江苏省江阴市高中生物 第五章 细胞的能量供应和利用 5.4 能量之源-光和光合作用教学实录 新人教版必修1

江苏省江阴市高中生物第五章细胞的能量供应和利用5.4能量之源——光和光合作用教学实录新人教版必修1课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教材分析江苏省江阴市高中生物第五章“细胞的能量供应和利用”中的5.4节“能量之源——光和光合作用”，内容紧扣新人教版必修1教材，以光合作用为核心，探讨了光能转化为化学能的过程及其在生物体能量供应中的重要性。本节课旨在引导学生理解光合作用的基本原理，掌握光合作用的过程和反应方程式，并能运用所学知识解释实际生活中的现象。二、核心素养目标本节课旨在培养学生的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。学生将通过实验探究光合作用的过程，提升观察、实验操作和分析数据的能力，培养对生命现象的好奇心和探究欲望。同时，通过讨论光合作用对生态系统的重要性，增强学生的社会责任感和对可持续发展的认识。三、教学难点与重点1.教学重点，

①光合作用过程中光能转化为化学能的具体机制；

②光合作用过程中二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程，包括光反应和暗反应的具体步骤；

③光合作用对生物体和生态系统能量流动的意义。

2.教学难点，

①光合作用中光反应和暗反应的相互关系及能量传递过程；

②光合作用效率的影响因素，如光照强度、温度、二氧化碳浓度等；

③学生对光合作用过程中复杂化学反应的理解和记忆。在教学中，需要引导学生通过实验和模型构建来加深对光合作用过程的理解，并鼓励学生运用所学知识解释实际问题。四、教学资源-软硬件资源：显微镜、实验台、光合作用模型、电脑、投影仪、白板、实验记录表格

-课程平台：学校生物实验室管理系统、教学资源共享平台

-信息化资源：光合作用相关动画、视频资料、在线实验指导

-教学手段：实验演示、小组讨论、案例分析、多媒体教学五、教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对光合作用的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道植物如何生长吗？你们知道光合作用是什么吗？”

展示一些绿色植物在阳光下进行光合作用的图片或视频片段，让学生初步感受光合作用的魅力或特点。

简短介绍光合作用的基本概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.光合作用基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解光合作用的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解光合作用的概念，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍光合作用的组成部分，如光反应和暗反应，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.光合作用案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解光合作用的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的光合作用案例进行分析，如农业大棚中的光合作用技术、海洋植物的光合作用对大气氧含量的贡献等。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解光合作用的多样性和复杂性。

引导学生思考这些案例对人类生活的影响，以及如何通过光合作用技术改善环境或提高农业生产效率。

小组讨论：让学生分组讨论光合作用在未来的发展趋势或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与光合作用相关的主题进行深入讨论，如“如何提高植物的光合作用效率”、“光合作用在生物能源中的应用”等。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对光合作用的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调光合作用的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括光合作用的基本概念、组成部分、案例分析等。

