科学家访谈　探索生物大分子的奥秘课堂实录

教学设计 微专题复习：细胞呼吸与光合作用的综合运用

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成都市盐道街中学

生物组

艾云华

一、设计思想：

新课程教学改革的核心理念是为了每一个学生的全面发展，关注学生的学习兴趣和经验，促使学生形成积极主动的学习态度，倡导学生主动参与、乐于探究，培养学生搜集和处理信息的能力、获取新知的能力、分析和解决问题的能力以及合作交流的能力，促使学生生物学核心素养的有效达成。

二、明确目标：

1.探索密闭环境中，细胞呼吸与光合作用的综合运用；

2.探索开放环境中，细胞呼吸与光合作用的综合运用。

三、设计思路：

1．“明确目标”环节：将本节课的复习内容分为两个方面：密闭环境与开放环境中，细胞呼吸与光合作用的综合运用。学生明确学习目标的相关要求，加强学习的针对性和高效性；

2.“突破考点”环节：通过例题和变式训练的分析思考，进行细胞呼吸与光合作用综合运用的深度思考和深入学习；

3.“归纳提炼”环节：通过对密闭和开放环境条件下，细胞呼吸与光合作用综合运用试题的知识要点、答题技巧及答题规范等进行归纳提炼。

四、教材分析：

本节内容选自普通高中课程标准实验教科书必修1《分子与细胞》第5章第3、4节的全部内容。细胞呼吸与光合作用是《分子与细胞》模块的重点内容，也是高考的高频考点内容。教学内容繁多、考查方式多样，结合数学模型综合呈现，充分体现了“生命观念、科学思维、科学探究”等生物学核心素养。

五、学情分析：

根据维果斯基“最近发展区”理论分析学情。

知识层面：本节课是高三年级的微专题综合复习课，学生在新课阶段以及两轮复习阶段，已经较为全面细致地学习过此内容，具有较为扎实的基础知识，但对于细胞呼吸与光合作用综合运用的融会贯通还需巩固加强；

能力层面：涉及识图能力、提取信息的能力、分析归纳能力、设计与分析实验能力、表达交流等能力的训练，需要学生深入思考和积极思维；与此同时，学生的答题技巧、规范程度、答题的针对性和思维的严谨性等有待加强；

兴趣层面：本节内容与农业生产联系紧密，应用广泛，学生有较强的学习兴趣。

六、重点难点：

1.探索密闭环境中，细胞呼吸与光合作用的综合运用；

2.探索开放环境中，细胞呼吸与光合作用的综合运用。

七、教法学法：

1．教法：任务驱动、问题启发、归纳提炼。

2．学法：深度思考、交流讨论、检测反馈。

八、教学过程：

环节

教师活动

学生活动

设计意图

明确目标结合导学要求，加强案和课教和学的件，明确针对性与目标要求

高效性

【明确目标】

明确1.探索密闭环境中，细胞呼吸与光合作用的综合运用；

目标

2.探索开放环境中，细胞呼吸与光合作用的综合运用。

1

突破考点

考点1

密闭环境中，细胞呼吸与光合作用的综合运用

例题1.用小麦幼苗为实验材料，探究光照强度对光合作用

速率的影响，将一定数量的小麦幼苗放在装有培养液的密思考并完成例题和闭容器中，以白炽灯为光源，匀速缓慢变式训移动光源，增大光源和容器之间的距练，对相离，测定容器中氧气浓度随时间的变应知识进化，实验结果如图甲。请回答下列问题：

行综合运(1)小麦幼苗叶肉细胞中氧气产生和被用

利用的场所分别是 、 。

(2)据图，小麦幼苗在 点时积累的有机物达到最大值。

在C点时，小麦幼苗进行细胞呼吸消耗的氧气的来源是 。

(3)据图可知，AB段随着反应时间的进行，容器中氧气浓度

的增加速率逐渐减小，光合作用速率逐渐减小。同学甲由充分分析此得出了光照强度降低会使植物光合作用速率减弱的结并思考相论；同学乙认为该实验无法得出这一结论。同学乙作出这应问题，进行深入一判断的理由是 。若要使该实验能得出同思考和深学甲的结论，需要在容器内设置 的条件。

