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光合作用与粮食产量的关系
影响光合作用的因素与生产实践有着极大关系,对此我们要给予足够重视。影响植物光合作用的因素很图552多,主要的有光照强度和光照时间、环境中二氧化碳的浓度、温度以及土壤中的水肥条件等。这些因素中,任何一种因素的改变都将影响光合作用的进行。例如,当光照强度提高时,光合速率也随之增加;当光照强度减弱时,光合速率也随之下降。两者的关系如右图所示。
在a点时,植物进行光合作用所吸收的二氧化碳与它呼吸时所释放的二氧化碳相等,此时植物的光合速率=呼吸速率,二者处于动态平衡;如果光照强度低于a时,光合速率<呼吸速率,植物不仅不能积累有机物,相反还要消耗体内原有的有机物;只有当光照强度高于a点时,植物的光合速率随光照强度的增强而提高。但当光照强度到达一定程度时,光合速率的提高幅度减缓,最后达到一定限度(b时),就不再提高。(虚线表示真正光合速率;实线表示表观光合速率,它是真正光合速率与呼吸速率之差。)
耐阴植物的最大光照强度为5000~10000lx;阳生植物中的c3植物需要的最大光照强度大约是30000~50000lx;而c4植物甚至达到100000lx时,光照强度还未达到最高。
温度和光合作用的关系也非常密切,不过温度对光反应影响小,而暗反应明显地受温度的影响和制约,这主要是因为暗反应是一系列的酶促反应。
温度和光合作用强度的关系如图553所示:a点为植物进行光合作用的最低温度,不同植物的最低温度不同,如热带植物大约为5~7℃,高粱和玉米大约为5~10℃,而地衣为-20℃。在最低温度时,植物的光合作用几乎不能进行。从a→b,随温度的升高,植物的光合作用不断增强,但当温度升高到一定程度时(如b),植物的光合作用强度不再提高,则此时的b点温度为植物进行光合作用的最适温度。不同植物的最适温度不一样,通常c4植物比c3植物有较高的最适温度范围,如c4植物中的高粱最适温度为40~45℃,而c3植物水稻的最适宜的温度为18~32℃。当温度从b→c时,光合作用迅速下降,c点为植物光合作用的最高温度。c3植物光合作用的最高温度范围比c3植物要高,如c4植物一般在50~60℃,而c3植物一般在40℃以下。(a表示最低温度,b表示最适温度,c表示最高温度。)
【探究】
1.探究影响酶催化效率的因素
设计实验,探究(酶浓度、温度、ph或底物)对酶催化效率的影响。尝试绘出以上各种不同因素影响酶催化效率的坐标曲线图。
2.探究影响光合作用的因素
设计实验,探究(光、二氧化碳浓度或温度等)影响光合作用的因素。根据探究实验的有关要求,写出实验设计方案及相应的结果预测。
教学目标
知识目标
了解钠的重要化合物的性质、用途。
掌握碳酸钠和碳酸氢钠的相互转化规律及性质的不同点。
能力目标
运用“对立统一”的辩证唯物主义观点分析掌握物质之间的相互关系。
情感目标
通过阅读材料“侯氏制碱法”,对学生进行化学史方面的教育及爱国主义教育。
教学建议
教材分析
很多,本节教材在初中已介绍过的氢氧化钠和氯化钠等的基础上,主要介绍过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠。
对于过氧化钠,重点介绍它与水的反应,及与二氧化碳的反应。同时,还简单介绍了过氧化钠的用途。其中过氧化钠与二氧化碳的反应是本节的难点。
对于碳酸钠和碳酸氢钠,重点介绍它们与盐酸的反应,以及它们的热稳定性。同时,通过对它们的热稳定性不同的介绍,使学生进一步了解碳酸钠和碳酸氢钠的鉴别方法。碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其鉴别方法,同时也是本节的重点。
本节教材与第一节教材相类似,本节教材也很重视实验教学。例如,教材中对过氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠的介绍,都是先通过实验给学生以感性知识,然后再通过对实验现象的观察和分析,引导学生共同得出有关结论。这样编写方式有利于学生参与教学过程,使他们能主动学习。教材最后的家庭小实验,具有探索和设计实验的性质,有利于激发学生的学习兴趣和培养能力。
在介绍碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸的反应及它们的热稳定性时,采用了对比的方法,这样编写,可使学生在比较中学习,对所学知识留下深刻的印象,有利于理解、记忆知识,也有利于他们掌握正确的学习方法。
教材也重视知识在实际中的运用及化学史的教育。引导学生运用所学知识来解决一些简单的化学问题。对学生进行化学史方面的教育及爱国主义教育。
教法建议
1.加强实验教学。可将一些演示实验做适当的改进,如〔实验2-5〕可改为边讲边做实验。可补充与反应的实验,把蘸有的棉团放入盛有的烧杯中,观察棉团的燃烧,使学生更好地理解这一反应及其应用。
