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第一節 光合作用──提高農作物的光合作用效率 教學過程
第一節 光合作用──提高農作物的光合作用效率 教學過程
教學目標
1．知識方面
光合作用效率的概念以及提高光合作用效率的主要措施和原理（知道）。
2．態度觀念方面
（1）通過本節課的教學，使學生能夠將所學的知識和農業生產實踐結合起來，從而對學生進行STS（科學、技術、社會）的教育。
（2）通過介紹我國古代農業發展史中的成就，對學生進行愛國主義教育。
3．能力方面
培養學生對問題的分析能力和綜合能力。
重點、難點分析
本節課的教學內容并不難，關鍵是要將必修教材和選修教材聯系起來，使學生在整體上建立起知識的聯系。提高農作物的光合作用效率要從光合作用的條件和原料兩方面考慮，要使學生將所學知識和生產實踐聯系起來。培養學生的STS思想是本節課的重點和難點。
教學模式
設疑激趣——師生互動——建構知識。
教學手段
制作多媒體課件輔助教學。
課時安排 一課時
設計思路
以問題引導學生，以歷史文獻吸引學生，以生產實踐帶動學生，進而培養學生的思維和能力。
教學過程
一、引言
民以食為天。然而人類賴以生存的第一個要素——糧食卻面臨著日益短缺的嚴重局面，如何提高農作物的光合作用效率是我們面臨的一個嚴峻的課題。光合作用效率是指綠色植物通過光合作用制造的有機物中所含有的能量與光合作用中吸收的光能的比值。
二、新課
【教師活動】引導學生復習光合作用的概念、過程，得出光合作用總反應式：
CO2+H2O（CH2O）+O2
從化學反應式的角度分析光合作用總反應式，若要提高光合作用有機物的生成量，我們可采取哪些積極有效的措施？
【學生討論】得出結論：從光合作用的條件看：
1．增加光照，可以：（1）延長光照時間，提高復種指數；（2）增加光照面積，進行合理密植；（3）控制光照強弱。
2．增加礦質元素的供應，提高葉肉細胞的葉綠素含量。
3．控制溫度，大棚作物白天可適當降低溫度，夜晚適當提高溫度。
從光合作用的原料看：
1.增加作物周圍二氧化碳濃度。
2.合理灌溉，增加植物體內的水分來增加光合作用的原料。
【教師活動】肯定學生的結論，確定本節課的中心：說古論今談如何增加光合作用效率。
陽光給人類帶來了光明和溫暖，陽光被綠色植物吸收利用，使千姿百態的植物界得以郁郁蔥蔥，植物為人類及所有動物制造有機物，使其得以繁衍和生存。自古以來我國勞動人民就十分重視陽光與作物生長的關系，對于陽生植物和陰生植物早有記載。例如：《周禮》中記載：“陽木生山南者，陰木生山北者�！薄对娊洝分姓f：“梧桐生矣，于彼朝陽�！�
【學生活動】翻譯以上兩句古漢語，并分析其中的含義。
“陽木生山南者，陰木生山北者”意為樹木有的喜陽光，適宜種在陽光充足的山南，有的喜陰暗，適宜種在光線較弱的山北�！拔嗤┥�，于彼朝陽”意為梧桐生長在那朝陽的地方。
【教師活動】以上兩句古漢語反映了古人對多種植物的陰生和陽生之性已有了明確的認識。有些植物進行光合作用時需要強的光照才能生長發育良好，才能提高光合作用效率，這類植物屬于陽生植物。有些植物進行光合作用時大強的光照不利于其生長發育，也就不利于提高光合作用效率，這類植物屬于陰生植物。
【學生活動】就所學知識舉例說明哪些植物是陽生植物，哪些植物是陰生植物。
【教師總結】我們應根據植楊的生活習性因地制宜地種植植物。例如，古書中記載：梧桐“陽木也”，“桐之性皆惡陰、寒，喜明、暖，陰寒則難長，明暖則易大�！庇秩绻艜袑笾�、龍眼的陰陽特性也有記載：“荔枝屬火，宜使向陽；龍眼屬水，宜向陰”“當日荔枝，背日龍眼�！笨梢娬莆罩参镪庩栔裕虻刂埔说胤N植是栽培成功。獲得優質高產的重要因素之一。
【教師活動】提出問題：如何增加二氧化碳的供應呢？
得出結論：綠色植物周圍空氣中的二氧化碳的含量，直接影響綠色植物的光合作用效率。
【教師活動】提出問題：空氣中的二氧化碳一般占空氣體積的0．03%，當植物旺盛生長時，所需的二氧化碳就更多，若只靠空氣中二氧化碳本身的濃度差所造成的擴散作用滿足不了植物對二氧化碳的需求。那么，如何提高空氣中二氧化碳的濃度呢？
【學生活動】討論分析（教師要參與學生的討論，引導討論的中心）。
得出結論：作物需要良好的通風，使大量空氣通過葉面，使光合作用正常進行。
【教師活動】肯定學生的分析，并進行歸納總結。
陽光是植物進行光合作用的能量來源，而空氣中的二氧化碳和根系吸收的水分是植物進行光合作用的原料。把植物種成一定規格的行列，相互保持一定的距離，使植物受到充足的陽光照射，使流動的空氣送進農田的四面八方，是提高作物光合作用效率的有效手段�！洱R民要術》中提到種植作物要“正其行，通其風”就是這個道理，我國古書中還記載：“種植桃、李、梨、柿三丈一樹，八尺為行，果類相從，縱橫得當�！薄巴L見日，實大而美�！奔锤纳仆L透光條件有利于作物提高光合作用效率，使作物增產。
