高中生物必修一教案-4.2.3影响光合作用的环境因素1-苏教版

“影响光合作用的因素”教学设计 摘要：光合作用和呼吸作用的综合考察在高考中一直占据一席之地，而对这 部分内容的考察一般都是集中在影响光合作用的因素这块，往往以各种曲线图的 形式出现，考察学生的识图及综合分析问题等方面的能力。对学生来说，这部分 知识既是重点，又是难点。本节课的教学设计思路就是通过问题串、典例引导、 合作讨论等多种方式引导学生挖掘出解决这一难点的策略与关键点，达到对本部 分知识的融会贯通。 关键词：影响因素 光合作用速率 教学设计 1.教学内容： 《影响光合作用的因素》一节课选自苏教版第四章光合作用和细胞呼吸第二 节光合作用的第三小节。高考对光合作用和呼吸作用的综合考察往往是依托于这 部分内容进行，可以说是高考的重点考察区域，往往以各种曲线图的形式进行。 这部分内容对学生来说是既是重点，更是难点。本节课旨在通过对一些关键点的 分析、讨论、总结达到学生能自如的掌握三大因素对光合作用影响的各种曲线图 的变化规律，从而解决这一难点。 2.教学目标： 2.1 知识目标： 掌握光合作用速率、净光合作用速率及呼吸速率之间的区别；能准确分析各 种曲线图中各点、各段、各面积所代表的含义。能理论联系实践，用所学的知识 解决实际问题。 2.2 能力目标： 培养学生自主探究能力、识图能力、综合分析能力、语言表达能力。 2.3 情感目标： 树立学生善于发现问题并积极寻求解决问题的自信心。 3.教学重难点： 光合作用速率、净光合作用速率及呼吸速率之间的区别 光合作用各种曲线图的分析及应用 4.教学方法： 典例引导归纳讨论法，问题串层层递进法等 5.学法： 自主探究、合作讨论等 6.教学准备： 多媒体课件等 7.教学过程： 7.1 导入： 本节课的主题是研究影响光合作用的因素，说的再详细一点就是影响光合作 用速率的因素，光合作用速率是本节课研究主题的因变量，为了更好的理解本节 课的内容，怎样理解三个速率即光合作用速率（或称之为实际光合作用速率、真 正光合作用速率、光合作用强度等）、净光合作用速率（或称之为表观光合速率）、 呼吸作用速率的区别是本节课第一个要把握的关键点，尤其是怎样从字面意思上 去区分净的光合速率和光合速率显得尤为关键。 7.2 推进： 要求同学回答第一个问题：三个速率之间的关系是什么？ 同学们经过回忆之后回答：光合作用速率=净的光合作用速率+呼吸作用速率 第二个问题：这三个速率各自取值范围是什么？ 经过讨论后作答：光合作用速率是实际的光合作用速率，有光才能进行光合 作用，无光光合作用停止，所以光合作用速率的取值范围应该是≧0；呼吸作用 当有生命时才能进行，所以，呼吸速率的取值范围应当是>0；净得光合作用速率 是上面两个速率的差值，取值范围应是小于零、等于零、大于零都可以。 给出一个典型例题，通过这个例题帮助学生进一步深刻理解光合作用速率和 净的光合作用速率在语言表述上的区别。 教师提问：第一个问题：上图中的六个箭头能否同时出现？ 第二个问题：假如说上图中的六个字母代表的是 O2 或 CO2 的具体值，请填 下列表格，用上述六个字母表示 在学生思考时，教师提醒学生，可以先思考第二个问题，再回答第一个问题。 学生通过独立思考和协作讨论及老师点拨做出答案如下： 通过对表格的填写，学生发现这六个箭头不能同时出现。 接下来教师让学生结合上图关注净的光合速率这一栏，看能从中发现什么？ 