还可以补充漂白织物的实验,以说明的强氧化性。
的性质也可运用滴水着火这一引人入胜的实验来引入。
2.运用对比的方法。对于和的性质,可在学生观察和实验的基础上,让学生填写表格。充分发挥学生的主动性,使他们积极参与。在活动中培养学生的自学能力及训练学生科学的方法。
3.紧密联系实际。
教学要尽可能地把性质和用途自然地联系起来。对的一些用途所依据的化学原理(如制玻璃、制皂),可向学生说明在后面的课程里将会学到。
4.阅读材料“侯氏制碱法”是进行爱国主义教育的好素材。指导学生认真阅读,或参考有关我国纯碱工业发展的史料,宣扬侯德榜先生的爱国主义精神。也可指导学生查阅相关资料,利用综合实践活动课进行侯氏制碱法讲座。
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【阅读】
蛋白质组、蛋白质组学及研究
基因组(genome)包含的遗传信息经转录产生mrna,一个细胞在特定生理或病理状态下表达的所有种类的mrna称为转录子组(transcriptome)。很显然,不同细胞在不同生理或病理状态下转录子组包含的mrna的种类不尽相同,mrna经翻译产生蛋白质。一个细胞在特定生理或病理状态下表达的所有种类的蛋白质称为蛋白质组(proteome)。同理,不同细胞在不同生理或病理状态下所表达的蛋白质的种类也不尽相同。蛋白质是基因功能的实施者,因此对蛋白质结构、定位和蛋白质—蛋白质相互作用的研究将为阐明生命现象的本质提供直接的基础。
蛋白质组学的研究,试图比较细胞在不同生理或病理条件下蛋白质表达的异同,对相关蛋白质进行分类和鉴定。更重要的是蛋白质组学的研究要分析蛋白质间相互作用和蛋白质的功能。
蛋白质组学的研究内容包括:
1.蛋白质鉴定:可以利用一维电泳和二维电泳并结合westernblot等技术,利用蛋白质芯片和抗体芯片及免疫共沉淀等技术对蛋白质进行鉴定研究。
2.翻译后修饰:很多mrna表达产生的蛋白质要经历翻译后修饰如磷酸化、糖基化、酶原激活等。翻译后修饰是蛋白质调节功能的重要方式,因此对蛋白质翻译后修饰的研究对阐明蛋白质的功能具有重要作用。
3.蛋白质功能确定:如分析酶活性和确定酶底物,细胞因子的生物分析,配基—受体结合分析。可以利用基因敲除和反义技术分析基因表达产物──蛋白质的功能。另外对蛋白质表达出来后在细胞内的定位研究也在一定程度上有助于蛋白质功能的了解。clontech的荧光蛋白表达系统就是研究蛋白质在细胞内定位的一个很好的工具。
4.对人类而言,蛋白质组学的研究最终要服务于人类的健康,主要指促进分子医学的发展,如寻找药物的靶分子。很多药物本身就是蛋白质,而很多药物的靶分子也是蛋白质。药物也可以干预蛋白质—蛋白质相互作用。
【探究思考】
1.根据材料你能否确定基因控制蛋白质合成过程?请你写出该过程中遗传信息传递的过程图。
2.研究蛋白质组有何意义?
请阅读下面的有关科技报道,并回答题后问题。
科学家培养出“器官种子”
皮肤烧伤了,在烧伤部位注射一些皮肤干细胞,烧伤的皮肤即进行自我修复,不留任何疤痕。……将人的胚胎干细胞定向诱导成各种组织干细胞,临床上用来治病,这已不算是遥不可及的梦想。
xx年7月,某科研小组利用试管婴儿父母捐赠的受精卵,开始了人的胚胎干细胞建系。他们把受精卵放在培养液中,七天后,部分受精卵发育成囊胚。去除囊胚透明带,用一个很细的器械插进囊胚,共得到5个内细胞团,分散接种在小鼠胚胎做成的纤维细胞饲养层上,培养层的表面看起来像麻袋一样凹凸不平。在培养层上养5天后,有3个内细胞团存活,它们开始克隆性生长,克隆细胞团像蘑菇一样,呈椭圆形。研究人员不断地取出克隆细胞,再放在新饲养层上,一代一代地接着往下培养。他们将3个细胞系分别命名为che1、che2、che3,截至目前che3已传了近40代,che1传了36代,che2传了32代,细胞克隆性增长很活跃,并连续传代7个月。
怎么确定这三组克隆细胞系就是具有分化成任何类型组织的胚胎干细胞呢?研究者对这些胚胎克隆细胞进行了功能鉴定。他们用注射器分别将三组克隆细胞注射进有免疫缺陷的小老鼠的皮下,10天后,老鼠注射部位的皮肤开始隆起,长出黄豆大小的包块,包块软软的,越长越大。又过了32天,切开包块发现,里面是一个个畸胎瘤,约有一般的土豆大,里面全是人的软骨、神经管、横纹肌和骨骼等,它们毫无规则地生长在一起……
胚胎干细胞建系成功,可以作为组织工程的“种子细胞”,构建人的皮肤、角膜、肝脏;在生物制药方面,可以把特异的基因转到胚胎干细胞,跟正常的胚胎融合,嵌到正常胚胎个体中,如生产出含有特殊基因的牛奶治病。
【探究】
(1)3个细胞系che1、che2、che3的遗传特性(相同或不同),理由是。
*(2)材料中提到在对胚胎克隆细胞进行功能鉴定时,利用有免疫缺陷的小老鼠作为实验对象,你认为如何才能获得这种老鼠?
