环境因素对光合作用的影响.doc

【探究4】环境因素对光合作用强度的影响北京市第十四中学王伟光贺玲玲活动目标1进行环境因素对光合作用强度影响的探究。2说出某种环境因素对光合作用强度的影响。背景资料1相关知识空气中二氧化碳的浓度、土壤中水分的多少、光照的强弱与时间长短、光的成分、温度的高低等，都是影响光合作用强度的外界因素。农业生产上许多增加农作物产量的措施，都要通过提高光合作用的强度来实现。例如，控制光照的强弱和温度的高低，适当增加农作物生活环境中的二氧化碳浓度等。但是这些措施的效能有多大，如何做到合理调控，人们对此做了许多探究，下面介绍的参考案例就是其中的一个。2实验原理光合作用强度可以通过测定一定时间内原料消耗或产物生成的量来定量地表示。例如，可以用植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的量来表示。本实验利用了绿色植物通过叶绿体进行光合作用产生氧气的原理。将绿色的嫩叶抽气，使其内部气体全部逸出，细胞间隙充满了水，浮力减小，叶片就会沉到水底。再给予叶片一定强度的光照，一段时间后因光反应产生的氧气会充斥在叶片的细胞间隙中，浮力增大，叶片会从水底浮起。光照强度不同，光反应产物的多少也不同。可以用相同功率的光源在不同的距离照射水中的嫩叶，来调节光照的强度。也可以用不同功率的光源在同一距离照射水中的嫩叶，形成光照强度不同的条件。通过观察同一时间内装置中叶片浮起的数量，或观察不同光照强度下浮起相同数量叶片所需的时间，来探究光照强度对光合作用强度的影响，并由此认识环境因素对光合作用强度的影响。操作指南1材料 绿色的嫩叶（如五叶爬山虎的嫩叶）2用具 打孔器，注射器，台灯，40 W灯泡，100 W灯泡，烧杯。3操作要点（1）在暗处，将2盏台灯分别装上40 W灯泡、100 W灯泡，放在不同的实验台上。取100 mL烧杯2个，均倒入70 mL富含二氧化碳的清水（事先可用口通过玻璃管或塑料管向清水吹气），放在距台灯10 cm的地方。此时不要开灯。（2）用打孔器将五叶爬山虎嫩叶打出直径为05 cm的圆片若干。注意叶片的选择，叶片的薄厚、颜色、鲜嫩程度要尽可能一致。打孔时要避开大的叶脉。（3）将小圆形叶片放入注射器中，并让注射器吸入清水，排出注射器内残留的空气。用手堵住注射器前端的小孔，并缓缓拉动活塞，使小圆形叶片内的气体逸出。这一动作可重复几次，但注意不要抽得太狠，避免将叶片细胞结构损坏。只要小圆形叶片沉入水底就可以了。（4）将内部气体逸出的小圆形叶片各5片，分别放入暗处盛有清水的2个烧杯中。这时的叶片由于细胞间隙充满了水，应该全部沉到水底。（5）开启台灯。注意：两盏台灯是实验的唯一光源，两盏台灯的灯光不能相互干扰。（6）室温不要太低，一般以25 为宜。为防止实验过程中烧杯内水的温度受灯光照射而升高，可考虑用冷光源灯泡。（7）观察并记录同一时间内两个实验装置中小圆形叶片浮起的数量，或观察、记录在不同光照强度条件下浮起相同数量小圆形叶片所需要的时间。教学设计1创设情境、提出问题（1）请学生通过调查或搜集资料，整理出农业生产上提高农作物光合作用强度的措施。然后请学生分析各项措施分别改变了哪些影响光合作用强度的因素。在这个过程中，教师要注意指导。如果学生整理的资料比较凌乱或学生整理资料有困难，教师可出示事先整理好的资料作为案例，引导学生思考。（2）引导学生讨论光照强度对光合作用强度有什么影响。教师可出示有关的数据。（3）引导学生讨论如何探究光照强度对光合作用强度的影响。2作出假设不同光照强度对光合作用强度的影响不同。3制定计划、设计实验引导学生设计如“操作指南”所述的实验方案。4实施计划学生分组进行实验。注意：（1）台灯是本实验唯一的光源。（2）小圆形叶片不要太大，直径为05 cm较为适宜。（3）使用注射器抽气的次数不要太多，以免损伤嫩叶细胞的结构。（4）控制烧杯中水的温度，温度不能有大的变化。（5）两组装置中，烧杯中的水、二氧化碳的含量应一致。（6）根据设备条件将学生分成若干小组进行实验。5分析结果学生根据观察的结果和记录的数据进行分析。教师可出示如下数据供学生参考使用。不同光照强度处理下叶片漂起的状况（室温：25 ）台灯灯泡的功率（W）40100台灯与烧杯的距离（cm）1010叶片漂起的时间（min）第一片叶漂起185第二片叶漂起3211第三片叶漂起4114第四片叶漂起7422第五片叶漂起未漂起356得出结论不同光照强度对光合作用强度的影响确有不同。7表达和交流各小组应出示本小组的实验数据及分析，包括对某些特殊现象的解释，如解释上表中第五片叶在40 W灯光下未漂起的原因。评价建议1评价等级分为优、良、及格、不及格四个档次。2能比较完整地完成探究活动的学生或小组获得“良”以上的成绩。3在探究活动的某个环节有创意、有想法，并进行认真思考和实践的学生或小组获得提高一档的评价。替代方案探究其他环境因素对光合作用强度的影响1自变量为二氧化碳。使用同一光照强度照射数量相同的沉入水底的小圆形叶片，但烧杯中水的二氧化碳含量不同。例如，一个烧杯盛煮开后晾凉的水，另一个烧杯盛通入二氧化碳的水。其余设计同“操作指南”。2自变量为