《第4节光合作用与能量转化》公开课教案教学设计(高中必修第一册)

5.45.4 光合作用与能量装换一、教材分析光合作用是生物界乃至整个自然界最根本的物质代谢和能量代谢探究的方法。本节中“绿叶中色素的提取和分别”承受探究性试验教学引入，让学生争论“为什么蔬菜大棚承受红色或蓝色的塑料薄膜而不用绿色的塑料薄膜”，激发学生的学习热忱，然后引导学生试验探究、观看思考，通过分析试验结果，由学生自己构的学习，这样的教学不仅符合学生由感性到理性的认知规律，也有利于学生的主动参与，利于培育学生科学的思维方法和争论方法，利于提高学生的科学素养。54学内容之一，主要学习叶绿体的构造和色素的种类，把握提取、分别色素的试验技巧科学家探究光合作用原理的科学思维和方法。《光合作用的原理和应用》是人教版课标必修一第五章第四节的其次局部内容，由旧教材的“光合作用”变为了“光合作用的原理和应用了STS利用的问题，把过去植物陈代谢的问题提升到生命系统的水平来争论。本节与现实生活联系亲热，其中探究影响光合作用的环境因素，通过设计试验方案可以的课程理念。光合作用的过程是教学的重点也是教学的难点，是以后学习生态系统的物质循环和能量要内容之一。二、教学目标1.学问与技能说出绿叶中色素的种类和作用。说出叶绿体的构造和功能。说明光合作用以及对它的生疏过程。尝摸索究影响光合作用强度的环境因素。说出光合作用原理的应用。简述化能合成作用。2.过程与方法自主与合作学习：利用各种媒体调查和收集资料，学会鉴别、选择、运用和共享信息。训练表达力气：尝试将你所获得的信息表达出来。活动与探究：通过探究“环境因素对光合作用的影响般方法，进展科学探究力气。3.情感态度与价值观通过光合作用觉察史的学习，使学生受到科学家们崇高的精神境地的熏陶，并养成质疑、求实、创及勇于实践的科学精神和科学态度。通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，使学生生疏生物科学的价值，从而乐于学习生物科学。三、教学重点、难点及解决方法。1、教学重点及解决方法教学重点]⑴绿叶中色素的种类和作用。⑵光合作用的觉察及争论历史。⑶光合作用的光反响、暗反响过程及相互关系。⑷影响光合作用强度的环境因素。解决方法]和宽窄，思考其缘由及作用。⑵让学生从化学反响的角度看光合作用的过程的过程。⑶让学生通过探究活动理解光合作用原理的应用。2、教学难点及解决方法教学难点]⑴光反响和暗反响的过程。⑵探究影响光作用强度的环境因素。解决方法]⑴通过由浅入深的讲解，让学生理解光反响和暗反响的过程，区分和联系。⑵通过探究活动——环境因素对光合作用强度的影响生产中的应用。四、课时安排3五、教学方法讲解、试验法。教具预备：课件、试验仪器、试剂、材料等。学生活动1、指导学生阅读教材，找出需了解的学问点。