苏教版第四章第二节光合作用教案

1、合作用（3课时）教与学教案第一课时 光合作用的探究历程教学目标知识与技能1说出光合作用的探究历程。2初步掌握科学探究的一般方法。过程与方法尝试分析实验、设计实验。情感态度和价值观1关注科学工作的方法和过程，形成严谨的科学态度及创新、合作的科学精神。2体验科学发现的艰难和科学家们的智慧力量，确立进行科学研究的欲望和信心。重点难点重点1光合作用的探究历程。2科学探究实验的基本方法。难点真正领悟探究实验的科学原理和方法，并很好地运用到设计实验中。教学流程复习光合作用知识进入学习情境学生设计实验讨论、分析研究海尔蒙特的实验英格豪斯的实验提出问题普里斯特利的实验分析实验结果展示设计思路演示卡尔文的实验结

2、束开始教师总结开始教师总结教学内容教师活动学生活动创设情景，引入新课视频播放一小段有关原始地球的录像，然后就人类生存而言，让学生比较原始地球和现在地球气体成分中最大的不同是什么？氧气的产生与什么生理过程有关呢？那么，什么是光合作用呢？（课件同步显示）光合作用是怎样被人们发现的呢？今天，我们就一起回到历史长河中去，共同解开光合作用之谜。观看录像讨论回答：氧气讨论回答：光合作用回忆光合作用概念，归纳进行光合作用的原料、产物、条件及场所。 思考新课教学光合作用的探究历程11642年 比利时 海尔蒙特实验21771年 英国 普利斯特利实验31779年 荷兰 英格豪斯41845年 德国博耶51864年

3、德国 萨克斯实验课堂小结61939年 美国 鲁宾、卡门实验720世纪40年代 美国卡尔文实验总结视频展示：植物生长的一生疑问：植物为什么长大？所需营养物质来自哪里？课件展示背景资料（亚里士多德观点）观点是否正确？怎样证实？（课前已发给学生相关英文资料阅读，并要求将数据整理成表格）投影12名学生设计的表格实验前实验后重量变化柳苗土壤此实验能得出什么结论呢？通过实验，海尔蒙特推翻了亚里士多德的错误观点，那他的实验结论完全正确吗？从植物生活环境的角度分析，还应考虑什么因素？引导提出问题：空气对植物的生长有影响吗？Flash动画演示实验过程，引导思考：1.几组实验的现象是什么？2.有无植物的两组实验装

4、置起什么作用？3.该实验装置中玻璃罩有什么作用？（引导分析，并指出实验设计中的基本原则：对照、单一变量等）普利斯特利的实验看似简单，但后人做得实验很多不能成功，这是为什么呢？引导提出问题。铺垫：简介荷兰科学家英格豪斯告诉大家一个好消息，我们有幸地“请到了”荷兰科学家英格豪斯，请他针对这个问题给大家作报告。倾听，帮助交换意见旁白：直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确这一结果。可见生物科学的发展需要建立在其他学科的基础上。在这一过程中，光能哪去了？铺垫：简介德国科学家博耶我们有幸“请到了”德国科学家博耶，下面请他谈谈看法。过渡：光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？问题：植物光合作用除

5、了释放氧气，还产生什么物质呢？播放视频录像引导思考：1暗处理这一步是否可以省略？为什么？2本实验是否存在对照组？若有，请指出单一变量。3这个实验可得出什么结论？（强化科学探究实验设计的基本方法、原则）补充：除淀粉外，还可产生其他有机物，表示为（CH2O）。结合课件引导归纳每个实验结论，并同步板书：进一步强化光合作用的概念及其要点结合板书，引导提出问题。问题：应标记哪一元素？怎样设计实验？点评学生的实验设计，肯定他们的优点，指出存在的不足。课件简要展示实验过程，并引导得出结论。 问题：光合作用产生的有机物又是怎样合成的呢？简述卡尔文循环今天我们只是简单了解光合作用的生理过程，具体是如何进行的呢？

