科学家访谈　探索生物大分子的奥秘说课稿【一等奖】

必修1第5章第4节能量之源—光合作用第3课时

教学设计

一、教学目标

1.知识目标

说出光合作用原理的应用。

2.能力目标

尝试探究影响光合作用强度的环境因素。

3.情感目标

通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，使学生认识生命科学的价值，从而

乐于学习生命科学。

二、教学重点

光合作用原理的应用。

三、教学难点

探究影响光合作用强度的环境因素。

四教学流程

教学流程

环节一：课程导入

环节二：讲授展示课题和学习目标。

一、光合作用强度

讲述：农业生产许多增加农作物产量的措施，都是为了提高光合作用强度。

引导学生回忆光合作用过程，分别讲解光合作用强度的概念、表示方法和计算知道光合速率听、讨论、的表示和计算。

呼应。

分

析、讨论、倾温故知新：展示光合作用过程图解，让学生思考影响光合作用强度的因素有哪些？

讨论、回答。

导入课题和学教师活动

学生活动

设计意图

习目标。

新课

公式。

1.概念：通常用光合速率表示，指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的量。

2.表示方法：

单位时间内光合作用产生有机物的量；

单位时间内光合作用产生有机物的量；

单位时间内光合作用放出O2的量。

3.计算：真正光合速率=净光合速率+呼吸速率

回答。

二、影响光合作用强度的因素

讲述：影响光合作用强度的因素有外因和内因，内因由自身遗传物质决定，外因主要为光、二氧化碳、温度、水、矿质元素等。农业生产主要通过调控光、二氧化碳、温度、水、矿质元素等来增加光合作用强度，从而提高产量。

1.实验：探究环境因素对光合作用强度的影响 讲解参考案例——探究环境因素对光合作用强度的影响，引导学生分析实验原理、进行变量分析、理清步骤，根据结果分析得到结论。参照案例思路，通过小组讨论，确定实施实验方案，力求探索出提高农作物光合作用强度有效和实用措施。

（1）实验原理

利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮，根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作用的强弱。

（2）控制变量

自变量的设置：强、中、弱三种光照。

因变量的检测：同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量

无关变量的控制：使小圆形叶片内的气体逸出；放入黑暗处待用。

（3）实验步骤

①选取生长健全、年龄近似、厚薄均匀的成长叶片数片，用直径约1cm的打孔器打小圆片30片（注意避开大的叶脉）。

②堵住注射器前端的小孔并缓慢拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。重复几次。

③将内部气体逸出的叶片，放入烧杯中，放在暗处备用。这些叶片因为细胞间隙充满了水，所以全部沉到水底。

④取3只小烧杯，分别倒入20mL富含CO2的清水。

⑤分别放入10片叶片，然后进行不同强度的光照。观察浮起叶片的数量。

（4）实验结果

阅读、分析、回答。

尝试探究影响光合作用强度的环境因素。

烧杯

光照

距离

1 40W 2 40W 3 40W 5 CM 30 CM 50 CM 光照强度

强

中

弱

叶片浮起数量 多 中 少

说出影响光合作用的外因及其应用，能够分析相关曲（4）实验结论

在一定范围内,光合作用强度随光照强度的增大而加快，超过一定值后光合作用强度趋于稳定。

三、光合作用的影响因素及应用

1.内因

结合曲线，引导学生分析影响光合作用的内因和应用。

（1）植物的不同生长发育阶段

观察、分析、作答。

应用：根据植物在不同生长发育阶段光合作用速率不同，适时适量地提供水肥及其他环境条件，以使植物茁壮成长。

（2）同一叶片的不同生长发育时期

线涵义。

曲线分析： OA段：幼叶，叶面积不断增大，叶绿体、叶绿素含量不断增加，光合作用速率

不断增加； AB段：壮叶，叶片的面积、叶绿体和叶绿素都处于稳定状态，光合速率基本稳定；

BC段：老叶，随叶龄增加，叶绿素被破坏，光合速率也随之下降。

2.外因

逐项展示光照强度、CO2浓度、温度、水和矿质元素以及多因素影响光合作用强度的曲线，引导学生解读曲线，着重理解光强对光合作用强度影响的曲线。

（1）光照强度

曲线分析

A点

光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，CO2释放量表示此时的细胞呼吸强度

光照强度加强，光合速率逐渐增强，但细胞呼吸强度大于光合作用强度

光补偿点，即光合作用强度＝细胞呼吸强度，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用

随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，光合作用强度大于细胞呼吸强度

演练、作答。

AB段

B点

BC段

C点

光饱和点，继续增加光照强度，光合作用强度不再增加

应用：间作套种、合理密植

【练一练】

甲图对应 ；乙图对应 ；

丙图对应 ；丁图对应 。

A点

；A→B点；B点

；光照强度大于B点

（2）CO2浓度

曲线分析

A点

A′点

B和B′点

AB段和A′B′段

应用：“正其行，通其风”

