定义 利用光合作用原理,通过调控光照、CO₂浓度等环境因子,提高作物产量或品质的技术。
从哪来 基于“能呼吸”这一前置知识,理解植物在呼吸作用消耗有机物与光合作用制造有机物之间的动态平衡关系。
为什么 植物生长实质是有机物积累的过程。光合作用制造有机物,呼吸作用消耗有机物。农业生产通过增强光合作用速率(如增加光照、提高CO₂浓度)或适当抑制呼吸作用(如夜间降温),扩大两者的差值,从而实现有机物净积累最大化,达到增产目的。
适合:形象思维强、喜欢生活实例的学生**
**类比法
把植物比作“工厂”。光合作用是“生产线”,呼吸作用是“内部耗能”。要想仓库(果实/茎叶)里存粮多,要么让生产线开足马力(多晒太阳、多给二氧化碳),要么让内部耗能少一点(晚上别开空调,降低温度)。问学生:如果晚上一直开着大功率空调(高温),仓库里的粮会变多还是变少?
适合:逻辑严密、喜欢数据对比的学生**
**公式推导法
引入公式“净积累量 = 光合作用总量 - 呼吸作用消耗量”。
1. 白天:光照强→光合强;温度适宜→呼吸也强,但光合增幅通常大于呼吸,净积累为正。
2. 夜晚:无光→光合为0;温度高→呼吸强,净积累为负(纯消耗)。
结论:要提高总产量,必须“白天最大化光合,夜晚最小化呼吸”。由此推导出白天增光增CO₂,夜晚降温的措施。
适合:空间感好、喜欢实验探究的学生**
**实验模拟法
设计一个“温室大棚”模拟实验。
变量1:光照强度(用台灯距离模拟)。
变量2:CO₂浓度(向密闭瓶内吹气模拟)。
变量3:温度(用冰袋或热水袋模拟昼夜温差)。
让学生预测:哪种组合下,植物叶片干重增加最多?通过控制变量,让学生直观看到“白天高温高CO₂”与“夜晚低温”组合效果最好,从而理解“昼夜温差大”对瓜果甜度(有机物积累)的影响。