第3節(jié)光合作用和呼吸作用原理的應(yīng)用課程：初中生物學(xué)教材：初中生物學(xué)蘇教版（2024）七年級(jí)下冊(cè)章節(jié)：第3節(jié)光合作用和呼吸作用原理的應(yīng)用教材分析本節(jié)內(nèi)容圍繞光合作用和呼吸作用的原理及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生活中的應(yīng)用展開，旨在幫助學(xué)生理解植物體內(nèi)物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系，并掌握調(diào)控作物生長(zhǎng)的基本科學(xué)方法。教材通過實(shí)例分析，如合理密植、套種、通風(fēng)、增施二氧化碳?xì)夥?、低溫?chǔ)藏等，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)影響光合作用和呼吸作用的環(huán)境因素及其調(diào)控手段，體現(xiàn)了知識(shí)與實(shí)踐的緊密結(jié)合。圖文并茂的呈現(xiàn)方式增強(qiáng)了內(nèi)容的直觀性和應(yīng)用性，有助于學(xué)生形成“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生命觀念，并提升其運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，為后續(xù)學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)和可持續(xù)發(fā)展等內(nèi)容奠定基礎(chǔ)。學(xué)情分析學(xué)生在之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了光合作用和呼吸作用的基本概念及其場(chǎng)所，具備一定的基礎(chǔ)知識(shí)。初中生好奇心強(qiáng)，樂于動(dòng)手，但抽象思維能力較弱，對(duì)復(fù)雜原理的理解仍需借助生活實(shí)例和直觀材料。本節(jié)重點(diǎn)在于理解光合作用和呼吸作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，如合理密植、套種、通風(fēng)、儲(chǔ)藏等，難點(diǎn)是理解光能利用率、光抑制、二氧化碳濃度調(diào)節(jié)等概念。學(xué)生需能結(jié)合實(shí)際情境分析問題，初步形成“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生命觀念，并能解釋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中增產(chǎn)、保鮮等措施的科學(xué)依據(jù)。教學(xué)目標(biāo)生命觀念：通過分析植物光合作用與呼吸作用的關(guān)系，理解生物體內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)換的統(tǒng)一性，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念?？茖W(xué)思維：結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)例，運(yùn)用歸納和推理的方法，解釋影響光合作用因素在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用原理。探究實(shí)踐：通過觀察和分析田間管理措施，如合理密植、套種、通風(fēng)和增施氣肥等，說明提高光能利用率和作物產(chǎn)量的具體方法。態(tài)度責(zé)任：在了解光合作用與呼吸作用在農(nóng)業(yè)和環(huán)境中的應(yīng)用基礎(chǔ)上，認(rèn)同科學(xué)知識(shí)對(duì)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與改善生態(tài)環(huán)境的重要作用，樹立合理利用自然資源的責(zé)任意識(shí)。重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)理解光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用措施。掌握影響光合作用的主要環(huán)境因素及其調(diào)控方法。認(rèn)識(shí)呼吸作用原理在農(nóng)產(chǎn)品儲(chǔ)藏中的應(yīng)用方法。教學(xué)難點(diǎn)分析光照強(qiáng)度與光合作用速率的關(guān)系曲線。