光合作用概述

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光合作用概述范文第1篇

《普通高中生物課程標準》中明確指出應該注重生物科學史的學習。而本節教學內容概述了科學史中光合作用的發現過程，是對初中所學光合作用的基礎知識的進一步深化，更深刻地闡明了光合作用發現過程中的幾個經典實驗。本節的教學目標不僅是透徹理解光合作用的實質，更重要的是通過光合作用的發現史讓學生體驗和認識科學研究的過程，認識科學家實驗設計的巧妙之處，使學生初步學會科學探究的過程和方法，逐步形成科學探究的科學素養，變被動學為主動探究，使學生構建自身的知識體系成為可能。

高中階段學生在學習了細胞、酶、ATP、呼吸作用等知識后，開始了難度較大的“光合作用”的學習，光合作用發現史的學習為下一節課深刻理解光合作用原料、產物、具體過程等埋下伏筆，科學發現史的每個實驗一環扣一環，彼此間有著緊密的聯系，在教學過程中采取啟發式教學，充分調動學生的積極性，引導學生換位思考，如果你是科學家應該如何設計實驗繼續探究前人探究歷程中遇到的問題，學會分析實驗結果，引導學生運用已有的知識主動的發現問題、解決問題，讓學生站在科學家的角度思考問題并講解實驗，使學生實現知識的掌握和遷移。

2 教學手段

多媒體輔助教學設備，探究實驗

3 教學過程

3.1 新課導入

創設情境：（指向窗外）看！美麗的自然界中有那么多的綠色植物，如果沒有它們，地球上大多數的生物包括我們人類能不能正常地存活？這是什么作用？提問：什么是光合作用？科學家是怎樣設計實驗探索發現光合作用的呢？今天我們就一起來回眸歷史，揭開光合作用之謎。

眾所周知，一顆種子播種在土壤中，在適宜的條件下便可萌發生長。有的可長成高達數十米的參天大樹；有的在其最適合生長的季節里具有驚人的生長速度。如玉米在拔節期每天大約可長高8厘米。那么，植物生長所需的營養物質是從哪里來的？出示圖片，早在公元前2世紀，古希臘的哲學家亞里士多德認為，植物生長發育所需要的物質全部來自土壤，這句話對嗎?你能用實驗證明嗎？引出海爾蒙特的實驗。

3.2 新知學習

運用多媒體展示海爾蒙特的實驗過程和結果，（“柳樹之謎”的漫畫），分析實驗數據，提出問題：①樹重量的增加是不是來自于土壤？②實驗結果土壤減少了，減少的是什么物質？他認為構成植物體的物質來自水，而土壤只供給極少量的物質。③木桶上還要加蓋，目的是什么？結論完全正確嗎？忽略了什么因素的作用？

總結：這個結論首先提出了水參與植物體有機物質合成的觀點，但是沒有考慮到植物能否從空氣中得到什么。

【板書】

1.1648年 海爾蒙特實驗 結論：水分是建造植物體的唯一原料

課件演示普里斯特利實驗過程及現象，組織學生分小組進行討論：①該實驗說明了什么？②該實驗是否證明了二氧化碳和氧氣變化？③后來科學家重復他的實驗，發現有時候成功，有時候失敗，失敗的最可能原因是什么？④如果你是科學家，你將如何進一步完善這個探究實驗？

總結：實驗采用了對照的方法控制變量，證明植物能“凈化”因燃燒或動物呼吸而變得污濁的空氣，使空氣變好，這就是后來人們才知道的植物在光合作用中釋放出氧氣的緣故。然而他卻把這種現象歸因于植物緩慢的生長過程，卻忽略了光在此過程中的重要作用。這也是有人重復實驗失敗的原因。

【板書】2.1771年 普利斯特利實驗 結論：植物可以更新空氣

（多媒體展示實驗過程）講解，設問：英根豪斯實驗采用什么實驗方法，得出什么結論？

【板書】3.1779年 英格豪斯實驗 結論：植物只有在光下才能更新空氣提出問題，引導學生：

（1）植物吸收和釋放的究竟是什么氣體？知道1785年由于發現了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳。

