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1、光合作用原理的应用教学设计蕉岭中学徐红都一、教材分析1、教学内容的地位、作用和意义能量之源光和光合作用是必修1第五章第4节的内容，教学设计为3课时，光合作用原理的应用为第3课时。本课是在学生充分掌握了光合作用具体过程的基础之上，进一步深化相关知识。同时在分析讨论过程当中，锻炼学生的思辨能力，为后面练习光合作用应用的高考题型打好基础，尤其是对于细胞呼吸和光合作用的综合应用的题的理解和解答有重要帮助；在生产应用中，通过对光合作用有影响的外界因素的控制，来达到提高光合作用的强度进而提高农作物产量的效果，无论在知识上还是在现实生产应用上都具有积极的意义。二、教学对象分析学生已有的知识水平和能力基础：本
2、节课的教学对象是高一学生，他们在初中已经初步掌握了光合作用的基本知识内容。进入高中阶段，本节课的前两个课时已经初步掌握了光合作用的具体过程。本节课在学生已经掌握的知识基础之上，进一步将植物个体光合作用和有氧呼吸联系起来，从微观到宏观，准确把握植物的生理过程。深入掌握将实验现象转化成数学模型的方法。转化过程比较抽象，使学生理解有一定的困难。高一学生思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立，具备了较强的逻辑推理能力、合作精神和一定的探究水平；三、学科素养1.生命观念结构与功能观说出叶绿体适应光合作用的结构2.科学思维模型与建模（）说出光、CO2等环境因素对光合作用影响的原理和具体规律，初步掌握构建生
3、物概念模型的方法，学会将具体问题转化成生物模型，描绘出坐标曲线图。（）初步掌握对图表进行分析，从图表中获取信息，得出正确结论的能力。3.科学探究实验设计实验设计光、CO2等环境因素对光合作用影响的实验过程。4社会责任通过学习外界因素影响光合作用原理和规律，能对农业生产中提高光合作用强度进而增加农作物产量提出有效建议，将所学的知识用于生产生活实践当中。四、教学重难点【教学重点】光照强度、CO2浓度对光合作用强度的影响的原理和规律。【教学难点】 光饱和点、光补偿点、总光合作用、净光合作用等相关概念的理解 坐标图的辨析五、教学方法分析1、教学理念 面向全体学生，以学生为主体，教师为主导. 倡导探究式
4、学习2、教学方法 学案自主学习法以导学案为线索，经过设问和疑问层层引导，激发学生动机，启发学生积极思考，逐步从常识走向科学，将感性认识提升到理性认识，培养和发展学生的抽象思维能力。 合作探究法从条件、原理、现象记录和分析、归纳得出结论等方面，引导学生理解模型设计，进行有关思考，培养学生的小组协作能力和科学探究能力。通过自己的努力来解决问题、回答问题，使学生形成积极的对待科学的态度。 讨论归纳法学生以实验现象或知识素材为依据，通过讨论，寻找出外界因素变化引起光合作用强度变化的基本规律，得到正确结论。从而突出重点，易化难点六、教学过程教学准备阶段学生自主预习学案，查阅资料，完成学案相关问题的解答。
5、同时预习并尝试完成学案当中的相关内容，明确教学目的，以及学习重难点，为新课做准备。教学阶段教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课【创设情景】PPT展示水稻、小麦丰收的图片。 个古诗有云“春种一颗粟，秋收万颗子”。光合作用制造的有机物为生物体提供能量，是地球上绝大多数生物的物质和能量来源，农作物光合作用产生的有机物，为人类提供能量。因此，提高农作物光合作用效率从而提高农作物的产量，是农业生产面临的重要问题。我们如何来应用所学知识来帮助农民解决现实生活当中的问题呢？请同学分享一下【温故知新】的有关内容。回顾上节课光合作用过程的知识。回答光合作用的过程；光反应暗反应的区别和联系；有氧呼吸和光合作用
