1、第三章 第四节 第1课时影响光合作用的环境因素本课时的核心内容是探究不同环境因素对光合作用的影响，并通过建立数学模型得出各因素的影响规律。普通高中生物学课程标准（2017年版）中指出“科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。学生应在探究过程中，逐步增强对自然现象的好奇心和求知欲，掌握科学探究的基本思路和方法，提高实践能力；在探究中，乐于并善于团队合作，勇于创新。”关于位置，教材是在介绍了光合作用的色素和过程之后引入本节内容，并在酶这一节内容中着重介绍过实验设计的基本原则，这就对本节课的开展奠定了良好的基础
2、，这节课和实际生活联系较为密切，通过本节内容的学习，在一定的程度上可提高学生科学探究的生物核心素养，同时为培养学生严密的科学思推提供了一个良好的平台。教学目标1通过回忆光合作用的过程，说出影响光合作用的环境因素。2通过分析光合速率随光照强度、二氧化碳、酶变化曲线，理解光合作用的过程，能够概述光合作用的过程。3通过实验，探究不同环境因素对光合作用的影响，给大棚蔬菜增产提出合理建议。教学目标1：着重体现了“生命观念”和“科学思维”的要素。教学目标2：着重反映了“科学思维”的要素。教学目标3：着重指向“科学探究”“科学思维”和“社会责任”。情境设置展示蔬菜大棚的图片。提问：通过改变哪些外界条件会使得
3、蔬菜大棚产量提高呢？新课学习教师引导：首先，回顾一下光合作用的过程包括光反应和暗反应各阶段的物质变化，分析有哪些环境因素会影响光合作用？学生活动：学生两人一组互相背诵光合作用的过程，并讨论哪些环境因素会影响光合作用。教师引导：影响光合作用的环境因素：光、温度、CO2浓度、水分、矿质元素。怎么设计实验来探究光照强度对光合作用的影响呢？如何量化不同条件下光合作用速率呢？ 学生活动：针对问题，引导学生制定解决方案，设计探究光照强度对光合作用的模拟实验。按确定方案，学生两人一组进行实验操作，并观察、记录、分析实验结果。组织学生进行模拟实验。根据实验结果，引导学生通过思考与讨论，主动获得知识。 模拟光照
4、强度对光合作用的记录表试管中轴到灯泡的距离/cm黑藻1 min产生气泡数121824老师引导：根据上述数据，通过推理，光照强度会影响植物光合作用。我们赞同这个观点吗？为什么？赞同，灯泡与黑藻之间的不同距离可以代表不同的光照强度。教师引导：事实：有人用黑藻进行实验，在其他条件不变情况下，分别测定了光照强度（可以用单位叶面积上所接收的可见光能量来表示）。分析光照强度是如何影响光合速率的？学生自学：看书自学。学生活动：学生讨论交流、展示成果。教师呈现：光照强度变化对光合速率的影响示意图。观察光照强度对光合速率的影响示意图，在一定范围内，光合速率随着光照强度的增强而相应增加；当达到某一定值后，光照强度
5、即使继续增强，光合速率也不再增加。教师引导：除了光照强度。光照还可以怎样影响光合作用呢？叶绿体中的色素对不同光质的光有不同的吸收值，那如何设计实验探究不同光质对光合作用的影响呢？学生活动：学生结合教材102页，讨论交流，说说这么设计实验的合理性。实验表明，叶绿素a和叶绿素b在蓝光区和红光区各有两个吸收高峰，类胡萝卜素的吸收高峰在蓝光区。植物在红光和蓝光下产生的淀粉较多，光合速率更高，这也正是大棚蔬菜用透明塑料的原因。教师呈现：CO2浓度变化对光合速率的影响示意图。教师引导：请结合光合作用的过程，思考与合作讨论CO2浓度影响光合作用的原因是什么呢？讨论交流：请同学们分享思考的问题。CO2是光合作
6、用的原料，主要通过影响光合作用的暗反应阶段而影响整个光合作用过程。在一定范围内，植物光合作用速率随CO2浓度的增大而增大，但当CO2浓度达到一定值之后，再增加CO2浓度，光合作用速率不再增加。教师引导：温度是如何影响光合作用的呢？学生活动：引导学生分析，温度影响哪一个过程或是哪一个物质的变化。温度主要是通过影响酶活性而影响光合作用的强度。教师引导：水分和矿质元素是如何影响光合作用强度的呢？水分参与光合作用哪个阶段的反应呢？矿质元素通过什么样的方式影响光合作用？矿质元素参与反应吗？还是参与反应过程中物质的形成呢？学生活动：学生讨论交流、展示成果。水分对光合作用的影响主要是由于缺水会导致气孔关闭，
7、使CO2吸收受阻，从而间接影响光合作用。矿质元素可以参与合成光合作用过程中的某些物质。例如，N是 叶绿素、酶、ATP的重要组成元素，P是ATP的重要组成元素，Mg是叶绿素的重要组成元素。教师引导：结合本节课分析的环境因素对光合作用的影响，给蔬菜大棚增产提供怎样的建议呢？可以从光照强度、光质、温度、二氧化碳浓度、水和矿质元素等角度分析。学生活动：学生讨论交流、展示成果。教师呈现：展示环境因素影响光合作用在生产生活中的应用图片。1光阴天大棚种植进行补光2温度冬季大棚保温3CO2浓度保持通风良好，增施“气肥”4水分合理灌溉5矿质元素合理施肥教学板书影响光合作用的环境因素一、光合作用的过程二、影响光合
8、作用的环境因素（一）光照强度与光质（实验与曲线图）（二）CO2浓度（曲线图）（三）温度（曲线图）（四）水和无机盐等三、光合作用原理的应用课堂反馈1鸢尾是一种常见的观赏植物。生物学兴趣小组在5月的白天中，对鸢尾植株不同部位的成熟叶片（不做遮光处理）进行检测，一般不能直接测得的是（ ）A氧气释放量 B二氧化碳吸收量C净光合速率 D呼吸速率【解析】（1）氧气释放量和二氧化碳吸收量可以通过实验装置以水的体积变化量来表示；（2）氧气释放量和二氧化碳吸收量即表示净光合速率；（3）只有在黑暗条件下，才可以测得呼吸速率，若不做遮光处理，则无法直接测得。【答案】 D2下图是夏季晴朗的白天，某绿色植物叶片光合作用
9、强度的曲线图。分析曲线图并回答：（1）为什么710时的光合作用强度不断增强？（2）为什么12时左右的光合作用强度明显减弱？（3）为什么1417时光合作用强度不断下降？【解析】 （1）因为710时光照强度逐渐增强，光合作用强度也不断增强；（2）12时光照过于强烈，植物蒸腾作用会散失大量的水分，此时关闭气孔以减少水分的蒸发，从而二氧化碳吸收量也随着气孔的关闭而降低，因此光合作用明显减弱；（3）1417时光照强度逐渐减弱，光合作用强度也不断减弱。【答案】见解析课堂总结在今天的这节课里，我们通过实验观察了不同环境因素对光合作用的影响，每一位同学都可以观察到试管中轴与灯源距离不同的条件下产生气泡数的差别，实验成功的喜悦写在了每一位同学的脸上了，我们也达到了预期的实验目的了。那么，蔬菜大棚培植农作物的过程中，我们除了提供适宜的光照强度、温度和光质以外，我们还可以做哪些操作呢？环境因素除了影响光合作用还可以影响什么呢？下节课我们继续学习。 6 / 6