（2）這一過程在光下都能成功，那么光能到哪里去了？1845年，德國科學家梅耶根據能量轉換和守恒定律明確提出，植物在進行光合作用時，把光能轉換成化學能儲存起來。

（3）光能以什么形式儲存起來了呢？植物在吸收水分和二氧化碳，釋放氧氣的光程中，還產生了什么物質呢？學生活動：嘗試讓學生設計實驗，然后學生觀看課件中的設計方案。

然后放映一段該實驗的錄像，邊講解邊討論：

（1）實驗前為什么要將植物放在暗處幾小時？

（2）為什么要一半遮光一半曝光？起到什么作用？

（3）為什么要進行脫色處理？

（4）該實驗能得出什么結論？結論：綠色植物在光下產生了淀粉。

【板書】4.1864年 薩克斯實驗 結論：綠色植物在光下產生了淀粉

通過前面的實驗已經知道光合作用的原料是二氧化碳和水，產物是淀粉和氧氣，那么植物光合作用產生的氧氣是來自二氧化碳，來自水，還是來自兩者？如果是你，你會怎樣設計實驗？展示學生的設計思路，并請學生解釋理由。

根據同位素標記法，設置兩組實驗：

（1）用18O分別標記H2O和CO2。

（2）Ⅰ向綠色植物提供H218O和CO2；Ⅱ 向綠色植物提供H2O和C18O2。

討論：為什么要設置兩組實驗，能否只做一組？為什么？通過這個實驗,可以證明光合作用釋放出來的氧氣全部來自于水。

【板書】5.1940年 魯賓和卡門實驗 結論：光合作用釋放出來的氧氣全部來自于水

光合作用產生的有機物是怎樣合成的？和反應中哪些原料有關？你如何設計實驗證明你的假設？仍然采用同位素標記法，用14C標記的14CO2供小球藻進行光合作用，然后追蹤監測其放射性，探明了CO2中的碳在光合作用中轉化的途徑稱為卡爾文循環。

【板書】6.1948年 卡爾文實驗 結論：二氧化碳中的碳轉化為有機物中的碳

3.3訓練反饋與拓展延伸

回顧科學家的實驗，總結出光合作用的原料、產物、場所和條件。

光合作用概述范文第2篇

關鍵詞：高中生物；高效課堂；興趣；思想；方法

高效生物課堂的構建一直以來都是教師追求的目標之一。因此，本文就從以下幾個方面對如何構建高效的高中生物課堂進行概述。

一、培養學生的學習興趣

楊振寧先生曾說：“成功的秘訣在于興趣。”其實，對教學來說也是一樣，只有學生對學習的內容產生了興趣，學生才能積極地走進課堂，才能在提高學生課堂參與度的基礎上，逐步提高學生的課堂參與度，進而為高效生物課堂的實現打下堅實的基礎。

例如，在教學《生命活動的主要承擔者――蛋白質》時，為了能夠調動學生的學習興趣，也為了激發學生的課堂參與度，在導入課時，我選擇生活情境創設法。首先，我引導學生思考下面幾個問題：（1）哪些食物中含有蛋白質較多？（2）前幾年產生了一種怪病“大頭娃娃”，你了解過是什么原因造成的嗎？（3）蛋白質可以從體內轉化形成嗎？……讓學生結合教材內容以及生活經驗對這些問題進行思考，以確保學生在獨立思考的過程中找到學習和探究生物的興趣，進而在掌握蛋白質的相關知識的同時，也為高效課堂的實現以及學生獨立人格特點的培養做好鋪墊工作。

