人教版必修一第5章第4节能量之源—光合作用(第3课时)教案

必修1第5章第4节能量之源一光合作用第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。

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
讲解参考案例一一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 CO 放出Q,由于Q 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CO 2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。

s
t
阅读、分 析、回答。

尝试探究 影响光合 作用强度 的环境因 素。

烧杯光照距离光照强度叶片浮起数量
140W 5 CM强多
240W30 CM中中
340W50 CM弱少
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，弓I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
开花期
营养生长期幼苗期
光强庫
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观察、分
析、作答。

说出影响
光合作用
的外因及
其应用，
能够分析
相关曲线
涵义。

光
」
合
速
率
L
/B\
叶必
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、CQ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。

【练一练】
A点
光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，CQ释放量表示此时的细胞呼吸强度
AB段光照强度加强，光合速率逐渐增强，但细胞呼吸强度大于光合作用强度
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CQ全部用
于光合作用
BC段
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
C点光饱和点，继续增加光照强度，光合作用强度不再增加
演练、作
答。

曲线分析
应用：间作套种、合理密植
丙图对应
；丁图对应
A点;A T B点；B点；光照强度大于B点
A点光合速率等于细胞呼吸速率时的CO浓度，即CO补偿点A'点进行光合作用所需CO的最低浓度
B和B'点CQ饱和点，即继续增加CO的浓度，光合速率不再增加
AB段和A B'段在一定范围内，光合速率随CO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)H 2O及矿质元素
甲图对应；乙图对应
影响原因
水是光合作用的原料，同时当 HO 散失过多时，气孔关闭， CQ 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
光照强度 P
Q 温度
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：
06 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 时间(h)
光合速率
光合速率
演练、作 答。

光合速率
(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， CQ 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 CO 吸收速率表示）与胞间 CQ 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 C 3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 CQ 浓度和光照强度
【答案】D
共同回顾归纳本节主干知识：光合作用原理的应用
呼应。

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 Q 、消耗多
少CQ 、合成多少淀粉）
1 61412101
呂 6420
J"
11:00 13:0C 15:00 17:00 时
间
环节
课堂 小结
回顾归纳 本节主干 知识。

6C02 + 12H20 光能
C6H1206+ 6H20 + 602
产物。