强调光合作用在维持生态系统平衡、提供生物体能量来源等方面的价值，鼓励学生进一步探索和应用光合作用的相关知识。

7.课后作业（5分钟）

目标：巩固学习效果，拓展学生的知识面。

过程：

布置课后作业：让学生撰写一篇关于光合作用的短文或报告，要求结合实际生活中的例子，探讨光合作用的意义和应用前景。

鼓励学生课后查阅相关资料，深入理解光合作用的原理和重要性。六、知识点梳理1.光合作用的概念和意义

-光合作用是绿色植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。

-光合作用是地球上生命活动的基础，是生态系统能量流动的起点。

2.光合作用的条件

-光照：光合作用需要光能，光照强度影响光合作用的速率。

-温度：温度影响光合作用酶的活性，过高或过低的温度都会抑制光合作用。

-水分：光合作用需要水作为原料，水分不足会影响光合作用的进行。

3.光合作用的场所

-光合作用主要发生在植物的叶绿体中，特别是叶绿体的类囊体薄膜。

4.光合作用的过程

-光反应：在类囊体薄膜上进行，光能转化为化学能，产生ATP和NADPH。

-暗反应：在叶绿体基质中进行，利用光反应产生的ATP和NADPH，将二氧化碳还原为有机物。

5.光合作用的产物

-有机物：主要是葡萄糖，是植物生长和发育的基础物质。

-氧气：是光合作用的副产品，对地球大气层的氧气含量有重要影响。

6.光合作用的效率

-光能利用率：光能转化为化学能的效率。

-转化率：光合作用产生的有机物与消耗的二氧化碳的比值。

7.光合作用的影响因素

-光照强度：光照强度直接影响光合作用的速率。

-温度：温度影响光合作用酶的活性。

-二氧化碳浓度：二氧化碳浓度影响暗反应的速率。

-水分：水分不足会影响光合作用的进行。

8.光合作用的实际应用

-提高农作物产量：通过优化种植环境，提高光合作用的效率。

-生物能源：利用光合作用合成有机物，作为生物能源的原料。

-环境保护：光合作用能吸收二氧化碳，有助于缓解全球气候变化。

9.光合作用与生态系统的关系

-光合作用是生态系统能量流动的基础。

-光合作用产生的氧气和有机物是生态系统中的其他生物的生存基础。

10.光合作用的研究方法

-光合仪：用于测定光合作用的速率和效率。

-叶绿素荧光：用于分析光合作用过程中的能量转换。

-实验室培养和田间试验：用于研究光合作用的影响因素和优化措施。七、课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课我们学习了光合作用的基本概念、过程、条件和重要性。我们了解到光合作用是绿色植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程，是地球上生命活动的基础。光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，光反应在类囊体薄膜上进行，将光能转化为化学能，产生ATP和NADPH；暗反应在叶绿体基质中进行，利用光反应产生的ATP和NADPH，将二氧化碳还原为有机物。

当堂检测：

1.光合作用的主要场所是哪里？

A.细胞质基质

B.叶绿体

C.线粒体

D.核糖体

2.光合作用的光反应阶段主要产生什么物质？

A.有机物

B.氧气

C.ATP和NADPH

D.二氧化碳

3.光合作用的暗反应阶段主要发生什么反应？

A.光能转化为化学能

B.水分解为氧气和氢离子

C.二氧化碳还原为有机物

D.有机物分解为二氧化碳和水

4.光合作用对生态系统有什么重要意义？

A.维持生态平衡

B.提供生物体能量来源

C.增加地球氧气含量

D.以上都是

5.影响光合作用效率的因素有哪些？

A.光照强度

B.温度

C.二氧化碳浓度

D.以上都是八、板书设计1.光合作用概述

①光合作用定义：绿色植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。

②光合作用意义：生态系统能量流动的起点，生命活动的基础。

2.光合作用条件

①光照：光合作用进行的前提，影响光合速率。

②温度：影响光合作用酶的活性，过高或过低均抑制光合作用。

③水分：光合作用原料，水分不足影响光合作用进行。

3.光合作用场所

①叶绿体：光合作用的主要场所，特别是类囊体薄膜。

4.光合作用过程

①光反应：类囊体薄膜上进行，光能转化为化学能，产生ATP和NADPH。

②暗反应：叶绿体基质中进行，利用光反应产物，将二氧化碳还原为有机物。

5.光合作用产物

①有机物：葡萄糖，植物生长和发育的基础物质。

②氧气：光合作用副产品，对地球大气层氧气含量有重要影响。

6.光合作用效率

①光能利用率：光能转化为化学能的效率。

②转化率：光合作用产生的有机物与消耗的二氧化碳的比值。

7.影响光合作用效率的因素

①光照强度

②温度

③二氧化碳浓度

④水分

8.光合作用实际应用

①提高农作物产量

②生物能源

③环境保护

9.光合作用与生态系统关系

①维持生态平衡

②提供生物体能量来源

③增加地球氧气含量课后作业1.完成光合作用过程的详细图解，标注光反应和暗反应的各个步骤和产物。

-作业要求：学生需绘制光合作用过程的示意图，包括光反应和暗反应的步骤，以及相关的反应物和产物，如光能、ADP、NADP+、ATP、NADPH、CO2、H2O、O2、C5、C3等。

2.设计一个实验方案，探究不同光照强度对光合作用速率的影响。

-作业要求：学生需设计一个实验方案，包括实验目的、材料、方法、步骤、预期结果和数据分析等。

3.分析并解释以下现象：为什么在阴天植物的光合作用效率会比晴天低？

-作业要求：学生需结合光合作用的相关知识，分析阴天条件下光合作用效率降低的原因，并给出合理的解释。

4.写一篇短文，探讨光合作用在环境保护中的作用。

-作业要求：学生需结合所学知识，撰写一篇关于光合作用在环境保护中作用的短文，包括光合作用如何帮助减少大气中的二氧化碳、维持生态平衡等内容。

5.结合实际，讨论如何通过农业技术提高农作物的光合作用效率。

-作业要求：学生需思考并讨论如何通过农业技术手段，如合理密植、间作套种、灌溉管理等，来提高农作物的光合作用效率，并说明理由。

答案示例：

1.光合作用过程图解（学生自行绘制，以下为文字描述示例）：

-光反应：光能被叶绿素吸收，水分解产生氧气和氢离子，ADP和NADP+被磷酸化生成ATP和NADPH。

-暗反应：ATP和NADPH提供能量和还原力，二氧化碳被固定生成C3，C3在ATP和NADPH的作用下还原生成有机物。

2.实验方案设计（示例）：

-实验目的：探究不同光照强度对光合作用速率的影响。

-材料：植物叶片、光源、光强计、CO2浓度计、培养皿、水等。

-方法：将植物叶片放置在培养皿中，分别暴露于不同光照强度下，记录光合作用速率。

-步骤：1.设置不同光照强度；2.测量光合作用速率；3.分析数据。

3.阴天光合作用效率低的原因分析：

-阴天条件下，光照强度减弱，导致光反应速率降低，进而影响暗反应的进行，导致光合作用效率降低。

4.光合作用