《植物及植物生理学》教案04 植物的光合作用单元教案 教师 王衍安 教学单元 植物的光合作用 授课计划学时 6 授课时间安排 教学内容: 知识点: 1、概念:光合作用、光合强度、光照强度、光补偿点、光饱和点、净光合强度、净同化率、CO2补偿点、CO2 饱和点、光能利用率、叶面积系数、经济产量、经济系数、生物产量、光反应、暗反应、光呼吸、源、流、库、生 长中心、供长中心、环割。 2、光合色素的类型、光合作用类型及其产物、光合作用过程、影响与调节同化物资运输的因素 技能: 1、叶面积测定 2、叶绿素含量测定 3、光合强度测定 学生特征分析 、教学内容和学习水平的分析与确定 1、技能和知识点的划分与学习水平的确定 学习目标水平 编号 技能和知识点 识记|理解 熟练应用 操作 综 合 叶面积测定 技能 2、叶绿素含量测定 3、光合强度测定 1、光合作用的概念及其意义 2、叶绿体及其色素 知识3、光合作用过程、类型及其光合产物。 4、同化物质的运输与分配 5、影响光合作用的因素
《植物及植物生理学》教案 04 植物的光合作用单元教案 教师 王衍安 教学单元 植物的光合作用 授课计划学时 6 授课时间安排 一、教学内容： 知识点： 1、概念：光合作用、光合强度、光照强度、光补偿点、光饱和点、净光合强度、净同化率、CO2 补偿点、CO2 饱和点、光能利用率、叶面积系数、经济产量、经济系数、生物产量、光反应、暗反应、光呼吸、源、流、库、生 长中心、供长中心、环割。 2、光合色素的类型、光合作用类型及其产物、光合作用过程、影响与调节同化物资运输的因素。 技能： 1、叶面积测定 2、叶绿素含量测定 3、光合强度测定 二、学生特征分析 三、教学内容和学习水平的分析与确定 1、技能和知识点的划分与学习水平的确定 编号 技能和知识点 学习目标水平 识记 理解 熟练 操作 应用 分 析 综 合 技能 1、叶面积测定 2、叶绿素含量测定 3、光合强度测定 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 知识 1、光合作用的概念及其意义 2、叶绿体及其色素。 3、光合作用过程、类型及其光合产物。 4、同化物质的运输与分配。 5、影响光合作用的因素。 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
态度 理解概念,积极分析问题 1、会解释相关的生理现象及相关农业措施应用 的依据 能力 2、计算光能利用率。 3、分析植物产量与光能利用率的关系。 √ 2、分析教学的重点和难点 教学重点:概念、光合作用的过程、光合产物及其分配、影响光合作用的因素 解决途径:1、清晰解释概念。2、举例分析生理现象解释原理,理解光合过程 3、加强练习与讨论 教学难点:光合色素的类型及其特性、光合作用过程 解决途径:1、在讲述的前提下,通过试验理解2、要求学生简单了解光合过程。 四、教学策略 概念获得的学习与教学模式、基于问题情景的教学模式 五、教学设施与媒体的选择应用 技能训练的 学习水平 教学设施条/媒体内容使用时间媒体在教学中的媒体使 类型 作用 用方式 1、叶面积测定 技能2、叶绿素含量测定试验设备 3、光合强度测定 光合色素类型及其 特性 知识影响光合作用的因 能力会解释生理现象 网上资料|生产中存 补充知识完成作学生自 在的问题 行浏览 六、教学过程设计(流程图、语言描述说明)