度学习

变式1．在密闭装置中用二氧化碳缓冲液培养小球藻，在适

宜温度条件下，先给予6 h适宜光

照然后再置于黑暗条件下6 h，溶

液pH的变化情况如图。回答：

(1)AC段与CE段比较，小球藻细胞在若干问题情境中产生ATP的不同部位是 。

(2)AB、BC段的斜率不同，造成这种差异的主要原因是pH中，积极思考，深的变化会影响 。

(3)如果继续延长实验时间，最终细胞中产生二氧化碳的场入分析，学生之间所是 。

相互讨(4)增大二氧化碳缓冲液的浓度(将pH调到适宜范围)，发论，积极现小球藻的光合速率并没有提高反而降低，造成该现象的交流分享

主要原因可能是 。

变式2.为研究三种不同的光对甲、乙植物光合作用的影响，

某科研小组将甲、乙植物分别置于密闭的容器中，测得12 h

内氧气的变化情况如表所示。回答：

甲植物叶

甲植物根

乙植物叶

乙植物根

及时回归白光

＋120 －11 ＋89 －14 教材，将红光

＋82 －11 ＋76 －14 试题与教材内容紧黄光

＋43 －11 ＋26 －14 密结合

注：单位为mL，“＋”表示较实验起始时增加的量，“－”

表示较实验起始时减少的量。该实验温度等条件均适宜，

假设同一植物不同部位呼吸强度相同，不考虑光照对呼吸

作用产生的影响，材料的质量等都相同。

2 通过例题和变式训练，培养学生高效准确分析曲线各区段、关键点含义的能力

培养学生有效提取关键信息的能力

强调实验设计中遵循“单一变量”的原则

强调并深刻理解密闭环境中的CO2和O2有限

分析pH会影响酶的活性，分析细胞在高浓度的外界溶液中会失水

提醒学生答题的规范性，关注易忽视点，如计算结果带单位

(1)在红光的照射下，甲植物的实际光合速率为 。

(2)甲、乙植物在红光下的光合速率比黄光下高，原因

是 。 （填“叶绿素a”或“叶绿素b”）分析梳理净光合速在红光区的吸收峰值更大。

率与植株(3)自然状态下生长的甲植物在13:00左右净光合速率达到干重的关最大，此时植株干重是否达到一天中的最大量？ (填系

“是”或“否”)，判断理由是 。

突破考点

考点2

开放环境中，细胞呼吸与光合作用的综合例题1.研究人员为探究大气CO2浓度上升及紫外线(UV)辐射强度增加对农业生产的影响，现模拟一定量的UV辐射和加倍的CO2浓度处理番茄幼苗，直至果实成熟，测定了相关生理指标，结果见下表。请分析回答：

思考并完成例题和变式训练，对相应知识进行综合运用

充分分析并思考相应问题，进行深入思考和深度学习

在若干问题情境中，积极思考，深入分析，学生之间相互讨论，积极交流分享

及时回归教材，将试题与教材内容紧密结合

充分回归教材，关注细节知识

梳理净光合速率与总光合速率的关系

通过例题和变式训练，培养学生高效准确分析曲线各区段、关键点含义的能力

指导学生进行表格数据的高效分析与综合运用

培养学生设计实验并预测实验结果的实验探究能力

培养学生有效提取关键信息的能力

充分回归教材，关注卡尔文循环的过程

(1)从表中A、B两组数据分析，紫外线辐射会降低光合速率。原因可能是紫外线破坏了位于叶绿体类囊体膜上的 ，降低了光反应 的产生量，进而影响光合速率。

(2)从表中数据可知，A、D两组光合速率 。结合B、C组数据分析，说明CO2浓度倍增对光合作用的影响可以 UV辐射对光合作用的影响。

(3)由表可知，CO2浓度倍增可以促进番茄植株生长。有研究者认为，这可能与CO2参与了植物生长素的合成启动有关。要检验此假设，还需要测定A、C组植株中 的含量。若检测结果是 ，则支持假设。

变式1.在某猕猴桃种植区，由于特定的地理位置，夏季早晨9:00左右太阳光才开始完全直射，而且此时由于太阳辐射驱动的山谷气体对流，会出现地表CO2暂时堆积和暂时性的逆温。此外，在推广种植时还发现由于夏季强光常导致猕猴桃生长受限，需要采取人工遮光的方法。科研人员为探究遮光对猕猴桃的影响，进行了有关实验，结果如图所运用