理解光合作用和呼吸作用在物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化中的相互關(guān)系。運(yùn)用光合作用原理解釋大棚栽培的技術(shù)措施。課堂導(dǎo)入在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)民通過合理密植、套種等方式提高作物產(chǎn)量，利用大棚調(diào)控光照、溫度和二氧化碳濃度，促進(jìn)作物生長(zhǎng)；在城市中，綠植墻、植物圍擋被廣泛用于改善環(huán)境，這些做法的背后都隱藏著植物體內(nèi)重要的生理過程——光合作用和呼吸作用。光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，合成有機(jī)物，而呼吸作用則分解有機(jī)物，釋放能量供植物生命活動(dòng)所需。這兩個(gè)過程相互聯(lián)系，共同影響作物的生長(zhǎng)和產(chǎn)量。為了提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和儲(chǔ)藏效果，人們還通過改善通風(fēng)、調(diào)控溫濕度、控制氧氣濃度等手段，調(diào)節(jié)植物的光合與呼吸作用強(qiáng)度。這節(jié)課，我們將深入學(xué)習(xí)光合作用與呼吸作用的原理及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的應(yīng)用。探究新知光合作用原理的應(yīng)用（一）光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用創(chuàng)設(shè)情景在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)民常常通過調(diào)整種植方式來提高作物產(chǎn)量。例如，玉米和甘薯套種、棗園冬閑期種蔬菜等做法，不僅提高了土地利用率，還顯著增加了作物的產(chǎn)量。這些做法背后隱藏著怎樣的生物學(xué)原理？我們?nèi)绾瓮ㄟ^調(diào)控光合作用的過程來實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)？教師引導(dǎo)教師展示圖11-10“良好的田間通風(fēng)”和圖11-11“給果樹增施二氧化碳?xì)夥省?，引?dǎo)學(xué)生觀察圖片中的農(nóng)業(yè)措施，并提出問題：“為什么良好的通風(fēng)和增施二氧化碳?xì)夥誓軌蛱岣咦魑锂a(chǎn)量？這些措施與植物的光合作用有什么關(guān)系？”學(xué)生活動(dòng)學(xué)生分組討論以下問題：為什么在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中要合理密植？套種為什么能提高光能利用率？田間通風(fēng)和增施二氧化碳?xì)夥蕦?duì)植物的光合作用有什么影響？每組派代表發(fā)言，分享討論結(jié)果。教師點(diǎn)評(píng)肯定學(xué)生能從光合作用原料和條件的角度分析問題，指出“合理密植增加光合作用面積”“通風(fēng)促進(jìn)二氧化碳進(jìn)入葉片”等正確觀點(diǎn)。對(duì)“套種延長(zhǎng)光合作用時(shí)間”等理解較深的觀點(diǎn)給予表揚(yáng)，對(duì)理解偏差如“光合作用只在白天進(jìn)行”進(jìn)行糾正。教師總結(jié)合理密植：通過調(diào)整作物種植密度，增加光合作用面積，提高光能利用率。套種方式：利用不同作物的生長(zhǎng)周期差異，延長(zhǎng)光合作用時(shí)間，減少土地閑置。田間通風(fēng)與二氧化碳?xì)夥剩毫己玫耐L(fēng)促進(jìn)二氧化碳進(jìn)入葉片，適當(dāng)提高二氧化碳濃度可增強(qiáng)光合作用。

圖11-10良好的田間通風(fēng)

圖11-11給果樹增施二氧化碳?xì)夥剩ǘ┕庹諒?qiáng)度對(duì)光合作用的影響創(chuàng)設(shè)情景在植物生長(zhǎng)過程中，光照是影響其生長(zhǎng)發(fā)育的重要因素。例如，有些植物在強(qiáng)光下反而生長(zhǎng)不良，而有些植物在弱光下也能正常生長(zhǎng)。這說明光照強(qiáng)度對(duì)植物的光合作用有怎樣的影響？是否存在一個(gè)最適光照強(qiáng)度？教師引導(dǎo)教師引導(dǎo)學(xué)生回顧光合作用的基本過程，提出問題：“在黑暗中植物能否進(jìn)行光合作用？在不同光照強(qiáng)度下，光合作用會(huì)發(fā)生怎樣的變化？”