本題涉及了植物細胞中色素及其比例變化的問題。一般來說，正常葉片的葉綠體中有兩大類光合色素，其中葉綠素和類胡蘿卜的分子比例為三比一，葉綠素a和葉綠素b也約三比一，葉黃素和胡蘿卜的比為二比一。由于綠色的葉綠素比黃色的類胡蘿卜素多，占優(yōu)勢，所以正常葉子總是呈現(xiàn)綠色。秋天、條件不正�；蛉~衰老時，由于葉綠素較易被破壞或先降解，數(shù)量減少，而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定，所以葉片呈現(xiàn)黃色。
至于紅葉，不是葉片中葉綠體的色素造成的，而是由細胞液泡中的花色素引起的。因秋天溫度降低，植物體內(nèi)積累較多糖分以適應(yīng)寒冷，體內(nèi)的可溶性糖多了，就形成較多的花色素儲存于液泡中。而花色素類似于酸堿指示劑，從堿性到酸性會呈現(xiàn)從藍色到紅色顏色漸變，具體而言是，pH=7~8 時呈淡紫色；pH<3時，呈紅色；pH>11則呈藍色。由于秋天時液泡中花色素增多，且細胞液pH值又偏酸性，因此葉子就變紅了。
不僅如此，花色素的顏色也會隨環(huán)境中存在的不同的金屬離子而改變，所以同一種花色素在不同的花中，或是同一種花由于種植的土壤不同，都能顯出不同的顏色。
學(xué)生可以回家做一個小實驗，找一朵開紅花的牽�；ǎ檬职鸦ò晔箘湃嘁蝗�，使花瓣細胞的液泡破裂，然后把這朵花放到洗衣粉水中（堿性環(huán)境），花瓣的顏色會由紅色變?yōu)樗{色。這樣學(xué)生就可以理解其中的原因了。
第二課時
1、引言
教學(xué)時可從光合作用的總反應(yīng)式入手，或從與初中階段的光合作用總反應(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)式提出光合作用氧來源假設(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)生的實驗設(shè)計能力。
在搞清楚光合作用中的全部氧氣來自于水中的氧后，讓學(xué)生回憶初中生物學(xué)課本中的光合總反應(yīng)式，并讓學(xué)生對該反應(yīng)式配平，要求尤其要求反應(yīng)式左右氧原子的配平，通過這個工作，可使學(xué)生深切認識到，光合作用的反應(yīng)物與產(chǎn)物中都需要水這一重要生物學(xué)事實。
2、光合作用的具體過程
可以教師講解為主，可用板圖、掛圖、或多媒體課件的形式盡量把微觀的物質(zhì)變化形象化。
在講清楚光合作用光反應(yīng)與暗反應(yīng)的過程后，應(yīng)把重點放在光反應(yīng)與暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系上，可利用表解的形式讓學(xué)生分析討論：
3、進行光合作用的意義的教學(xué)時，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，課上可以采取分組討論的形式，選擇幾個典型的事例，圍繞光合作用的生態(tài)意義這個中心，引發(fā)學(xué)生的思考和討論，使學(xué)生切實體會到“光合作用是生物界最基本的能量和物質(zhì)代謝”和生產(chǎn)、環(huán)境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
探究活動
探究光強、光質(zhì)、溫度、二氧化碳濃度對光合作用的影響
【實驗?zāi)康摹繉W(xué)習(xí)光強、光質(zhì)、溫度、二氧化碳濃度等外界條件對光合作用的影響
【實驗原理】
因為影響光合作用的內(nèi)部及外部因素不斷變化而相起，因此植物光合作用強度經(jīng)常改變著。影響光合作用的外界因素主要有光強、光質(zhì)、溫度、二氧化碳濃度。影響光合作用的內(nèi)部因素主要有葉片葉綠素的含量、葉片含水量、葉片的發(fā)育階段等等。