二、轉變教師教學的思想

長久以來，受應試教育思想的影響，我們的課堂呈現的都是簡單的灌輸式教學模式，學生一直處于被動的知識接受狀態，課堂上教師基本占主導地位，嚴重不利于新時期高效課堂的實現。因此，在新課程改革下，教師要轉變以往的教學思想，要將主體地位歸還給學生，使學生逐步發揮主角的作用。所以，我們要從以下幾個方面做好轉變工作，為高效課堂的順利實現做好基礎工作。

首先，從應試教育思想轉變到素質教育思想上來，要把單一的以知識傳授為目標的教學轉變到知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀三個方面上來；其次，從課堂的主導者轉變成合作者、組織者和參與者。教師要充分發揮學生的課堂主體性，要確保學生在教師營造的輕松環境中真正成為課堂主體。總之，我們要做好思想上的轉變，并從行動上落實，以真正確保生物教材價值的最大化實現。

三、轉變教師教學的方法

教學方法的好壞是影響高效課堂能否順利實現的關鍵因素，所以，在新課程改革下，我們要摒棄傳統單純講授式教學模式，要有效貫徹落實課改基本理念，選擇多樣化的教學方法，充分發揮學生的主動性，使學生在自主學習、合作交流中養成良好的學習習慣。下面以小組教學模式為例，對如何實現高效生物課堂進行概述。

例如：在教學《能量之源――光與光合作用》時，我按照“優劣互補”的原則將學生分成不同的小組，然后，引導學生以小組為單位，帶著本節課的教學目標進行自主學習。即：說出綠葉中色素的種類和作用，說明光合作用以及對它的認識過程，嘗試探究影響光合作用強度的環境因素等等。鼓勵學生結合教材內容進行自主學習，獨立思考。最后，在掌握本節課的基本內容之后，我組織學生以小組為單位對影響光合作用強度的環境因素給出假設，并自主設計實驗進行驗證，目的是要讓學生在探究中鍛煉獨立思考能力。而且，自主設計實驗題也是高中生物試題中常見的習題，所以，這樣的練習對學生解題能力的培養也起著不可替代的作用。

總之，在新課程改革下，我們生物教師要認真學習基本理念，從多角度入手為高效生物課堂的實現做好準備工作，同時，也為促進每個學生的充分發展打下堅實的基礎。

光合作用概述范文第3篇

本節是人教版初中生物七年級上冊第三單元第五章第二節的內容。在教材中光合作用相關內容完成教學之后展開。本節介紹了呼吸作用的過程、定義以及呼吸作用是生物體的共同特征這一重要的生物學概念，然后聯系前幾節光合作用有關知識，引導學生分析認同綠色植物在維持生物圈的碳氧平衡中的作用。

在教學中，調整課本中直接給出“呼吸作用”這一概念的教學角度。以“綠色植物制造的有機物有何作用”為出發點，以直觀的實驗現象層層深入，逐步形成“呼吸作用”這一概念，突破呼吸作用的實質這一教學難點。通過課外探究實驗視頻和課內探討實驗改進等環節，對教材內容進行補充，幫助學生形成較為完整的的呼吸作用的概念。

本課需一課時。

二、教學目標分析

【教學目標】

知識目標： 1.根據實驗，描述呼吸作用的過程； 2.歸納呼吸作用的公式；

3.舉例說出農業和生活中與植物呼吸作用原理的有關措施；

4.說出動物體內也進行著呼吸作用，呼吸作用是生物的共同特征。

能力目標：

1.學習體驗探究實驗的過程，提升實驗設計能力； 2.提升運用理論知識解釋實際問題的能力；

情感、態度、價值觀：認同綠色植物在維持生物圈碳氧平衡中的作用。

【教學重難點】

重點：呼吸作用的過程。難點：呼吸作用的實質。

三、學習者特征分析

從知識儲備來看，學生已學完光合作用相關內容，可與本節呼吸作用知識進行比較以深化理解；從生活和情感體驗角度，學生對現實生活中涉及呼吸作用的一些現象已有不少感性認識，便于教學中適當調用；從學習能力角度，經過近一個學期的生物學學習，學生已具備初步的理性分析能力和邏輯判斷能力，在本節教學中都是可利用資源。但初一學生處于以形象思維為主，并向抽象思維逐步過渡的關鍵時期，在教學中需注重這一規律，幫助學生完成從感性到理性的概念構建過程。