√ √ 态度 理解概念，积极分析问题 √ √ √ √ 能力 1、会解释相关的生理现象及相关农业措施应用 的依据。 2、计算光能利用率。 3、分析植物产量与光能利用率的关系。 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ 2、分析教学的重点和难点 教学重点：概念、光合作用的过程、光合产物及其分配、影响光合作用的因素 解决途径：1、清晰解释概念。2、举例分析生理现象解释原理，理解光合过程。 3、加强练习与讨论。 教学难点：光合色素的类型及其特性、光合作用过程 解决途径：1、在讲述的前提下，通过试验理解 2、要求学生简单了解光合过程。 四、教学策略 概念获得的学习与教学模式、基于问题情景的教学模式 五、教学设施与媒体的选择应用 学习水平 技能训练的 教学设施条 件 媒体 类型 媒体内容 使用时间 媒体在教学中的 作用 媒体使 用方式 技能 1、叶面积测定 2、叶绿素含量测定 3、光合强度测定 试验设备 知识 光合色素类型及其 特性 影响光合作用的因 素 能力 会解释生理现象 网上资料 生产中存 在的问题 补充知识完成作 业 学生自 行浏览 六、教学过程设计（流程图、语言描述说明） 时 间 min
第五章植物的光合作用 阐述植物光合作用的内容及学习要求 10 本章主要内容: 光合作用的概念及其意义 2、叶绿体及叶绿体色素。 3、光合作用过程概述 4、影响光合作用的因素。 5、光合作用(产物)与作物生产 本章学习目标要求:(见学习指导P5) 本章重点:光合作用概念影响因素 本章难点:光合作用过程 问题1:绿色植物较多的地方空气状况如何?为什么? 第一节光合作用及其重要意义 、光合作用的概念: C02+H2o 卡(CH2O)+C 光合作用的特点 1.氧化还原过程CO2→CH0 2.H20→O2 13 3.能量吸收、贮藏与转换 、光合作用的意义 1、物质转变 2、能量转变 净化空气 问题2:光合作用在什么地方发生?为何能发生? (细胞器、叶绿体) 第二节进行光合作用的细胞器—叶绿体及叶绿体色素 复习:叶绿体的超微结构及其组成 叶绿体色素及其性质 双层膜 基粒等片层系统一一类囊体——色素—光反应 基质:酶——暗反应 问题3:植物叶片为什么大多数在生长季节呈绿色? 叶绿体色素的种类和性质 (一)种类:叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素
第五章 植物的光合作用 阐述植物光合作用的内容及学习要求 ↓ 本章主要内容： 1、光合作用的概念及其意义 2、叶绿体及叶绿体色素。 3、光合作用过程概述 4、影响光合作用的因素。 5、光合作用（产物）与作物生产 本章学习目标要求：（见学习指导 P5） 本章重点：光合作用概念 影响因素 本章难点：光合作用过程 ↓ 问题 1: 绿色植物较多的地方空气状况如何？为什么？ ↓ 第一节 光合作用及其重要意义 一、光合作用的概念： CO2+H2O （CH2O）+O2 光能 光合作用的特点： 1.氧化还原过程 CO2 → CH2O 2.H2O → O2 3.能量吸收、贮藏与转换。 ↓ 二、光合作用的意义： １、物质转变 ２、能量转变 ３、净化空气 问题２：光合作用在什么地方发生？为何能发生？ （细胞器、叶绿体） ↓ 第二节 进行光合作用的细胞器—叶绿体及叶绿体色素 复习：叶绿体的超微结构及其组成 ↓ 一、叶绿体色素及其性质 双层膜 基粒等片层系统——类囊体——色素——光反应 基质：酶——暗反应 问题３：植物叶片为什么大多数在生长季节呈绿色？ ↓ 叶绿体色素的种类和性质 ↓ （一）种类： 叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素 10 13 18 20 25 30
