在本节中,只有化能合成作用对学生而言是新知识点,学生只有在清楚了这个生理过程之后,教师才能较为顺利地引导学生通过自学或讨论完成新陈代谢的概念和新陈代谢的基本类型的总结和归纳。
在引导学生讨论化能合成作用的机理时,教师可让学生写出绿化植物的光合作用总反应式,以此作为与化能合成作用的进行比较的参照。
然后教师可以先硝化细菌为例,向学生介绍化能合成作用的机理。由于学生对硝化细菌根本不知道,而且生物化学又很抽象,因此这部分内容学生有畏难情绪,教师应先简要介绍一些有关硝化细菌的感性知识,以消除学生的这种陌生感。在此基础上,教师写出亚硝化细菌氧化氨、硝化细菌氧化亚硝酸的化学反应式,最后再写出二氧化碳和水产生葡萄糖的反应式;
如果条件允许,教师还可以硫细菌、铁细菌为例,写出硫细菌把硫单质氧化成+6价硫,并使二氧化碳和水合成葡萄糖的反应式;铁细菌把+2价铁氧化为+3价铁的化应式,并使二氧化碳和水合成葡萄糖的反应式。
教师可先让学生比较硝化细菌、硫细菌、铁细菌由无机物(二氧化碳和水)合成有机物(葡萄糖)的过程中从物质变化和能量变化上的相同之处,从而引导学生总结出:这些细菌是利用氧化无机物时释放出的化学能,将无机物合成有机物,并把氧化无机物时所释放出的化学能储存在合成的有机物中。
之后,比较硝化细菌合成有机物与光合作用有机物的生理过程,比较两者在物质变化和能量转化之间的异同,从而引导学生总结出:化能合成作用与光合作用相同之处在于二者都可把无机物合成有机物,因此光合作用与硝化细菌都为自养生物;二者的不同点在于能量来源不同,即光合作用储存在合成的有机物中的化学能来源于光能,而化能合成作用储存在合成的有机物中的化学能来源于细菌是利用氧化无机物时释放出的化学能。