引導(dǎo)學(xué)生思考光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度之間的關(guān)系。學(xué)生活動(dòng)學(xué)生閱讀教材中關(guān)于光照強(qiáng)度影響光合作用的描述，繪制光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度關(guān)系的示意圖，并標(biāo)注以下關(guān)鍵點(diǎn)：黑暗中光合作用為零，但呼吸作用存在。光補(bǔ)償點(diǎn)：光合作用與呼吸作用強(qiáng)度相等。光飽和點(diǎn)：光合作用達(dá)到最大值。光抑制現(xiàn)象：光照過強(qiáng)導(dǎo)致光合作用減弱。教師點(diǎn)評(píng)肯定學(xué)生能準(zhǔn)確繪制光合作用與光照強(qiáng)度的關(guān)系曲線，指出“光補(bǔ)償點(diǎn)”和“光飽和點(diǎn)”的意義。對(duì)“光抑制現(xiàn)象”理解較深的學(xué)生給予表揚(yáng)，對(duì)“光照越強(qiáng)光合作用越強(qiáng)”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)進(jìn)行糾正。教師總結(jié)光照強(qiáng)度與光合作用的關(guān)系：黑暗中植物不能進(jìn)行光合作用，但能進(jìn)行呼吸作用。隨著光照增強(qiáng)，光合作用增強(qiáng)。當(dāng)光合作用與呼吸作用相等時(shí)，稱為光補(bǔ)償點(diǎn)。光照繼續(xù)增強(qiáng)，光合作用達(dá)到最大值，稱為光飽和點(diǎn)。光照過強(qiáng)時(shí)可能出現(xiàn)光抑制現(xiàn)象，光合作用減弱。（三）光合作用在生活中的應(yīng)用創(chuàng)設(shè)情景在城市綠化中，我們常?？吹降缆穬膳缘木G植墻、建筑外立面的立體綠化等。這些綠化方式不僅美化了環(huán)境，還能凈化空氣、調(diào)節(jié)溫度。這些現(xiàn)象背后，與植物的光合作用有什么關(guān)系？教師引導(dǎo)教師展示圖11-12“綠植墻”，引導(dǎo)學(xué)生觀察圖片中的綠化方式，并提出問題：“綠植墻為什么能凈化空氣？它在城市環(huán)境中起到了哪些作用？”學(xué)生活動(dòng)學(xué)生以小組為單位，討論以下問題：綠植墻在城市中有哪些生態(tài)功能？植物在陽臺(tái)或庭院中種植，除了美化環(huán)境，還能起到哪些作用？這些作用與植物的光合作用有什么聯(lián)系？每組派代表發(fā)言，結(jié)合生活實(shí)際進(jìn)行說明。教師點(diǎn)評(píng)肯定學(xué)生能從光合作用角度分析綠植墻的生態(tài)功能，如“吸收二氧化碳、釋放氧氣”“降低環(huán)境溫度”等。對(duì)“植物只能在白天釋放氧氣”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)進(jìn)行糾正，強(qiáng)調(diào)植物在夜間進(jìn)行呼吸作用。教師總結(jié)綠植墻的作用：凈化空氣：植物通過光合作用吸收二氧化碳，釋放氧氣。調(diào)節(jié)溫度：植物蒸騰作用可降低周圍環(huán)境溫度。美化環(huán)境：綠色植物具有良好的視覺效果。家庭綠化的作用：改善空氣質(zhì)量美化家居環(huán)境提供遮陽效果

圖11-12綠植墻呼吸作用原理的應(yīng)用（一）呼吸作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用創(chuàng)設(shè)情景在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)民常常會(huì)進(jìn)行中耕松土、開溝排水等操作，而收獲后的糧食則需要及時(shí)晾曬并儲(chǔ)存在低溫、低氧的環(huán)境中。這些做法看似簡(jiǎn)單，其實(shí)都與植物細(xì)胞的呼吸作用密切相關(guān)。那么，為什么這些措施能提高作物產(chǎn)量或延長(zhǎng)儲(chǔ)藏時(shí)間呢？教師引導(dǎo)提問：“同學(xué)們，你們知道為什么農(nóng)民要在作物生長(zhǎng)期間松土？而收獲后的糧食為什么要儲(chǔ)存在低溫、低氧的環(huán)境中？”引導(dǎo)學(xué)生思考土壤通氣性與植物呼吸的關(guān)系，以及溫度、氧氣濃度對(duì)儲(chǔ)藏物呼吸強(qiáng)度的影響。結(jié)合教材中的圖示，引導(dǎo)學(xué)生觀察不同環(huán)境條件下的儲(chǔ)糧方式。