四、教學策略的選擇與設計

1.充分調用與呼吸作用有關的概念如細胞中有機物中含有能量，學生已有的知識點如植物體的生命活動需要能量等，對本課進行設計，逐層深入，從直觀現象到理性抽象構建呼吸作用這一概念。

2.以“提問―實驗―結論”的方式逐層推進教學，貫穿呼吸作用過程內容的教學。

3.以“激趣―探究式”拓展實驗內容，變教師為中心的灌輸式教學為學生主動參與的開放式教學，拓展呼吸作用部位和呼吸作用時間的內容，幫助學生理解呼吸作用本質。

五、教學資源與工具設計

教師準備多媒體課件，準備演示實驗器具（種子呼吸時放出熱量的實驗裝置一套，種子呼吸時吸收氧氣的實驗裝置一套，種子呼吸時放出二氧化碳實驗裝置一套），澄清石灰水，吸管、洗耳球、火柴等。

教師協助興趣小組學生拍攝完成芥菜菜葉呼吸作用釋放二氧化碳實驗視頻。

六、教學過程

教學流程圖附后

七、教學評價設計

1.課堂問答采用積分制度，答錯不扣分，答對每題加1分，按比例記入期末總評。

2.實驗設計采用小組捆綁式評價，以書面設計方案作為小組評分依據，組長標注小組成員貢獻比例。

3.學生完成課堂檢測練習，教師根據練習完成情況評價每個學生課堂知識點掌握程度，以同桌互相批改分數方式體現，并發還學生訂正。

八、幫助與總結

光合作用概述范文第4篇

關鍵詞 氣候因素；水稻生產；影響；遼寧省

中圖分類號 P49 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2012）22-0240-02

遼寧省屬北方一季粳稻區，近年來水稻播種面積占糧食總播種面積的16%左右，但產量則占糧食總產量的25%左右。水稻生產在全省的糧食生產中占有重要地位。在社會發展和其他因素相對穩定的條件下，天氣氣候條件將是影響作物產量的重要自然因素。該文從氣候分析入手，探討氣候條件與水稻生長的關系，為不同地區根據當地的氣候條件進行水稻生產提供借鑒。

1 遼寧省的農業氣象資源

資源是指人類可利用的自然物質和自然能量。農業氣候資源包括溫度、降水、太陽輻射、CO2等。遼寧省地處中緯度，屬溫帶大陸型季風氣候區。氣候特點：光能資源豐富，日照充足，溫度適中，春秋季短，雨熱同季，雨量分布不均，東多西少。按冷暖程度劃分，沈陽以南，本溪、岫巖、莊河一線以西以及朝陽、喀左以東地區，為暖溫氣候帶；其地區為中溫氣候帶。按干濕程度劃分，除遼寧西部山地和西北風沙區屬于亞干旱氣候區以外，其余地區均屬于濕潤和亞濕潤氣候區。各地因地理條件不同，氣候復雜多樣，即使在同一氣候區中，也有截然不同的小氣候。全省年平均氣溫4.8～10.4 ℃，降水量485～1 130 mm，日照時數2 285～2 870 h，≥10 ℃活動積溫2 731.2～3 674.3 ℃，平均無霜期124～215 d[1]。年日照百分率54%～66%。月平均溫度超過15 ℃以上的有5個月，5—9月降雨量占全年降雨量的80%。水稻生育期間的5—9月日照時數為965.1～1 343.6 h，氣象條件為優質稻米的生產創造有利條件。

