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1、探究环境因素对光和作用强度的 影响一、使用教材人民教育出版社必修一分子与细胞第五章第四节二、实验器材自制教具：自制光照培养箱Rubisco提取试剂、冰块、1%碳酸氢钠溶液、二氧化硅、金鱼藻离心机、移液枪、匀浆器、分光光度计、电子天平、led灯带、led灯带遥控器、亚克力管子、光照度仪、250 ml锥形瓶、移液管、镊子三、实验创新1. 自制光照培养箱，使用单向玻璃可以防止自然光的干扰。还可以及时观察到里面的情况。2. 材料创新：金鱼藻代替菠菜叶， 原因是金鱼藻不需要打孔器打孔，光下释放氧气现象很明显。3. 温度无关变量控制方法创新：LED灯带发热量小，亚克力的管子具有很好的隔热作用，这样就很好的
2、控制了温度这个无关变量。4. 光照强度设置方法创新：光照度仪，可以测量出光照强度的具体数值，遥控器可以调节光照强度，这样就可以定量设置光照强度这个自变量。四、实验原理金鱼藻进行光合作用，释放的氧气，装置中移液管内液柱的上升高度表示氧气的释放量。五、实验教学目标（1）生命观念：在知识构建中，形成物质与能量观；（2）科学思维：在探究过程中发展科学思维能力；（3）科学探究：发展分析问题和解决问题的能力。（4） 社会责任：在价值引领中，激发承担“社会责任”的意识。其中，探究影响光合作用强 度的环境因素是本节课的重点和难点。六、实验教学内容本节课是学习光合作用的原理和应用之后的探究，利用自制光照培养箱进
3、行实验。同时,利用紫外分光光度计检测固定二氧化碳的酶Rubisco酶活性，使学生进一步认识到光照强度不仅影响光反应，也可以通过影响Rubisco酶活性影响暗反应！七、实验教学过程导入：世界上有一个伟大的魔术师，可以把树叶挂上树枝，把鸟引入树林，把果实变得香甜，他就是光合作用，影响光合作用的环境因素有哪些呢？ 探究一：光照强度对光合作用强度的影响(一)课前准备1操作教材中实验，找出教材实验不足同学们按照教材装置进行了实验 过程中遇到一些问题：(1) 制备完全下沉的叶片是操作很复杂。(2) 白炽灯耗能高、发热量大，温度这个无关变量，大大干扰了实验结果。(3) 实验过程中光照强度大小不能定量设置和氧
4、气的释放量不能定量测量2创新装置实验探究课应该激发学生的创新能力，因此，我放手让学生去寻找解决问题的方法。 下面我们来看一下学生带给我们的惊喜。【自制光照培养箱】单向玻璃不仅可以防止自然光的干扰。还可以及时观察到里面的情况。图2光照培养箱(测光照强度)【材料创新】金鱼藻代替菠菜叶，金鱼藻不需要打孔器打孔，光下释放氧气现象很明图3金鱼藻【温度控制方法创新】传统实验中，离白炽灯近的烧杯温度高，远的温度低，温度这个无关变量大大干扰了实验结果。因此，选用了 LED灯带。原因是它发热量很小，亚克力的管子具有很好的隔热作用,这样就很好的控制了温度这个无关变量。图4亚克力管子和led灯带【光照强度的设置方法
5、创新】光照度仪，可以测量出光照强度的具体数值，遥控器可以调节光照强度，这样就可以定量设置光照强度这个自变量。选用1 ml移液管，移液管中液柱的上升高度表示氧气的释放量。另外，这套装置还可以调节光的颜色，测量不同光质对光合作用强度的影响；也可以改变溶液中二氧化碳浓度测量二氧化碳对光合作用强度的影响等等，真正做到了一箱多用！（二）课堂实施1学生根据创新装置设计实验方案学生展示实验方案，小组讨论并完善实验方案。2学生操作实验黑暗时，移液管中的液柱高度会不会改变呢？同学们在黑暗时也做了实验，很好的体现了对照原则。同学们还想到，除光照强度之外，其它环境因素应该相同， 学生意识到只有当 无关变量相同时，实
