光合作用的起源精选(十四篇)
发布时间：2024-01-31 14:44:05
序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇光合作用的起源，期待它们能激发您的灵感。
篇1
一、2019上半年推广应用情况
我局多措并举，积极探索，大力推动新能源车辆在邮政快递行业中的运用。
一是地方政策支持。近日，**市政府印发了《**市推进运输结构调整实施方案（2019-2020年）》的通知，《方案》指出要完善城市绿色配送体系，加大新能源城市配送车辆推广应用，积极推进城市绿色货物配送发展，加大资金支持力度，到2020年，初步形成覆盖全市的城际快充网络。
二是召开座谈会议。我局联合商务局组织召开了新能源车推广工作座谈会，详细了解企业需求。会上阐述了新能源车辆对于行业绿色发展、转型升级的重要意义，宣传了国家、省、市关于新能源车的财政补贴、基础设施、安全服务等各项政策，并详细了解了企业的需求状况。
三是搭建推广平台。与市工信局进行充分沟通，在掌握了相关政策和流程后，与车城、厂商等企业开展了多次洽谈，并组织快递企业代表（全市各品牌快递企业及县区分支机构负责人）到新能源汽车销售网点进行了现场参观和咨询洽谈，快递企业人员参与了试乘试驾活动。
经过积极推广，上半年全市邮政快递行业通过购买或租赁方式新增新能源汽车17辆（其中邮政新增10辆，快递新增7辆），目前中国邮政速递物流有限公司**市分公司用于城区揽收、投递的配送车辆126辆，其中新能源电动汽车51辆，占揽收投递车辆的41%，快递行业新能源车共有30余辆。
二、充电基础设施建设情况
我市已建立的新能源汽车充电基础设施以单位停车场、公共停车场为主体，以城市快充电站、高速公路服务区快充站为补充, 据不完全统计，截至目前，我市已建成充电桩1594个，其中投入运营1189个，各县（市、区）都有分布，其中运河区、新华区、高新区、开发区投入运营的公用充电站43座、公用充电桩321个。到2020年，**市市区公用充电站力争达到110座，公用充电桩力争达到2700个。这些公用充电桩分别由国网供电公司、特来电新能源汽车科技有限公司建设。
三、存在的问题
首先是购置成本高。目前，在全国88个新能源汽车推广的城市中购买新能源车可以享受国家补贴，但是购买一辆新能源电动汽车的价格仍然要高于同等型号的普通燃油车的价格，由于购置成本太高，快递企业很难大范围、大批量地应用新能源电动汽车。
其次是续航里程短和装载容积小。根据调查发现，快递人员以40—60km/h的时速多次往返派送快件时，电池的续航能力达不到一次充电可以满足全天的要求，且在冬季电池的性能不能够充分地发挥，行驶里程和夏天差异较大。同时装载容积小也是当前快递企业不愿采购新能源车的一大因素。快件中有很多自重轻但体积较大的泡沫类快件，生产企业必须根据快递运输的个性，对装载容积进行合理的配置。
再次是充电配套设施不完善。目前快递新能源车充电还面临多方面问题如：网点所在地物业不允许充电、大部分快递网点临街，夜间充电，相关设施存在较大隐患、大多数快递网点门前属公共区域，充电桩安装不便等等。
最后是车企售后服务的缺乏。当前提供新能源车售后服务的品牌门店少，覆盖率比较低；出现故障返修后，一般在3天以上，返修期太长，对于快递网点来说会严重影响派件工作；超出使用年限的动力电池回收问题，目前还没有明确的政策保障。
四、相关工作建议
篇2
我们所居住的地球上有着无数多姿多彩的生命，比如花草、树木还有野生动物。这些生命能够存活的基础便是它们与环境所进行的物质与能量的交换。在这些物质与能量的交换中，光合作用起了基础的作用，它关乎着地球上无数生物的生存、演化和繁荣。
地球的早期是没有生命的一片荒芜，光合作用的出现对于地球早期生命的出现，以及地球面貌的改变都起到了十分重要的作用。早期的地球经历了漫长的发展后，在原始海洋中已形成了一些非生物起源的有机物，早期产生的原始生物就是通过消耗这些原始海洋中的有机物来获得能量，从而支持其生命活动的。这样，原始生物的出现会使原有非生命起源的有机物不断减少，因而会趋向绝灭。可是，在这过程中，原始生物也在不断地变异和演化。其中，某些原始生物演化出了可利用太阳光等能量把二氧化碳还原并合成有机物的功能，成为自养生物，这为它本身的生存并为其他异养生物的蓬勃发展创造了条件。
由于光合作用还使氧气从水中释放出来，于是，在有氧气存在的情况下，生物中可演化出能彻底降解有机物而获得更多能量的有氧代谢功能，单细胞的生物开始向多细胞生物的方向进化了。这具有无比重大的意义，单细胞生命不仅内部容量有限，而且各种反应难免互相干扰。多细胞生物可以分化出性质有差异的细胞，能形成不同功能的组织和器官，这为生物的多方向演化创造了必要的条件。
由光合作用所释放产生的氧气在大气层上空形成了臭氧层，可吸收太阳辐射中对生物非常有害的一部分紫外线，使原来只能生存于水中的生物可能登陆，向地球上的几乎每一个角落进行扩展。
至此，光合作用已为地球上生命的进化和发展提供了必备的物质(有机物和氧气)、巨大的能量(将太阳能转化为储存在有机物中的化学能)和广阔的生存及发展环境(臭氧层使原来只能生活在水中的生物可以登陆了)。地球上开始出现了生机勃勃的景象。
随着可利用光能将无机物合成有机物以维持生命活动的光合生物登陆，其他以光合生物为食物的异养生物也可上岸了。它们以植物为食物，或是以其他吃植物的异养生物为食物。
早期的单细胞原始生物也随环境条件的变异而在单细胞水平上发生了多种多样适应环境的变化，由于它们体积很小，人们用肉眼看不到，常把它们统称为微生物。
在光合作用的推动下，植物、动物以及分解动植物的微生物在地球的各个地方生存、进化并逐渐繁荣。由于太阳光不断地向地球射来，地球表层的二氧化碳和水等无机物非常丰富，光合作用以非常大的规模进行，所以植物、动物和微生物的进化和发展能在数亿年中保持欣欣向荣的势头。这最终使地球表面形成了一个特殊的、充满活力的生物圈。
在这个生物圈中，生物在不断地演化，种类迅速增多，并且出现的生命活动形式也越来越高级，直到人类诞生。光合作用对于人类社会的发展同样起着非常重要的作用。
首先，“民以食为天”。不论是在目前还是在可以预见的将来，人类的食品供应都还要依靠农业生产。而农业生产的本质便是人们用各种办法保证植物能有效地进行光合作用，形成有机物，并通过多种途径使之转化为种类繁多的农产品供人们利用。所以，光合作用对于人类食物的获取有着至关重要的作用。另外，人类若想提高农业生产的效率也可以从提高光合作用的效率入手。
此外，人类社会目前面临的另一个重大问题便是能源的问题。人们现在大量利用的飞机、汽车等交通工具和多种工业所使用的能源都是依赖石油在维持。一旦石油出现危机或是石油开采枯竭，人类社会必将受到全面影响。于是，新的可替代能源的开发便越来越受人们的关注。太阳能是一个理想的替代者，不仅数量巨大，而且无污染。太阳能的开发有多种途径，比如通过光电转换，或是先将太阳能转化为热能再发电。但通过植物的光合作用，将太阳能转化为储藏在有机物中的化学能与其他的方式相比有着较大的优点：首先是成本很低，可以大规模利用；其次是光合作用形成的有机物还可先充分利用，最后变为“生物垃圾”的时候再把它当作能源。
由此可见，光合作用不仅对地球生命的形成与进化起到了非常重要的作用，它对我们当今人类社会的发展也有很重大的意义。那么，这么重要的光合作用，到底是怎样被人们一步一步发现的呢?说起来，这还真是一个很漫长的过程呢。
古希腊哲学家中“最博学的人物”亚里士多德曾猜想过植物是从土壤中吸收养料长大的。这符合一般人的经验，在肥地里植物长得快些。可是，从物质来源的数量上看，这个猜想却基本上是错误的。17世纪荷兰人凡埃尔蒙做了一个实验。他在称过重量的盛有土壤的盆中种了一棵小柳树，只浇雨水不施任何肥料。后来柳树长得很大了，而土壤却只轻了一点点。于是，他得出结论说，植物增加的重量主要不是来自土壤而是来自水分。看来这是很有说服力的测定，但有一个重要的遗漏，他忽略了植物也有可能从空气中得到物质。我国明末的宋应星在《论气》中从另一个角度来分析，他想人的食物主要来源于植物，每天吃得多，排得少，剩余部分到哪里去了呢?是变成气了，那么植物也可能主要是由气变成的。这的确是非常精辟的见解，但终究也只是推测。直到二百多年前，随着化学的发展，尤其是对气体的性质和组成有所了解，人们才通过一系列实验，逐渐认识到形成植物体的物质来源及其和光的关系。
1771年，英国化学家普里斯特利发现，在密闭的玻璃罩中植物可恢复因蜡烛燃烧而变“坏”了的空气，表明植物可改变空气的组成。1773年，荷兰人英恩豪斯证明，只有植物的绿色部分在光下才能起使空气变“好”的作用，将绿色部分和光与改变气体组成的作用联系了起来。1804年，瑞士得索绪尔通过定量研究进一步证实，二氧化碳和水是植物生长的主要原料。1845年，德国迈尔了解光和植物进行这些反应的关系，发现植物把太阳能转变成了化学能。1860年左右，人们就已经用公式表示植物利用光能合成有机物的总过程，并于1897年首次在教科书中称其为“光合作用”。
篇3
【关键词】植物；光合作用；产物
光合作用和其他生理过程一样，受到一系列内外因素的影响，植物的种类，植株的年龄和器官以及植物体内叶绿素的含量等都对光合作用有影响，在相同条件下，不同植物光合速率不同是由植物本身的遗传特性决定的，同一品种植物的光合速率主要受光照、CO2浓度、温度、水分和矿质营养等环境因素的影响，下面简述外界因素对光合作用的影响。
1.光照强度
光是光合作用的能源，没有光，光合作用就无法进行。光合强度与光照强度有密切的关系。