2 光照、溫度、降水對水稻生長的影響

2.1 光照對水稻生長的影響

作物干重的90%左右是由光合產物形成的，光能條件與作物產量有著直接的關系。水稻雖然屬于短日照作物，但要足夠的日照才能進行階段發育，正常抽穗，灌漿結實。遼寧省在5月日照時數達到高峰值，大部分地區在250～300 h。此時充足的日照對水稻的秧苗生長、移栽分蘗都十分有利。7、8月受降雨影響日照時數有所減弱，9月后隨著降雨顯著減少，日照又有小幅回升。當水稻進入灌漿期后，日照的優劣對粒重影響很大。據研究，日照與粒重呈正相關。就太陽總輻射而言，當日照輻射量大于1 046 J/cm2時，日照是適宜的，但小于此值就有不利影響，且值越小影響越大。遼寧省陽光輻射年總量在418.4~836.8 kJ/cm2，日平均輻射量在1 146.4~2 292.8 J/cm2，完全能滿足水稻生長的需要。水稻生長期5—9月的光照條件，除個別年份在育秧期出現長期陰雨天氣，抽穗開花期和灌漿成熟期出現連續陰雨寡照等不利天氣影響外，一般光照都比較充足，能滿足水稻生長的需要。水稻籽粒產量的90%左右形成于抽穗至成熟這一時期，此時光照強度的多少對產量具有決定影響。遼寧省屬光照比較豐富的地區，據張估算，沈陽稻區的理論光能利用率在3.41%，水稻理論產量潛力為28 215 kg/hm2 [2]。但由于水稻在田間的反射、漏射、透射以及水稻自身存在的光飽和現象，實際光能利用率僅為1.2%。因此，提高光能利用率將是提高水稻單產的根本途徑。

2.2 溫度對水稻生長的影響

水稻起源于濕熱地帶，為喜溫作物。當水稻播種后5 d平均氣溫在10 ℃以下會引起爛種，延誤農時。水稻在不同的生長階段對溫度的要求不同。水稻幼穗發育期間對溫度敏感，其中反應最敏感的為幼穗分化后期。此階段一般要求日平均氣溫在20 ℃以上，日平均氣溫持續3 d以上低于18～20 ℃，水稻便會受害。溫度還是影響水稻開花結實的最主要因素，粳稻開花的最適溫度為25～32 ℃，在日平均氣溫低于20～23 ℃或超過35 ℃以上時，均會影響花粉生活力和花粉管的萌發與伸長，使不孕穎花率增加。

全省年平均氣溫的分布趨勢是：沿海高于內陸，遼河平原南部和大凌河流域高于東西部山區。處于水稻生長季的5—9月全省平均氣溫20.2 ℃，高于年平均氣溫10 ℃以上，除冷年和后期低溫嚴重的年份外，一般均能滿足水稻生產發育的要求。在水稻生育期間晝夜溫差一般在10 ℃左右，遼西遼東山區晝夜溫差更大。只要夜間溫度不降至臨界溫度以下，較大的溫差對水稻的生長發育，尤其是灌漿結實十分有利。

2.3 降水對水稻生長的影響

一般每生產1 kg稻谷，需要0.42～0.71 m3的水。水是制造有機物質的原料，也是水稻體內物質的主要溶媒和物質代謝的體內環境，水還能調節水稻植株溫度和土壤內的空氣，水稻必須有充足的水分供應才能發育良好。如果在水分“臨界期”缺水，就會對產量造成嚴重影響。遼寧省降水季節分配很不均衡，冬春季降水很少。春季降水占全年降水的13.72%，冬季僅占全年的1.53%，夏季降水集中，占全年的69.71%，秋季占全年降水的15.05%。水稻在苗期具有較強的耐旱性，出苗后只要土壤水分保持在田間持水量的70％即可。夏季隨著西北太平洋副熱帶高壓勢力增強并逐漸北移，潮濕的東南季風則沿著高壓的西側向北移動，遼寧省受此影響，降雨頻繁且雨量集中。季雨量一般可達400～600 mm，而鳳城、寬甸達700 mm以上。此時，充沛的雨量基本上可以滿足水稻對水分的需要，但降水過于集中有可能出現洪澇。水稻在孕穗期，對干旱反應最敏感。此時缺水會導致穎花數下降和嚴重的穎花不育，造成嚴重減產。開花期受旱，影響授粉、受精，形成空粒，嚴重時甚至稻穗干枯，形成白穗。根據遼寧省歷年氣候資料統計，遼寧省在水稻孕穗開花期出現干旱的頻率為30％左右，對水稻生長是比較安全的。進入9月后，隨著太陽高度角減小，日照減弱，西北太平洋副熱帶高壓隨之南撤，西北季風開始增強，雨量急劇減少，全省大部分地區降雨量在80～140 m，對水稻后期灌漿會帶來不利影響。水稻產量的穩定與水分供應的關系十分密切。遼寧降水季節分布與水稻生育需水量趨勢基本一致，有利于水稻的正常生長。但如果雨季陰雨連綿、低溫寡照，對水稻生長也會帶來不利影響。