(3)材料中所指的“器官种子”是指。
*(4)利用人胚胎干细胞构建人的皮肤等组织、器官的技术属于工程。
*(5)在人体等高等动物胚胎的发育过程中,不能作为胚胎干细胞来源的是哪个时期的细胞?()
a.卵裂期b.囊胚期c.原肠胚早期d.原肠胚后期
(6)利用胚胎干细胞诱导产生的胰岛组织细胞与原胚胎干细胞相比,细胞核中的dna和rna种类()
a.两者均相同b.dna相同,rna不同c.dna不同,rna相同d.两者均不同
(7)根据分裂潜能,干细胞可分为全能干细胞(可发育成完整的个体)、多能干细胞(可发育成多种组织和器官)和专能干细胞(发育成专门的组织和器官)。则这些细胞在个体发育中的分化顺序是()。
a.全能→专能→多能b.全能→多能→专能
c.多能→全能→专能d.专能→全能→多能
(8)科学家在早期胚胎中发现了干细胞,它能在体外形成不同的组织器官,这些干细胞能在一定条件下通过和形成不同的组织和器官。除胚胎外,在脐血、骨髓、脑组织中也发现了干细胞,通过进一步的研究,有希望用于患者的组织修复或器官移植。但在进行器官移植时,如果患者细胞表面的蛋白质类物质与移植器官的不相同,则会引起排斥反应。所以最好选用(患者本人、父母、子女、配偶)的干细胞培育的器官。
三维目标
(一)知识与技能
1.了解so2的物理性质;掌握so2的化学性质;
2.知道so2的漂白原理;
3.了解可逆反应的概念;
4.培养学生对比归纳的学习方法。
(二)过程与方法
1.通过so2的结构和价态分析,得出其可能的化学性质;
2.使学生初步掌握研究物质的方法――结构分析、推测可能的性质、设计实验、观察现象、分析现象、得出结论,再辩证地分析结论适用的范围。
(三)情感、态度与价值观
1.结合so2的组成、结构和性质关系的教学过程,对学生进行事物联系和发展的普遍规律的观点的教育;
2.通过发动学生课外收集资料,使学生了解环境污染的现状,增强学生保护环境的意识。
教学重点:so2的化学性质
教学难点:
1.研究物质性质的程序与方法;
2.培养学生通过实验现象分析物质性质的能力。
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一、通过空气污染现状的图片及对空气质量报表的感性认识,引出对so2的介绍;
二、介绍so2的性质:
1.so2的物理性质及其生成;
2.so2的化学性质:
(1)通过对co2和sio2化学性质的回忆引出同样是酸性氧化物so2应具有的化学性质;通过演示实验“so2与h2o的反应”来加以验证;
(2)从so2中s元素的化合价角度来分析,作为+4价的s对应的氧化物so2应同时具有一定的氧化性和一定的还原性;通过演示课件“so2与h2s的反应”来说明so2具有一定的氧化性;通过补充演示实验“so2使溴水、酸性高锰酸钾褪色”来说明so2具有一定的还原性;
(3)介绍so2性质时应注意对“可逆反应”这个概念的阐述,强调可逆反应一定要在“同一条件下”成立;
(4)从书p78的资料卡片引出so2的漂白性并注意说明其漂白原理;做好so2与氯水、活性炭漂白原理的比较;
(5)对so2与co2的性质进行对比归纳,加深对so2化学性质的认识;
三、从性质决定用途,请学生归纳出so2的用途。
四、以“看待事物要注意其两面性”的辩证观点,引出so2对空气的污染。请学生把课前收集的关于“空气污染的现状”的资料向大家作汇报,发挥学生自主探究的能力。
五、课堂反馈:
1.二氧化碳和二氧化硫都是酸性氧化物,因此它们有很多相似的化学性质。下列方法中,能够区别二氧化碳和二氧化碳两种气体的是()
a.分别通入滴有紫色石蕊的水中,看溶液是否变红;
b.分别通入足量的澄清石灰水中,看溶液中是否出现白色浑浊;
c.分别通入酸性高锰酸钾溶液或品红溶液中,看溶液是否褪色;
d.分别闻两种气体的气味,看是否有刺激性气味。
2.导致下列现象的主要原因与排放so2有关的是()
a.酸雨b.光化学烟雾c.臭氧层空洞d.温室效应
3.我们知道,so2可使品红溶液褪色;那么,把so2通入紫色石蕊试液中,紫色石蕊试液会褪色吗?
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