6、我们将在后面继续学习。通过本节课的学习，我们可以看到几代科学家历经三百多年才对光合作用这一生理过程有了较清楚的认识，可见科学发展的道路是很艰难的，不仅包含了科学家们的艰辛和智慧，还与科学技术的进步发展密切相关。光合作用是个非常复杂的过程，仍有许多未知领域，对光合作用更深层次的探索，目前仍在进行，希望在以后的研究成果中能看到同学们的名字。观看视频思考讨论阅读、质疑思考回答分析评价小组讨论总结：水分是植物建造自身的原料。质疑讨论发言：光、空气等。思考并作出假设：有影响。观看动画小组分析讨论，得出结论：植物可以更新空气。思考，提出问题：植物在什么情况下可以更新空气呢？鼓掌欢迎“英格豪斯”扮演者用课件

7、演示并指出普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功，植物体只有绿叶才能更新空气。进一步提出问题：由于当时化学发展水平的限制，不清楚植物吸收、释放气体的成分，同学们根据现有的知识，知道是什么吗？其他学生回答：吸收CO2，放出O2。鼓掌欢迎“博耶”扮演者用课件显示能量转换和守恒定律，指出植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。思考课外小组代表结合录像介绍实验过程及现象。小组讨论回答，得出结论：光合作用的产物除了氧气，还有淀粉。归纳，参与小结提出问题：光合作用释放的氧气，到底来自于H2O还是CO2？了解同位素标记法。小组讨论设计思路，展示他们的小组实验设计方案。经过全体同学的质疑和探讨，完

8、善实验方案。讨论得出结论：光合作用释放的氧气来自水。感悟科学道路的艰辛课堂探究提供材料引导学生设计实验：证明CO2是绿色植物光合作用的原料。师生分析、评价小组合作讨论设计实验【教学效果检测】1.1771年，英国科学家普利斯特利将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭。今天我们对这一现象的合理解释是 （ ）A.植物可以更新空气 B.蜡烛燃烧所需物质来自绿色植物C.绿色植物在烛光下能制造有机物 D.绿色植物在烛光下能释放氧气2如果将小鼠与绿色植物一起放在黑暗处密闭的玻璃罩内，小鼠将 （ ） A.先于植物而死B.与植物同时死亡 C.后于植物而死D.不容易窒息而死3. 1864

9、年，德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时，然后把此叶片一半遮光，一半曝光。经过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生了淀粉。在此实验中，萨克斯看到的现象是 （ ）A.叶片全变蓝B.遮光一半变蓝 C.曝光一半变蓝D.叶片全不变蓝4.在上述实验中，萨克斯将绿色叶片先放在暗处几小时的目的是（ ）A.将叶片中的水分消耗掉B.将叶片中原有的淀粉消耗掉 C.增加叶片的呼吸强度D.提高叶片对光的敏感度5萨克斯的绿叶制造淀粉的实验中 （ ）A.没有对照实验 B.不需要对照实验C.曝光处为对照实验 D.遮光处为对照实验【答案提示】1D 点拨：1A未点明空气更新的成分是什么；B所言

10、燃烧物质，绿色植物不可能满足；C所谈“有机物”，此实验不能予以证实；D可解释“蜡烛不容易熄灭”的原因。2A 点拨：本题要从给的条件上去分析，如果是在黑暗环境，小鼠和绿色植物因呼吸耗氧，但植物忍受缺氧能力比小鼠强，小鼠会先于植物死亡，如果是在光照条件下，又有植物做小鼠的食物，它会后于植物死亡。3C 点拨：曝光一半的叶片因进行光合作用产生了淀粉，淀粉遇碘变蓝。4B点拨：如果不做黑暗处理，原有的淀粉经碘蒸气处理也会变蓝，会影响对实验结果的分析。 5D 点拨：科学实验需要对照实验做对比，萨克斯的绿叶在光下制造淀粉的实验，其对照是遮光部分的实验，即条件完全相同时，绿叶不见光就不能制造淀粉。从而证实了光合