3 抵御不良氣候條件的對策

3.1 建立合理群體結構，提高光能利用率

從作物的生理方面分析，光合作用是高產的基礎。實現水稻高產的各種栽培方法，其實質還是提高光能利用效率。在實際生產中，光能利用率遠低于理論最大光能利用率，其主要原因應從品種特性和環境因素2個方面考慮。一方面，水稻田間出現如反射、漏射、透射以及光飽和，特別在水稻生長初期，漏光損失嚴重，生長后期的葉片老化和隨生育過程而上升的呼吸消耗；另一方面，光強、溫度、CO2供應等也會影響光合效果[3]。

針對光能利用率低的原因，可以通過以下幾個方面提高光能利用率：一是延長光合時間。只要氣候適宜就及早插秧，使之早封壟，防止早衰，延遲生育期。二是增加光合面積。通過適當密植提高水稻群體最適葉面積指數，提高群體總的光合作用。三是合理施肥調節水稻的光合作用。氮素是制造光合器官蛋白質的重要物質基礎。磷能參與光合作用中的能量代謝、促ADP與ATP間的相互轉換。鉀能改善群體通風透光條件，從而有利于光合作用生產更多的干物質。因此，通過合理施用氮磷鉀肥料來調控水稻光合作用，提高光能利用率[4]。四是推廣直立穗型水稻品種。從光能利用角度來看，直立穗型的優勢在于群體中部的光照條件得到改善，有利于下部葉片的光合作用。此外，直立穗型還有利于群體內CO2的擴散，進而促進光合作用和物質生產。

3.2 采取措施，防御關鍵期低溫

遼寧省一般在4月中旬播種水稻，播種時不要密播，因為該省4月正處于冷暖氣流相互進退時期，氣溫起伏較大，有時在育秧過程中（特別是在離乳期）遇低溫然后溫度猛升的情況下，易發生青苗。插秧后低溫對水稻危害較大，受害嚴重的秧苗部分分蘗芽枯死，不能正常出葉和伸長。為了加強生育初期抵御低溫的能力，插秧時要減少傷根，應保留根長3 cm以上。插秧后要防止田水流失，通過淺灌和補水灌溉來提高水溫，促進水稻盡快返青、分蘗。遼寧省北部地區因為緯度較高，在8月易出現17 ℃以下的低溫天氣，對水稻的灌漿結實會帶來不利影響，為預防灌漿成熟期的低溫危害，一是要選用后期灌漿成熟快、抗寒能力較強的品種；二是適時施用氮肥和磷鉀肥調節花期，將抽穗期調節在安全溫度范圍內。在氣溫低于17 ℃時，夜間灌河水能提高田間氣溫，對防御冷害有一定效果。如果冷空氣較強，最有效的方法是用高于氣溫的溫水深灌，因為水比空氣的比熱大，低溫時一般水溫比氣溫高3～4 ℃。在灌深水時要注意葉尖必須露出水面，待回暖后再逐漸排水。遼寧省北部地區和東部山區氣候冷涼，變化無常，無霜期差異較大，長則150 d左右，短則僅120 d左右。每3～4年有一個明顯的低溫早霜年，使水稻不能正常成熟，嚴重時甚至導致灌漿階段性停止，嚴重影響產量形成。促進水稻盡早成熟是預防早霜的重要措施。因此，可以通過適當晾田和及時割除田間雜草提高低溫的方法來促進水稻早熟。此外，適時噴施磷酸二氫鉀，不僅可以促進水稻早熟，還可以提高米質。有條件的地方也可以在田間堆放雜草、枯枝落葉，晚上點燃產生煙火，能提高溫度2 ℃左右，起到保溫防霜的效果。