通过一番仔细观察，学生发现净的光合速率就是和外界发生关系的这部分气 体的值，可用这部分气体的吸收量或释放量来表示，由此得出本节课的第一个关 键结论，如下： 通过典例进行随堂反馈： 提醒学生做此题的关键是对图中的红字部分的正确认识：单位时间 CO2 的释 放量指的是净的光合速率，而单位时间 O2 的产生量指的是总的光合速率。 继续推进:请一位同学到黑板上写出光合作用的总反应式，强调各种条件注 全。 由学生根据结果分析影响光合作用的因素。 通过观察，学生可以很轻松的得出影响光合作用的因素有:CO2、光照、水分。 教师补充：这些都是外因，还有内因。 师生共同总结：影响光合作用的因素有内因和外因。内因主要指：叶绿体中 的色素和酶；外因包括：CO2、光照、水分、温度、矿质元素等，但一般主要考 虑三个因素即光照、CO2、温度。 教师同时指出本节课主要的研究对象为影响光合作用的三个环境因素光照、 CO2、温度。 首先来研究第一个环境因素光照强度。 直接给出图像： 教师强调观图技巧： 拿到上述类似的图形，首先应该观察纵横坐标各自代表什么，也就是所研究 问题的自变量和因变量。 其次观察整个图形的走势，得出自变量和因变量之间的关系 教师提问: 第一个问题:此图的横坐标是光照强度，根据前面老师强调的,纵坐标代表什 么？ 学生通过观察发现用的是“吸收”和“释放”，所以回答：净的光合速 率 看来直观此图表示的是光照强度和净的光合速率之间的关系 同时要求学生描述它们之间的关系：在一定的范围内，随着光照强度的增加， 净的光合速率增加，超出这个范围，即便光照强度增强，净的光合速率不再增加。 第二个问题：从此图中我们能否得出光合速率和呼吸速率？ 引导学生去分析 O、A、B、C 四个点光照强度下各自的光合速率和净的光合 速率分别为多少？ 学生回答：O 点光照强度为 0 单位，根据前面讲的光合速率应该为 0 单位， 那这个单位时间单位面积释放的 CO2 的量应该代表的呼吸速率，呼吸速率为 2 单 位，净的光合速率应为-2 单位。 教师点拨：植物在任何光照下全程都是要进行呼吸作用的，而且光照强度的 大小对呼吸速率的影响是可以忽略不计的，所以可以认为在所研究的光照下呼吸 速率是一样大的都是 2 单位。 学士继续回答：A 点释放的 CO2 为 1 单位，但呼吸作用释放的 CO2 为 2 单位， 那 1 单位 CO2 应该是去进行光合作用了，所以光合速率应为 1 单位，净的光合速 率应为-1 单位。同理 B 点的光合速率应为 2 单位，净的光合速率应为 0 单位。C 点的光合速率应为 9 单位，净的光合速率应为 7 单位。 教师补充：B 点也称之为光的补偿点，代表的是光合速率等于呼吸速率时的 光照强度；C 点也称之为光的饱和点，代表的是光合速率不再随光照强度增加而 增加的最低光照强度。同时特别强调：光的饱和点是 C 点而不是 D 点。 通过上述师生的共同分析，可以发现：上图虽直接表示的是光照强度对净的 光合速率的影响，但实质上从中可以发现光照强度对光合速率的影响 第三个问题：要求学生根据上述分析以光照强度为横坐标，光合速率为纵坐 标画出这两者之间的关系曲线图 学生作图如下： 教师强调:比较上述两图，可以发现，当纵坐标是净的光合速率的时候，曲 线图是从负半轴起始的，显示净的光合速率可以是负值；但当纵坐标是光合速率 的时候，曲线图是从原点起始的，显示光合速率的最小值为零，而且在此图中， 我们只能看出光合速率，看不到净的光合速率和呼吸速率的大小，只能看到光的 饱和点即 A 点，看不到光的补偿点。 为了使学生更加深刻理解此两图的区别，教师提问。 第四个问题：在下图中作图 图二 学生作图如下： 可以看出，图四实际上图一的正半轴部分。