探究影响光合作用的因素(实验方案设计)终稿20091022

《探究影响光合作用的因素》说课稿一、使用教材本实验是上海科技出版社高中《生命科学》第四章“生命的物质变化和能量转换”——“光合作用”中的学生实验。

二、实验器材注射器、打孔器、烧杯、煮沸后急速冷却的水、导线若干、接线排、12V直流电源、5W 的LED灯珠、圆形加热膜、双金属片温控开关、耐高温彩色滤光片、铅丝若干、黑色纸盒。

三、实验设计思路和创新点（一）发现问题学生在预实验中发现传统实验的不足：1.实验耗时较长，成功率低例如，在“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验中，可通过调节不同照射距离来调节光强。

但随着距离的增大，光强下降明显。

若实验组的光照强度达不到植物的光补偿点，则导致实验失败。

2.自变量控制欠精确在上述实验中，各烧杯间距相同，但光强的每次下降幅度不等，对自变量的控制欠精确。

3.实验干扰因素较多例如，在实验中也可通过使用不同功率光源来调节光强。

但白炽灯是热光源，不利于控制温度恒定，且各实验组间相互干扰。

基于此，学生们萌生了改进实验装置的想法。

（二）改建思路学生通过查阅文献和市场调查，自主筛选合适的光源和加热设备，以期提高实验效率，减少实验误差。

学生最终选择LED灯珠作为光源，选择圆形加热膜和双金属片控制温度，自主改进实验装置，搭建新型实验操作箱。

（三）实验创新1.改进实验装置，提高教学效率——LED灯使实验更高效、可控、安全高效性经过测试，一个5W的LED灯珠的光照强度与35W白炽灯相近。

在“探究光照强度对光合作用强度的影响”实验中，用LED灯珠替换白炽灯后，4光源实验组的光强可达到14000lx，能在6.5分钟内完成实验。

1光源实验组（3500lx）也能在30分钟内完成实验。

提升光强后，实验时长明显缩短，各组结果差异明显，实验效率显著提高。

在“探究光质对光合作用强度的影响”实验中，彩色滤光片会显著降低光照强度，导致滤光后形成的单色光的光强低于植物光补偿点，导致实验失败，因此提高光强显得更为重要。

探究影响光合作用的因素（实验）实验目的通过观察和检测不同光照强度、温度和二氧化碳浓度对水蕨光合速率的影响，探究影响光合作用的因素。

实验材料•水蕨、石蕊基质、1% 的 NaHCO3 溶液、荧光光度计、洗水瓶、干净的试管、显微镜等。

实验步骤实验一：控制变量1.准备好水蕨植株和石蕊基质，在室内环境下养20天，保证植株生长健壮。

2.在充足阳光下采集水蕨叶片，用洗水瓶淋洗去灰尘和杂质。

3.将水蕨植株放入荧光光度计并打开荧光光度计，记录下初始荧光值。

4.关闭荧光光度计，将水蕨植株放在不同光照强度下光照20分钟，并记录荧光值。

5.关闭荧光光度计，将水蕨植株放回荧光光度计，记录下20分钟后的荧光值。

6.根据实验数据计算出水蕨在不同光照强度下的荧光增幅，分析结果。

实验二：调整光照强度1.准备好水蕨植株和石蕊基质，在室内环境下养20天，保证植株生长健壮。

2.在充足阳光下采集水蕨叶片，用洗水瓶淋洗去灰尘和杂质。

3.将水蕨植株放入荧光光度计并打开荧光光度计，记录下初始荧光值。

4.调整荧光光度计光源的距离，改变光照强度。

5.关闭荧光光度计，将水蕨植株放在改变后的光照强度下光照20分钟，并记录荧光值。

6.关闭荧光光度计，将水蕨植株放回荧光光度计，记录下20分钟后的荧光值。

7.根据实验数据计算出水蕨在不同光照强度下的荧光增幅，分析结果。

实验三：调整温度1.准备好水蕨植株和石蕊基质，在室内环境下养20天，保证植株生长健壮。

2.在充足阳光下采集水蕨叶片，用洗水瓶淋洗去灰尘和杂质。

3.将水蕨植株放入荧光光度计并打开荧光光度计，记录下初始荧光值。

4.调整荧光光度计后部降温器的锂电池，改变温度。

5.关闭荧光光度计，将水蕨植株放在改变后的温度下光照20分钟，并记录荧光值。

6.关闭荧光光度计，将水蕨植株放回荧光光度计，记录下20分钟后的荧光值。

7.根据实验数据计算出水蕨在不同温度下的荧光增幅，分析结果。

实验四：调整二氧化碳浓度1.准备好水蕨植株、石蕊基质和1% 的 NaHCO3 溶液。

《探究影响光合作用的因素》教学设计设计思路：首先引导学生在上节课的基础上，提问并请学生在黑板上写出光合作用的反应式，再请学生看黑板找出影响光合作用的外界因素有哪些？（光、 CO2浓度、温度、水、必需矿质元素等外因，叶绿体、色素、酶等内因）引出探究课题。