圖11-13低溫、低氧條件下儲(chǔ)藏糧食學(xué)生活動(dòng)以小組為單位，完成以下任務(wù)：列舉農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中促進(jìn)植物呼吸作用的措施（如松土、排水等）。分析低溫、低氧環(huán)境對(duì)糧食儲(chǔ)藏的益處。討論為什么冰箱冷藏可以延長(zhǎng)果蔬的保鮮時(shí)間。教師點(diǎn)評(píng)肯定學(xué)生能正確指出松土可以增加土壤氧氣含量，從而促進(jìn)根部呼吸。對(duì)低溫抑制呼吸作用的理解給予肯定，同時(shí)指出低溫不僅延緩果蔬老化，還能減少有機(jī)物的消耗。教師總結(jié)促進(jìn)呼吸作用的措施：中耕松土、開溝排水等措施可以改善土壤通氣條件，增加氧氣含量，從而促進(jìn)作物根部的呼吸作用。合理施肥促進(jìn)作物生長(zhǎng)，使莖葉茂盛、根系發(fā)達(dá)，增強(qiáng)整體呼吸能力。抑制呼吸作用的措施：收獲后的糧食需及時(shí)晾曬，降低含水量，并儲(chǔ)藏在低溫、低氧環(huán)境中，以降低呼吸強(qiáng)度，減少有機(jī)物消耗。冷藏果蔬可抑制其呼吸作用，延長(zhǎng)保鮮時(shí)間。（二）光合作用與呼吸作用在大棚栽培中的綜合應(yīng)用創(chuàng)設(shè)情景現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，大棚栽培技術(shù)被廣泛應(yīng)用。通過調(diào)控光照、溫度和二氧化碳濃度等條件，可以顯著提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。例如，白天增強(qiáng)光照和提高溫度，夜間適當(dāng)降溫，這些措施背后都蘊(yùn)含著光合作用和呼吸作用的科學(xué)原理。教師引導(dǎo)提問：“為什么大棚栽培中白天要增強(qiáng)光照和提高溫度？而夜間卻要適當(dāng)降溫？”引導(dǎo)學(xué)生思考光合作用和呼吸作用對(duì)有機(jī)物積累的影響。展示大棚栽培的圖片，幫助學(xué)生理解環(huán)境調(diào)控的實(shí)際應(yīng)用。

圖11-16大棚栽培學(xué)生活動(dòng)以小組為單位，完成以下任務(wù)：分析白天增強(qiáng)光合作用的措施（如提高光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度）。探討夜間降溫對(duì)抑制呼吸作用、減少有機(jī)物分解的作用?？偨Y(jié)大棚栽培如何通過調(diào)控環(huán)境條件提高作物產(chǎn)量。教師點(diǎn)評(píng)肯定學(xué)生能正確指出白天增強(qiáng)光合作用有利于有機(jī)物合成，夜間降溫可減少呼吸消耗。強(qiáng)調(diào)光合作用與呼吸作用在物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化中的關(guān)系。教師總結(jié)光合作用與呼吸作用的關(guān)系：光合作用合成有機(jī)物并儲(chǔ)存能量，呼吸作用分解有機(jī)物并釋放能量。兩者在植物體內(nèi)共同作用，影響有機(jī)物的積累。大棚栽培的調(diào)控措施：白天適當(dāng)提高光照強(qiáng)度、溫度或二氧化碳濃度，增強(qiáng)光合作用，促進(jìn)有機(jī)物合成。夜間適當(dāng)降溫，抑制呼吸作用，減少有機(jī)物的分解。實(shí)際應(yīng)用效果：通過科學(xué)調(diào)控，大棚栽培能顯著提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要手段。課堂練習(xí)第1題【題文】下列生活生產(chǎn)活動(dòng)中，運(yùn)用了呼吸作用原理的是（

）A．合理密植B．帶土移栽幼苗C．中耕松土D．陰天移栽【答案】C第2題【題文】生物學(xué)知識(shí)和原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中無處不在，下列生產(chǎn)措施與其目的不一致的是（）A．移栽時(shí)去掉部分枝葉——減弱蒸騰作用B．收獲糧食后及時(shí)曬干——抑制種子的呼吸作用C．移栽后遮陽——抑制植物的光合作用D．農(nóng)民將草木灰（植物燃燒的灰燼）施加到農(nóng)田——提供無機(jī)鹽，促進(jìn)植物生長(zhǎng)【答案】C第3題【題文】北方冬季，農(nóng)民有利用菜窖貯存白菜的習(xí)慣，菜窖往往留有通風(fēng)口，主要原因是（）A．減少氧氣含量，抑制呼吸作用B．降低溫度，抑制呼吸作用C．增加氧氣含量，促進(jìn)呼吸作用D．