一般而言，光強增加，光合作用強度增強。但由于植物的生活習(xí)性不同，在光強增加相同的情況下，光合作用強度的增強程度并不相同，并且當(dāng)光強增加到一定限度時，光合作用不再增加了。
因光合色素對不同性質(zhì)的光的吸收值是不同的，因此不同顏色的光也會影響光合作用的強度，紅光、藍紫光光合作用強度大，其它顏色的光會使光合強度下降，綠光的光合強度幾乎為零。
因溫度直接影響光合作用過程中光反應(yīng)與暗反應(yīng)酶的催化活性，因此也會影響光合作用的強度。一般而言，溫度在0℃-35℃之間時，每增加10℃光合強度增加一倍；但超過40℃-50℃后，光合強度下降。
因二氧化碳是光合作用的底物之一，因此它的含直接影響光合強度，在一定的濃度范圍內(nèi)，增加二氧化碳濃度，光合作用強度加強。
【實驗材料和用具】黑藻或金魚藻、碳酸氫鈉、高瓦數(shù)聚光燈、溫度計、大燒杯等。
【實驗步驟】
1、光強度對光合作用的影響。
取幾條黑藻或金魚藻，將其剪成幾段，放在裝有自來水的大燒杯中（杯中已放入少量的碳酸氫鈉以產(chǎn)生二氧化碳），使燒杯中水高于植物體2-3厘米。
把此裝置放在聚光燈下，很快有氣泡從切口中冒出。
把此裝置放在距光源分別為10cm、30cm、50cm的地方（用冰塊控制各燒杯中的水溫，用溫度計監(jiān)測水溫）。
每個距離都每隔一定的時間計數(shù)排出的氣泡數(shù)。
2、光質(zhì)對光合作用的影響。
取幾條黑藻或金魚藻，將其剪成幾段，放在裝有自來水的大燒杯中（杯中已放入少量的碳酸氫鈉以產(chǎn)生二氧化碳），使燒杯中水高于植物體2-3厘米。
把此裝置放在聚光燈下，很快有氣泡從切口中冒出。
把此裝置放在距光源300cm地方（控制各燒杯中的水溫一致），分別用紅色、藍色、黃色、綠色的透明玻璃紙把該裝置包起來。
每種顏色的光質(zhì)都每隔一定的時間計數(shù)排出的氣泡數(shù)。
3、溫度對光合作用的影響。
取幾條黑藻或金魚藻，將其剪成幾段，放在裝有自來水的大燒杯中（杯中已放入少量的碳酸氫鈉以產(chǎn)生二氧化碳），使燒杯中水高于植物體2-3厘米。
把此裝置放在聚光燈下，很快有氣泡從切口中冒出。
把此裝置放在距光源300cm地方，用冰塊和熱水控制各燒杯中的水溫在室溫、0攝氏度、50攝氏度。
每種溫度都每隔一定的時間計數(shù)排出的氣泡數(shù)。
4、二氧化碳濃度對光合作用的影響。
取幾條黑藻或金魚藻，將其剪成幾段，放在裝有自來水的大燒杯中，使燒杯中水高于植物體2-3厘米。
放在黑暗處一天，使黑藻或金魚藻體內(nèi)的機物消耗掉。
把此裝置放在聚光燈下，很快有氣泡從切口中冒出。
把此裝置放在距光源300cm地方（控制各燒杯中的水溫一致），各燒杯中放入碳酸氫鈉量分別從0依次增加一些，并用玻璃棒攪拌一下。
每個燒杯都每隔一定的時間計數(shù)排出的氣泡數(shù)。
探究觀察氣孔運動及估測氣孔數(shù)量
【實驗?zāi)康摹繉W(xué)習(xí)觀察氣孔運動和估測氣孔數(shù)量的技術(shù)和方法
【實驗原理】
用透明直尺與顯微鏡測量氣孔數(shù)量的方法：
1、微米是一毫米的一千分之一。用符號表示微米就是um。
2、可以通過將微觀物體的大小與圓形視野的大小做比較而估計出微觀物體的大小。要確定視野的大小,可以在載物臺上放一把透明的直尺,用低倍物鏡獲得尺子上分格的清晰圖像。小心移動尺子使它有刻度的一邊通過視野的正中心，并數(shù)在你的視野中所看到的分格的數(shù)目。尺子上刻度將顯示得相當(dāng)寬,lmm是從一個刻度的中心到另一個刻度的中心的距離。用mm記錄你的顯微鏡中低倍物鏡的視野直徑。
3、計算高倍物鏡的視野直徑是多少毫米,使用下面的等式：
高倍物鏡的放大倍數(shù)/低倍物鏡的放大倍數(shù)=A
低倍物鏡的視野直徑/A=高倍物鏡的視野直徑
例如,如果你的低倍物鏡的放大倍數(shù)是12X，而你的高倍物鏡的放大倍數(shù)是48X,則A=4。若低倍物鏡的視野直徑是l.6mm,則高倍物境的視野直徑是1.6mm/4,或0.4mm。