6、的总反应方程式建立新旧知识联系，激发学生学习的兴趣和好奇心。提出问题【提问】从反应物和产物来看，二者有没有什么联系？分析两个反应方程式，两者能够顺利进行的条件是什么？ 植物能否只能分别进行其中一种反应呢？【引导】大家回顾一下酶活性的检测和呼吸速率的检测，类比推理一下：用什么指标来衡量光合作用强度呢？PPT展示光合作用速率的测定装置，我们通过计算液滴往右移动的距离除以时间，就得到了光合速率。【提问】1.在测定甲中植物光合作用速率的时候，能不能排除呼吸作用的影响？2.装置乙的作用是什么？【提问】你觉得影响光合作用的外部因素有哪些？它们是如何影响光合作用强度的？充分肯定学生的各种答案学生通过对比，自
7、然得出一方的反应物和产物分别是另一方的产物和反应物的结论。同时了解植物生命活动规律：黑暗时进行有氧呼吸；有光时光合作用与有氧呼吸同时进行。思考并回答：通过单位时间内产物（有机物或O2 ）的生成量或者反应物（CO2）的消耗量来检测光合作用强度。不能排除呼吸作用的影响。装置乙的作用是空白对照，防止温度和气压变化对实验结果的干扰。回答：光照强度、CO2浓、度、水利用问题串，层层递进，激发学生思考欲望。类比推理，促进学生对学过知识的利用和延伸光照强度对光合作用强度的影响光照强度对光合作用强度的影响 【提问】光作为光合作用反应的条件之一，主要影响光合作用的哪个阶段呢？光作为光合作用的必要条件，直接影响光
8、合作用的进行，光的波长，光照的时间，光照强度都会影响光合作用。随着太阳的东升西落，昼夜的变化会导致光照强度在一天内会周期性的变化。我们以单位时间内CO2的吸收量作为光合作用强度的指标，探究光照强度对光合作用强度的影响。请大家以小组为单位，完成学案上的内容。 请同学分享一下你们讨论的结果。请一位同学上台画出你们组讨论的结果，并阐述原因。板书：【总结】根据学生的回答，教师归纳：在B点的时候，光合作用强度等于呼吸作用强度。光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长，B点所示光照强度称为光补偿点。C点所示光照强度称为光饱和点。此时，妨碍光合作用强度进一步增加的外界因素是CO2浓度和温度。内部因素是光合
9、色素的量和光反应的酶量限制。 【提问】如果我们要给这两个点带上单位，应该是哪种指标的单位呢？如果是原图是阳生植物，你能用虚线表示出一个阴生植物的曲线吗？（提示：阴生植物适合在弱光条件下生活的植物，光线较强反而生长不良。）如果不考虑呼吸作用，直接画出真正的光合作用随着光照强度增强而变化的曲线，你能画出来吗？它和我们刚刚画出来的曲线有什么关系？【总结】PPT展示：在温度等其他条件相同且适宜的前提下，直接测出来的单位时间内CO2浓度变化量代表的光合作用实际上有呼吸作用的影响，我们称之为净光合作用。也称之为表观光合作用。而真正的光合作用则要通过计算才能得到。即：总光合作用强度=净光合作用强度+呼吸强度
10、下面有一些词语，请大家思考，哪些可以用来表征总光合强度、哪些又可以表征净光合作用强度？单位时间内CO2吸收量、单位时间内CO2固定量；单位时间 O2释放量、单位时间内 O2产生量；单位时间内有机物的制造量，单位时间内有机物的积累量。【应用】：学习了光照这个影响光合作用的外部因素，我们如何应用来提高农作物的产量呢？生答：光反应。小组讨论，提出自己的看法。完成学案上的填空。学生分享答案1.光照强度为0，此时只进行 有氧呼吸 ，释放的CO2量可表示此时 植物体有氧呼吸 的强度。（用A点表示。）2.随光照强度增强， 光合作用 强度也逐渐增强， 有氧呼吸 释放的CO2有一部分直接用于 光合作用 ，CO2