常用的光照强度单位为lx（勒克斯）。实际的光照强度，可用照度汁直接测量出来。夏季晴天中午，露地的光照强度约为35.28×105lx，冬季晴天露地光照强度约为88.1×104lx，而阴雨天仅及晴天光照的1/5―1/4。一般植物在很弱的光照下，便能进行光合作用。光愈弱，光合作用也愈弱，如果光照强度增大，光合作用也就增强。但是光照强度达到一定程度时，光照强度再加强，光合作用并不再随之增高，这时的光照强度称为光饱和点。在达到光饱和点以后，如果再继续增加光照强度，有些植物的光合作用将会下降。这是由于强光引起光合色素和重要的酶类钝化，同时强光往往导致高温，易造成水分亏缺、气孔关闭和CO2供应不足等。根据植物对光强度的需要不同，可以将植物分为两类：阳性植物（如月季、扶桑、白兰、唐菖蒲等）的光饱和点接近于全部光照强度的一半；耐阴植物（如茶花、杜鹃、万年青、兰花等）在全部光强的l/10，即能正常地进行光合作用，光照强度过高时，反而导致光合作用减弱。在两类之间还有一些中间类型的植物（如萱草、天门冬、红枫、含笑、苏铁等），它们在遮阴和全部日照下都能进行正常的光合作用。
植物在进行光合作用时，还在进行呼吸作用。当光照强度较高时，植物的光合强度往往要比吸收强度高若干倍；当光照强度下降，光合强度也下降，光强度降到一定程度时，光合作用吸收的CO2与呼吸作用放出的CO2相等，这时的光照强度称为光补偿点。阳性植物的光补偿点比耐阴植物高，通常阳性植物在全部光强的3%～5%时达到光补偿点；而耐阴植物的光补偿点则不超过全部光强的1%。植物在光补偿点时不能积累干物质，而且夜间还要消耗干物质，这对植物的生活是很不利的。因此，植物所需的最低光照强度，必须高于光补偿点。
光饱和点和光补偿点代表植物的叶片对强光和弱光的利用能力，可用来衡量植物的需光量。因此，光饱和点和光补偿点的确定对于栽培植物有重要作用，特别是光补偿点可作为园林植物配置、树木修剪的根据。栽培在温室中的植物，通过维持一个最适的温度条件，补偿点的位置可以适当降低，这对于有效地利用较弱的光照维持正常光合作用具有重要意义。
2.CO2的浓度
C02是光合作用的主要原料，其含量直接影响到光合作用的进行。大多数植物，当空气中的CO2含量低于60×10-6ppm时，光合作用则显著降低，甚至完全停止，这一CO2浓度称为CO2补偿点。提高CO2浓度，在一定范围内能够提高光合强度。一般情况下，光合作用的最适CO2浓度约为0.1%，而空气中的CO2含量通常为0.02%一0.03%左右，所以，如果能适当地增加空气中CO2浓度，光合作用便能显著增加。目前国外的温室及塑料薄膜棚室已大面积应用CO2施肥的方法增加空气CO2含量。国内也有不少单位在进行试验。一般在育苗和生长旺盛期进行CO2施肥效果较好。在试验条件下，CO2施肥一般用于冰，它是一种低温固态的CO2，在常温下升华为气态。用干冰时要注意人体不要直接接触，以免发生低温伤害。也可用强酸和碳酸盐反应，使其产生CO2，但要注意强酸不可太浓，以免发生有害气体。另外，可以结合糖化饲料发酵，或用水缸盛厩肥发酵，不时搅拌，即可达到增加室内CO2浓度的目的。
在室外条件下，目前施用CO2肥料还有相当大的困难，主要是依靠风引起空气流动，使CO2的空气接近叶面，以保证光合作用的正常进行。另外可施用碳酸盐肥料和有机肥，来增加土壤的CO2含量。施用有机肥料可提高土壤中的腐殖质，增加土壤中微生物的数量并改变土壤微生物的群落，这样也可达到CO2施肥的目的。土壤中的CO2一部分扩散到空气中为植物的叶子所吸收，另一部分则直接被根所吸收。在通常情况下，空气中CO2含量过高对光合作用也是不利的，当浓度超过1%时，将引起原生质中毒、气孔关闭，从而抑制光合作用，但若同时增强光照强度时，则CO2的利用浓度就可以相对地提高。
3.温度
植物进行光合作用的温度范围很宽，通常温度对光合作用的影响和植物的起源有关。温带植物光合作用的最低温度为。0～5℃；在寒带地区生长的植物，最低可达-6～7℃；然而热带植物在4～8℃时光介作用被抑制。从温度的低限开始，光合强度随温度升高而加强，超过最适点后，光合作用便下降。一般来讲，植物可在10～35℃的范围进行正常的光合作用，最适点约为25～30℃。一般植物光合作用的最高温度为40～50℃，这时光合作用很微弱，其至停止，温度对于光合作用的影响，与光照强度和CO2浓度都有关系，在光强度较高和CO2浓度较大的条件下，光合作用的最适温度也随之提高。在光强度低和CO浓度小时，提高湿度反而对植物生长不利。因此，冬天在温室栽培植物和温床育苗时，在夜间和光线不足的阴雨天，应该适当降低室内温度。
4.水分和矿质元素
水分是光合作用的原料，但植物所吸收的水分，用于光合作用的不到1%，而很大部分水分用于其他的生理过程和通过蒸腾作用而散失掉了。因此，水分对于光合作用的影响并不是直接的，水分主要是影响其他的各种生理活动，从而间接地影响光合作用的进行。当植物的水分代谢被破坏时，叶子含水量减少，而引起气孔的闭合，阻止了CO2进入叶内，使光合作用降低。
植物生命活动所必需的十几种矿质元素，对光合作用也有直接或间接的影响。如镁和氮是叶绿素的组成元素，铁和锰参与叶绿素的形成过程，硼、钾、磷等能促进有机物的输导和转化。因此，合理施肥对保证光合作用的顺利进行，是非常重要的。
上述因素对光合作用的影响并不是孤立的，而是互相依存、互相制约的，对光合作用发生着错综复杂的综合影响。我们了解影响光合作用的因素后，在园林植物的栽培管理上，就应综合考虑各种因素的相互关系和综合影响，创造植物生长的适宜环境，来提高植物对光能的利用率和光合效率。
参考文献
篇4
正是因为光合作用研究对于生命科学乃至人类未来发展具有重大意义，所以很多科学家致力于光合作用领域的研究，诺贝尔奖曾被先后六次授予从事光合作用研究并作出杰出贡献的科学家。利用生物化学、分子生物学、物理学和化学等学科资源，从不同侧面相互结合进行光合作用研究是国际上光合作用研究领域的新趋势。国家自然科学基金委员会1997年底启动了“光合作用中高效吸能、传能和转能的分子机理”的国家自然科学基金九五重大项目，科技部1999年初将光合作用列为我国具有重要应用价值的首批十五项重大基础理论问题之一(“973”项目)，国家投入巨资，以中科院植物所光合作用研究中心以及生物物理所为首的科学工作者积极参与到国际光合作用这一竞争十分激烈、特别热门的研究当中。
菠菜主要捕光复合物的晶体结构
2004年3月18日，世界著名杂志《自然》以主题论文的方式发表了由中国科学院生物物理所、植物研究所合作完成的“菠菜主要捕光复合物(LHC-II)2.72A分辨率的晶体结构”的研究成果，其晶体的结构彩图被选作该期杂志的封面照片。
光合作用机理一直是国际上长盛不衰的研究热点，LHC-II是绿色植物中含量最丰富的主要捕光复合物。这一复合物是由蛋白质分子、叶绿素分子、类胡萝卜素分子和脂质分子所组成的一个复杂分子体系，它们被镶嵌在生物膜中，具有很强的疏水，难以分离和结晶。测定这样的膜蛋白复合体的晶体结构，是国际公认的高难课题，也是一个国家结构生物学研究水平的重要标志。
中国科学院生物物理研究所常文瑞研究员主持的研究小组经过6年的艰苦努力终于完成了这一重要复合体三维结构的测定工作。中国科学院植物研究所匡廷云院士主持的研究小组，经过多年的艰苦努力，分离、纯化了这一重要的光合膜蛋白(LHC-II)，为晶体和空间结构的解析打下了物质基础，这是生物化学、结晶学及结构生物学的有机结合所取得的重大成果，使我国在高等植物LHC-II三维结构测定方面成功地超越了德国和日本等发达国家的多家实验室，率先完成了这一具有高度挑战性的国际前沿课题。
这一成就已经引起了众多国际同行的广泛关注，正如他们所评价的：“这是光合作用研究领域的一大突破，对于理解植物光合作用中所发生的捕光和能量传递过程是必不可少的，这一成果标志着光合作用研究的重大跨越”。
太阳能电池
澳大利亚研究员表示，模仿植物中的叶绿素创造的合成分子，据此也许有一天能研制出高效的太阳能电池。
由悉尼大学的马克斯・克鲁斯雷教授领导的分子电子学科研组，最近在罗马举行的国际卟啉和酞菁染料大会上提出了他们的研究成果。克鲁斯雷说：“经过数百万年的演变，自然能很有效地捕获到光并把它转化成能量。我们正在设法模仿自然的光合作用方式。”
叶子利用体内排列密集的叶绿素分子将光能转变成电能，然后再转变成化学能。促成叶绿素这一功能的必不可少的元素是色素卟啉，它位于镁离子的中心。研究员制造了一个形状像足球的合成叶绿素分子。它有一个树状大分子支架，是一个由碳、氢、氮合成的高度分岔的纳米聚合体。黏附在树状大分子上的是捕获光的色素卟啉的人工合成版本。一种被称作“巴基球”的球形碳分子坐落在卟啉之间，从收集到的太阳光子中吸收电子。
克鲁斯雷和他的科研组已经利用合成叶绿素建造一个有机太阳能电池的雏形。它以自然释放为基础，他们希望最终能制造出比现有太阳能电池更有效的电池。绿叶能有效的将30％-40％的光能转变成电能，而通常以硅元素为基础的太阳能电池只能有效地将12％的光能转变成电能。
克鲁斯雷说：“我们已经拥有了模仿光电设备或太阳能电池的主要成分。从长远来看，我们必须设法生产出一种能像薄薄的一层油漆那样，简单地涂抹在屋顶上的东西。”他表示，科研组还希望能制造出存储装置，用来代替以金属为基础的电池。
计算机模拟光合作用
美国科学家近日称，他们最近在实验室成功地用计算机模拟了植物的光合作用，并据此培育出品种更加优良的植物。这种新植物不需要额外增加养分，就可以长出更茂盛的枝叶和果实。
美国伊利诺伊大学植物生物学和作物科学教授斯蒂夫・隆表示，在农作物结出谷粒前，绝大部分被吸收的氮都变成了植物叶片中的用来促进光合作用的蛋白质。为此，研究人员们提出了一个简单的问题：“我们能不能像植物那样给不同的光合蛋白质准备一定数量的氮，甚至比植物做得更漂亮呢?”
