提高农作物光能利用率教学设计.doc

提高农作物光能利用率教学设计教学目标1知识方面知道光能利用率的概念以及提高光能利用率的措施和原理。2态度观念方面通过学习使学生章能将所学的知识与农业生产实践相结合起来，对学生进行STS教育。介绍我国古代劳动农业发展史中的成绩对学生进行爱国主义教育。能力方面培养学生分析问题的能力和综合能力二、重点难点分析 提高农作物的光能利用率要从光合作用的条件和原料两方面考虑，要使学生将所学知识与生产实践联系起来。培养学生的STS意识是本节课的重点和难点。三、教学设计说明本节课采用“设疑激趣师生互动构建知识”的教学模式，提供大量的历史文献吸引学生，以问题引导学生以生产实践带动学生，培养学生的思维和能力。课时安排：一课时 课前准备教师：查找关于本节课的教学资料，制作教学演示文稿。学生：总结必修教材中关于氮、磷、钾等矿质元素在植物体中的作用。四、教学过程引言民以食为天。然而人类赖以生存的第一个要素粮食却面临着日益短缺的严重局面，如何提高农作物的光能利用率是我们面临的一个严峻课题。光能利用率一般是指单位土地面积上农作物在光合作用中产生的有机物中的能量与这块土地接受的太阳能之比。 教师活动引导学生复习光合作用的概念、过程，得出光合作用总反应式： C02+H20CH20（条件：光、叶绿体） 从化学反应式的角度分析光合作用总反应式，若要提高光合作用有机物的生成量，我们可采取哪些积极有效的措施? 学生讨论，得出结论 从光合作用的条件看： 1增加光照，如：延长光照时间，提高复种指数； 增加光照面积，进行合理密植； 控制光照强弱。 2增加矿质元素的供应，提高叶肉细胞的叶绿素含量。 3控制温度，大棚作物白天可适当降低温度，夜晚适当提高温度。 从光合作用的原料看： 1增加农作物周围二氧化碳的浓度。 2合理灌溉，增加植物体内的水分来增加光合作用的原料。 (教师活动肯定学生的结论，确定本节课的中心：说古论今谈如何增加光能利用率。 阳光给人类带来了光明和温暖，阳光被绿色植物吸收利用，使千姿百态的植物界得以郁郁葱葱。植物为人类及所有动物制造有机物，使人类得以繁衍和生存。自古以来，我国劳动人民就十分重视阳光与作物生长的关系，对于阳生植物和阴生植物早有记载。例如周礼中记载：“阳木生山南者，阴木生山北者。”诗经中说：“梧桐生矣，于彼朝阳。” 学生活动 。 翻译以上两句古汉语，并分析其中的含义。“阳木生山南者，阴木生山北者”意为树木有的喜阳光，适宜种在阳光充足的山南；有的喜阴暗，适宜种在光线较弱的山北。“梧桐生矣，于彼朝阳”意为梧桐生长在那朝阳的地方。 教师活动 以上两句古汉语反映了我国古人对多种植物的阴生和阳生之习性已有了明确的认识。有些植物进行光合作用时需要强的光照才能生长发育良好，才能提高光能利用率，这类植物属于阳生植物。有些植物进行光合作用时太强的光照不利于其生长发育，也就不利于提高光能利用率，这类植物属于阴生植物。 学生活动就所学知识举例说明哪些植物是阳生植物，哪些植物是阴生植物。 教师总结 我们应根据植物的生活习性，因地制宜地种植植物。例如古书中记载：梧桐“阳木也”，“桐之性皆恶阴、寒，喜明、暖，阴寒则难长，明暖则易大。”又如古书中对荔枝、龙眼的阴阳特性也有记载：“荔枝属火，宜使向阳；龙眼属水，宜向阴。”“当日荔枝，背日龙眼。”可见掌握植物阴阳之性，因地制宜地种植是栽培成功、阳特性也有记载：“荔枝属火，宜使向阳；龙眼属水，宜向阴。当日荔枝，背日龙眼。”