11、释放量逐渐 减少 ，此时细胞呼吸强度 大于 （小于、等于、大于）光合作用强度。3.随着光照强度不断加强，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度 等于（小于、等于、大于）细胞呼吸强度(用B点表示)。光照强度只有在B点以上时，植物才能正常生长，B 点所示光照强度称为光补偿点。4.随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到一定程度以上就不再加强了（拐点用C点表示），C点所示光照强度称为光饱和点。此时，妨碍光合作用强度进一步增加的外界因素有CO2浓度和温度。学生回答。应该是光照强度的单位思考、讨论、作答学生思考，作答：净光合作用强度有：单位时间内CO2吸收量，O2释放量，有机物的积累
12、量；总光合作用：单位时间内CO2固定量， O2产生量有机物的制造量可以适当提高光照强度。也可以延长光照时间，在温室中增加红光和蓝紫光的比例。回顾旧知。将发散的思维聚集回来，作出正确的结论构建数学模型帮助学生构建重要概念。扩展延伸知识，构建概念、数学模型强化相关概念，帮助理解，突破难点CO2浓度对光合作用强度的影响【过渡】 CO2同作为光合作用的原料，也影响这光合作用的顺利进行。大家可以参考一下我们刚刚对光照强度的分析，完成学案上的内容：板书：【提示】外界CO2浓度需达到一定浓度时，植物才可进行光合作用。【提问】1、请在左图画出曲线。起点在原点吗？是否会出现拐点？出现拐点的外部原因是什么？如果改
13、善外部条件还没有提高光合作用强度，有没有可能是内部原因呢？【总结】根据学生的回答，教师归纳：跟光照强度类似，也存在CO2补偿点和CO2饱和点。【应用】：如何利用这个外因来提高农作物的产量？聆听，思考小组在问题的提示下进行讨论，回答相关问题参考提示，回答：不在原点。会出现拐点，外因是：光照强度和温度。内因是暗反应的酶有限。生答：可以适当的提高农作物生活环境中的CO2浓度。“正其行，通其风”，温室大棚内多施用农家肥等。联系学生已有知识，引出新知识培养学生的思维辨识能力，合作交流能力和团队意识，交流表达能力温度对光合作用强度的影响温度如何影响光合作用强度呢？【板书】【应用】：我们如何应用呢？新疆地区
14、的瓜果特别的甜。就是这个原因。学生阅读学案，完善内容：温度主要通过影响 酶的活性 间接影响光合作用强度，所以其变化曲线跟 温度 影响 酶活性 曲线相同。可以在白天适当升温，提高光合作用强度夜晚适当降温来抑制呼吸作用。培养学生的思维辨识能力，合作交流能力和团队意识，交流表达能力水对光合速率的影响水是光合作用的原料，缺水既可直接影响光合作用，又会导致叶片气孔关闭，限制CO2进入叶片，从而间接影响光合作用。 阅读，填空。矿质元素对光合作用强度的影响在一定浓度范围内，增大必需元素的供应，可提高光合作用速率，但当超过一定浓度后，会因土壤溶液浓度过高而导致植物渗透失水而萎蔫，光合作用反而下降。阅读，填空。
15、小结和跟踪训练结合今天所学的知识， 你觉得应该从哪些方面改善外界条件， 提高农作物的光合作用强度，从而提高其产量？（课后以科学小论文的形式上交） 处理学案最后的跟踪训练思考，回答将所学知识进一步运用强化，加深印象六、教学反思本节课是学案教学法在生物学科当中的一次较圆满的尝试。在教学过程当中，有效的做到了充分依靠学案的“导学”作用，将老师的教学设计贯穿在学案当中，有的放矢，极大的提高了课堂的效率和知识容量，达到了较好的教学效果。纵观整个教学过程，在课前通过学案引导学生自学，让学生课前积极准备。课堂上，通过让学生自主探究，合作学习，通过生生互评，师生互评的方式反思探究的过程，同时将研究的课题延生到了课堂之外。取得了较好的教学效果、在实施教学过程当中，学生学习兴趣高，积极的完成了学案上布置的相关任务。较好的达成了教学目标，同时也较好的掌握了教学重点，突破了教学难点。同时注重激发学生的学习热情，努力创造一个和谐、民主并充满激情的课堂氛围，教师不再是单纯的传道、授业、解惑者而应是学生学习的组织者、引导者，学生也不再是一味地听取与接受，而是主动地探究、发现、体验与感悟，获得知识的同时提升情感态度与价值观，加上多媒体的现代教育手段支撑整个教学过程，让学生在一个生动、有趣而又多姿多彩的生物课堂上，真正做到愉快地“享受”学习。