本題涉及了植物細(xì)胞中色素及其比例變化的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，正常葉片的葉綠體中有兩大類(lèi)光合色素，其中葉綠素和類(lèi)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(lèi)胡蘿卜素多，占優(yōu)勢(shì)，所以正常葉子總是呈現(xiàn)綠色。秋天、條件不正常或葉衰老時(shí)，由于葉綠素較易被破壞或先降解，數(shù)量減少，而類(lèi)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(xì)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(chǔ)存于液泡中。而花色素類(lèi)似于酸堿指示劑，從堿性到酸性會(huì)呈現(xiàn)從藍(lán)色到紅色顏色漸變，具體而言是，pH=7~8 時(shí)呈淡紫色；pH<3時(shí)，呈紅色；pH>11則呈藍(lán)色。由于秋天時(shí)液泡中花色素增多，且細(xì)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(huì)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(gè)小實(shí)驗(yàn)，找一朵開(kāi)紅花的牽�；�，用手把花瓣使勁揉一揉，使花瓣細(xì)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(huì)由紅色變?yōu)樗{(lán)色。這樣學(xué)生就可以理解其中的原因了。
第二課時(shí)
1、引言
教學(xué)時(shí)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(lái)源假設(shè)，即水中的氧是來(lái)源于水還是二氧化碳，還是共同來(lái)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。
在搞清楚光合作用中的全部氧氣來(lái)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(duì)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(guò)這個(gè)工作，可使學(xué)生深切認(rèn)識(shí)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(shí)。
2、光合作用的具體過(guò)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(guò)程后，應(yīng)把重點(diǎn)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(jìn)行光合作用的意義的教學(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，課上可以采取分組討論的形式，選擇幾個(gè)典型的事例，圍繞光合作用的生態(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“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(dòng)
探究光強(qiáng)、光質(zhì)、溫度、二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繉W(xué)習(xí)光強(qiáng)、光質(zhì)、溫度、二氧化碳濃度等外界條件對(duì)光合作用的影響
【實(shí)驗(yàn)原理】
因?yàn)橛绊懝夂献饔玫膬?nèi)部及外部因素不斷變化而相起，因此植物光合作用強(qiáng)度經(jīng)常改變著。影響光合作用的外界因素主要有光強(qiáng)、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(qiáng)增加，光合作用強(qiáng)度增強(qiáng)。但由于植物的生活習(xí)性不同，在光強(qiáng)增加相同的情況下，光合作用強(qiáng)度的增強(qiáng)程度并不相同，并且當(dāng)光強(qiáng)增加到一定限度時(shí)，光合作用不再增加了。
因光合色素對(duì)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(huì)影響光合作用的強(qiáng)度，紅光、藍(lán)紫光光合作用強(qiáng)度大，其它顏色的光會(huì)使光合強(qiáng)度下降，綠光的光合強(qiáng)度幾乎為零。
因溫度直接影響光合作用過(guò)程中光反應(yīng)與暗反應(yīng)酶的催化活性，因此也會(huì)影響光合作用的強(qiáng)度。一般而言，溫度在0℃-35℃之間時(shí)，每增加10℃光合強(qiáng)度增加一倍；但超過(guò)40℃-50℃后，光合強(qiáng)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(qiáng)度，在一定的濃度范圍內(nèi)，增加二氧化碳濃度，光合作用強(qiáng)度加強(qiáng)。
【實(shí)驗(yàn)材料和用具】黑藻或金魚(yú)藻、碳酸氫鈉、高瓦數(shù)聚光燈、溫度計(jì)、大燒杯等。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
1、光強(qiáng)度對(duì)光合作用的影響。
取幾條黑藻或金魚(yú)藻，將其剪成幾段，放在裝有自來(lái)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(jì)監(jiān)測(cè)水溫）。
每個(gè)距離都每隔一定的時(shí)間計(jì)數(shù)排出的氣泡數(shù)。
2、光質(zhì)對(duì)光合作用的影響。
取幾條黑藻或金魚(yú)藻，將其剪成幾段，放在裝有自來(lái)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(lán)色、黃色、綠色的透明玻璃紙把該裝置包起來(lái)。
每種顏色的光質(zhì)都每隔一定的時(shí)間計(jì)數(shù)排出的氣泡數(shù)。
3、溫度對(duì)光合作用的影響。
取幾條黑藻或金魚(yú)藻，將其剪成幾段，放在裝有自來(lái)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(shí)間計(jì)數(shù)排出的氣泡數(shù)。
4、二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響。
取幾條黑藻或金魚(yú)藻，將其剪成幾段，放在裝有自來(lái)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(yú)藻體內(nèi)的機(jī)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(gè)燒杯都每隔一定的時(shí)間計(jì)數(shù)排出的氣泡數(shù)。
探究觀察氣孔運(yùn)動(dòng)及估測(cè)氣孔數(shù)量
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繉W(xué)習(xí)觀察氣孔運(yùn)動(dòng)和估測(cè)氣孔數(shù)量的技術(shù)和方法
【實(shí)驗(yàn)原理】
用透明直尺與顯微鏡測(cè)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(hào)表示微米就是um。
2、可以通過(guò)將微觀物體的大小與圓形視野的大小做比較而估計(jì)出微觀物體的大小。要確定視野的大小,可以在載物臺(tái)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(dòng)尺子使它有刻度的一邊通過(guò)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(gè)刻度的中心到另一個(gè)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(jì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟】
一、觀察氣孔的運(yùn)動(dòng)
實(shí)驗(yàn)前把植物放在光線充足及比較濕潤(rùn)的地方，以便使用時(shí)氣孔更好地張開(kāi)。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(kāi)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(shí)在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸，同時(shí)在顯微鏡下觀察。此時(shí)可以觀察保衛(wèi)細(xì)胞開(kāi)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(guò)保衛(wèi)細(xì)胞的原生質(zhì)層而進(jìn)入液泡，從而導(dǎo)致保衛(wèi)細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象，這時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)氣孔又隨之張開(kāi)了。
在蓋玻片的一側(cè)滴加2-3滴清水，同時(shí)在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸，同時(shí)在顯微鏡下觀察。此時(shí)可以觀察到由于保衛(wèi)細(xì)胞大量吸水而導(dǎo)致氣孔張得更大了。
二、估測(cè)葉片氣孔的數(shù)量
1、請(qǐng)用自己組的設(shè)計(jì)方案，或者用參考的設(shè)計(jì)方案來(lái)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(shí)裝片的制作方法要點(diǎn)：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(shí)驗(yàn)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(wú)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(gè)不同區(qū)域中的氣孔數(shù)目。計(jì)算每mm2葉表皮上的平均氣孔數(shù)目(方法見(jiàn)前面的實(shí)驗(yàn)原理部分)。
（5）用同樣的方法對(duì)同一葉片的上表皮上的氣扎進(jìn)行計(jì)數(shù),盡可能現(xiàn)察多種類(lèi)型的葉。比較每類(lèi)葉的上、下表皮上的每mm2的氣孔教目。
4、測(cè)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(gè)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(gè)mm2 | |
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植物種類(lèi) |
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？