首先，研究人员建立子一个可靠的光合作用模型，以便精确模拟植物对环境变化的光合反应。为了完成这个艰巨的任务，科学家们使用了由美国国家超级电脑应用中心提供的计算资源。在确定光合作用中每种蛋白质的相对数量后，研究人员设计出了一系列连锁微分方程式，每个方程模拟了光合作用中的一个步骤。通过不断地测试和调整模型，研究小组最终成功预测了在真实叶片上进行实验的结果，其中包括叶片对环境变化的动态反应。
接下来，模型运用“进化算法”搜寻各种酶，以提高植物的产量。一旦实验证明某种酶的相对高浓度可以提高光合作用的效率，该模型就会利用此实验结果进行下阶段的测试，科学家们通过这种方法确定了许多可以大大提高植物生产力的蛋白质。这个最新发现也印证了其他一些研究人员的研究结果：在基因改造植物中，当这些蛋白质中某一种的含量增加，植物产量就会随之提高。
斯蒂夫，隆说：“水稻与小麦的高产品种的光合作用效率可以达到1％至1.5％，而甘蔗或者玉米的效率则可达到5％或者更高。如果人类可以人为地调控光能利用效率，农作物产量就会大幅度增加。通过改变氮的投入，我们几乎可以使光合作用效率提高两倍。然而，随之而来的一个显而易见的问题是，为何植物的生产力可以提高如此之多，为何植物还未能进化到可以自身进行如此高效的光合作用?这个问题的答案可能在于，进化的目的是生存和繁殖，而我们实验的目的是增加产量。模型中显示的变化很可能会破坏植物在野外的生存，因此这种模拟只适合在农民的农场中进行。”
“作物高产与肥水高效利用相结合理论”
我国科学家以“不投入大量水、肥、药，利用提高植物的非叶片器官的比例和功能，实现高产和超高产”的技术理论，修正了“作物高产只能通过叶片光合作用贡献率”的传统理论。
“叶片的光合作用对农作物产量的贡献率在90％以上”，是闻名于世的“第一次绿色革命”的经典技术理论成果之一。这一理论忽视“非叶光合器官的作用”，认为“作物高产的产量物质来源于叶片的光合作用”。由此，“用大肥、大水促进叶片的生长，以增加其光合生产”。事实上，由此导致的植物叶片过大，形成了遮光，反而造成作物群体的光合效率低。
我国科学家试图改变增加叶片光合作用的通常做法。中国农业大学王志敏教授等研究发现，在高温胁迫下，人们常见叶片器官衰败，而小麦等作物的穗、穗下节间和叶鞘等非叶光合绿色器官不仅具有良好的受光空间，而且具有类似于“碳4型”的高效光合机制，它不仅弥补叶片光合作用的不足，而且有耐旱、耐热、抗逆强的作用。
实践证明，非叶片器官对农作物产量的贡献率可达70％以上。在这一理论指导下，科技人员建立了冬小麦节水、省肥、高产、简化“四统一技术体系：在严重缺水的河北沧州地区大面积示范获得成功。从而结束了30多年来农作物面对高产不能突破的徘徊局面。
地球早期光合作用可能产生“水”
植物能够借助光合作用吸收二氧化碳释放出氧气，这已是人所共知的科学常识。然而美国科学家的最新研究发现，30多亿年前的地球由于氧含量很少，当时光合作用释放出的“废物”可能是水。
据美国《科学》杂志网站最新报道，美国斯坦福大学地质学家唐纳德，洛等人认为，30亿年前的地球大气中存在大量氢，当时的生物很可能是依赖氢再通过光合作用将二氧化碳转化为自身必需的有机化合物，而这一过程最终产生的“废物”很可能是水而不是今天的氧气。这一结论来自一些有34亿年历史的微生物化石，化石是在南非黑硅石中发现的。对黑硅石进行的生化分析发现，黑硅石中含有大量属于碳酸铁类矿物的菱铁矿，却几乎找不到任何氧化铁的踪迹；黑硅石中的微生物曾生活在缺氧的海洋中；黑硅石中微量元素铈的含量要高于现今海洋中的铈含量，其中的铀也大都和钍结合在一起。这些都表明，30多亿年前的地球不是一个富含氧的环境。
有地质学家认为，黑硅石中的化学成分组成可能是由其他原因造成的，洛等人的观点有待推敲。但一些业内人士评论说，洛等人的研究成果令人信服，“氢依赖型光合作用”的发现使人们对生命起源的理解向前迈出了一大步。
光合作用研究的发展前景
篇5
关键词：生物 兴趣 观点 学习方法
生物是一门非常有前景的学科，世界首富比尔盖茨曾经说过这样一句话："下一个首富肯定是搞生物的，21世纪是生物的世纪"。如何才能使我们的学生学好生物呢？这需要我们做老师的认真分析解决这问题。俗话说得好，"兴趣是最好的老师"；和其它学科一样兴趣最重要，首先要培养自己对生物学的兴趣，而就生物学的特点如它是实验性很强的学科，学生一走进实验室，自身的好奇心油然而生，他们这种渴求知识的欲望，促使他们热情高、兴趣浓，这种学习的热情是任何人也抑制不了的。只要学生有了学习的兴趣，学生在平时的课堂中很自然的就会跟着老师的思路走，也就是说学生已经慢慢上路了。
学生光有兴趣是不能学好一门功课的，因为兴趣如果平时不加以巩固，学生的兴趣就会转移和消失；所以作为一名教师，工作还有很多。下面就结合自己的工作实际和体会，谈一些如何提高学生学习对生物兴趣的看法。
一、树立正确的生物学观点
树立正确的生物学观点是学习生物的重要目标之一，正确的生物学观点又是学习、研究生物学的有力武器，有了正确的生物学观点，就可以更迅速更准确地学到生物学知识，所以我在教学中，要注意对学生学习观点的培养。
1、结构与功能相统一的观点
结构与功能相统一的观点，因为有一定的结构就必然有与之相对应功能，反过来任何功能都需要一定的结构来完成。例如叶的表皮是五色透明的，表皮细胞排列紧密，向外一面的细胞壁上有透明而不易透水的角质层。表皮的这种结构的存在，就既利于阳光透过，又能防止叶内水分过多地散失，还能保护叶内部不受外来的伤害；而阳光透入，防止水分散失，保护叶内组织，又需要一定的结构来完成，这就是表皮。
2、生物的整体性观点
系统论有一个重要的思想，就是整体大于各部分之和，这一思想也完全适合生物领域。不论是细胞水平、组织水平、器官水平，还是个体水平，甚至包括种群水平和群落水平，都体现出整体性的特点。
3、生命活动对立统一的观点
生物的诸多生命活动之间，都有一定的关系，有的甚至具有对立统-的关系，例如，植物的光合作用和呼吸作用就是对立统一的一对生命活动。光合作用的实质是合成有机物，储存能量；呼吸作用的实质是分解有机物，释放能量。很明显，两者之间是相互对立的。呼吸作用所分解的有机物正是光合作用的产物，可以说，如果没有光合作用，呼吸作用就无法进行；另一方面，光合作用过程中，原料和产物的运输所需要的能量，也正是呼吸作用释放出来的，如果没有呼吸作用，光合作用也无法进行。因此说，呼吸作用和光合作用又是相互联系、相互依存的。
4、生物进化的观点
辩证法认为，一切事物都处在不断地运动变化之中，任何事物都有个产生、发展和灭亡的过程。自然界生物也不例外，也有一个产生和发展的过程，所谓产生就是生命的起源，所谓发展就是生物的进化。生命的起源经历了从无机小分子物质生成有机小分子物质，再形成有机高分子物质，进而组成多分子体系，最后演变为原始生命的变化过程；生物的进化遵循从简单到复杂，从水生到陆生、从低等到高等的规律。 所以学习生物必须要有进化的观点。
二、掌握科学的学习方法
学习方法的优劣是学习成败的关键，要想取得理想的学习效果，必须掌握科学、高效的学习方法。有了好的学习方法可以使学习起到事半功倍效果。
1、观察方法
学习过程从本质上说是一种认识过程。认识过程是从感性认识开始的，而感性认识主要靠观察来获得，所以观察方法就是首要的学习方法。观察方法主要包括顺序观察、对比观察、动态观察和边思考边观察。
2、做笔记的方法
俗话说，好记性不如烂笔头。写一遍是你记忆一次效果的几倍。在平时的教学群中我就比较注意指导学生做笔记，让学生上课的短时记忆变为长时记忆，使学生可以随时提取自己脑海中的知识。一是注意记录老师上课的板书，尤其是老师对课堂知识结构的板书要重点做笔记；二是利用课堂和课余时间对每节课的概念和知识点做好笔记；三是对课后练习题做好记录，方便自己随时复习。
3、思维方法
思维能力是各种能力的核心，思维方法是思维能力的关键，所以思维方法在学习方法中占有核心的位置。对于生物学它既有文科的特点又有理科性质的特点，对于学好生物学的思维能力较强，这也需要学生在平时的学习中多加练习。
篇6
[关键词]难点突破知识体系
[中图分类号]G633.91[文献标识码]A[文章编号]16746058（2015）110119
笔者曾经教过这样一名学生，她综合素质较好，除了生物学科之外，其他学科发展良好，英语和语文尤为突出，但在历次生物考试中，成绩不超过80分。按照常理，对于这样一个特优生来讲，这是不应该出现的现象。经过班级作业组集体备课和座谈了解，我发现她出问题的点是遗传知识。在了解到她在生物学习中的障碍之后，我先后与她一起突破了基因分离规律、基因自由组合规律、伴性遗传、遗传图谱的识别、遗传中的计算等几个难点。经过对重难点知识突破之后，她不再为遗传题发愁，这使她从“生物学科差”的阴影中走了出来，对生物学习也产生了浓厚的学习兴趣，并经过对难点内容的突破，学会了自学生物的方法。在高考中，她以生物一分未失，总成绩668分的成绩考入北京医科大学。
从这个不是个例的案例中，笔者初步得出了如下教学经验：要想使学生的生物成绩在短期内有巨大提升，构建完善的知识网络是必要的，但帮助学生找到重难点，并帮助他们突破重难点更为重要。对此，笔者采用以下几种方法，有效实现了重难点知识的突破。
一、分解难点法，让学生有梯度地突破难点
将内容丰富、涉及面广的难点分解为几个难度相对较小的问题，各个击破，最终引导学生从整体上突破难点，这种方法在生物教学中极具应用价值。如在讲光合作用知识时，由于光合作用知识是高考中的重点，并且知识量大，学生不能在较短的时间里实现完全突破，所以在教学时，笔者将其分为光合作用的探究历程、光合作用的基础、光合作用的过程、光合作用的影响因素、光合作用过程中的相关计算、光合作用过程中的相关实验设计等六个知识点分别进行授课，为学生搭建了一个具有坡度的学习平台，有效降低了本难点知识的难度，使知识具有一定的梯度性，并且可以加深学生的记忆。
二、采取“问题连连串”法，让学生在温故知新中掌握重点