将学生分为若干小组，每4人一小组，14人一大组，利用绿色叶片用打孔器打出小圆形叶片数十个，用注射器抽去叶片内的气体，放入黑暗处盛有清水的烧杯中，它们会全部沉入水底，然后再把叶片分组放入个烧杯中，按所探究因素的不同给予不同的条件处理。

一段时间后，观察记录各组小圆形叶片在相同时间内浮起叶片的数量或第一片叶上浮所用的时间，以得出相应的结论。

实验材料的处理需花费很长的时间，所以为了保证在1课时的时间内学生能够完成整个的探究过程，在课前需提前将叶片处理。

实验教学分析：1、教材分析：分析外界因素对光合速率的影响在人教版课标中要求掌握的程度为Ⅱ，即理解这些因素与光合作用的联系，并能在较复杂的情景中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。

有关光合作用的知识，尤其是光合速率及其影响因素也是理论联系实际，以达到“学以致用”解决生产实践问题的契合点。

2、学情分析：通过调查，大部分学生能总结出教材中的文字知识，但不能很好的解释一些生产实践的问题，希望通过本节课的学习，使学生能正确解释分析生活现象并能解决生产问题。

3、教学条件分析：由于我校实验室没有足够的白质光的日光灯，所以每小组（4人）的灯的亮度不同，且有的是UPS光（充电台灯），所以，在实验中，一大组中的各小组很有“创新光照”；注射器也规格有所不同（实验教师自己准备的）；打孔器彼此也略有不同（有的甚至用的是吸管）。

教学目标：1．知识与技能⑴知道影响光合作用的因素。

⑵根据控制变量原则和对照原则，会设计简单的实验方案。

⑶根据影响光合作用的因素解释农业上提高农作物产量的一些措施。

2、过程与方法通过课本阅读和小组讨论设计可以操作的实验方案，通过小组合作的形式完成实验过程、数据的处理，并得出结论。

探究光合作用的影响因素实验光合作用是一种重要的生物化学过程，它使植物能够将光能转化为化学能，进而合成有机物。

在进行光合作用实验时，我们常常会通过改变一些影响因素来观察其对光合作用速率的影响。

本文将探究几个常见的影响因素实验，包括光照强度、二氧化碳浓度和温度。

一、光照强度对光合作用的影响光照强度是指单位面积上光的能量流密度，它对光合作用有着直接的影响。

为了探究光照强度对光合作用的影响，我们可以选择不同光照强度下的植物进行实验。

实验步骤：1. 收集同一种植物的苗作为实验材料。

2. 将苗分为几组，分别置于不同光照强度下，如强光、弱光和遮光。

3. 在相同的时间段内，测量每组苗的光合作用速率。

结果观察与分析：我们可以发现，在强光条件下，光合作用速率较高；而在弱光条件下，光合作用速率下降；在遮光条件下，光合作用速率进一步降低或甚至停止。

这说明光照强度对光合作用有着显著的影响，较高的光照强度能够提高光合作用速率。

二、二氧化碳浓度对光合作用的影响二氧化碳是光合作用的底物之一，它对光合作用速率也有重要影响。

为了研究二氧化碳浓度对光合作用的影响，我们可以调节二氧化碳浓度，并观察光合作用速率的变化。

实验步骤：1. 准备同一种植物的苗作为实验材料。

2. 分为几组，分别置于不同二氧化碳浓度的环境中，如高浓度、常浓度和低浓度。

3. 测量每组苗的光合作用速率，并记录下结果。

结果观察与分析：我们会发现，当二氧化碳浓度较高时，光合作用速率也较高；而当二氧化碳浓度较低时，光合作用速率下降。

这表明二氧化碳浓度是影响光合作用速率的重要因素，较高的二氧化碳浓度可以促进光合作用的进行。

三、温度对光合作用的影响温度是影响光合作用速率的另一个重要因素。

为了探究温度对光合作用的影响，我们可以在不同温度下进行实验。

实验步骤：1. 选择合适的植物苗作为实验材料。

2. 将苗分为几组，分别放置于不同温度的环境中，如高温、常温和低温。

3. 测量每组苗的光合作用速率，并记录下实验结果。

实验4.4 探究影响光合作用的因素
——CO2浓度对光合作用的影响
一、学习目标
1.学会用“真空渗水法”探究影响光合作用因素的实验方法和技能；
2.基于对实验数据的分析和讨论，把握光合速率与CO2浓度变化的关系；
3.通过小组讨论、合作学习，在实验中感受科学探究的乐趣。