可见掌握植物阴阳之性，因地制宜地种植是栽培成功、获得优质高产的重要因素之一。教师活动提出问题：如何增加二氧化碳的供应呢?出示下图，请学生分析曲线出现AB段、BC段的原因。学生活动分析曲线。 AB段曲线表明随着二氧化碳含量的升高，光合作用的强度逐渐增强。 BC段曲线表明当二氧化碳含量提高到一定程度时，光合作用的强度不再随二氧化碳含量的提高而增强。 得出结论：绿色植物周围空气中的二氧化碳的含量，直接影响绿色植物的光能利用率。 教师活动 提出问题：空气中的二氧化碳一般占空气体积的003，当植物旺盛生长时，所需的二氧化碳就更多，若只靠空气中二氧化碳本身的浓度差所造成的扩散作用，满足不了植物对二氧化碳的需求。如何提高空气中的二氧化碳的浓度呢? (学生活动 讨论分析(教师要参与学生的讨论，引导讨论)，得出结论：农作物需要良好的通风，使大量空气通过叶面，使光合作用正常进行。 教师活动肯定学生的分析，并进行归纳总结。 阳光是植物进行光合作用的能量来源，而空气中的二氧化碳和根系吸收的水分是绿色植物进行光合作用的原料，把植物种成一定规格的行列，相互保持一定的距离，使植物受到充足的阳光照射，使流动的空气送进农田的四面八方，是提高作物的光能利用率的有效手段。齐民要术中提到种植作物要“正其行，通其风”就是这个道理。我国古书中还记载：“种植桃、李、梨、柿、枳、桑，三丈一树，八尺为行，果类相从，纵横得当。”“通风见日，实大而美。”即改善通风透光条件有利于作物提高光能利用率，使作物增产。 教师活动 提出问题：随着农业技术的发展，日光温室种植果蔬已成为我国优质高效农业的一枝奇秀。日光温室中如何提高空气中二氧化碳的浓度呢? 学生活动分组讨论，得出结论。 施用固体二氧化碳(干冰)。 使用农家肥料，可以使土壤中微生物的数量增多，活动增强，分解有机物，放出二氧化碳。 使用NH4HC03肥料，既可以为植物提供铵盐，又可以提供二氧化碳。 温室作物也要合理密植和通风透光。 日光温室可与养殖场的鸡舍和猪圈相连，动物通过呼吸作用产生二氧化碳为光合作用提供原料，光合作用产生的氧气可用于动物的呼吸作用。 教师补充温室中还可以使用二氧化碳发生器，二氧化碳发生器的原理是利用硫酸和碳酸盐反应生成二氧化碳。 提出问题：当全球范围内无限制地提高空气中二氧化碳的含量时，会有什么负面影响? 学生活动讨论并分析回答。 结论：会促成温室效应的出现，使地球变暖，冰川融化，海面上升，气候异常。(教师要对学生的讨论和分析给予充分的肯定。) 教师讲解绿色植物进行光合作用时，需要多种必需的矿质元素，如N、P、Mg、K等，这些元素在植物的生命活动中都有哪些作用? 学生活动讨论氮元素在植物生命活动中的作用。结论： 氮元素是蛋白质的主要组成元素，而蛋白质是细胞结构和绝大多数酶的组成成分。 氮元素是ATP中腺苷的组成元素。 光反应的电子受体NADP中含有氮元素。 核酸中有含氮的碱基。 吲哚乙酸中含有氮元素。 教师补充说明 叶绿素中也含有氮元素。由此可见，氮元素在植物的生命活动中占有首要的地位，故氮元素有生命元素之称。当氮元素供应充足时，叶片大而鲜绿，光合作用旺盛，因此种植叶菜类的蔬菜，应适量多施氮肥。但是氮肥施用过多，会造成叶片徒长，机械组织不发达，易倒伏。如果植物缺氮，则生长缓慢，植株矮小，叶绿素含量少，叶子变黄，直接影响植物的光能利用率。 (学生活动讨论磷元素在植物生命活动中的作用。结论： 生物膜结构的组成成分磷脂中含有磷元素。 