叶绿素: ①两种:叶绿素a和叶绿素b,前者蓝绿色后者黄绿色,叶绿素a绝大部分和全部叶绿色b收集 光能为天线色素,少数特殊状态叶a作用中心色素 ②均为叶绿酸的酯共轭系统含四个吡咯环和四个甲烯基连接成一个大的卟啉环 ③头金属卟啉环亲水,尾叶绿醇链亲脂 类胡萝卜素:两种,胡萝卜素和叶黄素。胡萝卜素为不饱和碳氢化合物。 常见β-胡萝卜素,叶黄素为其衍生的醇类 藻胆紊:藻胆蛋白分为藻红蛋白和藻蓝蛋白。 (二)理化性质: 不溶于水,易溶于有机溶剂——色素提取 2.化学性质:取代反应——永久绿色标本制作 (三)光学性质:荧光现象 原因 吸收光谱:有选择地吸收光能 叶绿素:红光蓝紫光 吸收高峰 类胡萝卜素:蓝紫光 问题4:早春幼叶和晚秋老叶问什么变黄色?韭黄、蒜黄的生产为何避光? 叶绿素的形成及其影响因素 1.简单讲述叶绿素的生物合成过程 2.影响叶绿素形成的条件: 3.植物叶色变化的原因(联系生产实际) 随堂总结? 第三节光合作用过程概述 导言:光合作用是物质和能量转化的过程 该转化是如何实现的? 光合作用过程概况 能量性质光能 电能 活跃化学能 稳定化学能 能量载体光量子 电 ATP、 NADPH2、 (CH0)
↓ 叶绿素： ①两种：叶绿素 a 和叶绿素 b，前者蓝绿色后者黄绿色，叶绿素 a 绝大部分和全部叶绿色 b 收集 光能为天线色素，少数特殊状态叶 a 作用中心色素 ②均为叶绿酸的酯 共轭系统 含四个吡咯环和四个甲烯基连接成一个大的卟啉环 ③头金属卟啉环亲水，尾叶绿醇链亲脂 类胡萝卜素：两种，胡萝卜素和叶黄素。 胡萝卜素为不饱和碳氢化合物。 常见β-胡萝卜素，叶黄素为其衍生的醇类 藻胆素：藻胆蛋白分为藻红蛋白和藻蓝蛋白。 ↓ （二）理化性质： 1.不溶于水，易溶于有机溶剂——色素提取 2.化学性质：取代反应——永久绿色标本制作 ↓ （三）光学性质：荧光现象 ↓ 原因 吸收光谱：有选择地吸收光能 ↓ 吸收高峰： 叶绿素：红光 蓝紫光 类胡萝卜素：蓝紫光 ↓ 问题 4：早春幼叶和晚秋老叶问什么变黄色？韭黄、蒜黄的生产为何避光？ ↓ 二、叶绿素的形成及其影响因素 ↓ 1.简单讲述叶绿素的生物合成过程 ↓ 2.影响叶绿素形成的条件： ↓ 3.植物叶色变化的原因(联系生产实际) ↓ 随堂总结？ ↓ 第三节 光合作用过程概述 ↓ 导言：光合作用是物质和能量转化的过程 该转化是如何实现的？ ↓ 光合作用过程概况 能量性质 光能 → 电能 → 活跃化学能 → 稳定化学能 能量载体 光量子 电子 ATP、NADPH2 、 H + （CH2O） 35 40 50 70
反应阶段 原初反应电子传递与光合磷酸化 碳同化 反应部位 光合片层 光合片层 需光情况 光反应 光反应 暗反应 同化力的形成:(光反应阶段) (一)原初反应:光合作用的第一步 概念:光能的吸收、传递与转换 由光合单位完成 光合单位=聚光色素+作用中心色素 聚光色素、作用中心色素的概念与作用 原初反应过程 D·(P·A)·A1 D·(P·A)·A 原初电子供体(P) 最终电子供体一H2O 原初电子受体(A) 最终电子受体一NADP+ (二)电子传递和光合磷酸化 直接讲述:实验:红降现象、双光增益现象 1.光系统(PS) 概念:光合作用中参与光反应的光合色素或光合辅助色素的集合体。 高等植物的PS分为:PSI(P700)和PSI(P680) 比较:PsI:长光波反应,NADP的还原 PSⅡ:通过光合链串连 2.光合链(Z链) 概念、组成:PQ、Cytb、Cytf、Pe 3.水的光解和放氧 H2O一 2+2e+0 叶绿体 NADPH NADPH+H 4.光合磷酸化 无机磷+ADP+能量→ATP
