高中生物学 必修1 分子与细胞 第五章 细胞的能量供应和利用 第4节光合作用与能量转化一轮复习教学设计

高中生物学必修1分子与细胞第五章细胞的能量供应和利用第4节光合作用与能量转化一轮复习教学设计一、教材分析本节为普通高中生物学人教版教科书必修1第5章第4节，本节内容参与构成课标的“概念2：细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖”，与本章前3节“酶”“ATP”“细胞呼吸”三部的内容紧密联系。为了帮助学生达成对概念2中有关光合作用的系列概念的理解以及结构与功能观、物质与能量观、科学探究、社会责任等生物学科素养的培育，本节课通过引导学生梳理知识网络巩固基础知识，选取了六个重难点内容进行详细基础梳理，包括叶绿体的结构适应光合作用的特点、色素等物质提取和分离的一般方法、光合作用原理的物质转化难点以及不同光照强度下的光合速率的变化模型构建，再通过习题检测训练学生对概念的理解，促进学生对相关光合作用这个重要概念的理解和核心素养的提升。教学目标：1.说明绿色植物叶绿体结构和功能，光合色素的种类和功能，阐明光合作用的原理及其物质与能量转化。（生命观念）2.构建、解释和运用影响光合作用强度的模型。(科学思维)3.通过提取和分离叶绿体色素实验，通过探究不同环境因素对光合作用强度的影响实验，养成观察、提出问题、设计并实施实验等科学探究能力和解决实际问题能力。(科学探究)4.运用光合作用相关原理，提出解决农业生产中的增产增收等问题的措施，提高社会责任意识。(社会责任)教学重点：1.阐明光合作用的原理。2.阐明影响光合作用强度的环境因素。教学难点：1．准确理解一组光合速率概念，理解光合作用与呼吸作用在不同情况下的曲线模型，并说明每段曲线的生物学含义。2.通过对图表信息的提取，能画出不同光照强度下光合作用速率变化的曲线模型。二、教学过程教学环节学生活动设计意图创设情境激活旧知观察光合作用、地球、蓝细菌的图片，思考问题：为什么光合作用是地球上最重要的化学反应？从整合光合作用与地球进化的关系，以及与未来人类危机解决的关系入手，理解光合作用的意义，渗透进化观。以情境和问题的创设激发学生学习的兴趣。【一】梳理本节内容梳理回顾教材中“光合作用与能量转化”这一节内容，按光合作用的结构基础、原理及其应用三个板块梳理内容，并进行内容结构化。带领学生回归教材，结构化梳理教材内容。让学生对学习内容有整体的认识。【1】叶绿体适于进行光合作用的结构特点观察叶肉细胞的显微结构，概括叶绿体的分布和形态；观察叶绿体的亚显微结构，概括叶绿体的结构组成；分析叶绿体的结构组成和类囊体薄膜结构的色素和酶的分布，概括光合作用的色素和酶是其物质基础。引导学生从显微结构到亚显微结构再到类囊体膜上色素分子和酶分子的分布，使学生理解和整合光合作用的物质和结构基础。【2】提取和分离绿叶中的色素回顾提取和分离绿叶中色素的方法和原理，操作过程的注意事项，分析阐述实验结果。掌握绿叶中色素的提取和分离的实验的方法、原理和结果。【3】绿叶中的色素的功能回顾归纳光谱、吸收光谱、色素的功能。掌握色素的功能。【4】光合作用的原理回顾归纳光合作用的定义、总反应式、光反应和暗反应两个阶段，从光合作用的物质转化和能量转化两个维度再分析光合作用的原理和实质。掌握光合作用的原理。【5】影响光合作用强度的因素回顾光合作用强度、光合速率、真光合速率、净光合速率的概念及表征这些概念的具体指标。以反应式分析影响光合作用强度的因素。掌握光合作用强度、光合速率概念和影响光合左右的的因素。【6】不同光照强度下的光合速率模型回顾不同光强下的光合速率的数学模型和物理模型，辨别真光合速率和净光合速率，观察曲线的一些关键点的含义，归纳解读数学模型的方法。掌握光合速率的变化规律。【二】习题检测根据表格数据，绘制光合速率随光照强度变化的数学模型。辨别阳生植物和阴生植物。训练图表信息转换建立数学模型方法和路径，提高高阶思维能力。三、学习评价1.植物生理学家希尔将叶绿体分离后置于试管中，加入1%的DCPIP(一种可以接受氢的化合物，被氧化时是蓝色，被还原时是无色的)后，将试管置于光下，发现溶液由蓝色变成无色并放出氧气，以上实验证明了（）A.光合作用产生的氧气来自于H20B.光合作用的过程中能产生还原剂和O2C.光合作用的光反应在类囊体上进行D.光合作用的暗反应在叶绿体基质中进行参考答案：B2.