2、让学生争论生疏叶绿体的构造，这种构造有哪些适于进展光合作用的特点；光合作用的过程，影响因素等。六、教学程序第一课时 一捕获光能的色素和构造［课前预备］制作多媒体课件；《绿叶中色素的提取与分别》试验所需的材料用具；收集菠菜、韭菜、黄瓜叶、空心菜、生菜、油菜、白玉兰、番薯叶等颖绿叶；色素在滤纸条上分别的样品；投影机、三棱镜；颖菠菜叶片滤液和颖胡萝卜滤液。220g。［情境创设］以下数据：据统计：①地球外表上的绿色植物每年大约制造了4400亿吨有机物；②地球外表7.11×1018kJ240000峡水电站每年所发出的电力，相当于人类在工业生产、日常生活和食物养分上所需能量的100教师：依据以上资料，我们可以得出什么结论？学生：对绝大多数生物来说，活细胞所需能量的最终源头来自太阳的光能。教师：那么太阳的光能又是通过什么途径进入植物体内的呢？学生：光合作用。教师：对。这就是我们今日开头学习的内容：光与光合作用。〔显示板书：第4节 能量之源——光与光合作用〕［师生互动］绿叶中色素的提取与分别教师：本节内容分两个局部，今日我们先来学习第一局部：捕获光能的色素和构造。〔显示板书：一 捕获光能的色素和构造〕的光能，不知同学们有没有思考过这样的问题：植物是靠细胞中的哪些物质去捕获光能的？学生：不知道。同时期也会不同这些问题呢？学生：那是由于植物含有色素。含有色素，才能捕获太阳光能。我们先来学习“捕获光能的色素”这一内容。〔显示板书：1.捕获光能的色素〕绿叶中的含量是否一样呢？带着这些问题我们一起来做《绿叶中色素的提取与分别》试验。量的多少与试验的成败有没有关系？学生：有。教师：那我们应选择什么样的叶片作为试验材料呢？学生：应选择叶色较深，也就是浓绿色的颖叶片作为试验材料。用我收集到的菠菜、韭菜、黄瓜叶、空心菜、生菜、油菜、白玉兰、番薯叶等颖绿叶为试验材料。学生选择叶片。得，我们在学习《生物学〔人教版，七年级上册《绿叶在光下制造淀粉》试验时知道，可以用酒精溶解叶绿素，从而使叶片变成黄白色。为什么会这样？学生：说明酒精可以溶解叶绿素。果最好。液在滤纸上的集中而分别开。步骤操作方法步骤操作方法学生思考①参与SiOCaCO的作用是什么？2 35g放入研②研磨时为什么要快速而充分？中的色素钵中快速研磨研磨液③将滤液收集到试管后，为什么要用棉塞将试管口塞严？学生也可自主选择等量的丙酮、石油醚将枯燥的定性滤纸剪成长与宽小〔2〕制备滤纸条于试管长与宽的滤纸条，将滤纸假设滤纸条的一端不剪去两角，则试验结条的一端剪去两角，放入试管下果如何？可设置比照试验探究1cm画一条细的横线〔3〕画滤液用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅重复画一两次的目的是什么？细线 笔线均匀地画出一条细线。待滤液干后，再重复一两次