提高溫度，促進(jìn)呼吸作用【答案】B板書設(shè)計(jì)光合作用原理的應(yīng)用光是光合作用的能量來源提高光能利用率的方法：合理密植、套種套種可以延長(zhǎng)光合作用時(shí)間二氧化碳和水是光合作用的原料提高二氧化碳濃度的方法：通風(fēng)、增施有機(jī)肥、施用二氧化碳?xì)夥矢鶕?jù)光合作用原理進(jìn)行合理種植：立體綠化、庭院綠化呼吸作用原理的應(yīng)用呼吸作用為植物生命活動(dòng)提供能量促進(jìn)呼吸作用的措施：露田曬田、中耕松土、開溝排水呼吸作用過強(qiáng)會(huì)消耗有機(jī)物抑制呼吸作用的方法：低溫、低氧儲(chǔ)藏糧食和果蔬的儲(chǔ)藏需控制呼吸作用強(qiáng)度光合作用與呼吸作用的關(guān)系光合作用合成有機(jī)物、儲(chǔ)存能量呼吸作用分解有機(jī)物、釋放能量?jī)烧咴谖镔|(zhì)和能量轉(zhuǎn)化中密切相關(guān)實(shí)際生產(chǎn)中需綜合調(diào)控光合作用與呼吸作用大棚栽培的應(yīng)用白天增強(qiáng)光合作用的措施：提高光照強(qiáng)度、溫度、二氧化碳濃度夜間減弱呼吸作用的措施：適當(dāng)降溫大棚栽培是提高產(chǎn)量和品質(zhì)的重要手段教學(xué)反思本節(jié)課圍繞光合作用和呼吸作用的原理及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用展開，通過實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生理解光合作用需要光、二氧化碳等條件，以及如何通過調(diào)控環(huán)境因素提高作物產(chǎn)量；同時(shí)介紹了呼吸作用對(duì)植物生命活動(dòng)的重要性及其在儲(chǔ)藏中的應(yīng)用。教學(xué)中結(jié)合圖片和生活實(shí)際，增強(qiáng)了學(xué)生的理解與興趣，較好地落實(shí)了知識(shí)目標(biāo)，提升了學(xué)生聯(lián)系實(shí)際分析問題的能力。成功之處在于將抽象的生理過程與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活緊密結(jié)合，便于學(xué)生理解；不足之處在于部分內(nèi)容信息量較大，部分學(xué)生可能在短時(shí)間內(nèi)難以完全消化，后續(xù)教學(xué)中可通過分步講解和增加互動(dòng)環(huán)節(jié)來提升理解效果。拓展遷移植物在光照條件下進(jìn)行光合作用，吸收二氧化碳并釋放氧氣，同時(shí)合成有機(jī)物供自身生長(zhǎng)發(fā)育。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為了提高作物產(chǎn)量，人們通過調(diào)控光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度等環(huán)境因素來優(yōu)化光合作用效率。例如，在溫室大棚中，白天通過補(bǔ)光燈增強(qiáng)光照、釋放二氧化碳?xì)夥侍岣叨趸紳舛龋龠M(jìn)光合作用；夜間則適當(dāng)降溫，抑制呼吸作用，減少有機(jī)物的消耗。此外，合理密植和立體種植也能提升光能利用率。在城市綠化中，綠植墻不僅美化環(huán)境，還能通過光合作用吸收二氧化碳，改善空氣質(zhì)量。而在儲(chǔ)藏糧食或果蔬時(shí)，人們則利用低溫和低氧環(huán)境抑制呼吸作用，延長(zhǎng)儲(chǔ)藏時(shí)間。問題：在溫室大棚中，為什么白天增強(qiáng)光照和補(bǔ)充二氧化碳，而夜間要適當(dāng)降溫？答案：白天增強(qiáng)光照和補(bǔ)充二氧化碳可以促進(jìn)作物的光合作用，提高有機(jī)物的合成效率；夜間適當(dāng)降溫可以抑制作物的呼吸作用，減少有機(jī)物的分解消耗，從而增加有機(jī)物的積累。課前任務(wù)預(yù)習(xí)任務(wù)閱讀教材，了解光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，如合理密植、套種等措施如何提高光能利用率。理解光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度對(duì)光合作用的影響，掌握光合作用與呼吸作用的關(guān)系。了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中如何通過改善土壤通氣條件促進(jìn)植物呼吸作用，以及如何通過低溫低氧條件抑制呼吸作用。熟悉大棚栽培中如何調(diào)控光合作用與呼吸作用以提高作物產(chǎn)量。課前小測(cè)提高作物光能利用率的措施有____和____。光照增