之外，還與什么因素有關(guān)呢?葉綠素是一種較復(fù)雜有機(jī)化合物，其中心存在一個(gè)鎂離子，因此葉綠素的形成還與鎂這種礦質(zhì)元素有關(guān)，沒有鎂，葉綠素也是形成不了的。
?、谌绻寥蓝唐谌辨V，植物的葉片會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢?
可給學(xué)生適當(dāng)?shù)奶崾?，鎂與葉綠素是以不穩(wěn)定化合物的形式存在的。學(xué)生可以想一想我們在植物礦質(zhì)代謝中學(xué)習(xí)的內(nèi)容，還記得嗎?有兩類礦質(zhì)元素可以移動(dòng)，一是像氮、磷、鉀這樣以離子態(tài)運(yùn)輸?shù)牡V質(zhì)元素，還有一就是像鎂這樣與不穩(wěn)定化合態(tài)存在的礦質(zhì)元素;另一類礦質(zhì)元素不能自由地在植物體內(nèi)移動(dòng)，如鈣、鐵這樣以穩(wěn)定難溶的狀態(tài)存在的化合物。能移動(dòng)的礦質(zhì)元素才能被重復(fù)利用，而且這些礦質(zhì)元素一般都運(yùn)輸?shù)街参矬w生長比較活躍的地方，如莖尖、芽尖、幼葉等處。因此土壤中短期缺乏鎂這種可移動(dòng)的離子時(shí)，整個(gè)植物體中的葉片受損傷的程度是不一樣的，此時(shí)老葉先受損變黃，而幼葉暫時(shí)不會(huì)受到缺鎂的損傷，依然鮮綠。反之，如果土壤中缺乏的是鈣、鐵這些不能移動(dòng)的離子，植物體首先受損傷的則是新葉。
?、蹨\海中自上而下為什么會(huì)出現(xiàn)綠藻、褐藻、紅藻等藻類植物的分層分布現(xiàn)象?
這也是一個(gè)和光有關(guān)的生物學(xué)問題。
我們平?？吹降奈矬w的顏色實(shí)際上是這個(gè)物體反射的光，如學(xué)生看到葉片是綠色，說明葉片反射綠光，而吸收了其它色光;學(xué)生看到一個(gè)物體是白色的，說明這個(gè)物體不吸收任何光，并全部反射回來;學(xué)生看到一個(gè)物體是黑色的，說明這個(gè)物體把所有光都吸收了，沒有反射任何光。這是理解這個(gè)問題的關(guān)鍵。通過上面的分析學(xué)生可能已經(jīng)知道，綠藻反射了綠光;褐藻反射了黃光，而紅藻反射了紅光。
綠藻中含有葉綠素等光合色素，紅藻中有藻紅蛋白(藻紅素)和類胡蘿卜素等光合色素。圖1是太陽光的光譜示意圖;圖2中A是藻紅蛋白的吸收光譜示意圖。
圖1
圖2
通過學(xué)生所學(xué)的物理學(xué)知識(shí)，知道光子能量E=hυ，光速c =λυ， 則：υ=c/λ，從而E=(h c)/λ，即波長越短，光子的能量越高。由此可知，水層對光波中的紅、橙部分吸收顯著多于對藍(lán)、綠部分的吸收，即水深層的光線相對富含短波長的光。
所以吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層;含藻紅蛋白和類胡蘿卜素，吸收由藍(lán)紫光和綠色光較多的紅藻分布于海水深的地方。這是植物在演化過程中，對于深水中光譜成分發(fā)生變化的一種生理適應(yīng)。
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