可用盖玻片的垂直边代替中的色素

3mL纸条〔有滤液细线的一端朝下〕轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口。留意：不能让滤液细线触及层析液

①为什么不能让滤液细线触及层析液？如滤液细线没入层析液中，试验结果如何？可设置比照试验探究。②为什么要用棉塞塞紧试管口？可用小烧杯代替试管，用培育皿盖住小烧杯〔5〕记录

观看试管内滤纸条上消灭了几条排序和宽窄

依据试验结果，可得出什么结论？〔6〕试验结果呈现

将试验结果〔滤纸条〕贴在课本P左下角空白处98

P左下角空白处画出如右图的98滤纸条，绘出你观看到的色素带，并在每条色素带旁边标明颜色。留意每条色素带的宽窄比例学则做滤纸条不剪去两个角的试验，然后比较试验结果的不同。们认为最好的其中一条滤纸条交到我这里来。教师将学生交上来的滤纸条与自己所做的样品一起用实物投影仪显示出来。教师：刚刚试验过程中，提取色素所用的有机溶剂有酒精、丙酮、石油醚三种，但结果却一样，这说明什么问题呢？学生：说明白绿叶中的色素能溶于酒精、丙酮、石油醚等有机溶剂。却根本上是相像的，这又说明白绿叶中的色素主要有几种？学生：4教师：没错。滤纸条上的色素由上至下，分别是什么颜色？学生：依次是橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色。教师：很好。橙黄色的是胡萝卜素，黄色的是叶黄素，蓝绿色的是叶绿素a，而黄绿色的是叶绿素b。其中胡萝卜素和叶黄素合称为类胡萝卜素，叶绿素a与叶绿素b则合称为叶绿素。〔显示板书：见下〕〔假设学生得不到正确的结果，则可组织学生分析争论试验失败的可能缘由〕教师：试验过程中我们做了两种滤纸条，一种是剪去两个角的，一种则不剪去两个角。色素在滤纸条上的集中有什么不同？是两边高中间低。教师：因此我们在制备滤纸条时要将一端剪去两个角的目的是什么啊？学生：使色素在滤纸条上的集中速度全都。教师：说得好。教师：刚刚有没有哪位同学把滤液细线浸入层析液中的？学生：有。教师：试验结果如何？4教师：为什么会这样？学生：是不是滤液细线上的色素溶解到层析液当中啦？教师：正是如此。所以本试验成功的关键之一就是不能让层析液没及滤液细线。2.色素对光的吸取教师：既然绿叶中含有4种不同颜色的色素，那为什么我们所看到的叶子往往是绿色的呢？学生：可能是由于叶绿素的含量较多的缘由吧。教师：叶绿素含量较多是其中一方面的缘由。据分析，绿叶中叶绿素的含量约占3/4，1/4。〔3/41/4〕4种色素主要吸取哪些波长的光呢？我们来看看以下的试验：演示试验A①利用投影仪的光源和三棱镜，可见到清楚的七色光谱可见光；〔滤液中的色素主要是叶绿素〔薄薄的一层，将培育皿放在投影仪的光源和三棱镜之间，让学生观看光谱区的变化。什么样变化？学生：两头光谱〔红光光谱区和蓝紫光光谱区〕变暗，其他变化不大。教师：为什么会这样？学生：被色素吸取了，所以变暗。教师：从这里我们可以得出什么结论？学生：叶绿素主要吸取红光与蓝紫光。教师：总结得很好。接下来我们连续观看另一个试验。演示试验B①利用投影仪的光源和三棱镜，可见到清楚的七色光谱可见光；〔萝卜素〔薄薄的一层让学生观看光谱区的变化。教师：通过这个试验，我们可以觉察光谱区消灭了什么变化？学生：蓝紫光光谱区变暗，其他变化不大。教师：说明什么结论？学生：类胡萝卜素主要吸蓝紫光。教师：正确。教师显示叶绿素和类胡萝卜素的吸取光谱图。