等。

（3）温度

光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度，即CO2补偿点

进行光合作用所需CO2的最低浓度

CO2饱和点，即继续增加CO2的浓度，光合速率不再增加

在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增大

曲线分析

光合作用最适温度一般低于呼吸作用最适温度，故温度过高对提高产量不利。 应用：适当提高昼夜温差

(4)H2O及矿质元素

影响原因

水是光合作用的原料，同时当H2O散失过多时，气孔关闭，CO2供应不足，从而影响光合作用速度。

矿质元素也与光合作用有密切关系，如Mg是合成叶绿素的必要成分；N是合成酶必需的，而光合作用过程中需要多种酶参加；P是合成ATP必需的。

应用：合理施肥和灌溉

（5）多因素综合影响

演练、作答。

曲线分析

P点之前

：限制因素为横坐标所表示的因子

P点到Q之间

：横坐标因子和其他因子共同影响

Q点之后

：限制因素为图示外的其他因子

【练一练】解释光合作用的日变化

如图是夏季晴朗的白天，某种绿色植物叶片光合作用强度的曲线图。分析曲线图并回答：

（1）为什么7－10时光合作用强度不断增强？

光照不断增强

（2）为什么12点左右的光合作用强度明显减弱？

温度和光强很高，蒸腾作用很强，气孔关闭，CO2供应减少

（3）为什么14－17时的光合作用强度不断下降？

光强不断下降

【典型例题】 （2016四川卷.5）三倍体西瓜由于含糖量高且无籽，备受人们青睐。下图是三

倍体西瓜叶片净光合速率（以CO2吸收速率表示）与胞间CO2浓度（Ci）的日变化曲线，以下分析正确的是

A.与11：00时相比，13:00时叶绿体中合成C3的速率相对较高

B.14:00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少

C.17:00后叶片的Ci快速上升，导致叶片暗反应速率远高于光反应速率

D.叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度

【答案】D

【解析】13:00时胞间CO2浓度低，二氧化碳的固定减弱，C3的来源减少，含量相对较少，A错误；14:00后叶片的Pn下降，有机物合成减少，但净光合速率大于0，说明有机物还在积累，B错误；17点后，叶片的Ci快速上升，是由于细胞呼吸速率大于光合速率，释放出二氧化碳在胞间积累，C错误；叶片的Pn先后两次下降，第一次下降主要原因是由于叶片气孔部分关闭，二氧化碳供应不足导致，第二次下降是由于光照减弱引起，D正确。

环节三：课堂小结

共同回顾归纳本节主干知识：光合作用原理的应用

光合速率(光合强度)：单位时间单位叶面积的光合作用量

（如释放多少O2、消耗多少CO2、合成多少淀粉）

呼应。

回顾归纳本节主干知识。

环节四：课堂练习

生物兴趣小组用伊乐藻进行光合作用实验，将一枝伊乐藻浸在加有适宜培养液的大试管中，以白炽灯作为光源，移动白炽灯调节其与大试管的距离，分别在10℃、20℃和30℃下进行实验，观察记录不同距离下单位时间产生气泡数目，结果如图所示。下列相关叙述不正确的是(

) 点。

演突出练、回答。

本节重难

A．该实验研究的是光照强度和温度对光合速率的影响

B．A点和C点的限制因素分别为温度和光照强度

C．B点条件下伊乐藻能进行光合作用

D．若在缺镁的培养液中进行此实验则B点向右移动 【答案】D 【方法点拨】

1.图示有两个自变量：温度、光强（通过灯与试管距离调控），因变量为气泡产生数量（光合速率）；

2.A点虽然光强较高，但由于温度较低，故光合速率低；

3.B点气泡产生数量为0，表示光合作用生成的氧气量等于细胞呼吸消耗的氧气量，即真正光合速率等于呼吸速率；

4.缺镁导致叶绿素合成不足，光能吸收能力下降，故需要在较高光强下才能达到与呼吸速率相等的光合速率。