生物必修1《分子与细胞》光合作用的原理和应用第2课时教学设计

这是一份生物必修1《分子与细胞》光合作用的原理和应用第2课时教学设计，共4页。教案主要包含了学习目标与重难点，教学过程，作业或实践等内容，欢迎下载使用。
一、（教学目标）学习目标与重难点
1.学习目标（教学目标）
（1）设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响。
（2）关注光合作用原理的应用。
2.学习重难点（教学重难点）
（1）学习重点（教学重点）
探究影响光合作用强度的环境因素。
（2）学习难点（教学难点）
探究影响光合作用强度的环境因素。
二、教学过程
教学环节
师生活动
设计意图
课程导入
【温故知新】
请同学们结合上节课的内容回答，用于生产蔬菜和其他植物的植物工厂需要人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件，这是为什么呢？光照、二氧化碳浓度等条件会对植物的生长起到什么作用呢？学生思考并回答
温故知新，引入新课学习。
一、探究影响光合作用强度的环境因素
1、光合作用的强度
简单地说,就是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
2、影响光合作用强度的环境因素
影响光合作用强度的因素有很多，根据光合作用的反应式我们可以知道，光合作用的原料——水、二氧化碳，光合作用的动力——光能，都是影响光合作用强度的因素。因此,只要影响到原料、能量的供应,都可能是影响光合作用强度的因素。例如,环境中CO2浓度,叶片气孔开闭情况,都会因影响CO2的供应量而影响光合作用的进行。叶绿体是光合作用的场所,影响叶绿体的形成和结构的因素,如无机营养、病虫害,也会影响光合作用强度。
3、《探究光照强度对光合作用强度的影响》
实验材料用具：打孔器,注射器,5W LED台灯, 米尺, 烧杯,绿叶（如菠菜、吊兰等）。
实验方法步骤如下：
（1）取生长旺盛的绿叶,用直径为0.6cm的打孔器打出圆形小叶片30片，注意打孔时应避开大的叶脉。
（2）将圆形小叶片置于注射器内。注射器内吸入清水,待排出注射器内残留的空气后,用手指堵住注射器前端的小孔并缓慢地拉动活塞, 通过拉动活塞的方式降低注射器内气压，使常压下隐匿于小叶片中的气泡变大，圆形小叶片内的气体最终逸出叶片，留下的空隙被水占据，从而达到排除叶肉细胞间隙中空气的目的。这一步骤可能需要重复2-3次。处理过的小叶片因为细胞间隙充满了水,所以全部沉到水底。
（3）将处理过的圆形小叶片,放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。
（4）取3只小烧杯,分别倒入富含CO2的清水（可以事先通过吹气的方法补充CO2,也可以用质量分数为1%~2%的NaHCO3溶液来提供CO2）。
（5）向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片,然后分别置于强、中、弱三种光照下。实验中,可用5W的LED灯作为光源,利用小烧杯与光源的距离来调节光照强度，即对自变量进行设置。
（6）观察并记录同一时间段内各实验装置中圆形小叶片浮起的数量，填入表格。有的同学也许会问，这个实验应测量的因变量是光合作用的强度，小叶片浮起的数量能代表光合作用的强度吗？我们说，在水环境中，由于叶片光合作用产生的氧气可附着在叶肉细胞的间隙或叶片的表面，使叶片的密度降低，从而造成叶片上浮。因此，可以通过比较不同光照条件下，同一时间段内圆形小叶片浮起的数量，来判断叶片进行光合作用的强度。同一时间段内小叶片浮起的数量越多，光合作用强度越强。
经过20分钟的实验，记录结果如表所示，表中数据显示：光照5分钟后，强光照组的10片圆形小叶片均上浮；中光照组在10分钟时有4个小叶片上浮、15分钟时5片、20分钟时6片小叶片上浮；而弱光照组到15分钟时仅一片上浮，20分钟时2片上浮。由此我们可以得出结论：在一定范围内，光照强度增强，光合作用强度增强。
4、《探究不同二氧化碳浓度对光合作用强度的影响》
实验原理：光合作用产生有机物淀粉，淀粉遇碘变蓝色，通过比色法检测不同CO2浓度下光合作用产生的淀粉量，从而比较不同CO2浓度下光合作用的强度。实验中设置自变量，即不同CO2浓度，可用NaOH去除CO2，或用不同浓度NaHCO3溶液分解产生CO2，再分别放入相同的绿色植物进行光合作用。
方法步骤：
（1）对绿萝进行24小时黑暗处理。取一株长势良好的绿萝，置于不透光的纸箱中，饥饿处理24小时。
（2）除了一直放在黑暗环境中的第五组以外，我们设置四个不同二氧化碳浓度条件的实验装置，编号1到4。其中，第一组添加蒸馏水、第二组添加2摩尔每升的氢氧化钠溶液、第三组添加质量分数为百分之零点一的碳酸氢钠溶液，第四组添加质量分数为百分之一的碳酸氢钠溶液。
（3）剪取含有4到6片绿叶的绿萝枝条，放入装有清水的小烧杯，分别置于四种不同浓度二氧化碳环境中，在阳光充足条件下进行光合作用6个小时。
（4）脱色处理。剪取叶片进行脱色处理，这一步骤，同学们可以回忆在初中所做的“绿叶在光下制造有机物”实验中的操作。分别取1到4组，以及一直处于黑暗处理中的绿萝叶片各2g，把叶片分别放入盛有无水乙醇的小烧杯中，隔水加热，使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中。
（5）提取淀粉：分别将上述5组经脱色的叶片样品剪碎，在研钵中先后加入二氧化硅和4毫升热蒸馏水进行充分研磨，将经研磨得到的研磨液倒入小试管中，小试管分别对应各组，编号1-5，各组研磨液静置一段时间。
（6）从1号试管取0.5毫升上清液，加入另一个干净的离心管中。向1号离心管中加入0.5毫升碘液，观察颜色。2到5号试管同样操作，比较各组颜色变化。另取0.5毫升淀粉溶液，滴加0.5毫升碘液作为颜色对照，设为第6组。
实验结果分析：比较6支离心管中的颜色可见，2组（氢氧化钠组即装置中无二氧化碳）比1组（蒸馏水组）颜色浅，但与5组（黑暗组）颜色接近；3、4组与1组相比，1组浅；3组浅于4组。
说明随着二氧化碳浓度的增加，光合作用生成的淀粉也增加，即二氧化碳是影响光合作用的因素之一。
学生活动
认真聆听，观看视频，积极思考，主动回答。
通过对探究影响光合作用强度的环境因素实验的细致讲解、视频呈现，加深对环境因素对光合作用的强度影响的理解。
二、评价与反馈
教师对本节课进行归纳小结：这节课我们主要探究了两种环境因素，即光照强度、二氧化碳浓度对光合作用强度的影响。影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件。光合作用是内因和外因共同作用的结果。光照强度、二氧化碳浓度、营养液和温度是影响植物生长的重要外部条件，对这些因素进行有效控制，可以使植物达到最佳的生长状态。
通过完成习题，检测学生的学习情况。
对本节所学知识进行整体总结，帮助学生
理清学习脉络，理解重要概念。
通过习题反馈学习效果。
三、作业或实践
思考以下问题：
1. 请结合本节内容，提出提高绿色植物光合作用强度的一些措施？
引导学生进一步深入思考，用所学的原理解决实际问题，学以致用。