磷元素是DNA和RNA的组成成分。 磷元素是ATP和NADPH的组成元素。 教师补充说明磷元素还直接参与糖类的合成和分解，如光合作用暗反应阶段的C3化合物和C5化合物都含有磷元素，在有氧呼吸中，葡萄糖首先转化为葡萄糖-6-酸。植物缺磷时，生长缓慢，叶片甚至呈暗绿色，某些植物的叶片甚至呈红色和紫色，且老叶最先表现出来。镁元素是叶绿素的组成成分。植物缺镁时，叶绿素不能合成，老叶上表现为缺绿，严重影响光能利用率。 钾元素能促进糖类物质运输到储藏器官，并促进储藏器官合成多糖，如种植马铃薯、水稻、小麦等以收获淀粉为主的作物要多施钾肥。植物缺钾时，蛋白质分解，叶绿素破坏，叶色变黄卷曲，茎秆易倒伏，抗旱抗寒能力降低。 提出问题：如何进行合理施肥? 学生活动结合生物必修教材生物的新陈代谢中植物的矿质营养一节，讨论如何进行合理施肥。结论： 根据植物的生长规律和需肥规律施肥。 可以进行根外施肥。 与豆科植物进行间种和轮种，提高土壤的肥力，使植物获得更多的氮肥。 发展生态农业，动物的粪便、沼气池的沼渣、养鱼塘的塘泥、河水表面的藻类(因为含有能固氮的蓝藻，因此含有大量的氮肥)等均可作为肥料。 将植物秸秆尤其是豆科植物的秸秆进行深耕翻压，也是增加土壤肥力的有效措施。 教师总结 我国古代农业注重并大量施用农家肥料的历史源远流长。齐民要术中指出豆类植物是作物最好的前茬，如“美田之法，绿豆为上”，并总结了20多种轮作的方法，充分肯定了豆类植物在轮作中的地位，使我国的传统农业走上了种地养地的道路。我国有“庄稼要长好，底粪要上饱”、“庄稼上底粪，粮食打满囤”、“底肥不足苗不长，追肥不足苗不旺”的农谚，足以说明矿质元素对提高农作物光能利用率的重要作用。但是，过多地使用化学肥料会使土壤板结，使水体富营养化，因此应走可持续性发展的道路，发展生态农业。 另外，选择具有优良性状的杂交种也是提高光能利用率的有效措施。我国被誉为“杂交水稻之父”的著名科学家袁隆平研究的三系配套杂交水稻技术，已经在世界上几十个国家推广和应用，大大提高了粮食的产量，解决了几亿人的吃饭问题。这个内容我们将在下一章进行介绍。 【板书设计】三 提高农作物的光能利用率 一、光能利用率：单位土地面积上农作物在光合作用中产生的有机物中的能量与这块土地接受的太阳能之比。 二、如何提高光能利用率。 从光合作用的条件看： 1增加光照，控制光照强弱(阳生植物和阴生植物)。 2增加矿质元素的供应(N、P、Mg、K)。 3控制温度，大棚作物夜晚适当降低温度，以增加有机物的积累。 从光合作用的原料看： 1增加作物周围二氧化碳浓度(措施)。 2合理灌溉，增加植物体内的水分来增加光合作用的原料。 背景资料 日光温室果蔬栽培中的增光技术。 日光温室栽培一般是在冬季、早春和秋季进行。在这段时间里，太阳光照在全年当中较弱。光线透过塑料薄膜后，光强减弱，常常不能满足果树生长的需要，因而必须采用增光技术措施。除选择优质温室，优质透光保温塑料薄膜外，还应采用如下几项增光技术： 1清扫棚面。每天早晨，用笤帚将塑料薄膜温室大棚薄膜自上而下地把尘土或杂物清扫干净。这项工作虽然较费工、麻烦，但是增加光照的效果是显著的。 2挂反光幕。利用聚酯镀铝膜做反光幕，将射人温室后墙的太阳光反射到前部，能增加光照25左右。 3树冠下的地面铺设反光膜。日光温室果树的果实成熟前3040天，在树冠下面地面上铺设聚酯镀铝膜，将太阳直射到树冠下的光，由反光膜反射到树冠下部和中部的叶片和果实上。由于光照强度增加了，提