DSE 生物｜光合作用与限制因素备课指引（导师用）｜气泡计数、光强曲线、酵素与温度

2026-11-03

学生背得出“二氧化碳加水变葡萄糖加氧气”，但一见数据表就只识讲“光越强越快”。这一堂用一组真实气泡数，要学生自己算出速率、百分比与平台位置，再判断哪一项才是限制因素。

本堂目标　学生能够：① 写出 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ 并用摩尔质量核对两边质量都是 372 克；② 由四组重复气泡数算出平均速率（10 厘米 45.0、20 厘米 29.0、30 厘米 16.0、40 厘米 8.0 粒／分钟），并算出 40 厘米只及 10 厘米的 17.8%；③ 用“光强与距离平方成反比”解释 10 厘米与 40 厘米的光强相差 16 倍，但速率不是相差 16 倍，从而指出限制因素已由光转为二氧化碳或温度。

01　先备知识（开课前 3 分钟快检）

以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：

技能	快检题	过关标准
光合作用方程	反应物与生成物各有几多摩尔？	6 摩尔二氧化碳、6 摩尔水，生成 1 摩尔葡萄糖与 6 摩尔氧
扩散	气体由哪里走向哪里？	由高浓度走向低浓度
酵素	温度超过最适温度会怎样？	酵素变性，速率急跌
变数控制	公平测试要固定哪一类变数？	除自变数以外的所有变数

02　课堂流程（60 分钟）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0–8 分	方程核对	写方程，叫学生用摩尔质量算两边总质量	自己算出两边都是 372 克
8–20 分	读数据表	给四组重复气泡数，要求先算平均	算出 45.0、29.0、16.0、8.0
20–32 分	距离与光强	讲 1/d²，算 10 厘米与 40 厘米的光强比	算出相差 16 倍
32–44 分	寻找平台	问为何光强差 {INT16:.0f} 倍，速率只差 {round(1 / (DROP / 100), 1)} 倍	指出二氧化碳或温度已成为限制因素
44–52 分	题型演练	一题计算、一题曲线、一题实验设计、一题应用	限时八分钟独立做
52–60 分	离场检查	三题书面即场批	独立完成

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：先把方程变成一条可以计数的等式

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂：左边 6×44 + 6×18 = 264 + 108 = 372 克，右边 180 + 6×32 = 180 + 192 = 372 克。质量守恒不是背诵，是可以用来检查自己有无写错系数（化学计量数）的工具。学生要明白：收集到的氧气摩尔数，等于被固定的二氧化碳摩尔数，所以气泡数可以直接当速率用。

要学生讲出：为何量氧气就可以代表光合作用速率？

第二幕：气泡数要计平均，才有资格比较

同一距离做三次：10 厘米 44、46、45，平均 45.0；20 厘米 28、30、29，平均 29.0；30 厘米 15、17、16，平均 16.0；40 厘米 8、9、7，平均 8.0。若一次水草未切新切口、或灯未预热就计，数据会飘。40 厘米速率是 10 厘米的 17.8%，即 5.6 分之一。

要学生讲出：为何一定要做三次重复，而不是做一次最靓的数？

第三幕：平台出现，代表换了限制因素

光强与距离平方成反比：10 厘米与 40 厘米相差 16 倍，但速率只差 5.6 倍，说明距离远时光已是限制因素；再把距离拉近到 10 厘米以下，速率不再升，就轮到二氧化碳或温度做限制因素。温度表 15°C 得 12、25°C 得 45、35°C 得 38、45°C 得 2——45°C 几乎停摆，因为酵素变性，不是“太热光合作用不喜欢”。48 立方厘米氧气用 5 分钟收集，即每分钟 9.6 立方厘米，一小时 576.0 立方厘米。

要学生讲出：曲线变平的时候，你要改哪一个变数才知谁是限制因素？

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
数据计算	给三次重复的气泡数，求平均速率并比较	① 先加总再除 ② 单位写“粒／分钟” ③ 比较时用同一单位	10 厘米平均 45.0、40 厘米 8.0，后者是前者的 17.8%
曲线解释	解释光强—速率曲线为何在 high light 变平	① 指出曲线哪一段仍上升 ② 指出平台段 ③ 讲出平台时新的限制因素	平台段二氧化碳浓度或温度成为限制因素，光已不再是瓶颈
实验设计	如何证明二氧化碳是平台段的限制因素	① 只改二氧化碳（加碳酸氢钠）② 固定光距、温度、水草 ③ 设对照组	同一距离下加碳酸氢钠，速率上升即证明
应用	温室为何要同时控制光、二氧化碳与温度	① 找出哪一项最先不足 ② 针对该项调整 ③ 说明过度加热的反效果	超过最适温度（本组数据 25°C）速率反而跌

合理性检查（一定要教）：合理性检查：光强比用 1/d² 计，10 厘米对 40 厘米是 16 倍，不是 4 倍；速率百分比要用平均数计，不要用单次最高值；温度一定要用同一水草、同一距离，否则不能归因于温度；45°C 的 2 粒是酵素变性，不是随机误差。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
三次气泡数 44、46、45，平均几多？	45.0 粒／分钟	看学生有无加总后除 3，而不是取中间值
40 厘米速率是 10 厘米的百分之几？	17.8%	看学生有无用平均数相除再乘 100
5 分钟收集 48 立方厘米氧气，每小时几多？	每分钟 9.6，每小时 576.0 立方厘米	看学生有无先除 5 再乘 60

06　学生常见错误与纠正句

错误	学生通常这样写	导师这样说
以为光越强永远越快	“光强加倍，光合作用就加倍”	去到平台就不再升，因为瓶颈换了做二氧化碳或温度。
用单次数据做结论	“我见过一次 50 粒，所以 10 厘米系 50”	三次重复系为了压住随机误差，不系拣最靓𠮶个。
把距离与光强当成直线关系	“距离加 4 倍，光强减 4 倍”	光强系同距离平方成反比，距离 4 倍即光强 16 分之一。
高温当成“更活跃”	“45 度最快，因为温度高”	酵素会变性，45 度几乎停，最适大约 25 至 35 度。

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

中学生物章节索引　先读索引，把光合作用一章的方程与摩尔质量抄一次
细胞呼吸（S4 章节）　重做该页独立练习第 2 题，把方程方向倒过来写
酵素与影响因素（S4 章节）　用该页温度曲线，解释本章 45°C 只得 2 粒的原因

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
方程两边总质量各几多克？	372 克	错：只写葡萄糖 180 克 → 下堂重教摩尔质量
10 厘米与 40 厘米的光强相差几倍？	16 倍	错：答 4 倍 → 重教 1/d²
曲线变平代表什么？	光已不是限制因素，改成二氧化碳或温度	错：答“植物累”→ 重教限制因素

09　导师常问

这章适合几年级？

中四；中五重温代谢与实验设计时可直接用同一组数据。

六十分钟够不够？

够做三幕加一轮题型；若学生未熟摩尔质量，先用五分钟补算，应用题改作家课。

有无配套练习？

章末家课连到站内生物章节页，答案在该页独立练习部分。

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