植物光合作用机理机制中蕴藏的“思政点”

植物光合作用机理机制中蕴藏的“思政点”

作者：张芳 刘维仲

来源：《教育教学论坛》2020年第28期

[摘 要]课程思政是新时代高等教育的要求与趋势，是新时代高校教师各专业教师应该具有的基本理念。如何在课堂上体现，以生物科学专业植物生理学课程中的一个知识点—光合电子传递与光合磷酸化为例，给出了具体案例，传递工作中要有团结协作、各负其责、和谐敬业、大局意识、集体观念等品质。在课程中挖掘更多的思政点，进行品德塑造，意义重大深远。 [关键词]课程思政;光合电子传递;植物生理学课程

[基金项目]2019年度山西师范大学现代文理学院教学改革创新项目“植物生理学教学内容优化与教学方式研究化的初探”（2019JG07）

[作者简介]张 芳（1975—），女，山西代县人，硕士，山西师范大学现代文理学院生物系讲师兼辅导员，主要从事植物生理生态学研究;刘维仲（1967—），男，山西平陆人，博士，山西师范大学生命科学学院院长，教授，主要从事植物分子生物、植物细胞生物研究。 [中图分类号] G651 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）28-0057-02 [收稿日期] 2019-11-14

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2016年12月，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议中指出，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应。课程思政的理念日渐得到重视[1]。课程思政是新时代高校教师应该具有的一个基本理念，教书育人本为一体。立德树人就要求教师在与学生接触过程中，宣扬中华民族传统美德、社会主义核心价值观，而课堂教学可以说是最好的时机之一。教师在课堂上传授专业知识的同时，仔细分析、认真揣摩，将一些思政元素自然而言地贯穿于课堂，既有利于德育教育，提高学生的思想政治觉悟和道德品质，也可以增加课堂活跃度与吸引力，为课堂添彩。

植物生理学是山西师范大学现代文理学院生物科学专业的专业必修课、主干课，按照教学大纲要求，学时51，学分2.5。本课程主要涉及植物的物质生产和光能利用（包括植物水分代谢和矿质营养、呼吸作用、光合作用）;植物体内物质和能量的转变;植物激素及植物的生长发育规律;植物与环境的关系。

本课程思政案例中的知识点是植物光合作用光反应的机理机制中光合电子传递的光合链与光合磷酸化，结合的思政要素有两个：一个是集体主义精神，大局意识;另一个是体会天下大事必作于细，复杂工作需要精细分工，和谐协作。大局意识、集体观念、团结协作、和谐敬业这些都是新时代大学生应该培养的道德品质。 一、结合的课程及章节

《植物生理学》第三章第三节的一个内容：叶绿体光合膜上的电子传递和光合磷酸化[2]（P80）。

光合作用的第一幕是原初反应，发生在类囊体膜上，是光反应的开端，完成光能向电能的转换。接下来的电子传递和光合磷酸化同样发生在类囊体膜上，完成电能向活跃化学能的转换，至此光反应结束，活跃化学能ATP和NADPH在叶绿体基质中完成二氧化碳的同化。 二、案例描述

光合机理早期研究中以绿藻为材料，研究不同光波的量子产额，有两个重要现象：红降现象和双光增益效应。红光和远红光协同作用而增加光合效率的现象叫双光增益效应或爱默生效应。这个现象意味着光合作用的光反应可能有两种，分别对不同波长红光敏感。

后来的研究证明了光反应确由叶绿体中两个光系统Ⅰ和光系统Ⅱ以串联方式协同作用完成。光系统是指存在于类囊体膜上的色素蛋白复合体，现在已从叶绿体分离出两个光系统，每一个光系统具有特殊的色素复合体及一些物质。

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光系统Ⅰ（简称PSⅠ）的颗粒较小，直径约11nm，主要分布在类囊体膜的非叠合部分;光系统Ⅱ（简称PSⅡ）的颗粒较大，直径约17.5nm，主要分布在类囊体膜的堆叠区。光合作用的光化学反应就在这两个光系统中进行。