3.3 根據降水變化規律，采取相應的栽培措施

遼寧省一般在5月下旬插秧，此時正值枯水期，全省平均降雨量僅在50 mm左右，而泡田、插秧及返青期又需要消耗大量的水，造成用水緊張。因此，要在水利設施不完善的地區采取節水栽培措施，合理安排。具體措施有以下幾點：一是選用耐旱品種。耐旱力強的品種根系發達，束縛水含量較多，適于節水栽培。二是培育抗旱帶蘗壯秧。壯秧根系活力強，移栽后發根快、抗旱、抗寒，利于早生快發。三是實行節水插秧。其具體做法是邊泡田、邊水整平，連續作業，減少蒸發滲漏。插秧時應集中插秧，縮短插秧期。四是平穩促進經濟施肥。節水栽培施肥原則是：在增施有機肥的基礎上，化肥以底肥深施為主，多元素配合，看苗分期施用[5]。遼西北地區光熱資源豐富，但年降水量僅為300～500 mm，且降水變率較大，屬半干旱地區，采取節水栽培措施更為重要。此外，要注重田間溝渠的管理工作，做到遇旱能灌，遇澇能排。

4 參考文獻

[1] 中國農業全書：遼寧卷[M].北京：中國農業出版社，1999.

[2] 陳溫福，徐正進.水稻超高產育種理論與方法[M].北京：科學出版社，2008.

[3] 謝立勇，馮永祥.北方水稻生產與氣候資源利用[M].北京：中國農業科學技術出版社，2009：25.

光合作用概述范文第5篇

關鍵詞：SHT11；C20；TSL230B；SEN0114

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A

一、概述

溫室大棚種植為人們生活水平提高帶來了極大的便利。隨著現代農業快速發展，農業技術智能化發展是必然趨勢。用現代技術來改變溫濕大棚中農作物的生長環境，縮短其生長周期，提高農作物的產量，幵發和研制溫室環境自動化控制系統是有必要的。農作物單位面積的出產量角度出發，溫室種植與傳統農業相比，具有很高的單位面積出產值；從環境保護角度出發，溫室種植不僅可以產出綠色的農作物，而且可以做到精確地控制化肥使用量以及其它添加劑的施加量，減少了對土壤和地下水的污染。

二、硬件設計框圖

溫室指通過人工干預對指定區域內溫度、濕度、光照、土壤水分、CO2濃度等諸多環境因子進行調控，使之適合所培育農作物的生長需求。本文主要應用單片機和相應的傳感器來實現對溫室大棚環境控制。

系統硬件結構由電源、傳感器、按鍵輸入部分、顯示報警、控制輸出、總線模塊組成。電源模塊用于將交流電轉換為系統所需穩定的各等級直流電源；傳感器模塊用于測量大棚環境溫濕度、CO2濃度、光照強度、土壤水分等，傳感器選用的都是數字型的。控制模塊用于讀取傳感器輸出的數字信號，處理后輸出到顯示模塊顯示各數值值，并與各數值上下限比較，超限時報警，并驅動智能輸出模塊動作。智能型溫室大棚控制原理系統圖如圖1所示。

