高中必修第一册统编人教版《第4节 光合作用与能量转化》优秀教学教案教学设计

《光合作用与能量转化（第3课时）》教案

1．说出绿叶中色素的种类和作用。

2．说出叶绿体的结构和功能。

3．说明光合作用以及对它的认识过程。

4．尝试探究影响光合作用强度的环境因素。

5．说出光合作用原理的应用。

6．通过光合作用发现史的学习，使学生受到科学家们崇高的精神境界的熏陶，并养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。

7．通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，使学生认识生物科学的价值，从而乐于学习生物科学，同时增强学生的社会责任意识。

【教学重点】

1．绿叶中色素的种类和作用。

2．光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。

3．影响光合作用的环境因素。

【教学难点】

1．光反应和暗反应的过程。

2．探究影响光合作用强度的环境因素。

一、导入新课

复习导入：

二、讲授新课

（一）影响光合作用原理的应用

教师引导学生根据光合作用反应式进行分析：影响光合作用的因素有哪些？

光：光照强度、光质、光照时间

CO2的浓度、H2O

矿质元素

温度

1．探究光照强度对光合作用的影响

自变量：光照强弱

控制方法：相同瓦数台灯离实验装置的距离

因变量：光合作用强度

检测方法：相同时间小圆形叶片浮起的数量

无关变量：要求相同且适宜。温度等，用中间的盛水玻璃柱吸收热量排除干扰。

实验原理：

叶片含有空气，上浮，抽气，叶片下沉；光合作用产生氧气充满细胞间隙，叶片上浮。

实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强。（二）影响光合作用的外界因素

1．光照强度

A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，CO2释放量表明此时的呼吸强度。

AB段：光照强度增大，光合作用逐渐加强，CO2的释放量逐渐减少（有一部分用于光合作用），此段细胞呼吸强度＞光合作用强度。

B点：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）。

BC段：随着光照强度不断加强，光合作用不断加强，到C点不再加强，称C点对应的光照强度为光饱和点。

应用：①阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低。间作套种时应注意农作物的种类搭配；

②阴雨天温室大棚中适当提高光照强度可以增加光合作用强度。

2．CO2浓度

在一定范围内随CO2浓度的增加光合作用增强，但当CO2浓度增加到一定范围后，光合作用强度不再增强。

图1中A点、图2中的A′点表示光合作用强度等于细胞呼吸强度，此浓度为CO2补偿点。图1中的B与图2中B′都表示CO2饱和点。

应用：大田生产时“正其行，通其风”；②增施有机肥；③温室栽培农作物可以投放干冰或与鸡舍相连。

3．温度

AB段：（10℃～35℃）：随温度的升高而逐渐加强；

B点（35℃）以上：光合酶活性下降，光合作用开始下降，50℃左右光合作用停止。

应用：冬天，温室栽培可适当提高温度；夏天，温室栽培可适当降低温度。白天调到光合作用最适温度，以提高光合作用；晚上适当降低温室温度，以降低细胞呼吸，保证有机物的积累。

4．水分

水是光合作用的原料，间接影响光合作用。

缺水→气孔关闭→限制二氧化碳进入叶片→光合作用受影响

5．矿质元素

例如：N，P，K，Mg等

N：光合酶及ATP的重要组分

P：ATP的重要组分

K：促进光合产物向贮藏器官运输

Mg：叶绿素的重要组分

应用：适时、适量施肥。

6．多因子对光合作用的影响

P点：限制光合速率的因素应为横坐标所表示的因子，随着因子的不断加强，光合速率不断提高。

Q点：横坐标所表示的因素不再是影响光合速率的因子，影响因素主要为各曲线所表示的因子。

（三）化能合成作用

例如：硝化细菌、硫细菌、铁细菌等。

硝化细菌：

自然界中的少数种类的细菌，能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。

三、课堂练习

1．如图表示夏季晴朗的白天某种绿色植物叶片光合作用强度变化曲线。下列对此图描述错误的是（ D ）

A．AB之间光合作用强度上升是光照强度增强所致

B．DE之间光合作用强度下降是光照强度减弱所致

C．BC之间和DE之间光合作用强度下降原因不同

D．AB之间和CD之间光合作用强度上升原因相同

2．光照强度、温度、二氧化碳浓度等均会影响光合速率，从而影响作物产量。下列措施中，与应用光合作用原理来提高产量无关的是（ C ）

A．合理密植，使作物的叶片充分接受光照

B．增加光照强度，提高光合作用的效率

C．降低夜间温度，减少有机物的消耗

D．大棚作物施农家肥，增加原料二氧化碳

四、课堂小结

教师与学生一起小结本节知识，学生边讲教师边板书，或通过课件展示。