反应阶段 原初反应 电子传递与光合磷酸化 碳同化 反应部位 光合片层 光合片层 基质 需光情况 光反应 光反应 暗反应 ↓ 一、同化力的形成：（光反应阶段） ↓ （一）原初反应：光合作用的第一步 概念：光能的吸收、传递与转换 ↓ 由光合单位完成 ↓ 光合单位=聚光色素+作用中心色素 ↓ 聚光色素、作用中心色素的概念与作用 ↓ 原初反应过程： D·(P＋·A － )·A1 ──→ D ＋·(P·A)·A1 － 原初电子供体（P） 最终电子供体—H2O 原初电子受体（A） 最终电子受体—NADP+ （二）电子传递和光合磷酸化 ↓ 直接讲述：实验：红降现象、双光增益现象 1．光系统（PS） 概念：光合作用中参与光反应的光合色素或光合辅助色素的集合体。 高等植物的 PS 分为：PSⅠ（P700）和 PSⅡ（P680） ↓ 比较：PSⅠ：长光波反应，NADP 的还原 PSⅡ：通过光合链串连 ↓ 2.光合链（Z 链） 概念、组成：PQ、Cytb、Cytf、Pc ↓ 3.水的光解和放氧 H2O 2H+ + 2e + ½O2 叶绿体 光 NADPH+ NADPH+H+ 4．光合磷酸化 无机磷+ADP+能量 ATP 90
同化力ATP+ NADPH+H 导言:光合作用中CO2如何被同化? 、碳同化(CO2的固定与还原) 概念:类型(比较) 列表区别C、C4和CAM植物的特点,区别 图解上述三条途径,并进行总结 110 问题:卧室一般放置仙人球较好,为什么 CAM植物的特殊作用 130 光合作用的产物一一糖类 三、光呼吸: 概念→基质(乙醇酸)→意义 光呼吸的过程与部位 光呼吸的调节方式 问题5:光合作用的目的是转化光能成为化学能,光合能力的大小与哪些?因素又关系哪?如何影响? 170 四、C3C与CAM植物的光合特征 五、光合作用的产物 第四节影响光合作用的因素 、光合作用的度量—生理指标 光合速率、光合生产率、光合势 影响因素:内因、外因 内因:种、品种、砧木 、外因:光、CO2、温度、水、矿质营养 1.光强:表现、指标、光饱和点、光补偿点 理论意义:确定植物的喜光性和耐阴性 实践意义:适地适作、确定合理树体结构和栽植密度
同化力 ATP+NADPH+H+ ↓ 导言：光合作用中 CO2如何被同化？ ↓ 二、碳同化（CO2 的固定与还原） 概念：类型（比较） ↓ 列表区别 C3、C4和 CAM 植物的特点，区别 图解上述三条途径，并进行总结 ↓ 问题：卧室一般放置仙人球较好，为什么？ ↓ CAM 植物的特殊作用 ↓ 光合作用的产物――糖类 ↓ 三 、光呼吸： 概念→基质（乙醇酸）→意义 ↓ 光呼吸的过程与部位 ↓ 光呼吸的调节方式 ↓ 问题 5：光合作用的目的是转化光能成为化学能，光合能力的大小与哪些？因素又关系哪？如何影响？ ↓ 四、C3、C4 与 CAM 植物的光合特征 ↓ 五、光合作用的产物 ↓ 第四节 影响光合作用的因素 ↓ 一、光合作用的度量——生理指标： 光合速率、光合生产率、光合势 ↓ 影响因素：内因、外因 ↓ 二、内因：种、品种、砧木、 ↓ 三、外因：光、CO2、温度、水、矿质营养 ↓ 1.光强：表现、指标、光饱和点、光补偿点 ↓ 理论意义：确定植物的喜光性和耐阴性 实践意义：适地适作、确定合理树体结构和栽植密度 110 130 170
2.CO2浓度 表现:CO2曲线 指标:CO2饱和点、CO2补偿点 意义:CO2施肥 3.温度:作用 表现:光合温度三基点(光合最适温度低于呼吸最适温度) 影响光响应与CO2浓度响应 4水分:光合原料、气孔开闭运动 5.矿质元素:组成物质的元素,促进糖运输 意义:合理施肥 200 四、光合速率的昼夜变化和季节变化 光合午休的原因:缺水、气孔关闭产量积累 应用:炎热夏季中午遮荫 问题6:光合作用与作物产量、品质形成的关系 第五节光合作用与作物生产 指标 、光能利用率:表解当前作物光能利用率状况 问题7:光能利用率低的原因是什么? ①漏光②光饱和③环境不适④栽培 问题8:作物产量由哪几部分组成?如何提高光能利用率? 作物的产量组成: 经济产量=[(光合能力×光合面积X光合时间)-消耗]×经济系数 光合性能:组成要素 改善光合性能是提高作物产量的根本途径 光合作用部位为叶片一一增加光合面积 1.延长光合时间:复种指数 2.提高光合能力