在传统的教学中，很多教师囿于自身教学水平的局限性、掌握知识的不系统性，在教学的过程中，难免出现对知识点“丢三落四”的现象，由此，学生在掌握新的知识点的过程中，很难将其与之相关的之前学过的知识点进行融会贯通。对此，笔者采用“问题连连串”法，让学生成为学习的主人，在问题的提出和解答中引来课堂的“一池活水”，从而让学生在温故知新中完成对本节课重点知识的掌握。
例如，在学习“DNA是主要的遗传物质”一课时，在“证明DNA是主要的遗传物质”的实验中，为了让学生迅速掌握这一重点知识，笔者进行了如下操作。
首先，在课前准备中，让学生结合本节课所要学习的知识点，通过网络搜索、科普书籍的阅读、相关资料的查询等方式，进行了大量课外知识的储备，其次，思考在之前学过的内容中，与本节课相关的知识点都有哪些；然后，在以上工作的基础上，提出了如下的问题：（1）为什么S型肺炎双球菌可以使小鼠患病死亡，而R型菌则不能？（2）肺炎双球菌转化的本质是什么？（3）体外培养实验为什么还要增加一个用DNA酶处理的对照组？（4）已经加热杀死的S型肺炎双球菌的DNA为什么还能使R型细菌转化，其DNA还具有遗传功能吗？DNA能变性吗？
以上问题的设置，目的在于：通过第（1）问，可以加深学生对“R型肺炎双球菌与S型肺炎双球菌的区别”这一知识的理解；通过第（2）（4）问可以将本节知识与生物的变异、基因工程中的PCR技术等抽象知识相联系，从而为学生扫清知识易错点打下基础；通过第（3）问，可以增强学生的实验技能。
学生通过以上问题串的串联，能够比较清楚地掌握本节课的重点知识，并且在对知识的梳理过程中将课内外知识融会贯通，完成了对重点内容的突破。
三、构建知识树，完善知识网络
在进入高三复习的过程中，很多学生对于大专题知识或者小专题知识的掌握往往不能做到“心中有数”，对此，针对每一部分的知识点，让学生自行构建知识树，形成一个完整的知识网络，将大大提高学生复习的积极性和复习效率。
篇7
一、知识的传授和能力的培养方面
1.知识的传授方面
(1)明确本课时有哪些知识点
从高中生物课本来看,文字描述的内容较多。已概括的知识点较少。所以,要求新教师对教材内容进行分析和概括,总结出相关的知识点。例如,光合作用的这部分教材可以概括为光合作用的发现、概念、反应式、过程、实质、意义和相关的实验。对光合作用的光反应阶段和暗反应阶段的知识,可以通过列表比较,将两者的快慢、条件、场所、物质变化、能量变化、实质等进行比较。
(2)明确各个知识点之间的联系,本课时的知识点与前后课时的知识点有什么联系。
例如,光合作用与细胞呼吸有密切的联系,是植物有机物合成与分解的代谢过程;光合作用和植物的水分代谢、矿质代谢也有密切的关系。
(3)明确知识点要达到的教学目标层次是什么,是了解或理解或掌握。
教学目标的陈述力求明确具体,可以观察和测量,尽量避免用含糊的和不切合实际的语言陈述目标。用一些可操作的词来陈述。例如,记住碱基互补配对原则,会计算食物网中的食物链条数。
2.能力的培养方面
学生的能力包括记忆力、注意力、观察力、想象力、思维力等,其核心是思维力。知识学习和能力发展是互为因果、相辅相成的。知识的学习需要一定的能力,而能力的提高又可以促进知识的学习。所以,教师在分析教材时,要仔细分析教材中知识点和能力点的关系。
(1)对应关系
什么样的知识点培养什么样的能力,把能力的培养落实到具体的知识点上。例如,通过观察恩吉尔曼用水绵进行光合作用探究实验的图示,培养学生的观察能力,通过提问:“此实验设计的巧妙之处有哪些”,培养学生的发散思维能力。当然,有的知识点是可以培养多种能力的。各种能力之间本身有密切的联系,不能把各种能力的培养机械地隔离开来,要把它们相互联系、综合起来培养。生物实验的设计就是培养学生综合能力的最佳方式之一。
(2)重点关系
培养学生的能力是一项长期的连续的教学任务,能力是逐渐发展提高的。在每一节课里不能什么能力都培养,应当有所侧重,重点培养一两项能力。例如,在“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验中,重点要培养学生临时装片的制作能力和高倍显微镜的使用能力。
二、学科意识和德育渗透方面
现行的人教版新教材是经过几次的实验和修订之后推广使用,目前已经基本定型。其中的一个很大的变化是注重培养学生的学科意识,主要表现在:①实验的内容比以往使用的教材明显增多,体现了生物学科是一门建立在实验基础之上的自然科学;②有关科学史的内容比以往的教材明显增多,例如,教材以较大的篇幅介绍酶的发现、光合作用的发现、生长素的发现、孟德尔豌豆杂交实验等。这些生物学史是从辩证唯物主义和历史唯物主义出发,对生物科学的产生与发展作出的科学总结,是生物学家思维的结晶。教师可以利用这些材料对学生进行科学精神和价值观的教育,让学生感受学科文化,激发他们的学习兴趣。
思想品德教育是教学目标的重要组成部分,学科教学中渗透德育是教学的一项基本原则。德育的内容不能仅限于“三大主义”,即爱国主义、集体主义和辩证唯物主义,还应该与时俱进,逐渐强化“意识”,即环境意识、资源意识、竞争意识、合作意识、科技意识、民主意识、健康意识、创新意识。在分析德育点时,要注意处理两个关系:
1.显性和隐性的关系
显性的德育点在教材中比较容易发现,因而利用得比较多。例如,讲授生态平衡时,可对学生进行环境意识和资源意识的教育。讲解基因型和表现型的关系时,要讲内因和外因的辩证关系。隐性的德育点较难发现,这就得靠教师去发现挖掘,教师本身有较强的教育意识,就会发现一些隐性的德育点。例如,指导学生分组实验时,培养学生的合作意识,对学生进行科学态度和科学精神的培养,提出要向科学家学习的要求。
2.对应关系
怎样的知识点与相应的德育内容对应,把思想教育和意识培养落到具体的知识点上。例如,爱国主义教育可以落实到我国科学家在探索生命起源问题方面的重大成就和参与人类基因组研究方面的成就,合作精神可以落实到DNA双螺旋结构模型的发现上等。
三、重点与难点方面
1.课堂教学的有效性和课堂教学效率的高低,在很大程度上与教师对一节课的重点和难点的把握密切相关。
所谓重点,就是教学大纲规定的比较重要的知识点。新教师要确定重点内容,可以借助教学参考书,也可以向备课组有经验的教师请教,还可以通过分析每个知识点在教材中的地位和作用。例如,用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动实验中,重点是让学生学会临时装片的制作和高倍显微镜的使用,因为这两个基本技能在观察植物细胞的有丝分裂和观察植物细胞的质壁分离和复原的实验中都有体现。
明确了重点内容,就可以采取相应的教学方法和手段,以提高教学的有效性和课堂效率。例如,对基因的表达这个教学内容,可以选择多媒体课件显示转录和翻译的过程,通过反复播放,加深学生对整个转录和翻译过程的印象,还可以利用多媒体快速显示各种变式练习题,通过反复练习达到对重点知识的巩固。
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关键词： 生物教学 哲学观点 教学方法
1.高中生物教学中的哲学观点
生物学是一门自然科学，而哲学是在各学科的基础上构建出来的，那么，在高中生物知识体系中也必然蕴含很多博大的哲学观点。这些哲学观点都可以通过生命活动表现出来。比如哲学里存在对立统一规律，是指任何事物之间都包含矛盾性，事物矛盾双方既统一又斗争推动事物的运动、变化和发展。
2.高中生物教材知识点与哲学观点的结合细目表
笔者结合哲学观点找出高中生物必修教材中对应的哲学观点，并做分析，绘制了如下细目表。
表1-1
3.高中生物哲学观点的教学方法
3.1结合现代信息技术采取多样的教学模式
立足于传统的教学模式和常用的讲授、讲解教学法，很难有效实现情感、态度与价值观目标。生物学教师应积极主动采取多样的教学模式、方法和手段，如探究式、运用演示、实验、各种现代化教学手段，生动、形象、具体地进行教育，培养学生实事求是的科学态度，使学生以形态的模式认识事物的本质。例如学习生物进化中自然选择这一内容时，把学生分成几个小组，让学生自己上网查阅资料，了解生物起源的各种学说。在课堂上，教师播放生物进化历程的视频，考察，分析，研究，最后得出结论。通过开展这样一门研究性课程程，可以培养学生实事求是的观点，也可以培养学生量变到质变的观点，培养学生透过现象认识本质的能力。这种模式不仅让学生学到了知识，培养了学生的辩证唯物主义思想，而且学会了怎样发现问题、思考问题和解决问题。
3.2不同学科知识优化组合
现代教育理念提倡学科间的优化组合，如果把哲学观点贯穿于各学科学习的始终，就能居高临下、提纲攀领。比如说中学物理主要由物质形式（热、店、光、电磁核物理）和运动力学组成，从唯物观的角度看，各种物质形式可以被准确定位，它们皆具有运动和静止的相对性。运用结构与功能这一哲学观点，同样能准确把握中学化学的整体部分，如在元素周期表上，各种原子依照电子排布、半径等特点形成同族，同族元素又具有化学性质相似，并呈递变规律。相应的，如果高中教师在生物教学中引入物理、化学、地理等学科知识，甚至是人文科学，则在内容的广泛联系中能让学生自主领会学科之间的联系，从多方面验证哲学观点，增强主动构建哲学观点的意识，从而达到良好的学习效果。
3.3强调知识发生过程
知识的发生过程是指知识的形成过程，即科学家得出某一结论的过程，包括从作出假设实验论证得出结论的推理过程。教材必修一中在介绍光合作用发现和过程时，从最早的普里斯特利发现植物可以更新空气萨克斯证明绿色叶片光合作用产生淀粉恩吉尔曼证明氧是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物光合作用的场所鲁宾卡门证明光合作用释放的氧全部来自水光合作用具体过程，按照发生顺序层层递进，直至得出结论。教师在讲解过程中，不能只局限在结论的强调，要让学生更多地关注知识的探索过程，感受科学知识由浅到深、由片面到全面的发展规律。
参考文献：
[1]肖前.哲学原理.中国人民大学出版社，2008.