本文單片機選用STC89C52，它是種帶8K字節閃爍可編程可檫除只讀存儲器，低電壓，高性能COMOS8的微處理器。該器件采用ATMEL搞密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。

三 、傳感器的選擇

1 溫度調節。在最高溫度和最低溫度時，農作物生長發育停止，在最適溫度時，農作物生長速度最快。在最高溫度和最低溫度時再升高或降低，農作物開始出現傷害甚至致死，適宜的溫度對農作物的生長有著十分重要的影響。溫度調節，在設定的上下限進行自動加溫降溫。本文降溫設備采用窗簾風機設備，升溫設備采用加熱器。

本文選用了SHT11傳感器。SHT11的四個引腳，DATA引腳接單片機的P1.1，在與單片機連接之間接個4.7KΩ的上拉電阻；STK引腳接單片機的P1.2，VCC與GND分別接單片機的GND和5V電源了。LCD顯示器顯示出當前的相對溫度，高于設定值啟動降溫設備，溫度低于設定值時啟用升溫設備；能設定24小時內3-4組不同的設定值在不同時間控制，并保持每天重復直至更改參數。

2 CO2的調節。CO2是植物進行光合作用的重要原料之一，在作物的整個生長期，都需要提供不同濃度的CO2。適宜的CO2濃度可以促使幼苗根系發達、活力增強、產量增加。二氧化碳濃度的變化將對農作物生長產生一定影響，通常農作物的產量會增加，但質量會下降。所有監控CO2的濃度變化是有一定意義的。

本文選用的二氧化碳濃度傳感器是英國GSS的C20，該傳感器具有響應速度快，低功耗，防水抗震動和精度高等特點。C20數字傳感器四線連接就可以工作，其中從左至右分別為：接地、串行輸入、串行輸出、+5V電壓。其中1引腳和4引腳分別接電源和地，2引腳和3引腳分別接單片機的P1.3引腳和P1.4引腳。

3 光照調節。光合作用條件是光，延長光照時間可以增加光合作用進行的時間，有利于農作物產量的提高；光合速率隨著光照強度的增加而加快.但超過一定范圍之后，光合速率的增加變慢，所以光照對作物的生長也起著十分重要的作用。

本文采用了TSL230B光照傳感器來采集光照度。TSL230B有8個引腳，1、2引腳為靈敏度選擇輸入端；3引腳為輸出頻率使能端，低電平有效；4引腳接地；5引腳接電源；6引腳為輸出頻率；7、8引腳為輸出頻率分頻系數選擇輸入端。

作物吸收的光能主要分布在紅光以及藍光的波長范圍內，因此釆用低功耗高亮度的紅藍光源LED設計補光燈系統作為補光設備。農作物的生長離不開陽光的光合作用，系統根據采集到的光照度，控制開啟LED設計補光燈系統以滿足農作物生長的光照需求。

4 土壤濕度的調節。土壤濕度是影響作物生長的重要因素，掌握土壤濕度對作物生長有著重要的意義。在相對濕度較小時，如土壤水分充足，則作物蒸騰較旺盛，作物生長較好。若較長時間空氣濕度處于飽和條件下，作物生長將受抑制，導致質量下降等。相對濕度太小，會加重土壤干旱或引起大氣干旱，特別在氣溫高而土壤水分缺乏的條件下，作物的水分平衡被破壞，水分入不敷出，會阻礙生長而造成減產。

本文采用的土壤濕度傳感器是SEN0114。SEN0114有3個引腳，其中GND接地，VCC接電源，DATA接單片機P1.5. 這是一個簡易的水分傳感器可用于檢測土壤的水分，當土壤缺水時，傳感器輸出值將減小，反之將增大。土壤缺少就啟動灌溉設備。

結語

溫室大棚環境監控系統實現了對溫室大棚內作物生長的環境的有效控制，可以實時監測到溫度、濕度、CO2的濃度計光照，可以較好地智能控制作物各生長因子，使得作物生長在最為合適的環境中，可以大大提高了作物的產量與質量。