红光和蓝紫光。〔补充显示板书：类胡萝卜素主要吸取蓝紫光，叶绿素主要吸取红光和蓝紫光〕3.叶绿体的构造41865年，德国植物学家萨克斯争论叶绿素在光合作用的功能时，觉察叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中1880年德国科学家恩格尔曼用水绵作试验材料进展光合作用的试验，觉察了叶绿体是光合的呢？〔显示板书：2.捕获光能的构造——叶绿体〕教师显示叶绿体立体构造示意图。教师：首先让我们回忆一下，哪些细胞才含有叶绿体？学生：绿色植物的叶肉细胞。教师：除了绿色植物的叶肉细胞，还存在于哪些细胞之中？学生：植物幼嫩的茎也有叶绿体。教师：对啦。〔显示板书：①分布：主要在绿色植物的叶肉细胞〕教师：叶绿体的外形又是怎样的？学生：一般呈扁平的椭球形或球形。体则以侧面承受光照，假设外界光照较弱时则以正面承受光照。这样的特点有什么好处？学生：保证承受到充分的光照，又可避开被较强的光照灼伤。教师：答复得很好。〔显示板书：②形态：一般呈扁平的椭球形或球形〕教师：现在同学们认真观看叶绿体的立体构造示意图，说说它由哪些构造组成？学生：包括外膜、内膜、基粒和基质4学生：有利于光线的透过且被色素吸取。体的薄膜上。〔显示板书：见下〕21001g60m2左右。同学们思考一下，叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，有什么作用？学生：极大地扩展了受光面积。教师：没错。叶绿体中除含有吸取光能的4种色素外，还应当含有哪种物质？学生：酶。教师：为什么？学生：温度。教师：如何影响？学生：适当提高温度有利于提高光合作用效率，降温则会使光合作用效率降低。教师：综上所述，我们可以得出叶绿体的功能是什么？学生：光合作用的场所。教师：格外好。〔显示板书：④功能：光合作用的场所〕适应的特点？学生：叶绿体的双层膜是透亮的，有利于光照的透过；叶绿体内部巨大膜外表上分布着很多吸取光能的色素分子，还有很多进展光合作用所必需的酶。教师：同学们归纳得很好。在初一的《生物学〔人教版，七年级上册〕中我们已经知绿色植物又是如何通过光合作用把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物气的呢？我们下一节课连续学习。［教师精讲］关于《绿叶中色素的提取与分别》试验滤纸条上有4条不同颜色的色带，从上往下依次是：胡萝卜素〔橙黄色、叶黄素〔黄色、叶绿素〔蓝绿色、叶绿素〔黄绿色，这说明绿叶中的色素有4〔〕没有叶绿体的构造，但这些生物细胞中同样含有能进展光合作用的色素。关于色素吸取光谱特点太阳辐射中含有紫外15400nm可见40760n和红外76～ 3000n。植物光合作用中所能利用的光主要是可见光中的红光、橙光和蓝紫光，其中对红掉，很少被吸取利用，所以绿光被称为生理无效光。因此，在农业生产中，有些蔬菜大棚用地提高蔬菜产量，道理就在这里。叶绿体构造分析在分析绿叶中色素的种类和吸取光谱的特性后由2～100个类囊体组成，可增大叶绿体内的膜外表，扩大色素的附着面，有利于提高光能高效地进展等。使学生理解生物的构造与功能相统一的特点。［课堂小结］［布置作业］〔1〕完成课后P〕答复课本P、P和P的争论题。100 97 98 100［课后拓展］1.试验设计：探究不同颜色颖叶片中色素的种类与含量提示：依据当地实际状况，搜集不同颜色的常见颖幼嫩叶片，如大白菜、洋紫苏、洒P