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1.在问答中诱导学生介入。美国莫里斯比格说过:“在可能的时候,教师的任务就是通过课堂民主气氛的影响,去帮助诱导(学生)亲身介入。”这种民主气氛的创造,可以通过问答形式达到。教师的这种作用,可以根据教学需要,贯穿于整个课堂教学的过程中。教师要将学生从一种情境带入另一种情境,从生活情境带入到知识情境,从知识的浅近情境带入到知识的深远情境,就需要善于诱导,用问答等形式来诱导学生亲身介入,步步深入。如在讲“生长素的发现”时,可创设这样一组问题情境:(1)长时间放在窗台上的植物为什么向室外倾斜生长?(2)将植物用不透光纸罩住后还有上述现象吗?(3)去掉尖端后的植物还有没有现象(1)出现?(4)去掉尖端后的植物还能生长吗?(5)用什么方法证实尖端能产生某种物质并与现象(1)有关?(6)你还能举几个与现象(1)具有相同原理的例子吗?由于这组问题步步深入,层层递进,体现出与学生认知规律的一致性,通过问答有效地引导着学生的思维活动向纵深处发展。实践证明,在课堂上经常创设这种“阶梯式”问题情境,通过问答对话,对培养学生思维的逻辑性和深刻性有重要意义。
2.在讨论中诱导学生自悟。朱熹说过:“读书无疑,须教有疑,有疑者无疑,至此方是长进。”学生在学习过程中,如果因疑而学,则会促使其向“无疑”努力,以解决心中之疑。因此,教师可先设疑,让学生展开讨论,待其还难以解决之时,便因势利导,鼓励学生通过自学而自悟。如以酵母菌为例,引入一系列问题:酵母菌无氧呼吸时才产生酒精,为什么利用酵母菌酿酒时,一开始要向发酵罐内通入氧气?为什么啤酒酵母发酵后的酒精度数都不高?为什么酵母菌株使用多年,风味仍不变?对此学生马上展开了讨论,在学生愤悱之时,教师请他们阅读与教材相关的内容,学生恍悟:在酿酒时,一开始通气,目的是使酵母菌进行有氧呼吸,大量繁殖,密闭后无氧呼吸有利于产生酒精;发酵后的酒精度数不高,原因是酒精对酵母菌有毒害作用,抑制酵母菌的生物活性;风味不减的原因是酵母菌菌株繁殖方式为无性生殖,遗传物质保持稳定。这样通过在讨论中诱导学生自学、阅读、思考、解疑,可以达到教是为了不教的目的。
3.在比较中诱导学生鉴别。对比是理解和思维的基础。对比能认识一事物与他事物的相同点和不同点,教材中有些知识点只有通过比较,才能抓住事物的本质特征。生物学教材中有许多相近或关系密切的概念、原理或生理过程,教师要善于诱导学生将这些有对比意义的材料放在一起进行比较,确定异同,领悟深远。如将光合作用过程图解和呼吸作用图解进行对比,可形象反映出光合作用和呼吸作用的不同概念、反应部位、所需条件、物质变化、能量变化及两者的关系,使学生正确理解光合作用和呼吸作用的关系:两者形式上互逆,实质上两者并不是简单的逆转,而是绿色植物新陈代谢过程的不同的生理反应。再如,教材中涉及的杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种4种育种方法的比较,找出各自特点、培育方法及其在生产实践中的应用,可进一步提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。
实践证明,通过对相关知识的对比诱导分析,使学生辨析异同,探求规律,不但可使学生温故知新,而且还可培养学生分析比较、综合思维、归纳概括和求异思维等能力。
4.在想象中诱导学生探索。超越时空的想象往往能使人“思接千载”、“视通万里”。教学中,教师在学生对教材的阅读、理解的基础上,诱导他们的想象力向高深发展,使其思维空间更广阔、更深远。如讲完“生命的起源”后,向学生提出一系列问题:现代地球是否还能形成原始生命?月球、水星、金星、太阳上有无生命?原始生命的新陈代谢类型是什么?诱导学生就生命起源仍未成结论或难以通过实验加以验证的探索性知识展开想象,学生由疑而议,由议生悟,教师相机诱导,总结出“特定的条件是决定能否产生原始生命的关键所在”的结论,从而加深了对生命起源假说的理解。再如,在补充有关“克隆”知识时,可让学生想象“多莉”羊培养成功的实际意义?在此基础上,让学生考虑是否可克隆人,然后归纳出“克隆人”将会给人类带来严重的社会问题,理当予以禁止。再问:利用“克隆人”作为器官供体合不合人道?是否合法?这样为学生提供了自由想象的空间,让学生想象的翅膀在这个空间拍打、翱翔。从而诱导学生关注自然、关注社会、关注生物生存状态,认识自然科学发展与社会发展相互支撑、相互依托的辩证关系。
篇10
1．新陈代谢中的物质运动
辨证唯物主义和现代科学认为，生命是物质存在的形式，自然界中的任何生命活动都是物质运动。生命活动规律符合物质运动的基本规律，同时生命活动又有一定的特殊性，既表现出某种生物所特有的运动方式，又体现生物界所共有的普遍运动特点。
在新陈代谢中，物质运动表现以下不同的水平。
分子水平：体内的各种化合物不断合成、分解和相互转化是在分子水平进行的。
细胞水平：生物体细胞的分裂、生长以及分化，例如动植物的有丝分裂、减数分裂等是在细胞水平进行的。
个体水平：生物体的个体运动。如个体的跑、跳、游泳、飞等运动方式。
现代生命科学对生命本质的定义是：生命是由蛋白质、核酸等大分子为物质基础的高级生物运动形式，在其整个生命活动中，生命体内部及其与外部环境之间，贯穿着物质、能量和信息的交换，这种有序活动就是生命。作为有序的生命活动是有其自身规律的。它能以不同的形式进行自我调节，以适应生物体内外环境的变化，保证生命活动的正常进行。
2．新陈代谢中的普遍联系
辨证唯物主义的观点认为，世界是一个普遍联系的统一整体，宇宙间的任何事物都不是孤立存在的，它们总是同周围其它事物相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的。
在新陈代谢过程中生物体把从外界摄取来的营养物质转化为自身的组成物质，并储存能量，这叫同化作用；同时，生物体又把组成自身的一部分物质加以分解，释放能量，并把代谢产生的废物排出体外，这叫异化作用。同化作用和异化作用是新陈代谢过程的两个方面，它们两者之间的关系：同化作用需要能量，异化作用释放能量，而同化作用需要的能量正是异化作用释放出来的，异化作用释放的能量正是同化作用储存的。同化作用和异化作用相互联系，相互依赖的。
生物体各器官系统的生理功能之间都是相互联系，相互制约的。例如：绿色植物的新陈代谢主要是由根、茎、叶等完成的。根从土壤中吸收水分、无机盐；叶进行光合作用，制造有机物；茎输导水和无机盐到植物的全身，同时将叶制造的有机物向下输导到全身。如果没有根吸收的水和无机盐，叶就不能进行光合作用，而根得不到叶制造的有机物，根就会死亡。
3．新陈代谢中的对立统一
辨证唯物主义认为，世界上一切事物内部在任何时候都存在着茅盾。茅盾的两方面既对立又统一，又可以相互转化 ，从而推动事物的发展。
下面以绿色植物的新陈代谢为例，阐述植物新陈代谢中的对立统一关系。
3．1 绿色植物的新陈代谢主要由光合作用和呼吸作用来实现。绿色植物含有叶绿素，通过光合作用把简单的无机物—水和二氧化碳合成复杂的有机物（主要是淀粉），并把光能转化成化学能，储存在有机物中；与此同时，绿色植物又在不断进行呼吸作用，吸入氧，把体内的一部分有机物氧化分解成二氧化碳和水，并释放储存在有机物中的能量，供植物体进行各项生命活动的需要。由此可以看出，光合作用和呼吸作用是相互茅盾的。光合作用吸收二氧化碳，利用水，储存能量，释放氧气。呼吸作用产生二氧化碳和水，分解有机物，释放能量。另一方面，光合作用和呼吸作用是相互依存的。如果没有光合作用，绿色植物无法制造有机物，也就无法进行呼吸作用，因为呼吸作用分解的有机物正是光合作用制造的。分解有机物过程中释放的能量，正是光合作用储存在有机物中的能量。反之，没有呼吸作用，植物体内的有机物就不能分解，有机物中的能量就无法释放，植物进行光合作用时吸收原料和运送产物所需能量就没有来源，光合作用就无法进行。
3．2 辨证唯物主义认为，在由许多茅盾构成的茅盾体系中，各茅盾的发展是不平衡的，有主要茅盾和非主要茅盾的区别。主要茅盾处于支配地位，对事物的发展起决定作用；非主要茅盾处于从属地位，对事物的发展不起决定作用。这两种茅盾之间的辩证关系，表现为主要茅盾和非主要茅盾在发展中相互影响，并在一定条件下相互转化。
人体的新陈代谢在不同的时期、不同的生理状态下，主要茅盾的表现不同。当人们静坐学习和专心思考问题时，大脑的思维活动成为此时人体的主要茅盾，流经大脑的血量增加，为大脑提供更多的营养、氧气和能量，满足人体大脑思维活动的需要，其它生命活动相对居于次要地位。此时，与大脑思维活动关系不大的器官活动变慢，有时由于专心致志，甚至听不到屋外的声音，忘记了饮食。
4．新陈代谢中的否定之否定
自然界中生命现象充满了茅盾，正是茅盾的运动推动了自然界的发展变化。生命起源、进化的过程，就是一个茅盾的相互作用的过程。生命是由非生命物质演化而来的。高级生物是由低级生物逐渐进化而来的。由于生物内部茅盾的作用，引起生物体内物质和个体由量变到质变，再由质变到量变，即由相对稳定期到显著变动期。再经显著变动期过渡到相对稳定期的发展过程。新质的产生是对旧质的否定。由于生物内部肯定和否定两种因素的茅盾，引起生物体内部和外部形态的周期性变化，这种周期性变化可以形象表现为肯定、否定、否定之否定的螺旋式发展趋势。作为有序活动的生物世界，正是由于辨证的否定，经过两次的扬弃过程，保留了固有的优点，扬弃了自身的缺陷，使新生物在旧生物的基础上不断产生，向更高级、更完善的方向发展，从而表现出生物世界的自我完善，自我更新的螺旋式上升的发展变化过程。下面以动物的新陈代谢为例，来描述生物是怎样沿着肯定、否定、否定之否定的方向发展变化的。
动物对营养物质的消化吸收和利用是一个否定之否定的过程。动物从食物中获得三大有机物，即糖类、蛋白质和脂肪，这些物质进入体内后，不能被直接利用，必须经过消化、吸收的过程，发生一系列的结构和性质的变化，重新构成动物体自身的糖类、蛋白质和脂肪。糖类中的多糖进入动物体内后，在消化道内经过一系列酶的作用，最终分解成葡萄糖，葡萄糖经血液运送到细胞中，这种多糖变单糖的过程是第一次否定，即单糖否定了多糖。葡萄糖在肝脏中合成肝糖元，在肌细胞中合成肌糖元，这两种糖元都属于多糖，这种单糖变多糖的过程又是一次否定。蛋白质和脂肪的变化也是如此。
篇11
一、要培养学生的联想思维
联想的思维能力，是解决生物问题不可缺少的能力。学生有足够的思维能力，就可联想到与问题相关的知识，联想到系统的知识建构体系。在生物教学中，要时时体现“以学生为主体”的思想，调动学生的积极性，引导学生参与生物的学习过程，创设符合教学内容的教学氛围和情境，揭示事物之间的联系，如太阳和植物之间光合作用的联系，并对它们之间的关系进行深入的探讨：如果没有太阳，植物怎样生存？什么植物不需要光合作用也能生存？等等。充分发挥学生的联想思维，让学生大胆地提出问题并解答。引导学生发现、解决问题，纠正学生的认识错误和偏差，使学生的思维过程走到更广、更深、更正确的轨道上来。
在生物教学中，教师要引导学生系统地认识事物的性质、规律及其联系，学生在学习的过程中实现生物知识建构体系的形成，在教学过程中通过学生的主体学习和教师的主导作用，培养学生的