11、作用中光的重要性。板书设计光合作用的探究历程一、海尔蒙特实验植物增重来自水二、普里斯特利植物可以更新空气三、英格豪斯实验动力：光四、梅耶光能转化成化学能五、恩格尔曼实验 叶绿体是光合作用的场所六、萨克斯实验产物：淀粉(实验组)七、鲁宾和卡门实验O2中的O来源于H2O八、卡尔文卡尔文循环教案点评新课程主张教学过程的重心由知识传授转向学生发展，教师的职责是越来越少地传授知识，而越来越多地激励学生思考。因此本节课在设计上就是真正以学生为本，以学生的表演代替老师的“讲”，以学生的自主学习和讨论代替教师的“灌”，让学生学会自主学习，学会合作学习，真正成为学习的主体，教师只是一位交换意见的“参加者”，一位

12、帮助发现矛盾论点而不是拿出现成真理的 “顾问”。因而这节课师生平等和谐，学生反应活跃，在知识、技能和情感等领域上得到较好的发展，创造性思维得以体现，对自己得出的知识印象深刻 。这部分的教学要特别重视，这不仅仅是进行科学史的教育，学生可从科学家二百多年的研究历程体会到科学发现的艰难；同时还能感受到科学研究方法的重要；实验设计的巧妙，如1880年德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用的场所，并从叶绿体放氧的实验；以及新技术、新理论的发现和综合应用在科学发现中的重要作用，再一次体验科学、技术、社会的理念。例如，没有核科学的进展，就不会有放射性同位素示技术，也就不会有美国科学家鲁宾和卡门采用同位素

13、标记法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验。备课资料光合作用研究的新进展2004年3月18日，国际权威科学杂志自然，以主题论文的方式发表了由中国科学院生物物理所、植物研究所合作完成的研究成果“菠菜主要捕光复合物（LHC）2.72 A分辨率的晶体结构”。该晶体的结构彩图被选作当期杂志的封面照片。LHC指的是什么呢？我们知道，绿色植物的光合作用离不开叶绿体的光系统，而光系统又是由捕光系统和光反应中心组成的。植物捕光系统中的捕光蛋白复合物，就像一块块太阳能板，负责接受太阳能并将其传递给光反应中心。我国科学家研究的LHC则是绿色植物中含量最丰富的主要捕光复合物。这一复合物是由蛋白质分子、叶绿素分

14、子、类胡萝卜素分子和脂质分子所组成的一个复杂分子体系，它们被镶嵌在生物膜中，具有很强的疏水性，难以分离和结晶。测定这样的膜蛋白复合体的晶体结构，是国际公认的高难课题，也是一个国家结构生物学研究水平的重要标志。这一研究成果使我国在高等植物LHC三维结构测定方面成功地超越了德国和日本等发达国家的多家实验室。国际同行评价：“这是光合作用研究领域的一大突破，对于理解植物光合作用中所发生的捕光和能量传递过程必不可少。”科学家相信，破解LHC蛋白复合物的晶体结构之谜，可以为人类彻底认识并进而控制光合作用奠定基础。第二课时 光合色素与光能的捕获教学目标知识与技能通过提取和分离叶绿体中的色素掌握色素的种类和作

15、用。过程与方法学会提取、分离绿叶色素的方法情感态度和价值观通过探究实验，培养学生设计实验的能力、分析和解决问题的能力以及培养语言表达能力。重点难点重点绿叶中色素的种类和作用。难点 色素的提取和分实验。教学流程创设情境，导入新课教师指导，学生明确实验程序及注意事项学生小组进行实验，教师巡回指导观察实验结果：色素的种类及其颜色通过三棱镜分析色素的吸收光谱通过恩格尔曼的实验证明叶绿体的功能教学进程教师活动学生活动教学意图导入新课屏幕上出示白化苗图片并提问：为什么白化苗很快就会死亡？为什么没有色素，植物就不能进行光合作用？学生根据已知知识和经验作出回答从实例分析入手，创设问题情境，引入新课光合色素的种