97材料用具和方法步骤进展试验观看不同颜色颖叶片中色素的种类与含量的相对 多少。2.比较同一植物不同叶龄的叶片中色素的含量与种类提示：以不同叶龄〔如幼叶、成叶和老叶〕的颖菠菜叶〔或其他叶片〕为试验材料，试验原理、材料用具和方法步骤参照课本P《绿叶中色素的提取和分别》的试验，观看同97一植物不同叶龄的叶片中色素的种类与含量的相对多少。●板书设计第一课时 捕获光能的色素和构造捕获光能的色素捕获光能的构造——叶绿体分布：主要在绿色植物的叶肉细胞形态：一般呈扁平的椭球形或球形④功能：光合作用的场所其次课时 二、光合作用的原理和应用让我们重温一下这段历程吧！〔一〕光合作用的定义场所：绿色植物的叶绿体中能量转化：光能转化为储存在有机物中的化学能物质转化：把二氧化碳和水转化为有机物和氧气着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。〔二〕光合作用的探究历程时间人物结论深入思考1771英植物可以更空气①在暗处所做的试验为何不普利斯特利成功？1779荷兰植物的绿叶在光下才能更②在光下试验成功说明什英格豪斯空气么？1845法植物光合作用能把光能转化梅耶成化学能储存起来1864法植物光合作用的产物除氧气③试验前为何“饥饿”处萨克斯外还有淀粉理？体是光合作用的场所 何处？恩格尔曼1939光合作用释放的氧全部来自水⑤CO中的氧到哪里去了？2鲁宾和卡门20二氧化碳在光合作用中转变成有机物的途径401.关于萨克斯试验试验中暗处理叶片〔饥饿处理〕的目的是什么？〔消耗掉叶片中原有的养分物质〕该试验设计遵循比照原则，其中的自变量是什么？具体是如何把握的？碘蒸汽处理前应对叶片进展怎样的处理？〔用95%的酒精隔水加热进展脱色处理〕碘蒸汽处理的目的是什么？〔淀粉遇碘变蓝〕此试验除了能证明光合作用的产物是淀粉外，还能说明什么问题？探究2.进展试验的？1.图解：〔三〕光合作用的过程1.图解：3.关于光合作用过程有人认为：光反响必需在有光的条件下进展，暗反响必需在无光条件下进展，这种说法是否正确？分析光合作用过程，思考哪些过程不需要酶的催化，哪些过程需要酶的催化？利用同位素标记法分析光合作用过程中各元素的转移途径18O标记H2O14CCO中的C2③总结光合作用中各元素的去向〔用箭头表示〕碳的转移：CO→C→(CHO)2 3 2氧的转移：HO→O； CO→C→(CHO)2 2 2 3 2氢的转移：HO→→(CHO)2 2小结：2.光合作用总反响式：光反响与暗反响的比较2.光合作用总反响式：比较工程光反响暗反响比较工程光反响暗反响场所类囊体的薄膜上〔基粒〕基质原料HO〔ADP+Pi〕2CO、C〔+ATP〕2 5产物O、ATP、2CHO、CHO〔ADP+Pi〕6126 5 2条件〔水〕+AT、CO2物质变化能量变化光能→ATPATP中活泼的化学能→〔CHO〕稳定的2化学能量联系ATP，且只用于暗反响的C的复原阶段3②暗反响为光反响供给ADPPi。实质物质变化：COHO→有机物2 2能量变化：光能→化学能光合作用是生物界最根本的物质代谢和能量代谢光合作用中转变某一条件后，产物及中间产物的变化规律〔短时间内的相对含量变化〕条件条件光照减弱，光照增加光照不变光照不变CO2CO2CO2CO2CC3增加削减削减增加C5削减增加增加削减、ATP削减增加增加削减O2削减增加削减增加(CHO)含量2削减增加削减增加典例：植物甲：持续光照1055205520则甲、乙、丙三种植物①所制造的有机物总量：丙﹥乙﹥甲？②积存的有机物总量？小结：一样时间内，假设光照和黑暗间隔处理比始终光照的有机物积存多∵ATPATP本节总结人类生疏光合作用的历程和光合作用的过程。布置作业P106练习板书设计二、光合作用的原理和应用一、光合作用的探究过程1、普利斯特利的试验2、英格豪斯的试验3、梅耶的试验4、萨克斯的试验5、鲁宾和卡门的试验6、卡尔文的试验二、光合作用的过程1、总反响式2、过程3、实质第三课时 二、光合作用的原理和应用导言：上节课我们学习了光合作用的具体过程。在农业生产上为了增加农作物的产量，可承受提高光合作用的强度的措施。那么哪些环境因素能影响光合作用的强度呢？〔四〕光合作用原理的应用1.光合作用的强度概念：指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类〔有机物〕的数量。表示方法：用确定时间内原料的消耗量或产物的生成量来表示①光照强度影响因素①光照强度②温度：温度主要通过影响酶的活性来影响光合速率室栽培时，白天适当提高温度室栽培时，白天适当提高温度〔降低呼吸作用

作用强度，晚上适当降低温度归纳：温度对光合作用和呼吸作用的影响不同，一般温度对呼吸作用的影响较大，然后是光合作用的暗反响，对光反响影响不大。〔植物净光合作用的最适温度不愿定是植物体内酶的最适温度〕③CO2在确定范围内，光合速率随CO浓度增加而增大，超过确定范围，光合速率不再增加。AAC