联想思维，提高学生的综合学习能力。
二、对学生发散性思维的培养
发散性思维是一种触类旁通，由此及彼，注重思维的分析与延伸、歧化与拓宽，强调思路的灵活性和视野的开阔性的思维。在教学中，利用问题情境培养学生的发散性思维能力时，可以让学生找到问题的出发点，从起点本质发散相关问题，进而找到由发散点而引发的各种可能的问题。如上面提到的光合作用，可以创设实验情境，利用学生的发散性思维来揭示温度和光合作用之间的关系。对于问题的认识、组合和解决，有助于帮助学生构建知识的命题，同时有助于发散性思维的培养。同时发散性思维能促进学生智力的发展，平衡和优化学生的知识建构体系。
三、求异思维的培养也很重要
教师在要求学生对问题作出唯一、正确的解答时，要求学生对问题的焦点基本上是一致的，这是求同思维的表现，在这个基础上，教师还要注重求异思维的培养。求异思维是求同思维基础上的批判性思维，是一种较复杂、较高级的心理现象。求异思维发端于疑问，注重关注事物间的差异，注重揭示现象与本质间的联系。这种敢于批判、敢于对定论持怀疑态度是应该赞许的。求异思维开阔了学生的视野，扩大了思维的空间，能有效地提高学生分析、解决问题的能力。
四、注意培养学生的创新性思维
联想、发散性、求异、逆向思维等思维层次进一步深入和具有独创性就形成了创新性思维。教师要积极引导学生的思维朝着正确的轨道发展，并且要充分地认可和肯定学生的思维方式。创造性思维的拓宽有助于学生创新能力的培养，创造性思维的广阔性、反传统性、批判性等特性，促进了其创造和发明的潜质。因此，教师在生物教学过程中，针对具有特色性思维火花的学生，要注意这方面思维能力的引导和训练。如生命起源和生物进化机制的问题，由于其假说观点的存在，在教学过程中就应该允许学生提出各种不同于教材内容的观点。教师还要善于“借题发挥”，引导激励学生动手操作，对问题的研究循序渐进，逐渐深入地进行学习和思考，冲出各种规律的束缚，加强学生思维能力的发展，培养学生敢于创新的学习精神，从而提高学生的学习成绩，提高教学的效果。
教师在教学过程中，要善于引导学生积极主动地进行学习与
篇12
阅读下列文字，完成16-20题。
由高能加速器或对撞机产生的新粒子用大型粒子探测器来观测。将探测器安装在对撞机
的粒子对撞区，尽可能把对撞点包围起来，以得到最大的接收立体角。
所有大型粒子探测器都是多种探测器的组合体，原理相似，结构各异，规模不等。各种探
测器的基本原理是使带电粒子在穿过物质时，由于电离效应、辐射效应等留下径迹，——①
电子学方法和计算机手段捕捉这些信息，——②加以放大、分析处理，——③得到粒子的·．
能量、速度、动量等。
探测器的一个重要指标是粒子的分辨率，通常是由测得的粒子能量、速度、动量等得到粒
子的质量，或根据不同粒子与物质相互作用的特性来确定粒子的类别。当今的探测器都充分
利用大型计算机来进行数据的获取和分析。
随着能量的增加，探测器更加庞大和复杂。对撞后产生的粒子数增多，对触发速率、数据
获取率、电子学和探测器计数率、探测器的抗辐照能力、计算机数据处理和分析能力都提出了
更高要求。在电子对撞机上的探测器大多是对称的，而在德国的HERA~-E作的探测器则前
后不对称，以适应电子、质子能量不同的要求。
工作在北京正—负电子对撞机上的北京谱仪(BES)是我国自行设计、制造的粒子探沿器，
是国际上在该能区工作的最先进的探测器之一，运行3年来获得的物理结果受到了国际上的
关注。1992年，完成τ轻子质量的精确测量，对过去的结果修正了7．2兆电子伏，将精度提高
了10倍，为解决，寿命、分析比与标准模型框架之一的轻子普适性理论的矛盾问题起了关键
作用。该结果在国际高能物理大会上宣布后引起普遍的重视，专家们认为这是近几年高能物
理最重要的实验之一。此外，它还在J／4、粲物理研究方面取得了令人瞩目的结果。这一系列
的成果已得到国际高能物理同行的承认，说明我国在τ轻子和粲夸克领域的研究方面已在国
际高能物理界占有一席之地。
16．对探测器表述有误的一项是：
A．一般安装在粒子对撞区，尽可能把对撞点包围起来，以得到最大的接收立体角
B，其探测方法是用电子学方法和计算机手段捕捉带电粒子穿过物质时留下的径迹
C．探测器能测得粒子能量、速度、动量等来确定粒子的类别
D．各种探测器原理相似，但结构不同，安装位置也不相同
17．高探测器的粒子分辨率与下面哪一项无关?
A．触发速率
B．计算机数据处理和分析能力
C．探测器对称安装
D．探测器抗辐照能力
18．分析有误的一项是：
A．探测器前后不对称，扩展了对不同能量的电子、质子探测的能力
B．HERA与BES都是性能先进的探测器
C．从粒子的能量、速度、动量可以推知粒子的质量
D．τ轻子是一种粒子
19．划线处这一系列的成果指的不是下列哪一项：
A。完成，轻子质量精确测量
B．有益于解决分枝比标准模型框架之一的轻子普适性理论的矛盾问题
C．在国际高能物理大会上引起普遍重视
D．在J／4、粲物理研究方面取得了令人瞩目的结果
20．文中①-③处应填人的词是：
A．拿／于是／从而
B．用／再／以
C．以／再／于是
D．用／以／不填
阅读下列文字，完成21-25题
在5000万年到7000万年前，一类或几类陆生哺乳动物第二次入水，其中有些还适应了淡
水生活。由它们逐渐形成了进化树上的新分支——鲸目。它分为三个亚目：古鲸亚目、齿鲸亚
目、须鲸亚目。其中古鲸亚目的种类于始新世晚期灭绝。白垩纪末期曾经统治地球的恐龙类
全部灭绝，原始的哺乳动物，特别是真兽类繁荣起来。其中有蹄类由其祖先踝节类演化而生。
第三纪初期，这羌动物特别是其中的与猪、鹿、骆缤纷相近的偶蹄类中的部分种类返回海中生
活，逐渐产生最早的鲸类：古鲸亚目。
研究者们在巴基斯坦发现了由陆生向水生演变的鲸类过渡种Panic．usinachus化石。它
们生活于始新世早期，是一种在古Tethys海域浅水中捕鱼为食的水、陆两栖的动物。由它再发
展成为完全水生的古鲸类。到这时，古鲸类与其祖先在结构上已经发生了很大的变化。
——有些科学家认为古鲸亚目不是齿鲸亚目和须鲸亚目的直接祖先，——一般认为
后者来源于前者为较满意的推论。齿鲸类和须鲸类均来源于被认为是与古鲸亚目中古鲸科同
源的祖先。齿鲸类起源于3000万年前崭新世界早期，而须鲸类在2700万年前的中期出现。
现代齿鲸类和须鲸类是其祖先以两种不同途径进化的产物：一类保留牙齿，并进一步向单
根、圆锥型的同型齿演化，并逐渐增加牙齿数量。另一类失去了牙齿，而发展成了鲸须。
21．第一段所说的""5000万年到7000万年前”，指的是：
A，白垩纪末期B．始新世早期
C．始新世之前D．始新世中期
22．第一段：“这类动物特别是……”中的“特别是”强调了：
A．偶蹄类动物演变为鲸类是生物进化的重要史实
B．某些有蹄类动物的人水与鲸类的产生有最为密切的关系
C．返回海中生活是鲸类之所以产生的重要的环节
D．进化为鲸类的是猪、鹿、骆驼相近的偶蹄类23．以上四段文字内容概括起来表述为：
A．齿鲸类和须鲸类的进化
B．原始哺乳动物再次进入水之后
C．鲸类的起源和进化
D．古鲸类的分支及灭绝
24．以下几种说法中符合上文意思的是哪一项?
A．始新世在白垩纪之后，正好是哺乳动物返回水中生活的时代
B．齿鲸类起源于古鲸亚目灭绝之后
C．发现Pakieetusinachus化石，是在始新世早期
D．鲸类的形成，历经了数千年乃至上万年的演化
25．文中第三段少了一组关联词，应填人的一组是：
A．不仅…而且B．尽管…也
C．虽然…但是D．如果…那么
阅读下文，回答第26~30题。
人们①将核反应堆形象地比喻为核电站的“锅炉”，在这种“锅炉”里烧的是铀、钚核
燃料。②，在核电站“锅炉”这个家庭中，有一个特殊成员——快中子增殖反应堆，简称
“快堆”，现在已成为核反应中的佼佼者。在一般锅炉里的燃料如煤、燃油等都是越烧越少，而
“快堆”的“燃料”却越烧越多，——③成了魔炉。——④，从快中子增殖反应堆这个名字本
身就可以看出，这里的增殖就是指能增殖燃料。
那么，“快堆”为什么会有这种本领吗?这里，先要介绍一下同位素和核燃料。
铀一235和铀一238都是铀的同位素，它们的质子数同为92，而中子数分别为143和146。
而235和238就是质子数与中子数之和。天然铀中，约有99．3％铀一238，铀一235只占0；7％。
在核反应堆中，铀一235如同优质煤，遇到中子就会产生裂变反应；而铀一238却像煤矸石，遇
到中子大都不发生裂变，通常作为核电站的废料处理，积压量很大。
在“快堆”中用的核燃料是钚一239。：钚一239发生裂变反应放出来的快中子，会被装在反
应区周围的铀一238吸收，又变成钚一239。就是说在核锅炉中一边“烧”掉钚一239，又一边使
铀一238转为成新的钚一239，而且新产生的钚一239比“烧”掉的还多。这就使“快堆”的燃料
越烧越多。
“快堆”增殖核燃料把铀资源的利用率提高了50—60倍。一座快堆核电站，·在5—15年的
时间内可使燃料数量翻一番。“快堆”正好解决了热中子核反应堆产生的大量铀一238废料堆
积问题。通过建造快堆核电站，既能用铀一238发电，又能增殖燃料。因此“快堆”被人们称为
“明天的核电站锅炉”。
26．本文主要说明的对象是：
A．核反应堆B．锅炉
C．“快堆”D．铀
27．快堆的燃料能越烧越多的主要原因是哪个?
A．由于铀一235遇到中子就会产生裂变反应
B．由于钚一239能发生裂变反应，而产生大量的铀
C．由于钚一239裂变反应放出的快中子，能被铀一238吸收而变成新的钚一239
D．由于“烧”掉的钚少，而新产生的钚多
28，下面的说法中符合第一、第二两个自然段内容的一项是：
A．第一自然段主要说明“快堆”得名的原因
B．铀、钚在燃烧过程中不断增殖
C．“快堆”因其增殖迅速而得名
D．第二自然段中的“这种”指代增殖反应
29．下列说法中全都不符合本文内容的一组是：
①铀一238根本不能裂变，因而是废料
②在“快堆”中钚一239被置于反应区中
③“快堆”的增殖功能主要靠裂变反应
④变废为宝是“快堆”的功能之一
⑤在热中子反应堆中，中子数量多的铀同位素，能产生的能量也大
A．①②B．②③
C．③④D．①⑤
30．文中第一段①—④空中应填人的词是：
A．一般／因此／以至于／实际上
B．通常／所以／甚至／其实
C．不填／但是／简直／于是
D．通常／然而／简直／其实
阅读下面一段文字，完成31~35题。
大家都知道，计算机的记忆能力是十分惊人的，即便是关掉电源以后，该记住的也不会忘
记。这是芯片的功劳。但是，有了瓦伦的发明，电子配件也可以有计算机芯片般良好的记忆能
力了。当然，现在的蜂窝式移动电话和数码摄像机等电器中已经配有非易失性芯片，但是，制
造成本非常昂贵，同常规芯片相比，速度也很慢。瓦伦的芯片制造成本和平常芯片的一样低
廉，速度也同样快。1998年4月，第一批新型芯片正式问世。同计算机芯片相比，电子设备上
的芯片显得大多了，所以瓦伦戏称他的发明为“大象芯片”——他的发明和得奖完全是“意外之
财”：他们做试验时一时疏忽，把电路上的一个晶体管通了电，关掉电源后，晶体管内还带电。
以前从未注意到硅片做的晶体管还有这个特性，即便是注意到了，肯定也只是觉得好玩而已。
几周以后，在某次电子会议休会时，瓦伦提到了他试验室里好玩的事，有位同行脱口指出，那很
可能会解决非易失性记忆问题!