二、实验方案
1.实验方法——真空渗水法
利用排除叶片细胞间隙中的气体，使其沉入水中。

→在光合作用的过程中，植物吸收CO2并释放O2，O2溶解度很小，积累在细胞间隙从而使下沉的叶片上浮。

→产生O2的多少与光合作用的强度密切相关，因此可依据，来比较光合作用的强弱。

2.材料用具
新鲜植物叶片、打孔器、注射器、100ml烧杯、镊子、一次性纸杯、40W台灯、
清水、1% NaHCO3溶液、2%NaHCO3溶液
3.实验步骤：
【前期准备】
①用打孔器打出大小相等的圆叶片60片以上（可将叶片重叠打孔、避开叶的主脉）。

②用真空渗水法排除叶肉细胞间隙的空气。

（参考教材P73实验方法1）
③将气体逸出的叶片放入一次性纸杯中（避光）保存。

【实验实施】
①将6只烧杯分成3组，每组2只。

编号A、B、C组
②3组烧杯中分别倒入、、
③每只烧杯中放入个叶圆片（大小相同、不能重叠）
④将烧杯放在距光源等距离处（约5-10厘米）（可围成一圈，置于灯泡正下方。

）
⑤观察叶圆片表面有何变化并每隔2分钟记录各烧杯中上浮的叶圆片数量
附：实验结果记录表
4.结果与分析：
（1）将实验结果转换为柱状图
（2）实验结论：。

《影响光合作用的因素》教学设计【教学分析与建议】一期课改的教材中对影响光合作用的因素，明确讲到来自于内在和外在两个方面。

内在因素主要是指植物体本身生长发育的不同阶段，生长状况。

这里没有明确说明，我认为还是要强调一下。

外在因素主要是指光照强度、CO2浓度、温度、其他方面(如水、矿质元素)等。

在一定范围，光照强度增加，光合作用也增强。

一般来说，如果光照强度不够，就不能提供足够的能量，而且这是影响光合作用的首要因素。

CO2浓度也能影响光合作用的进行。

如果CO2浓度提高，可以大大提高产量。

引导学生通过本部分的学习，理解科学的价值。

温度对光合作用的影响主要有两个方面：其一，温度能直接影响酶的活性，从而影响暗反应中的酶促反应，低温使酶促反应速度下降，从而限制光合作用进行。

其二，高温能使酶钝化，并且使呼吸作用大大减弱，使得光合作用效率显著降低，影响光合作用的进行。

教学中对学生应强调：影响光合作用的因素都有促进和抑制两个方面，引导学生能从事物的两面性来分析认识问题，从而培养他们综合的判断能力。

【教学目标】1．知识与技能了解光合作用的意义与影响光合作用的因素。

2．过程与方法尝试设计实验探究影响光合作用的因素，学会科学设计实验验证假设，进行有关的实验和探究，学会观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验；3．情感态度与价值观通过对影响光合作用的因素分析，初步建立限制因素与主要矛盾的对应哲学观念。

【所用教学资源与手段】手段1、教师介绍结合学生的讨论，学生讨论可以分小组进行。

手段2：课前布置任务：开展一个围绕保证所栽农作物高产的可控温室的设计比赛。

在课堂上由学生以小组为单位进行展示。

在展示过程中要学生要分析方案这样设计的原理。

组织一些同学，和教师一起评比，评比从科学性、独创性等角度来进行评比。

【教学过程】方法一：方法二：1、课前布置任务：开展一个围绕保证所栽农作物高产的可控温室的设计比赛。

同时成立针对该研究的课题研究小组。

探究影响光合作用的因素（第一课时）上海市延安中学王石一、设计思路：“探究影响光合作用的因素”为上海市二期课改教材《生命科学》（上海科学技术出版社，高中第一册）的学生实验4.4，按上海课标的“知识与技能”分类标准，该实验属“实验C级”，是整套教材中唯一一个要求学生自行设计方案的学生实验，因此该教学内容是对学生进行探究能力培养的良好素材，但教材并未系统地介绍实验设计中应该遵循哪些原则。