示。请分析回答：

(1)图2中气孔导度是指植物叶片气孔的开放程度。若气孔

3

突破考点

考点2

开放环境中，细胞呼吸与光合作用的综合运用

导度下降，进入叶片的CO2减少，进而影响 循环。CO2中的碳在暗反应中的转移途径是 (用文字和箭头回答)。

(2)据图分析，图1中9:00左右，3种遮光条件下猕猴桃叶片净光合速率均达到峰值的可能的原因是 。

变式2.图甲表示石斛叶肉细胞内的部分代谢过程，图乙表示研究人员在适宜温度条件下对两种石斛光合作用特性的研究结果。请回答下列问题：

(1)图甲中①过程发生的场所是 。图甲中③过程需要 与CO2结合形成C3(X)。

(2)图乙中A点条件下美花石斛体内能发生的图甲中的过程是 (填数字序号)。图乙中B点条件下春石斛叶肉细胞内的叶绿体释放出的O2的去向是 。

(3)从图乙中分析，这两种石斛中更适应阴生环境的是 。通过实验发现春石斛的光合色素含量高于美花石斛，图乙中体现的与之相符的实验结果是 。

变式3.莲藕是被广泛用于观赏和食用的植物，研究人员通过人工诱变筛选出一株莲藕突变体，其叶绿素含量仅为普通莲藕的56%。图1表示在25 ℃时不同光照强度下该突变体和普通莲藕的净光合速率。图2中A、B表示某光强下该突变体与普通莲藕的气孔导度和胞间CO2浓度。

(1)藕极易褐变，这是细胞内的多酚氧化酶催化相关反应引起的，将藕在沸水中煮过后可减轻褐变程度，原因是 。

(2)CO2被利用的场所是 ，因为此处可以为CO2的固定提供 。

(3)图1中光照强度低于a时，突变体莲藕净光合速率低于普通莲藕，据题意推测引起这种差异的主要原因是 ，导致相关反应减弱。

(4)据图2分析， (填“普通”或“突变体”)莲藕在单位时间内固定的CO2多，理由是 。

思考并完成例题和变式训练，对相应知识进行综合运用

充分分析并思考相应问题，进行深入思考和深度学习

在若干问题情境中，积极思考，深入分析，学生之间相互讨论，积极交流分享

及时回归教材，将试题与教材内容紧密结合

梳理呼吸作用与光合作用的过程中，物质与能量的变化

综合分析曲线图，获取关键信息，对相关现象进行原因阐述，

并进行规范作答

分析温度对酶活性的影响，深刻理解酶的活性对呼吸作用与光合作用的综合影响

分析色素含量对光合作用的影响，并对相关现象进行合理解释与规范作答

1．密闭环境：CO2有限、O2有限等

2．密闭/开放环境，影响细胞呼吸与光合作用的因素：

归纳内因：酶的活性、色素含量等

外因：CO2浓度、光照强度、温度等

提炼

3．正确分析曲线图、柱状图、表格数据等

4．必须得到基础分，努力争取满意分！

4 进行知识师生共同总结，注重总结梳理技法指导及时归纳

与技巧点拨

九、教学反思：

本节课以指导学生进行深入思考和深度学习展开教学。既把课堂交给学生，体现民主的师生关系，又通过问题启发创造求真求实的学习氛围。教师引导学生运用科学思维展开讨论和深入思考，以练促讲，讲练结合，注重技法指导和归纳梳理，突出学生的主体地位和教师的主导作用。知识是能力和情感的载体，新课程理念要求学生形成知识体系，应用知识解决问题，只有知识与能力的有效积累，学生的学***才会不断提升，学生的生物学核心素养才会不断形成。

本节课的教学内容关于生物学核心素养的体现如下：

1、生命观念：课标中明确提出：从物质与能看视角，探索光合作用与呼吸作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化，充分体现了“物质与能量观”；综合运用过程中涉及酶的活性、色素的含量等变化，对细胞呼吸与光合作用的影响，充分体现了“结构与功能观”；

2、科学思维：本节教学内容涉及大量的数学模型，如：曲线图和柱状图等，在深入分析的过程中，充分体现了学生的科学思维能力，在教师精心设置的问题情境中，学生的科学思维能力得到充分训练与展现；

3、科学探究：光合作用与细胞呼吸综合运用试题均是实验研究的结果，充分体现了分析实验、设计实验以及评价实验的科学探究过程；

4、社会责任：综合分析光照强度、二氧化碳浓度、温度等外界因素对植物光合作用和细胞呼吸的影响，以提高农作物产量等，学生可以运用所学知识对相关议题作出合理的解释与分析。

十、板书设计：

微专题复习：细胞呼吸与光合作用的综合运用

一、明确目标

二、突破考点

1．密闭环境

细胞呼吸与光合作用的综合运用

2．开放环境

三、归纳提炼

1．密闭环境：CO2有限、O2有限等

2．密闭/开放环境，影响细胞呼吸与光合作用的因素：

内因：酶的活性、色素含量等

外因：CO2浓度、光照强度、温度等

3．正确分析曲线图、柱状图、表格数据等

4．基础分

满意分

5