瓦伦才真意识到，好玩的东西有好大的市场潜力。
31．瓦伦发明的“大象芯片”，规范的称呼应该是下面中的哪一个?
A．电子芯片
B．非易失性记忆晶体管
C．瓦伦的芯片
D．非易失性芯片
32．“这个特性”指代什么?
A．晶体管内带电
B．硅片做的晶体管带电
C．晶体管烧热后带电
D．烧热后的晶体管，停电后还带电
33．“好玩的东西有好大的市场潜力”意思是：
A．计算机芯片与电子芯片比较，有其显著的优势
B．非易失性记忆游戏终于成功地付诸生产
C．瓦伦的新型芯片以价格低廉、速度迅捷赢得了市场
D．电子设备上的芯片比计算机芯片的优势明显
34．下列表述不符合文意的一项是：
A．“常规芯片”与“平常芯片”的含义不尽相同
B．文中的“新型芯片”“电子设备上的芯片”与“大象芯片”是指同一事物
C．新型芯片的成本与速度是瓦伦发明的意义之所在
D．成功孕于偶然，创造会在不经意中光顾，计算机芯片的发明就是这样
35．下列理解有误的一项是：
A．计算机的记忆功能取决于芯片
B．瓦伦的发明并不能获奖，所以获奖是一项“意外之财”
c．瓦伦在实验中把晶体管烧得过热是出于一时疏忽
D．瓦伦认为这种实验很好玩
阅读下面一段文字，完成36-40题。
利用生物技术手段借助萤火虫的发光基因，美国弗吉尼亚大学史蒂夫·凯博士领导的研究
小组鉴定出第一个植物生物钟基因。
长期以来，科学家们一直在探索植物周期行为——生理节律的奥秘。虽然这些行为与环
境条件有密切关系口光照长短等，但植物学家一直认为生物钟是植物感知外界条件的决定因
素。要鉴定生理节律的生物钟基因，通常有两个关键问题：第一，生理节律能否被检测到，第
二，需要找到这种生理节律的异步个体。植物光合作用节律常规方法是难以检测到的，史蒂夫
·凯领导的研究小组借助茧火虫的发光基因；成功地解决了这一难题。
该研究小组把茧火虫的发光基因作为标记基因，使之与一种叫拟地南芥的植物的调控光
合作用基因相联。待植物萌发后，喷施一种能使茧火虫发光的化合物，结果每当拟南芥的生物
钟活化光合作用，幼苗便开始发光。这样就容易地检测出这种植物的光合作用节律。研究人
员发现，大多数拟南芥植株的光合作用周期为24小时，但其中有些植株的光合作用周期介于
21—28小时之间。通过正常植株(光合作用周期为24小时)和突变类型(周期介于21-28小
时之间)的遗传图谱比较，他们发现拟南芥控制光合作用的生物钟基因位于第五染色体上。生
物钟基因的发现，将有助于科学家深入了解植物是怎样调节其生理节律的。
36．第一段中提到“植物生物钟”，第二段提到“植物周期行为”、“生理节律”和“异步个体”。
对文中这四个概念理解正确的是：
A．四个概念完全相同
B．四个概念各不相同
C．前两个概念相同，后两个概念也相同
D．最后一个概念不同于前三个概念
37．对科学家能鉴定出生物钟基因的前提的分析，理解错误的一项是：
A．科学家已探索出植物生长的规律
B．用生物技术移植萤火虫的发光基因
C．有办法检测植物生理节律
D．找到了被检测植物的异步个体
38．以下四项是检测的四个过程，对过程叙说有误的一项是：
A．发光基因和调控光合作用基因相联
B．受检植物萌发后喷施能发光的化合物
C．生物钟活化光合作用，幼苗开始发光
D．检测出受检植物的光合作用节律
39．从全文看，对借助萤火虫基因的目的表述最恰当的一项是：
A．了解植物内部和外界变化的因果关系
B．检测植物生物钟基因
C．绘制植物的遗传图谱
D．断定生物钟基因的确切部位
40．以下说法不正确的一项是：
A。拟南芥的生物钟活化光合作用对研究起了很大的作用
o．正常植株和突变植株不同在于光合作用周期不一样
C．科学家还有待进一步深入了解植物是怎样调节其生理节律的
D．第一个植物生物钟基因已被鉴定出阅读下面的文字，完成41-45题：
下列植物生理的理论研究成果，是生物化学调控技术的依据。
(一)植物根茎叶的表面可以吸收具有生理活性的有机物质。这些物质一进入植物体内，
就可随维管束的筛管液流与导筛水流传布周身。植物的这种特性给农用药剂大开方便之门。
原来需要从根系吸收的矿质元素中，有些元素易被土壤固定，因而不容易被植物吸收利用，若
采用溶液喷射的根外追肥，就能解决这个问题。此外，农用药剂可以“内服”——注射法，并能
在体内转移与保留。一向“外敷”用作保护层的除害药剂，只能对覆盖的枝条有效，用量大、期
限短。二者比较起来，已不可同日而语。
(二)溶液培养植物成功，确定了营养代谢所需的水份与必需的矿质元素的性质和数量，成
为合理、定量灌溉与施肥的依据，并给无土栽培作出了榜样。自然资源在太阳的操纵下，不仅
供给植物生活的能量，还给植物个体发育提供必需的生态环境。再通过植物体内部的相互影
响，植物的遗传性状才能实现。植物为了维持生存，依靠感应性来适应气候中光、温和季节周
期的变化，以及逆境的胁迫。植物常在敏感部位受到刺激后，便发出信使在体内传递，影响效
应部位反应出来。研究发现，这些信使是激素一类的生物化学物质，它们的生理活性强、功能
各异，化学结合比较简单，可以人工模拟与批量合成。无论是内原激素，还是人工调节剂，在植
物上微量施用，就会启发显著的生理变化。
41．“根外追肥”的植物生理依据有哪些?选出判断正确的一项：
①农用药剂具有生理活性，可以进入植物体内。
②植物根茎叶可以吸收喷洒在表面的农用药剂。
③植物体内筛管液流、导筛水流遍布于各部位。
④不需要根系吸收，可防止土壤固定某些元素。
⑤农用药剂进人植物体，可经维管束传布周身。
A．①⑤B．②⑤
C．②④D．③④
42．对“溶液喷射”可“传布周身”与“外敷”“只能对覆盖的枝条有效”这一说法，解释不恰当
的一项是：
A．使用的农用药剂未必相同。
B．前者针对“根系吸收”而言，后者针对“内服”而言。
C．是两种不尽相同的操作。
D．使用的农用药剂配制的浓度未必相同，后者浓于前者。
43．“自然资源在太阳的操纵下”指的是：
A．水分、矿质元素在日照下产生能量，造成特定环境。
B．气候中，光、温和季节周期性的变化。
C．植物从日照中获得能量和必需的生态环境。
D．日照对植物实现遗传性状所具有的决定性的作用。
44．“就会启发显著的生理变化”，“生理变化”指的是：
A．植物体内部的相互影响以实现遗传性状。
B．植物为了生存，适应环境的变化与胁迫。
C．植物的敏感部位发出的信息在体内传递。
D．植物的某些部位接受刺激发生的反应效应。
45．文中“信使”的功能和特性有：
①激素一类的生物化学物质
②化学结构复杂
③可以人工模拟与批量合成
④生理活性强、功能各异
A．①③④B．②③④
C．①②④D．①②③
参考答案
第一部分
1．A2．B3．D4，B5．C6．B7．B8．B9．C10．B
11．B12．C13．C14．D15．A
第二部分
16．C17．C18．B19．C20．B21．B22．B23．C24．B25．C
篇13
1遥感估产的原理及建模基础
任何物体都具有吸收和反射不同波长电磁波的特性,这是物体的基本特性。相同的物体具有相同的波谱特征,不同的物体,其波谱特征也不同,遥感技术就是基于该原理,利用搭载在各种遥感平台上的传感器接收电磁波,根据地面上物体的波谱反射和辐射特性,识别地物的类型和状态[1]。卫星遥感数据具有高度的概括性,卫星获取的光谱植被指数反映了植物叶绿素和形体的变化[3]。大量的研究也表明,植物的叶面积系数、生物量、干物重与光谱植被指数间存在着较好的相关关系[4]。因此,利用从卫星获取的植被光谱信息估测产量成为了可能。用于区域植物生物量估测的遥感模型基础是从光合作用即植被生产力形成的生理过程出发,在建立模型的过程中,根据植物对太阳辐射的吸收、反射、透射及其辐射在植被冠层内及大气中的传输,结合植被生产力的生态影响因子,最后在卫星接收到的信息之间建立完整的数学模型及其解析式[5]。
2遥感估产模型的类型
20世纪70年代后期估产模型将遥感信息作为变量加入到模型中,建立了大量的遥感估产模型。理论上探讨植物光合作用与植物光谱特征间的内在联系以及植物的生物学特性与产量形成的复杂关系等,方法上从单纯建立光谱参数与产量间的统计关系,发展到考虑植物生长的全过程,将光谱的遥感物理机理与植物生理过程统一起来,建立基于成分分析的遥感估测模型,使估算精度不断提高[6]。由于研究对象的不同,选用的估产参数也不尽相同,模型种类也较多,基本上可以分为2类[7-8],即统计模型和综合模型。
2.1遥感统计模型
目前,基于统计的遥感估产有3种技术路线:一是遥感光谱绿度值(植被指数)-生物量关系模式。在对作物、草原、森林的估产中,这是一种常用的思路,但是该方法得到的遥感估产等级图只反映卫星摄影时的植物长势和生物量的空间分布状况;二是遥感光谱绿度值-地物光谱绿度值-生物量关系模式,即先分析实测地物光谱绿度值与生物量之间的关系,建立相应模型,再分析卫星遥感植被指数与地物光谱绿度值的关系,建立卫星遥感植被指数与生物量之间的关系模型,最后利用光谱监测模型和卫星遥感监测模型进行监测与估产;三是遥感-地学综合模式。该方法将气温、降水等环境因子引入模型,与遥感-生物量模型互相补充,克服各自存在的缺陷,可进一步提高估产精度。建立的统计模型有线性、幂函数、指数、对数等,回归的方法也有一元回归、多元回归、逐步回归等,得到的系数差别较大,并且应用也局限于建模的时间和地点,在很多情况下地面资料的数也影响模型的精度。
2.2遥感综合模型
综合模型借助遥感信息和植被信息、气象因子等来建立,其包含了更多的信息量,可以更加精确地反映植被的生物物理参数。尽管这类方法前景广阔,但受到模型中大量的参数和变量获取的限制(例如呼吸、衰老、光合作用、碳分配、凋落物的分解等),以及当物种的组成在时空上变化较大时出现复杂的、异质性的、冠层的描述问题的影响,部分模型只适用于当时的研究区域,如何通过“尺度扩大”来改进模式中的区域限制,更好地适应遥感信息的同化需要,也是亟需解决的一个关键问题。
篇14
关键词 气候因素；水稻生产；影响；辽宁省
中图分类号 P49 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2012）22-0240-02