16、类绿叶中的色素究竟有哪些种类？它们分别又是什么颜色？以及各种色素在绿叶中的含量是否相同呢？带着这些问题我们一起来做提取和分离绿叶中的色素实验。教师讲解实验原理，指导实验程序。增加探究点：a.你们所带的材料中，有无比菠菜更适合的实验材料？b.为何滤纸条的一端要剪去两角？c.为何层析液不能触及滤液细线？3学生实验遇到问题时，给予必要引导。学生分组进行探究实验，分析实验结果，得出结论。包括绿叶中色素的种类、颜色、含量多少，最佳的实验材料、滤纸条剪去两角的原因，层析液不能没及滤液细线的原因等。使学生学会提取、分离绿叶中色素的方法，培养学生的探究意识和科学素养。光合色素的作用屏幕上出示图片：将4种色素分

17、别放在阳光和三棱镜之间，要求学生从连续光谱中观察明显变暗的区域，并分析原因。指导阅读教材上图 ：叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。仔细观察分析屏幕上的四张图，对4种色素主要吸收的光初步得出结论。再通过阅读教材上的图进一步证实。指导学生读图，尝试从图形中获取信息，培养学生的图文转换能力。过渡这些光合色素分布在细胞的什么部位？直到1865年，德国植物学家萨克斯发现叶绿素集中在一个个更小的结构中，称为叶绿体。那么叶绿体有什么功能呢？倾听，准备学习叶绿体的功能。承上启下，引入下一部份内容。叶绿体的功能引导学生阅读教材上的材料分析：恩格尔曼的实验。思考：恩格尔曼的实验的结论是什么？恩格尔曼的实验方法有什么巧

18、妙之处？根据恩格尔曼的实验思路，思考回答问题。充分利用教材中的资料，引导学生分析资料得出结论。【教学效果检测】1.叶绿体色素的纸层析结果显示叶绿素b位于层析滤纸的最下端，原因是 ( )A分子量最小 B分子量最大C在层祈液中的溶解度最小 D在层析液中的溶解度最大2. 阳光通过三棱镜能显示出七种颜色的连续光谱。如果将一瓶叶绿素提取液放在光源和三棱镜之间，连续光谱中会出现一些黑色条带，这些条带应位于 （ ）A.绿光区 B.红光区和绿光区C.蓝紫光区和绿光区D.红光区和蓝紫光区3用纸层析法分离叶绿体中的色素，色素带最宽的是（ ）A.叶绿素a B.叶绿素b C.胡萝卜素 D.叶黄素4提取叶绿体中的色素，

19、最常用的溶剂是 （ ） A.蒸馏水 B.甲醇 C.丙酮 D.乙醇5用纸层析法分离叶绿体中的色素，在滤纸条上，色素带从上至下，依次为 （ ）A.叶绿素b胡萝卜素叶黄素叶绿素aB.叶绿素a叶绿素b胡萝卜素叶黄素C.叶黄素叶绿素a叶绿素b胡萝卜素D.胡萝卜素叶黄素叶绿素a叶绿素b6接触了丙酮等化学药品后，一定要用肥皂洗涤，理由是（）A.丙酮有腐蚀性B.丙酮能溶解细胞C.丙酮有毒性D.丙酮中有致病菌【答案提示】1C 点拨：层析液中溶解度高的色素在滤纸上扩散得快，溶解度低的扩散得慢。2D 点拨：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，所以红光区和蓝紫光区出现一些黑色条带。3A点拨：叶绿素约占全部色素的四分之三，其中

20、叶绿素a约为叶绿素b的3倍。4. C点拨：叶绿体中的色素都是不溶于水、易溶于有机溶剂的有机物，常用的提取剂为丙酮，也可溶于甲醇、乙醇、石油醚等。 5D点拨：四种色素在石油醚中的溶解度不同，所以扩散的速度也不同。从上至下，依次为橙黄色黄色蓝绿色黄绿色。6 C板书设计光合色素和光能的捕获实验：提取和分离绿叶中的色素实验材料实验过程实验结果色素的种类及其作用叶绿体的功能教案点评“提取与分离叶绿体中的色素”实验属于引导探究式实验，即教师提供探究框架，学生参与探究，但是由于学生很容易从教材中看到叶绿体中有几种色素及其颜色，所以仅以此作为实验的探究点，容易使探究实验流于形式，实验的本质不自觉中成了验证性实