水稻叶肉细胞在进行光合作用时，有关C3转化为糖类过程的叙述错误的是（）A.需要消耗ATP和NADPHB.需要在叶绿体基质中进行C.需要在黑暗条件下进行D.需要多种酶的催化参考答案：C3.如图为某次光合作用色素纸层析的实验结果，样品分别为新鲜菠菜叶和一种蓝藻经液氮冷冻研磨后的乙醇提取液。下列叙述正确的是（）A．研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素B．层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液C．在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作D．实验验证了该种蓝藻没有叶绿素b参考答案：D4..以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（）A.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃相等B.光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等参考答案：A5.如图为高等绿色植物光合作用过程图解，回答下列问题：(1)①是，它的作用是；（2）②是,在叶绿体中产生；（3）③是，其流动的方向是；（4）⑤是，若突然停止光照，其含量将；（5）若用14C标记CO2中的C,则被标记的C存在于。答案：（1）光合色素光反应（2）O2叶绿体类囊体薄膜（3）ATP从基粒流向叶绿体基质（4）C3上升（5）C3和(CH2O)（2分）6.在晴朗无云的夏日，某生物兴趣小组测定了一种蔬菜叶片光合作用强度的日变化，结果如图。回答下列问题。（1）据图分析，与10时相比，7时蔬菜的光合作用强度低，此时，主要的外界限制因素是；从10时到12时，该蔬菜的光合作用强度。（2）为探究如何提高该蔬菜光合作用强度，小组成员将菜地分成A、B两块，10-14时在A菜地上方遮阳，B菜地不遮阳，其他条件相同。测得该时段A菜地蔬菜的光合作用强度比B菜地的高，主要原因是。（3）小组成员又将相同条件的C菜地的上方和四周用遮阳网全部覆盖，测得棚内温度比B菜地高，一段时间后比较B、C两块菜地的蔬菜产量。与B菜地相比，C菜地蔬菜产量低，从光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是。答案：（1）降低（2）B地光照强度过高，导致蔬菜气孔关闭，CO2吸收受阻，光合作用速率降低（3）C地的温度上升，光合作用有关酶活性下降，呼吸作用有关酶活性增加，C地的净光合速率降低，产量下降，因此C地的蔬菜产量低于B地。7.生菜营养丰富是很常见的食用蔬菜，生菜适于大城市设施农业水培种植。某农业研究基地对生菜的光合特性进行了如下研究。取长势相同的5组盆栽生菜，编号A～E，每组15株，并对光源进行不同层数白纱布遮挡，A至E的遮光率分别为0%、32.4%、54.1%、64.4%、84.2%，其它条件相同且适宜，培养一段时间后，进行多项指标的检测。请回答下列问题：（1）生菜的实际光合作用强度可表示。（2）每组选取5株生菜的基部功能叶片（已成熟且未衰老），测得的各组净光合速率（Pn）如下图所示。结果显示：随着光照强度的降低，Pn值呈趋势，E组生菜叶片的光合作用强度（选填“大于”、“小于”或“等于”）呼吸作用强度。已知E组生菜不能正常生长，结合题中信息分析其原因是。（3）已知遮光处理会导致以蓝紫光为主的短波长光比例增加，叶绿素b对短波长光照的吸收峰值高于叶绿素a。另取每组5株生菜的基部功能叶片，提取绿叶中的色素并进行含量的检测。提取色素的原理是。结合表中检测结果分析，在遮光培养的过程中，生菜会来提高捕获光能的能力，以适应弱光环境。叶绿素a（mg/g）叶绿素b（mg/g）叶绿素a/叶绿素bA1.430.403.56B1.570.493.20C1.720.582.97D1.760.612.89E1.820.652.8（4）再取每组5株生菜基部功能叶片，测定气孔导度（表示气孔张开的程度，简称Gs）和胞间CO2浓度（简称Ci），结果如下图所示。随着光照强度的减弱，胞间CO2浓度逐渐增大，从光合作用反应过程的角度分析，出现这种变化的原因是：光照强度的减弱导致。答案:（1）单位时间（单位面积）内通过光合作用制造糖类等有机物的量(单位时间内固定的