必修一5.4能量之源——光与光合作用

1、第五章 细胞的能量供应和利用第4节能量之源一一光与光合作用学习目标【知识目标】1. 光合作用的概念。2. 绿叶中色素的提取和分离。3. 绿叶中色素的种类和作用。4. 叶绿体的结构和功能。5. 光合作用的探究历程。6. 光合作用的光反应、暗反应过程及相互联系。7. 环境因素对光合作用强度的影响。8. 光合作用原理在农业生产中的应用。9. 化能合成作用。【能力目标】1. 自学光合作用的探究历程，领悟科学家的科学思维和科学方法。2. 通过探究环境因素对光合作用强度的影响，培养学生设计实验的能力、分析和解决 问题的能力以及语言表达能力。3. 运用光合作用原理分析影响光合作用的因素，培养归纳总结能力，提

2、高信息处理能 力，提高理论联系实际的能力。【情感目标】1. 通过光合作用的探究历程的学习认同科学是在不断观察、实验、继承、争论中不断 向前发展的。2. 通过探究环境因素对光合作用强度的影响实验的设计与实施，培养严谨的科学态度 及创新、合作等科学精神，体验集体学习的乐趣。3. 借助对光合作用的物质和结构及动态变化过程的分析，认识普遍联系、运动变化、 内因与外因等辨证唯物主义观点和结构与功能相统一的观点。教学标准1. 教学内容的解析“能量之源一一光与光合作用”位于普通高中课程标准实验教科书必修1第5章第4节。本章较为深入的阐述细胞与周围环境发生的物质和能量的交换，体现了生命系统的开放性，是整个细胞

3、代谢的核心内容之一。这节课是在学生学习了酶、ATP细胞呼吸等内容的基础上进行的。细胞代谢离不开物质变化和能量变化，ATP是生命活动的直接能源物质，主要通过细胞呼吸提供， 细胞呼吸所分解的糖类等有机物中的能量，追根溯源最终几乎都来自光能，这就需要深入学习“能量之源一一光与光合作用”。这样的安排，既符合认识的过程， 更训练逻辑思维能力。本节内容主要要求学生完成“绿叶中色素的提取和分离”实验， 了解绿叶中色素的种类和作用及叶绿体的结构和功能，接着介绍光合作用的探究历程，这些都是为了让学生深入理解光合作用的过程，在理解了光合作用的原理之后，光合作用原理的应用则是对光合作用过程的拓展，是理论运用于实践的

4、体现，探究实验的设置为帮助学生运用所 学知识进行科学探究提供机会，最后化能合成作用又揭示了生命现象的普遍性和特殊性。所以说本节内容既是本章的重点和难点又是整个高中生物学知识的重点和难点。2. 重点的确定：其中本节内容围绕光合作用的过程展开，色素是光能向化学能转化的纽带，通过学生实验 让学生直观认识绿叶中的色素，光合作用的发现史再现科学家对光合作用的探究历程，渗透着大量的科学思维和科学方法，不仅能启发学生的思维，让学生了解光合作用的场所、 条件、原料，产物，了解光合作用过程中物质、能量的变化过程，也为学习光合作用过程铺 路。光合作用原理的应用则是理论知识运用于实践的体现。因此确立以下四点为本节重

5、点： (1)绿叶中色素的种类和作用。(2)光合作用的发现及研究历史。(3)光合作用中光反应、暗反应的过程及相互关系。(4)影响光合作用强度的环境因素。其中最为核心的内容则是光合 作用的过程。3. 学情诊断：这节内容，既有微观上的知识， 又有宏观上的知识，微观知识主要是色素、叶绿体的结构、光合作用的过程、实质等；宏观知识主要是具象化的光合作用及其意义。学生在感性上容易理解宏观上的知识，却较难认识微观上的光合作用过程。好在学生在初中生物课中学习过有关光合作用的知识，而且生活实践中也对光合作用有所了解。另外高中学生有一定的认知能力，学习有一定的内在动力，思维能力也比较成熟，故通过设置适量的问题情景，

6、激发学生的学习兴趣，借助 CAI课件展示光合作用的过程等方法，深入理解和掌握本节内容是 可能的。4. 教学对策：利用教材上“问题探讨”来创设情境，激发学生的学习兴趣，将学生引入新课。展示“绿叶中色素的提取和分离”的实验结果，让学生带着问题去自学“捕获光能的色素和结构”， 然后在教师的组织下让学生归纳知识要点。采用问题教学法指导学生阅读光合作用的探究历程，共同探讨、领悟科学家的科学思维和科学方法，进一步巩固实验设计的原理和方法；结 合光合作用过程的 CAI课件，运用观察比较法学习光合作用过程，要求学生描述、解析光合作用过程并列表比较光反应与暗反应的区别和联系；引导学生从光合作用的过程分析影响光合

7、作用的各种因素，运用归纳法归纳出光合作用的实质和意义；让学生查阅文献和上互联网等途径搜集光合作用原理在农业生产中具体应用的相关资料。利用“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验整合学生的知识和能力。教学实例【课堂实录】内容教师活动学生活动教学意图新课ATP的主要来源是细胞呼吸分解有机物学生聆听建立前后知导入产生，细胞呼吸所分解的有机物是从哪里来识的联系，引入的呢？若要回答这一问题。就需要学习本节 内容：“能量之源一一光与光合作用”。新课捕获将学生分成若干小组，指导学生完成“绿通过实验实光能叶中色素的提取和分离”实验的操作过程并学生分组完成现学生对绿叶的色耐心等待头验纟口果。实验。中色素的认识。