图二和图四中的 A 代表的含义也 不一样，图二中的 A 是光的饱和点，图四中的 A 是光的补偿点。 进一步推进：教师给出下图： 提出第五个问题：上图中有三个面积 S1、S2、S3，请问 S2-S1、S1+S3、S2+S3 各自代表什么？ 教师提示：分析时，从点到面，把每个点光强下三个速率各自的线段值再组 图三 图四 成面，按这一途径去分析。 学生讨论，教师指导共同得出答案：S2-S1、S1+S3、S2+S3 各自代表 OD 段 净得积累量、呼吸消耗量、总的光合产生量。 通过对上述曲线图的研究，不难看出光强对光合作用的影响在生产实践中的 指导意义应为：在其他条件适宜时，将光强设置为光的饱和点下的光强对植物的 生长是最有利的。 同时给出另一图： 师生共同分析：由图可知，阳生植物的光补偿点和饱和点都是高于阴生植物， 说明阳生植物在弱光下的生存能力差，而阴生植物则善于利用弱光，根据这点， 在生产实践中的应用应该把阴生植物和阳生植物套种在一起，已达到对光的充分 利用，提高产量，增加收入。 继续推进： 关于 CO2 对植物光合作用的影响和光对植物光合作用的影响曲线的基本走 势一样，但有一个小区别,给图: 教师点拨：在上图中和光强对光合作用的影响一样也有一个隐含条件，即 CO2 对呼吸作用的影响也可以忽落不计，所以全程呼吸速率可以认为是定值。 第六个问题：要求学生找出这一小区别 学生讨论总结回答：应表现在 AB 段，AB 段应该没有进行光合作用，只有呼 吸作用，原因是 AB 段曲线是平的。 教师补充： 上两个图中，横坐标一样，曲线走势一样，但纵坐标左边代表的是光合速率， 右边代表的是净的光合速率，所以 A 点代表的含义不一样，左边的 A 是由此点 开始进行光合作用，此点为光合速率为 0 的 CO2 浓度，而右边的 A 代表的是 CO2 的补偿点，此点的光合速率等于呼吸速率。 关于 CO2 浓度对光合作用的影响在实践当中的应用根据上面的讲述应为：在 其他条件适宜时应保持在饱和点所在的浓度，但一般情况下 CO2 浓度都达不到这 一浓度，所以在生产实践中应尽可能提高 CO2 浓度，使其达到这一浓度，比如常 采用增施有机肥、施放干冰、正其行等措施以达到这一目的。 继续推进： 关于温度对光合作用的影响实质是通过影响酶的活性达到对光合作用的影 响，曲线图也就是温度对酶活性的影响曲线，就不再详细的讲述，由学生自主学 习。 至于其他因素，就不再一一赘述，由教师给出素材由学生自主探究。 7.3 总结： 通过本节课的学习，我们发现，其实这部分知识并不难，关键是要掌握一些 技巧。首先要掌握的就是怎样判断题目说的是光合速率还是净的光合速率，方法 就是看语言是咋描述的。其次拿到曲线图先要搞清纵横坐标各自代表的含义。第 三就是先分析各点代表的含义，再分析各段代表的含义，最后再分析各面积代表 的含义。第四在分析时要和实际联系起来，以免出现误差。 8.教学反思 本节课做的好的地方在于教师对教材挖的深，吃的透，把复杂的问题具体化， 技巧化。对学情了解的清，知道学生的问题在哪，讲课具有针对性，比如对于光 合速率和净的光合速率咋样区别没有就概念讲概念，而是精选例题，直击学生问 题所在，最后给出一个操作性强的判断方法，避免了学生走弯路。同时采用多种 行之有效的方法。比如问题串层层递进，很好的锻炼了学生分析问题，解决问题 的能力；学生作图，学生描述，学生合作讨论等方法很好的锻炼了学生的动手能 力、语言描述能力、协作向上的能力。 本节课的不足之处在于学生的基础有点差，有些东西的得出可能比较费时 间，而本节课的容量有点多，可能有些地方显得比较仓促。