↓ 2.CO2 浓度 表现：CO2 曲线 指标：CO2 饱和点、CO2 补偿点 意义：CO2 施肥 ↓ 3.温度：作用 表现：光合温度三基点（光合最适温度低于呼吸最适温度） 影响光响应与 CO2 浓度响应 ↓ 4.水分：光合原料、气孔开闭运动 ↓ 5.矿质元素：组成物质的元素，促进糖运输 意义：合理施肥 ↓ 四、光合速率的昼夜变化和季节变化 ↓ 光合午休的原因：缺水、气孔关闭产量积累 应用：炎热夏季中午遮荫 ↓ 问题 6 ：光合作用与作物产量、品质形成的关系 ↓ 第五节 光合作用与作物生产 ↓ 指标 ↓ 一、光能利用率：表解当前作物光能利用率状况 ↓ 问题 7：光能利用率低的原因是什么？ ↓ ①漏光②光饱和③环境不适④栽培 ↓ 问题 8：作物产量由哪几部分组成？如何提高光能利用率？ ↓ 作物的产量组成： 经济产量=[（光合能力×光合面积×光合时间）-消耗]×经济系数 光合性能：组成要素 ↓ 二、改善光合性能是提高作物产量的根本途径 ↓ 光合作用部位为叶片――增加光合面积 ↓ 1.延长光合时间：复种指数 2.提高光合能力 200
3.增加光合面积:叶面积指数 4减少光合器官以外的有机物消耗 提高经济系数 总结本章主要知识点: 1、光合作用的意义一一作物产量的基础、提供生活资料、净化空气、国民经济中的作用、高科技应 用 2、叶绿体结构及其色素 3、光反应过程 4、影响光合作用的因素 5、光合作用与产量的关系 学生提出问题 七、思考题及习题 1、总结概念 2、解释生理现象:阴天温室要降温、合理密植,打去下层老叶的原因、玉米和大豆间作、玉米产量比小麦高、 山区小麦产量比平原产量高,光合作用午睡现象 3、影响光合速率的因素有哪些?如何提高产量? 4、盆栽花卉喜阳植物三角梅、茉莉和荫生植物龟背竹、南洋杉等为什么对光线有特殊的要求,影响其对光需 求的限制因素是什么? 3.温室蔬菜施CO2气态肥增产的原因 4.温室栽培阴天降温的原因、早春出现黄化植物(温度→呼吸作用) 5.缺素减产的原因及南方热带的花卉北方栽植生长不良的原因 6.炎夏中午强光下植物光合出现“午休现象”的原因、 黄化( 八、课堂定量分析: 1、技能训练学生掌握的程度: 2、学生参与的时间 3、学生参与的广度: 4、学生参与的形式 5、效果 6、时间分配比例:
3.增加光合面积：叶面积指数 4.减少光合器官以外的有机物消耗 5.提高经济系数 总结本章主要知识点： 1、光合作用的意义――作物产量的基础、提供生活资料、净化空气、国民经济中的作用、高科技应 用。 2、叶绿体结构及其色素 3、光反应过程 4、影响光合作用的因素 5、光合作用与产量的关系 ↓ 学生提出问题 七、思考题及习题 1、总结概念 2、解释生理现象：阴天温室要降温、合理密植，打去下层老叶的原因、玉米和大豆间作、玉米产量比小麦高、 山区小麦产量比平原产量高，光合作用午睡现象 3、影响光合速率的因素有哪些？如何提高产量？ 4、盆栽花卉喜阳植物三角梅、茉莉和荫生植物龟背竹、南洋杉等为什么对光线有特殊的要求，影响其对光需 求的限制因素是什么？ 3．温室蔬菜施 CO2 气态肥增产的原因 4．温室栽培阴天降温的原因、早春出现黄化植物 （温度→呼吸作用） 5．缺素减产的原因及南方热带的花卉北方栽植生长不良的原因 6．炎夏中午强光下植物光合出现“午休现象”的原因、干旱叶黄化（水分） 八、课堂定量分析： 1、技能训练学生掌握的程度： 2、学生参与的时间： 3、学生参与的广度： 4、学生参与的形式： 5、效果： 6、时间分配比例：