8、素和组织学生围绕以下问题阅读课本中P99结构P100页内容，阅读完后请学生回答：培养学生的1) 绿叶中色素的提取原理是什么？阅读课本，思阅读能力，获取2) 为何能实现各种色素的分离？考并回答问题。新知识和信息3) 绿叶中色素有几种、含量如何、吸收光的能力。能有何差别？学生动手绘叶训练学生动4) 请描述叶绿体的结构并绘制叶绿体结构绿体模式图。手能力，加深对模式图。学生交流讨论微观叶绿体的5).引导学生分析恩格尔曼实验，并讨论后恩格尔曼实验，建认识。回答课本“资料分析”中的问题。立结构和功能相培养合作，6）.叶绿体的结构和功能之间有何关系？展示部分小组的实验结果， 观察色素带的 数量、位置、颜色、

9、带宽等。探讨实验中的 注意事项。实验不成功的原因等。（第一课时结束）统一的思想。学生相互交流 各小组的实验成 果。交流表达能力。 培养学生对 实验结果的观 察，分析能力。引导学生阅读教材，多媒体演示海蒙实验 及课本中普利斯特利、英格豪斯等实验的过 程和结果，共同讨论完成以下问题： 1人们为何没考虑植物是否可以从空气中得学生阅读课培养阅读能 力，获取新知识 的能力。通过学生对到什么？本。汇报交流。回问题的回答，补光合2为什么有人认为植物也能使空气变污浊？答大屏幕提出的充，纠正，让学作用3植物更新空气的实验要在什么条件下才能问题。其他同学给生的思维发生的探成功？ 1779年人们是否知道植物更新了空

10、气予补充和纠正。碰撞，培养学生究历中的何种成分，为什么？的思维能力及程4萨克斯实验中是否有对照？先在暗处处理合作意识。让学几小时消耗的营养物质是什么？为何用碘蒸 汽处理？处理的结果为何又不是蓝色而是深 蓝色？这一实验证明了什么？5为何说鲁兵和卡门的实验有力地证明光合讨论结束，完生领悟科学思 维和科学方法。通过附表1作用释放的氧气来自水？有力的证明表现在成附表1。的完成帮助学实验设计的哪个地方？6组织学生完成教材 p103页的思考与讨论学生板书光合生将知识条理 化，系统化。总结光合作用的场所、条件、原料、产 物，并请学生板书。组织学生朗读光合作用概念。在叶绿体中到底有机物和氧气到底是如作用反应式

11、，简述 光合作用的概念。集体大声朗读 光合作用概念。引入光合作何形成的呢？学生思考用过程的学习。1.演示类囊体上光反应的动态变化过程，引导学生观察，并组织小组讨论：学生观看光合通过动画增 强光合作用过a.光反应的场所在何处？作用过程的分步程的直观性，使b.光反应的条件是什么？演示动画，并回答学生更容易理C色素吸收光能有哪两个方面的用途？大屏幕提出的问解和认识光合光合d.光反应中物质变化和能量变化怎样？题。作用的微观过作用试用反应式写出物质变化。程，冋时培养学的过e.光反应中产生的H和ATP到哪里去思考并注意观生的观察能力程及了？看下一阶段动画。和分析归纳能影响2演示叶绿体基质中暗反应的动态变化

12、过力。因素程，引导学生观察，并组织小组讨论：a. 暗反应的场所在何处？b. 暗反应的条件是什么？是否一疋不能 有光？C.C02发生了哪些变化？d.暗反应中物质和能量变化是怎样？ 试用反应式写出物质变化。观看动画后讨 论大屏幕提出的 问题，作出思考和 回答。学生试图用反 应式表达物质变1.2.引导学生列表比较光反应和暗反应的区 别和联系。结合光合作用的反应式和光合作用过程 引导学生分析影响光合作用的因素？化过程。学生相互讨论 总结完成附表2 学生探讨影响 光合作用的因素。培养了学生 归纳和比较的 能力，将知识表 格化光合 作用 原理 的应 用布置课外作业：1. 请同学们查阅资料和上网搜集农业生产

13、 中增加农作物产量的措施有哪些？哪些措施 与光合作用原理有关？2. 设计探究光对光合作用强度的影响，或 探究二氧化碳浓度对光合作用强度的影响的 实验学生课外完成 资料搜集整理工 作。上交探究实验 设计报告单。培养学生搜 集整理资料的 能力。体验实验设 计与实施的过 程。课堂小结引导学生回答本节聚焦栏目的问题学生思考、组 织语言回答本节 聚焦栏目的问题。总结本节所 学的内容。反馈评价习题训练，布置课后作业。学生思考回答明确任务强化知识理解 内在联系附表1实验者过程现象结论分析萨克斯(1864，德国)将绿色植物叶片先在暗片放置 几小时，然后让叶片一半曝光， 另一半遮光，再用碘蒸气处理恩格尔 曼(1880，美国)好氧细菌聚集在叶绿体被 光束照射的部位；好氧细 菌聚集在叶绿体所有受光的 部位鲁宾和卡门(1939，美国)利用氧的同位素18O分别标记H20和C02使之成为 出180和C18O2 ；将小球藻分为两组：第 一组提供 出0和C18O2 ；第二组 提供hJ8o和C02。附表2项目光反应暗反应区别条件场所物质变化(1) 水的光解(2) ATP的形成_