21、验。故在此实验中，可以增加了几个探究点，如有无比菠菜更适合的实验材料？为何滤纸条的一端要剪去两角？为何层析液不能触及滤液细线等等，这样既能引起学生的探究兴趣，又有利于学生对实验中的一些操作步骤知其所以然。备课资料叶绿素溶液的透射光与反射光叶绿素溶液在透射光下呈现绿色，但在反射光下呈现红色（叶绿素a为血红色，叶绿素b为棕红色），这叫做荧光现象。产生荧光现象的原因是，当叶绿素分子吸收光量子后，就由最稳定的、最低能量的基态（常态）提高到一个不稳定的、高能状态的激发态。由于激发态极不稳定，发射光波，消耗能量，迅速由激发态降回基态。这时发射的光波就称为荧光。荧光的寿命很短，为10-910-8秒。因为叶绿

22、素分子吸收的光能有一部分消耗于分子内部振动上，辐射出的能量就小，根据波长与光子能量的成反比的规律，反射光的波长比入射光的波长要长一些。所以叶绿素溶液的透射光呈绿色，而反射光呈红色。第三课时 光合作用过程及其影响因素 教学目标知识与技能1理解光合作用的概念、总反应式。2掌握光合作用的过程及图解。3光合作用效率的概念以及提高光合作用效率的主要措施和原理 。过程与方法 运用化学知识理解物质和能量变化，理顺所学知识的逻辑顺序，启迪学生的形象思维，培养学生观察联想、归纳综合、灵活应用知识的能力。情感态度和价值观通过本节课的教学，使学生能够将所学的知识和农业生产实践结合起来，从而对学生进行STS（科学、技

23、术、社会）的教育。 重点难点重点1光反应和暗反应的生理过程。2.植物栽培与合理利用光能的关系。难点1.光反应和暗反应的生理过程。2提高农作物的光合作用效率要从光合作用的条件和原料两方面考虑，要使学生将所学知识和生产实践联系起来。教学流程光合作用的影响措施 联系与区别光反应暗反应设疑导入CAI展示叶绿体的结构 教学内容教师活动学生活动教学意图一、导入新课1、多媒体展示叶绿体的亚显微结构模式图，并据图提问：1）色素在叶绿体的什么部位？它有什么作用？2）光合作用的酶分布在叶绿体的哪些部位？它们的作用相同吗？3）你认为光合作用具体进行的部位是叶绿体的什么部位呢？学生看图、识图，回忆识别叶绿体各部分结构

24、，并思考回答有关问题。温故引新，建立叶绿体的结构与它进行光合作用这一功能相统一的认识，激发学生兴趣，产生探究欲望。二、光合作用的过程1、光反应2、暗反应3、两者的区别和联系4、总反应式与实质1、请同学据引导问题预习，读图并思考回答。1）光合作用的过程分几个阶段?据什么分?2）各阶段进行的场所在哪?为何？3）每个阶段进行的条件是什么?4）各阶段的原料和产物有哪些?能量如何转化？2、演示类囊体上光反应的动态变化过程，引导学生观察，并组织学生讨论：a.光反应的场所在何处？b.光反应的条件是什么？c.光反应中物质变化和能量变化是怎样？试用反应式写出物质变化。光反应中产生的NADPH和ATP在光合作用的

25、产物中并没有，到哪里去了呢？3、演示叶绿体基质中暗反应的动态变化过程，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？c.CO2发生了什么变化？d.暗反应中物质变化和能量变化是怎样的？此过程是卡尔文用十年时间研究发现的，又叫卡尔文循环。 4、引导学生列表比较光反应和暗反应的区别和联系。5、引导学生写出光合作用的总反应式。光合作用的产物除了糖类，蛋白质和脂肪也是其直接产物。我们将怎样用实验证明这种观点呢？在光合作用过程中碳、氢元素的转移途径光合作用过程会受到一定外界因素的影响，哪此因素会影响其过程呢？学生看书后，请几位同学尝试回答。1学生通过观察思考，试用反应式写出