此前学生参与了“探究酶的催化特性”的实验过程，并了解了历史上科学家们对光合作用的一些研究思路，虽然没有系统掌握实验设计的原则，但对如何进行实验设计已有一些感性认识，所以我在课前让每位同学先凭自己的理解设计一份实验方案，在教学中以学生“原生态”的设计方案为案例，以学生在课堂上对具体案例进行分析时生成的问题为教学素材，通过对具体案例的分析，适时归纳出实验设计的基本思路和应该遵循的基本原则，在师生对典型案例进行共同分析的过程中，要求学生逐步确立修正自己实验方案的基本思路。

在学生对实验设计仅停留在感性认识的层面时，如何充分利用教学过程中派生出的教学资源（问题）是本节课面对的最大挑战。

课前，我对学生的实验方案进行粗略批阅，借此进一步了解学生的基础，对学生容易出现的问题做到心中有数，以便在教学中加以解决。

然后从学生的实验方案中收集典型案例（根据需要，从方案中截取具有典型问题的相应板块），并按实验设计中需要注意的不同事项进行归类，最后根据所选择的探究因素（光照强度、温度等）类型，将学生分为若干小组；课中，以学生设计的实验为案例，按照“明确实验目的→确定实验思路→设计实验方法（步骤）→设计结果记录、处理方式”的顺序依次进行分析和探讨，学生在这条粗线条的引导下，通过参与解决课堂中衍生出的问题，发现自己设计的方案中的缺陷，并逐步找到解决这些问题的思路。

在同学们逐渐完善自己方案的过程中，师生一起对实验设计的基本思路和应该遵循的基本原则进行归纳；课后，同学对自己的方案进行修改，为第2课时实施自己的实验方案作好准备。

“探究影响光合作用的因素”实验报告（1）实验名称：实验原理：利用法排除叶肉细胞间隙中的，充以水分，使叶片水中。

叶片光合作用产生积累在细胞间隙，使原来下沉的叶片。

根据叶片上浮所需时间长短，比较光合作用的强弱。

实验材料：叶龄相当的蚕豆叶片实验仪器、试剂：钻孔机、烧杯、注射器、不同功率的灯、镊子、不同浓度的NaHCO3、蒸馏水、温度计、酒精灯、实验方法：1、制蚕豆叶小圆片2、排除叶圆片叶肉组织中的空气（方法和原理）3、实验装置4、将装置放置距光源5厘米处，每隔4分钟观察，在记录表中记录上浮的叶圆片数。

实验记录：组别杯号条件（影响光合作用的因素）不同时间（分钟）叶圆片上浮数叶圆片平均上浮时间（分钟）温度光照NaHCO3浓度5 10 15 20 一1 室温40W，5cm 2% NaHCO3 2 2% aHCO3 3 2% NaHCO3 4 0 NaHCO3 5 0 NaHCO3 6 0 NaHCO3二1 室温20W，5cm 2% NaHCO3 2 40W，5cm 3 60W，5cm 4 100W，5cm 三1 10度40W，5cm 2% NaHCO3 2 15 3 25度4 35度实验结论：实验曲线图：(根据实验数据绘制实验曲线图)实验分析与讨论：“探究影响光合作用的因素”实验报告（2）实验名称：实验原理：利用利用 测量植物叶片光合作用中释放氧气的量，就可以比较精确地了解植物光合作用的强度。

确地了解植物光合作用的强度。

实验材料：黑藻黑藻实验仪器、试剂：溶解氧传感器、烧杯、铁架台、数据提存器计算机、不同功率的灯、镊子、不同浓度的NaHCO3、实验方法：1、记录溶解氧初始读数、记录溶解氧初始读数2、将装置放置分别以黑暗、距光源5厘米、距光源20厘米处，记录溶解氧浓度。

厘米处，记录溶解氧浓度。

实验记录：组别杯号条件（影响光合作用的因素）条件（影响光合作用的因素）O2浓度变化浓度变化 温度温度 光照光照 NaHCO3浓度浓度一1 室温室温 40W，5cm 0% NaHCO3 2 0.5% aHCO3 3 1% NaHCO3 4 2 NaHCO3 5 4 NaHCO3二1 室温室温黑暗黑暗2% NaHCO3 2 距光源5cm 3 距光源20cm 三1 10度40W，5cm 2% NaHCO3 2 15 3 25度4 35度实验结论：实验曲线图：(根据实验数据绘制实验曲线图)实验分析与讨论：。