另外，不同的光質對提高光合作用效率也有影響。例如，在藍紫光下光合產物中蛋白質和脂肪的含量較多；在紅光的照射下，光合產物中的糖類含量較多。
【學生活動】分析在作物壯秧的時候，塑料大棚用什么顏色的塑料薄膜較好。
結論：藍色。
【教師活動】提出問題：隨著農業技術的發展，日光溫室種植果蔬已成為我國優質高效農業的一枝奇秀，日光溫室中如何提高空氣中二氧化碳的濃度呢？
【學生活動】分組討論，得出結論。
1．施用固體二氧化碳（干冰）。
2．使用農家肥，可以使土壤中微生物的數量增多，活動增強，分解有機物，放出二氧化碳。
3．植物的秸稈通過深耕埋于地下，也可以通過微生物的分解作用產生二氧化碳。
4．使用NH4HCO3肥料，既可以為植物提供銨鹽，又可以為植物提供二氧化碳。
5．溫室作物也要合理密植和通風透光。
6．日光溫室可與養殖場的雞舍和豬圈相連，動物通過呼吸作用產生二氧化為植物光合作用提供原料，植物光合作用產生的氧氣可用于動物的呼吸作用。
【教師補充】溫室中還可以使用二氧化碳發生器，二氧化碳發生器的原理是利用硫酸和碳酸鹽反應生成二氧化碳。
提出問題：當全球范圍內空氣中二氧化碳的含量無限制地提高時，會有什么負面影響？
【學生活動】討論并分析回答。
結論：會促成溫室效應的出現，使地球變暖、冰川融化、海面上升、氣候異常。（教師要對學生的討論和分析給予充分的肯定。）
【教師講解】綠色植物進行光合作用時，需要多種必需的礦質元素，如N、P、K、Mg等，這些元素在植物的生命活動中都有哪些作用？
【學生活動】討論氮元素在植物生命活動中的作用。
結論：
1．氮元素是蛋白質的主要組成元素，而蛋白質是細胞結構和酶的重要組成成分。
2．氮元素是ATP中腺苷的組成元素。
3．光反應的電子受體NADP+含有氮元素。
4．核酸中有含氮的堿基。
5．吲哚乙酸中含有氮元素。
【教師補充說明】葉綠素中也含有氮元素。由此可見，氮元素在植物的生命活動中占有重要的地位，故氮元素有生命元素之稱。當氮元素供應充足時，葉片大而鮮綠，光合作用旺盛，產量高，因此種植葉菜類的蔬菜，應多施氮肥。但是氮肥施用過多，會造成葉片徒長，機械組織不發達，易倒伏。如果植物缺氮，則生長緩慢，植株矮小，葉綠素含量少，葉子變黃，直接影響植物的光合作用效率。
【學生活動】討論磷元素在植物生命活動中的作用。
結論：
1．生物膜結構的組成成分磷脂中含有磷元素。
2．磷元素是DNA和RNA的組成成分。
3．磷元素是ATP和NADPH的組成元素。
【教師補充說明】磷元素還直接參與糖類的合成和分解，例如，光合作用暗反應產物中的C3和C5都含有磷元素。在有氧呼吸中，葡萄糖首先轉化為葡萄糖-6-磷酸。植物缺磷時，生長緩慢，葉片呈暗綠色，某些植物的葉片還呈紅色和紫色，且在老葉最先表現出來。
鎂元素是葉綠素的組成成分。植物缺鎂時，葉綠素不能合成，在老葉上表現為缺綠，嚴重影響光合作用的效率。
鉀元素能促進糖類物質運輸到儲藏器官，并促進儲藏器官合成多糖，例如，種植馬鈴薯、水稻、小麥等以收獲淀粉為主的作物要多施鉀肥。植物缺鉀時，蛋白質分解，葉綠素破壞，葉色變黃卷曲，莖桿易倒伏，抗旱抗寒能力降低。
提出問題：如何進行合理施肥？
【學生活動】結合教材“生物的新陳代謝與植物的礦質營養”一節討論如何進行合理施肥。
結論：
1.根據植物的生長規律和需肥規律施肥。
2.可以進行根外施肥。
3.與豆科植物進行間種和輪作，提高土壤的肥力，使植物獲得更多的氮肥。
4.發展生態農業，動物的糞便、沼氣池的沼渣、養魚塘的塘泥、河水表面的藻類（因為含有能固氮的藍藻，因此含有大量的氮肥）等均可作為肥料。
5．將植物秸稈尤其是豆科植物的秸稈進行深耕翻壓，也是增加土壤肥力的有效措施。
【教師總結】我國古代農業注重并大量施用有機農家肥料的歷史源遠流長，《齊民要術》中指出豆類植物是作物最好的前茬，如“美田之法，綠豆為上”，并總結了20多種輪作的方法，充分肯定了豆類植物輪作的地位，使我國的傳統農業走上了種地養地的道路。我國有“莊稼要長好，底糞要上飽”，“莊稼上底糞，糧食打滿囤”，“底肥不足苗不長，追肥不足苗不旺”的農諺，足以說明礦質元素對提高農作物光合作用效率的重要作用。但是過多地使用化學肥料會使土壤板結，使水體富營養化，因此應走可持續發展的道路，發展生態農業。
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