辽宁省属北方一季粳稻区，近年来水稻播种面积占粮食总播种面积的16%左右，但产量则占粮食总产量的25%左右。水稻生产在全省的粮食生产中占有重要地位。在社会发展和其他因素相对稳定的条件下，天气气候条件将是影响作物产量的重要自然因素。该文从气候分析入手，探讨气候条件与水稻生长的关系，为不同地区根据当地的气候条件进行水稻生产提供借鉴。
1 辽宁省的农业气象资源
资源是指人类可利用的自然物质和自然能量。农业气候资源包括温度、降水、太阳辐射、CO2等。辽宁省地处中纬度，属温带大陆型季风气候区。气候特点：光能资源丰富，日照充足，温度适中，春秋季短，雨热同季，雨量分布不均，东多西少。按冷暖程度划分，沈阳以南，本溪、岫岩、庄河一线以西以及朝阳、喀左以东地区，为暖温气候带；其地区为中温气候带。按干湿程度划分，除辽宁西部山地和西北风沙区属于亚干旱气候区以外，其余地区均属于湿润和亚湿润气候区。各地因地理条件不同，气候复杂多样，即使在同一气候区中，也有截然不同的小气候。全省年平均气温4.8～10.4 ℃，降水量485～1 130 mm，日照时数2 285～2 870 h，≥10 ℃活动积温2 731.2～3 674.3 ℃，平均无霜期124～215 d[1]。年日照百分率54%～66%。月平均温度超过15 ℃以上的有5个月，5—9月降雨量占全年降雨量的80%。水稻生育期间的5—9月日照时数为965.1～1 343.6 h，气象条件为优质稻米的生产创造有利条件。
2 光照、温度、降水对水稻生长的影响
2.1 光照对水稻生长的影响
作物干重的90%左右是由光合产物形成的，光能条件与作物产量有着直接的关系。水稻虽然属于短日照作物，但要足够的日照才能进行阶段发育，正常抽穗，灌浆结实。辽宁省在5月日照时数达到高峰值，大部分地区在250～300 h。此时充足的日照对水稻的秧苗生长、移栽分蘖都十分有利。7、8月受降雨影响日照时数有所减弱，9月后随着降雨显著减少，日照又有小幅回升。当水稻进入灌浆期后，日照的优劣对粒重影响很大。据研究，日照与粒重呈正相关。就太阳总辐射而言，当日照辐射量大于1 046 J/cm2时，日照是适宜的，但小于此值就有不利影响，且值越小影响越大。辽宁省阳光辐射年总量在418.4~836.8 kJ/cm2，日平均辐射量在1 146.4~2 292.8 J/cm2，完全能满足水稻生长的需要。水稻生长期5—9月的光照条件，除个别年份在育秧期出现长期阴雨天气，抽穗开花期和灌浆成熟期出现连续阴雨寡照等不利天气影响外，一般光照都比较充足，能满足水稻生长的需要。水稻籽粒产量的90%左右形成于抽穗至成熟这一时期，此时光照强度的多少对产量具有决定影响。辽宁省属光照比较丰富的地区，据张估算，沈阳稻区的理论光能利用率在3.41%，水稻理论产量潜力为28 215 kg/hm2 [2]。但由于水稻在田间的反射、漏射、透射以及水稻自身存在的光饱和现象，实际光能利用率仅为1.2%。因此，提高光能利用率将是提高水稻单产的根本途径。
2.2 温度对水稻生长的影响
水稻起源于湿热地带，为喜温作物。当水稻播种后5 d平均气温在10 ℃以下会引起烂种，延误农时。水稻在不同的生长阶段对温度的要求不同。水稻幼穗发育期间对温度敏感，其中反应最敏感的为幼穗分化后期。此阶段一般要求日平均气温在20 ℃以上，日平均气温持续3 d以上低于18～20 ℃，水稻便会受害。温度还是影响水稻开花结实的最主要因素，粳稻开花的最适温度为25～32 ℃，在日平均气温低于20～23 ℃或超过35 ℃以上时，均会影响花粉生活力和花粉管的萌发与伸长，使不孕颖花率增加。
全省年平均气温的分布趋势是：沿海高于内陆，辽河平原南部和大凌河流域高于东西部山区。处于水稻生长季的5—9月全省平均气温20.2 ℃，高于年平均气温10 ℃以上，除冷年和后期低温严重的年份外，一般均能满足水稻生产发育的要求。在水稻生育期间昼夜温差一般在10 ℃左右，辽西辽东山区昼夜温差更大。只要夜间温度不降至临界温度以下，较大的温差对水稻的生长发育，尤其是灌浆结实十分有利。
2.3 降水对水稻生长的影响
一般每生产1 kg稻谷，需要0.42～0.71 m3的水。水是制造有机物质的原料，也是水稻体内物质的主要溶媒和物质代谢的体内环境，水还能调节水稻植株温度和土壤内的空气，水稻必须有充足的水分供应才能发育良好。如果在水分“临界期”缺水，就会对产量造成严重影响。辽宁省降水季节分配很不均衡，冬春季降水很少。春季降水占全年降水的13.72%，冬季仅占全年的1.53%，夏季降水集中，占全年的69.71%，秋季占全年降水的15.05%。水稻在苗期具有较强的耐旱性，出苗后只要土壤水分保持在田间持水量的70％即可。夏季随着西北太平洋副热带高压势力增强并逐渐北移，潮湿的东南季风则沿着高压的西侧向北移动，辽宁省受此影响，降雨频繁且雨量集中。季雨量一般可达400～600 mm，而凤城、宽甸达700 mm以上。此时，充沛的雨量基本上可以满足水稻对水分的需要，但降水过于集中有可能出现洪涝。水稻在孕穗期，对干旱反应最敏感。此时缺水会导致颖花数下降和严重的颖花不育，造成严重减产。开花期受旱，影响授粉、受精，形成空粒，严重时甚至稻穗干枯，形成白穗。根据辽宁省历年气候资料统计，辽宁省在水稻孕穗开花期出现干旱的频率为30％左右，对水稻生长是比较安全的。进入9月后，随着太阳高度角减小，日照减弱，西北太平洋副热带高压随之南撤，西北季风开始增强，雨量急剧减少，全省大部分地区降雨量在80～140 m，对水稻后期灌浆会带来不利影响。水稻产量的稳定与水分供应的关系十分密切。辽宁降水季节分布与水稻生育需水量趋势基本一致，有利于水稻的正常生长。但如果雨季阴雨连绵、低温寡照，对水稻生长也会带来不利影响。
3 抵御不良气候条件的对策
3.1 建立合理群体结构，提高光能利用率
从作物的生理方面分析，光合作用是高产的基础。实现水稻高产的各种栽培方法，其实质还是提高光能利用效率。在实际生产中，光能利用率远低于理论最大光能利用率，其主要原因应从品种特性和环境因素2个方面考虑。一方面，水稻田间出现如反射、漏射、透射以及光饱和，特别在水稻生长初期，漏光损失严重，生长后期的叶片老化和随生育过程而上升的呼吸消耗；另一方面，光强、温度、CO2供应等也会影响光合效果[3]。
针对光能利用率低的原因，可以通过以下几个方面提高光能利用率：一是延长光合时间。只要气候适宜就及早插秧，使之早封垄，防止早衰，延迟生育期。二是增加光合面积。通过适当密植提高水稻群体最适叶面积指数，提高群体总的光合作用。三是合理施肥调节水稻的光合作用。氮素是制造光合器官蛋白质的重要物质基础。磷能参与光合作用中的能量代谢、促ADP与ATP间的相互转换。钾能改善群体通风透光条件，从而有利于光合作用生产更多的干物质。因此，通过合理施用氮磷钾肥料来调控水稻光合作用，提高光能利用率[4]。四是推广直立穗型水稻品种。从光能利用角度来看，直立穗型的优势在于群体中部的光照条件得到改善，有利于下部叶片的光合作用。此外，直立穗型还有利于群体内CO2的扩散，进而促进光合作用和物质生产。
3.2 采取措施，防御关键期低温
辽宁省一般在4月中旬播种水稻，播种时不要密播，因为该省4月正处于冷暖气流相互进退时期，气温起伏较大，有时在育秧过程中（特别是在离乳期）遇低温然后温度猛升的情况下，易发生青苗。插秧后低温对水稻危害较大，受害严重的秧苗部分分蘖芽枯死，不能正常出叶和伸长。为了加强生育初期抵御低温的能力，插秧时要减少伤根，应保留根长3 cm以上。插秧后要防止田水流失，通过浅灌和补水灌溉来提高水温，促进水稻尽快返青、分蘖。辽宁省北部地区因为纬度较高，在8月易出现17 ℃以下的低温天气，对水稻的灌浆结实会带来不利影响，为预防灌浆成熟期的低温危害，一是要选用后期灌浆成熟快、抗寒能力较强的品种；二是适时施用氮肥和磷钾肥调节花期，将抽穗期调节在安全温度范围内。在气温低于17 ℃时，夜间灌河水能提高田间气温，对防御冷害有一定效果。如果冷空气较强，最有效的方法是用高于气温的温水深灌，因为水比空气的比热大，低温时一般水温比气温高3～4 ℃。在灌深水时要注意叶尖必须露出水面，待回暖后再逐渐排水。辽宁省北部地区和东部山区气候冷凉，变化无常，无霜期差异较大，长则150 d左右，短则仅120 d左右。每3～4年有一个明显的低温早霜年，使水稻不能正常成熟，严重时甚至导致灌浆阶段性停止，严重影响产量形成。促进水稻尽早成熟是预防早霜的重要措施。因此，可以通过适当晾田和及时割除田间杂草提高低温的方法来促进水稻早熟。此外，适时喷施磷酸二氢钾，不仅可以促进水稻早熟，还可以提高米质。有条件的地方也可以在田间堆放杂草、枯枝落叶，晚上点燃产生烟火，能提高温度2 ℃左右，起到保温防霜的效果。
3.3 根据降水变化规律，采取相应的栽培措施
辽宁省一般在5月下旬插秧，此时正值枯水期，全省平均降雨量仅在50 mm左右，而泡田、插秧及返青期又需要消耗大量的水，造成用水紧张。因此，要在水利设施不完善的地区采取节水栽培措施，合理安排。具体措施有以下几点：一是选用耐旱品种。耐旱力强的品种根系发达，束缚水含量较多，适于节水栽培。二是培育抗旱带蘖壮秧。壮秧根系活力强，移栽后发根快、抗旱、抗寒，利于早生快发。三是实行节水插秧。其具体做法是边泡田、边水整平，连续作业，减少蒸发渗漏。插秧时应集中插秧，缩短插秧期。四是平稳促进经济施肥。节水栽培施肥原则是：在增施有机肥的基础上，化肥以底肥深施为主，多元素配合，看苗分期施用[5]。辽西北地区光热资源丰富，但年降水量仅为300～500 mm，且降水变率较大，属半干旱地区，采取节水栽培措施更为重要。此外，要注重田间沟渠的管理工作，做到遇旱能灌，遇涝能排。
4 参考文献
[1] 中国农业全书：辽宁卷[M].北京：中国农业出版社，1999.
[2] 陈温福，徐正进.水稻超高产育种理论与方法[M].北京：科学出版社，2008.
[3] 谢立勇，冯永祥.北方水稻生产与气候资源利用[M].北京：中国农业科学技术出版社，2009：25.