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國中生物・互動教材

光合作用因素實驗室

光愈強,光合作用不一定一直變快。先固定兩個條件、只改一個變因,再找出目前最缺的光照、二氧化碳或適合溫度;最低的那一項,就是限制速率的關鍵。

光照強度二氧化碳濃度溫度限制因子控制變因

水草光合作用模擬器

先設定三個條件,再開始觀察限制因子
相對光合作用速率—模型上限 20.0 單位/分
限制因子—最低因子決定目前速率
光照因子—
CO₂ 因子—
溫度因子—
30 秒模擬產氧—相對單位,不是實測體積

限制因子:不是每個條件都同時主導

完成一次觀察後,這裡會說明是哪個條件把速率卡住,以及優先改變哪一項才有效。

二氧化碳 + 水  葡萄糖 + 氧氣 (需要光能與葉綠體)
01開始觀察
02固定兩項
03只改一項
04記錄速率
05找出限制

光照會逐漸飽和

低光時增加光照通常有效;當其他條件先成為限制,繼續增加光照就只會進入平臺。

二氧化碳是原料

光很充足但 CO₂ 不足時,速率仍然受限。只提高亮度,無法補上缺少的原料。

溫度有適合範圍

酵素作用受溫度影響。本模型在 25°C 最適;過低反應慢,過高也會讓速率下降。

模型範圍:這是控制變因的概念模型,採三項因子中的最低值決定速率。未納入水分、葉面積、光質、植物種類、呼吸作用、養分與適應時間;動畫中的氣泡只表示相對快慢,真實實驗需實際量測。

如果只改一個變因,曲線會怎麼走?

圖中其他兩項維持目前設定。曲線出現平臺時,代表另一個條件已經接手成為限制因子。

目前讀值—
平臺原因—
控制變因—

引導任務

建議做法每次套用任務後直接開始觀察主要限制因子;比較時一次只改一個條件。

實驗紀錄

把不同條件加入表格,尋找「改了自變因,但速率沒有再增加」的證據。資料只存在這台裝置。

#光照CO₂溫度光因子CO₂ 因子溫度因子限制因子相對速率30 秒產氧
尚無紀錄。先完成一次光合作用觀察。

學習檢核

選完三題後一次檢查;答錯時會指出應回去觀察的線索。

1. 增加光照後,光合作用速率不再上升,最合理的解釋是?
2. 要研究光照對光合作用速率的影響,下列哪一組做法正確?
3. 在光照與 CO₂ 都充足時,本模型從 25°C 升到 40°C,速率如何改變?

怎麼用這份教材

適用:國中 · 養分與光合作用(各校版本進度可能不同) 建議:15–20 分鐘

先備:植物製造養分。學習目標:能透過操作說明單一變因、限制因子、速率。

教師引導:先讓學生直接操作並留下第一筆觀察。接著只改一個條件、加入第二筆紀錄,再請學生引用數據解釋差異。

常見迷思:增加光照不一定持續提高速率,另一個條件可能成為限制因子。 模型的理想條件請對照本頁教師提示。

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