【實驗材料和用具】
顯微鏡、透明直尺（最小刻度為1mm）、載玻片、蓋玻片、鑷子、解剖針、清水、滴管等；吸水紙、50%甘油、不同種的植物葉片等。
【實驗步驟】
一、觀察氣孔的運動
實驗前把植物放在光線充足及比較濕潤的地方，以便使用時氣孔更好地張開。撕下葉子的下表皮，放在載玻片上的清水中，展平后蓋上蓋玻片。然后在顯微鏡下觀察正常狀態(tài)的氣孔。
找到清晰的開放著的氣孔物像后，在蓋玻片的一側(cè)滴加2-3滴50%的甘油，同時在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸，同時在顯微鏡下觀察。此時可以觀察保衛(wèi)細胞開始發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象，氣孔也隨之關(guān)閉了。
10-15分種后，由于甘油可透過保衛(wèi)細胞的原生質(zhì)層而進入液泡，從而導(dǎo)致保衛(wèi)細胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象，這時會發(fā)現(xiàn)氣孔又隨之張開了。
在蓋玻片的一側(cè)滴加2-3滴清水，同時在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸，同時在顯微鏡下觀察。此時可以觀察到由于保衛(wèi)細胞大量吸水而導(dǎo)致氣孔張得更大了。
二、估測葉片氣孔的數(shù)量
1、請用自己組的設(shè)計方案，或者用參考的設(shè)計方案來研究：
�。�1）同種植物單位面積葉片上、下表皮氣孔數(shù)量有何差異？
�。�2）不同植物單位面積葉片上的氣孔數(shù)量差異如何？
2、一些提示：
臨時裝片的制作方法要點：滴清水、撕葉片表皮（只要透明部分）、展平、蓋蓋玻片（注意防氣泡）、觀察（注意顯微鏡的正確使用）。
3、實驗步驟
�。�1）拿起葉片,使下表面朝上,以一定角度撕取一部分下表皮。撕下的應(yīng)是伸到葉片綠色部分以外的、窄而無色的邊緣部分。
�。�2）把表皮放在載玻片上,用解剖刀切成小塊,滴加一滴清水,蓋上蓋玻片,勿使表皮干燥。
�。�3）在低倍境下找到一些氣孔。換到高倍鏡下觀察。
�。�4）在高倍鏡下,數(shù)出下表皮5個不同區(qū)域中的氣孔數(shù)目。計算每mm2葉表皮上的平均氣孔數(shù)目(方法見前面的實驗原理部分)。
�。�5）用同樣的方法對同一葉片的上表皮上的氣扎進行計數(shù),盡可能現(xiàn)察多種類型的葉。比較每類葉的上、下表皮上的每mm2的氣孔教目。
4、測量記錄：
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你所用的顯微鏡，其低倍物鏡的視野直徑及視野面積 |
視野直徑 mm2 |
視野面積mm2 |
氣孔數(shù)目個mm2 | |
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你所用的顯微鏡，其高倍物鏡的視野直徑及視野面積 |
視野直徑mm2 |
視野面積mm2 |
氣孔數(shù)目個mm2 | |
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植物種類 |
上表皮 |
下表皮 | ||
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5、討論：
（1）葉片上表皮不同區(qū)域每平方毫米的氣孔數(shù)目有何不同？葉片下表皮不同區(qū)域的氣孔數(shù)目有何不同？葉片上表皮與下表皮相比，氣孔數(shù)目有何不同？在你得出結(jié)論前，必須做出什么假設(shè)？
（2）不同的植物葉片上表皮或下表皮氣孔數(shù)目及分布有何差異？