电子传递的顺序是：光系统Ⅱ→PQ→细胞色素b6f复合体→PC→光系统Ⅰ→NADP。如图所示。

光系统Ⅱ存在于基质片层和基粒片层的堆叠区，位于电子传递最始端，使得这一端（类囊体膜腔侧）发生了水的氧化，光解放氧;光系统I仅仅存在于基质片层和基粒片层的非堆叠区，位于电子传递最终端，（叶绿体基质）发生了NADP的还原，生成NADPH。

在光反应中，由水至NADP+的电子传递是由两个反应中心PSⅡ和PSⅠ经过两种连续光化学反应驱动的。两个光系统之间的电子传递（electron transport）由几种排列紧密的电子传递体完成。常被称为光合链（photosynthetic chain），如图所示。

ATP合酶是固定在类囊体膜上的另外一个成员，利用电子传递同时伴随的质子跨膜运输，产生了质子动力势，在ATP合酶的耦连作用下，在叶绿体基质一侧产生ATP。

光系统Ⅱ（图中左侧的第一个成员）的结构又有外围捕光色素复合体，内部的反应核心复合体和类囊体膜腔表面的放氧复合体三部分，多存在于基粒片层的垛叠区。PSⅡ的功能是利用光能氧化水和还原质体醌，不同的三个部分有不同的分工。

这种位置关系就象体育运动中的接力赛，几个成员紧密排列共同完成一个任务，各自的功能不同。在这里我们进入一个思政点：团结协作、各负其责、和谐敬业。以PSⅡ的结构为例，一个成员本身还又还有不同的功能区域，了解掌握了光合电子传递链精细的结构，各个成员自身精细的结构，在这里可以插入另一个思政點：老子道德经名言“天下大事，必作于细”。如果某个成员活性降低，相当于罢工，那么整体的光合效率会降低，可以贯穿一个思政点：大局意识、集体观念对于完成一项工作的重要性。

光合电子传递具有多样性，非环式电子传递、环式电子传递、假环式电子传递。这里又有一个思政点可以提及：适应环境、殊途同归。 三、取得的成效与展望

通过适当的类比，使得学生在基本掌握光合电子传递—光合磷酸化机制的同时，建立集体观念、合作观念，了解复杂事情的实现需要精细分工。通过一届学生的课堂教学尝试，学生的课堂积极性与气氛良好，对知识点和知识点中蕴藏的东西掌握较好、体会深刻。

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高等教育已经或即将进入优质教育资源不再稀缺的时代，当前高等的主要参与者“95后”“00后”大学生的信息或知识获取方式已经发生了深刻变化，教师的“单一来源”不再存在或者大打折扣了，在教室里把知识正确地讲出来已经不再是唯一重要的事了。教师在观念上要有大的改变，要有扎实的学识，并且时常思考如何在教学中立德树人，如何将一些正能量的精神和品質传递出去。空讲大道理是没有说服力的，教师要挖掘思政点，以实例淬炼精神、弘扬品质。参照思政案例，在日常课堂教学里有意识地影响塑造学生，具有重要意义。 参考文献

[1]于歆杰.理工科核心课中的课程思政—为什么做与怎么做[J].中国大学教学，2019，（09）：56-60.

[2]王小菁，李玲，张盛春.植物生理学[M].北京：高等教育出版社，2019：80. \"Ideological and Political Points\" in the Mechanism of Plant Photosynthesis ZHANG Fanga， LIU Wei-zhongb

（a. Modern College of Humanities and Sciences， b. School of Life Science， Shanxi Normal University，

Linfen， Shanxi 041000， China）

Abstract： As the requirement and trend of higher education in the new era， \"curriculum ideology and politics\" is a basic concept that college teachers of various professions should have. How to reflect this concept in the classroom？ The paper makes a case study on photosynthetic electron transfer and photosynthetic phosphorylation， a knowledge point in the Plant Physiology course of biological science major. This study conveys that we should have the qualities of unity and

cooperation， responsibility， harmony and dedication， sense of overall situation， collective ideas， etc. It is of far-reaching significance to dig more \"ideological and political points\" in the course and shape students' morality.

Key words： \"curriculum ideology and politics\"; photosynthetic electron transfer; Plant Physiology course