6、验结果的变化才与自变量有关。3. 实验和结论果：为了减小实 学生做 实验取 学生根 在 表格中 线，这就 数学模 曲线构 偿点和 点的概验误差，氧气释放量平均值图7光照强度对金鱼藻光合作用强度影响光饱和了三次念。这时，我引导同学查阅资料比较柳树，杨树的等植物的光补偿点和光饱和点。同学们发现金鱼 藻的光补偿点和光饱和点比柳树，杨树要小。这与金鱼藻生活在水中，光线相对较弱有关, 进而初步形成进化与适应观。并进一步引导学生思考，金鱼藻吸收光能有什么用 ？氧气是怎么 产生的？从而在知识的构建中，帮助学生形成物质与能量观。实验结束后，利用自评、互评、师评相结合的方式对学生的实验进行了评价，在评价中 学生
7、重新认识自我，建立自信，促进了生物学科核心素养的形成。探究二、光质对金鱼藻光合作用强度影响（一）学生展示实验方案，小组讨论并完善方案（二）实验结果氧图8不同光质对光合作用强度影响实验结论：金鱼藻在红光蓝光和紫光下，释放氧气量差别不大黄光次之，绿光下释放最少。探究三：拓展实验一一探究光照强度对Rubisco酶活性的影响（一）课前准备一一查阅资料1. Rubisco酶简介固定二氧化碳的酶叫简称Rubisco酶。学生通过实验探究光照强度对Rubisco酶活性是否有影响。2. Rubisco酶活性测定原理C5和CO2在Rubisco酶的催化下生成两分子C3, C3经过一系列反应把NADH氧化，生成NA
8、D+。 NADH 的氧化速率可以反应Rubisco酶的活性,NADH 在340 nm处有一个吸收峰，340 nm吸光度的变化可计算NADH氧化速率，NADH消耗量可反应Rubisco酶的活性。这样设计的目的是让学生学会查阅资料，查阅资料是获取知识最简捷的途径（二）课堂实施1提出问题学生观察到一定范围内，光照强度会提高光反应强度，由此提出问题：光照强度会不会影响Rubisco的活性呢？【资料】科学家把光照强度由500lux提高到5000lux，小时后，金鱼藻吸收二氧化碳的速率明显增加。2. 作出假设根据资料做出假设光照强度会影响暗反应速率。3. 提出猜想第5页/共 6页学生根据光照强度由500l
9、ux提高到5000IUX，小时后，金鱼藻吸收二氧化碳增加，提出猜想光照强度通过影响固定二氧化碳酶的活性影响暗反应。4. 设计实验小组讨论，并完善实验方案这是课本上从没出现过的实验，从实验设计到做后的实验操作全是由学生自主完成，发展了学生的创新精神和实验操作能力，老师做的是大量的课前查阅资料和课上的引导。5进行实验6结果分析小组展示实验结果，并进行分析两分钟内：500 lux时，340 nm 吸光值减少量 =0.537-0.525=0.0125000 lux 时，340 nm 吸光值减少量=0.658-0.639=0.019得出结论：5000IUX时，NADH 的消耗量是 500lux时的1.5
10、8倍，说明5000lux时的 Rubisco酶活性远高于 500lux时的酶活性。7.表达交流：光照强度不仅影响光反应，还可以通过影响 Rubisco酶的活性影响暗反应！同学们对光合作用的认识更进一步！实验结束后，同学们仍然意犹未尽，我请同学们谈谈还希望探究哪些因素影响，这样的设计激发了学生学习生物的热情.在同学们的积极要求下，又开设了第二课时，继续探讨温度， 矿质元素、二氧化碳等环境因素的影响。同学们以金鱼藻为画笔画出一幅幅精美的图画。八、实验效果评价1. 创新能力的提升：学生自制了光照培养箱，并用移液管中液面上升量代表氧气的量，使实验操作非常简单。并创造性的进行拓展实验探究光照强度对Rubisco酶活性的影响，提高了学生的创新能力。2. 操作能力的提升：在探究光照强度对Rubisco酶学生酶活性的影响时，学生学会了使 用离心机、紫外分光光度计、移液枪等实验仪器，实验操作能力大大提高。3. 思维方式的提升：学生在探究光照强对光合作用影响的实验中，有的小组实验结果与理论值不同，学生同过查找原因发现个别装置出现漏气状况。实验过程中，学生不盲从，发展了质疑求实的科学精神。第6页/共6页
