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2019-2020年人教版高中生物必修1 第5章第4節(jié)能量之源—光合作用第3課時 教案 一、教學(xué)目標(biāo) 1.知識目標(biāo) 說出光合作用原理的應(yīng)用。 2.能力目標(biāo) 嘗試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。 3.情感目標(biāo) 通過了解光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識生命科學(xué)的價值，從而 樂于學(xué)習(xí)生命科學(xué)。 二、教學(xué)重點(diǎn) 光合作用原理的應(yīng)用。 三、教學(xué)難點(diǎn) 探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。 四 教學(xué)流程 教學(xué)流程 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 環(huán)節(jié)一：課程導(dǎo)入 溫故知新：展示光合作用過程圖解，讓學(xué)生思考影響光合作用強(qiáng)度的因素有哪些？ 展示課題和學(xué)習(xí)目標(biāo)。 討論、回答。 導(dǎo)入課題和學(xué)習(xí)目標(biāo)。 環(huán)節(jié)二：講授新課 一、光合作用強(qiáng)度 講述：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)許多增加農(nóng)作物產(chǎn)量的措施，都是為了提高光合作用強(qiáng)度。 引導(dǎo)學(xué)生回憶光合作用過程，分別講解光合作用強(qiáng)度的概念、表示方法和計算公式。 1.概念：通常用光合速率表示，指植物在單位時間內(nèi)通過光合作用制造糖類的量。 2.表示方法： 單位時間內(nèi)光合作用產(chǎn)生有機(jī)物的量； 單位時間內(nèi)光合作用產(chǎn)生有機(jī)物的量； 單位時間內(nèi)光合作用放出O2的量。 3.計算：真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率 二、影響光合作用強(qiáng)度的因素 講述：影響光合作用強(qiáng)度的因素有外因和內(nèi)因，內(nèi)因由自身遺傳物質(zhì)決定，外因主要為光、二氧化碳、溫度、水、礦質(zhì)元素等。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要通過調(diào)控光、二氧化碳、溫度、水、礦質(zhì)元素等來增加光合作用強(qiáng)度，從而提高產(chǎn)量。 1.實(shí)驗(yàn)：探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響 講解參考案例——探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)原理、進(jìn)行變量分析、理清步驟，根據(jù)結(jié)果分析得到結(jié)論。參照案例思路，通過小組討論，確定實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案，力求探索出提高農(nóng)作物光合作用強(qiáng)度有效和實(shí)用措施。 （1）實(shí)驗(yàn)原理 利用真空滲入法排除葉內(nèi)細(xì)胞間隙的空氣，充以水分，使葉片沉于水中。在光合作用過程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在細(xì)胞間積累，結(jié)果使原來下沉的葉片上浮，根據(jù)上浮所需的時間長短，即能比較光合作用的強(qiáng)弱。 （2）控制變量 自變量的設(shè)置：強(qiáng)、中、弱三種光照。 因變量的檢測：同一時間段內(nèi)各實(shí)驗(yàn)裝置中小圓形葉片浮起的數(shù)量 無關(guān)變量的控制：使小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出；放入黑暗處待用。 （3）實(shí)驗(yàn)步驟 ①選取生長健全、年齡近似、厚薄均勻的成長葉片數(shù)片，用直徑約1cm的打孔器打小圓片30片（注意避開大的葉脈）。 ②堵住注射器前端的小孔并緩慢拉動活塞，使小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出。重復(fù)幾次。 ③將內(nèi)部氣體逸出的葉片，放入燒杯中，放在暗處備用。這些葉片因?yàn)榧?xì)胞間隙充滿了水，所以全部沉到水底。 ④取3只小燒杯，分別倒入20mL富含CO2的清水。 ⑤分別放入10片葉片，然后進(jìn)行不同強(qiáng)度的光照。觀察浮起葉片的數(shù)量。 （4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果 燒杯 光照 距離 光照強(qiáng)度 葉片浮起數(shù)量 1 40W 5 CM 強(qiáng) 多 2 40W 30 CM 中 中 3 40W 50 CM 弱 少 （4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論 在一定范圍內(nèi),光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度的增大而加快，超過一定值后光合作用強(qiáng)度趨于穩(wěn)定。 三、光合作用的影響因素及應(yīng)用 1.內(nèi)因 結(jié)合曲線，引導(dǎo)學(xué)生分析影響光合作用的內(nèi)因和應(yīng)用。 （1）植物的不同生長發(fā)育階段 應(yīng)用：根據(jù)植物在不同生長發(fā)育階段光合作用速率不同，適時適量地提供水肥及其他環(huán)境條件，以使植物茁壯成長。 （2）同一葉片的不同生長發(fā)育時期 曲線分析： OA段：幼葉，葉面積不斷增大，葉綠體、葉綠素含量不斷增加，光合作用速率不斷增加； AB段：壯葉，葉片的面積、葉綠體和葉綠素都處于穩(wěn)定狀態(tài)，光合速率基本穩(wěn)定； BC段：老葉，隨葉齡增加，葉綠素被破壞，光合速率也隨之下降。 2.外因 逐項展示光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度、水和礦質(zhì)元素以及多因素影響光合作用強(qiáng)度的曲線，引導(dǎo)學(xué)生解讀曲線，著重理解光強(qiáng)對光合作用強(qiáng)度影響的曲線。 （1）光照強(qiáng)度 曲線分析 A點(diǎn) 光照強(qiáng)度為0，此時只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，CO2釋放量表示此時的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度 AB段 光照強(qiáng)度加強(qiáng)，光合速率逐漸增強(qiáng)，但細(xì)胞呼吸強(qiáng)度大于光合作用強(qiáng)度 B點(diǎn) 光補(bǔ)償點(diǎn)，即光合作用強(qiáng)度＝細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，細(xì)胞呼吸釋放的CO2全部用于光合作用 BC段 隨著光照強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度不斷加強(qiáng)，光合作用強(qiáng)度大于細(xì)胞呼吸強(qiáng)度 C點(diǎn) 光飽和點(diǎn)，繼續(xù)增加光照強(qiáng)度，光合作用強(qiáng)度不再增加 應(yīng)用：間作套種、合理密植 【練一練】 甲圖對應(yīng) ；乙圖對應(yīng) ； 丙圖對應(yīng) ；丁圖對應(yīng) 。 A點(diǎn) ；A→B點(diǎn)；B點(diǎn) ；光照強(qiáng)度大于B點(diǎn) （2）CO2濃度 曲線分析 A點(diǎn) 光合速率等于細(xì)胞呼吸速率時的CO2濃度，即CO2補(bǔ)償點(diǎn) A′點(diǎn) 進(jìn)行光合作用所需CO2的最低濃度 B和B′點(diǎn) CO2飽和點(diǎn)，即繼續(xù)增加CO2的濃度，光合速率不再增加 AB段和A′B′段 在一定范圍內(nèi)，光合速率隨CO2濃度增加而增大 應(yīng)用：“正其行，通其風(fēng)” 等。 （3）溫度 曲線分析 光合作用最適溫度一般低于呼吸作用最適溫度，故溫度過高對提高產(chǎn)量不利。 應(yīng)用：適當(dāng)提高晝夜溫差 (4)H2O及礦質(zhì)元素 影響原因 水是光合作用的原料，同時當(dāng)H2O散失過多時，氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，從而影響光合作用速度。 礦質(zhì)元素也與光合作用有密切關(guān)系，如Mg是合成葉綠素的必要成分；N是合成酶必需的，而光合作用過程中需要多種酶參加；P是合成ATP必需的。 應(yīng)用：合理施肥和灌溉 （5）多因素綜合影響 曲線分析 P點(diǎn)之前 ：限制因素為橫坐標(biāo)所表示的因子 P點(diǎn)到Q之間 ：橫坐標(biāo)因子和其他因子共同影響 Q點(diǎn)之后 ：限制因素為圖示外的其他因子 【練一練】解釋光合作用的日變化 如圖是夏季晴朗的白天，某種綠色植物葉片光合作用強(qiáng)度的曲線圖。分析曲線圖并回答： （1）為什么7－10時光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)？ 光照不斷增強(qiáng) （2）為什么12點(diǎn)左右的光合作用強(qiáng)度明顯減弱？ 溫度和光強(qiáng)很高，蒸騰作用很強(qiáng)，氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)減少 （3）為什么14－17時的光合作用強(qiáng)度不斷下降？ 光強(qiáng)不斷下降 【典型例題】 （xx四川卷.5）三倍體西瓜由于含糖量高且無籽，備受人們青睞。下圖是三倍體西瓜葉片凈光合速率（以CO2吸收速率表示）與胞間CO2濃度（Ci）的日變化曲線，以下分析正確的是 A.與11：00時相比，13:00時葉綠體中合成C3的速率相對較高 B.14:00后葉片的Pn下降，導(dǎo)致植株積累有機(jī)物的量開始減少 C.17:00后葉片的Ci快速上升，導(dǎo)致葉片暗反應(yīng)速率遠(yuǎn)高于光反應(yīng)速率 D.葉片的Pn先后兩次下降，主要限制因素分別是CO2濃度和光照強(qiáng)度 【答案】D 傾聽、討論、呼應(yīng)。 分析、討論、回答。 閱讀、分析、回答。 觀察、分析、作答。 演練、作答。 演練、作答。 知道光合速率的表示和計算。 嘗試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。 說出影響光合作用的外因及其應(yīng)用，能夠分析相關(guān)曲線涵義。 環(huán)節(jié)三：課堂小結(jié) 共同回顧歸納本節(jié)主干知識：光合作用原理的應(yīng)用 光合速率(光合強(qiáng)度)：單位時間單位葉面積的光合作用量 （如釋放多少O2、消耗多少CO2、合成多少淀粉） 呼應(yīng)。 回顧歸納本節(jié)主干知識。