26、光反应的物质变化。书写时能彼此讨论，并相互找出不完善之处。试用反应式写出暗反应的物质变化。书写时能彼此讨论，并相互找出不完善之处。请学生以表格的形式分析、总结两者的区别和联系学生再次了解同位素示踪法的原理锻炼学生获取信息，处理信息的自主学习能力。培养学生观察、思考能力及合作学习的能力，体会各学科知识都是相互渗透、相互联系的，只有不偏科，才能全面发展。自然衔接，承上启下在这个过程中体会关注细节，治学严谨的学习风范。感悟科学家不畏艰辛、持之以恒的科学研究精神。学会运用对比法进行学习，增强记忆，并用表格形式呈现结果简洁明了让学生认识物理学技术在生命科学研究中的作用。了解同位素示踪法在光合作用研究中的

27、再次运用。为下面的学习做好铺垫。三、光合作用的影响措施引导学生从化学反应式的角度分析光合作用总反应式，若要提高光合作用有机物的生成量，我们可采取哪些积极有效的措施？肯定学生的结论，确定本节课的中心：说古论今谈如何增加光合作用效率。学生讨论，分别从光合作用的条件和原料出发思考，得出结论将所学的知识与生活实践相联系。【教学效果检测】1光合作用光反应产生的物质有 （ ）A葡萄糖、还原氢、ATPB还原氢、二氧化碳、ATPC还原氢、氧气、ATP D葡萄糖、二氧化碳、水2.光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是 （ ）A 叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应B叶绿体的类囊体膜上进行暗

28、反应，不进行光反应C 叶绿体基质中可进行光反应和暗反应D 叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应3.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器，光能的吸收发生在叶绿体的 （ ）A.内膜上B.基质中C.类囊体膜上D.各部位上4.将绿色植物栽培在适宜的光照、温度和充足的二氧化碳条件下，如果将环境中的二氧化碳含量突然降至极低水平，此时叶肉细胞内的三碳化合物、五碳化合物和ATP含量的变化情况依次是（ ） A.上升 下降 上升B.下降 上升 下降C.下降 上升 上升D.上升 下降 下降5.光合作用过程中能量的转换过程是 （ ）A.光能叶绿素中的化学能水中的化学能B.光能ATP中的化学能（CH2O）中的化学能C.光能

29、ATP中的化学能叶绿素中的化学能D.光能ATP中的化学能三碳化合物中的化学能6.科学家用含14C的二氧化碳来追踪光合作用中碳原子的转移途径，下列各项中能正确表示碳原子的转移途径的是 （ ）A.CO2叶绿素ADP B.CO2叶绿素ATPC.CO2酒精葡萄糖 D.CO2三碳化合物葡萄糖 【答案提示】1C 点拨：葡萄糖是暗反应的产物，二氧化碳是光合作用的原料，还原氢、氧气、ATP是光反应产生的物质。2D 点拨：光反应在类囊体膜上进行，暗反应在叶绿体基质中进行。3C 点拨：叶绿体中的色素吸收光能，色素分布在类囊体膜上，所以光能的吸收发生在类囊体膜上。4C 点拨：二氧化碳含量突然降至极低水平，二氧化碳的固定不能进行，但光照仍然适宜，光反应仍在进行，三碳化合物的还原仍可继续，所以三碳化合物下降，五碳化合物上升，ATP积累。5B 点拨：光反应中能量的转换过程是光能ATP中的化学能，暗反应能量的转换过程是ATP中的化学能（CH2O）中的化学能。6D 点拨：二氧化碳首先被五碳化合物固定生成三碳化合物，然后还原氢还原生成葡萄糖。板书设计光合作用的过程及其影响因素一、光合作用的过程1光反应（1）部位：类囊体膜上 （2）条件：光、色素、酶。 （3）物质变化 （4）能量变化 光能电能活跃化学能（ATP、NADPH）2暗反应（卡尔文循环）（1）部位：叶绿体基质（2）条件：多种酶 （3）