高中生物光合作用教学案例

高中生物光合作用教学案例一、教学目标1.知识目标阐明光合作用的概念、反应式、过程，认识到光合作用对于生物界的重要意义。举例说明光合作用的原理在农业生产上的应用。2.能力目标通过探究光合作用的发现过程，培养学生提出问题、作出假设、设计实验、分析结果、得出结论等科学探究能力。尝试用化学、物理方法分析光合作用的过程，培养学生运用多种学科知识解决生物学问题的综合能力。3.情感态度与价值观目标通过了解光合作用的发现过程，使学生认识到科学发展的曲折性，激发学生探索科学的兴趣和热情。关注光合作用原理在农业生产中的应用，认同科学、技术与社会的相互关系，增强学生的社会责任感。二、教学重难点1.教学重点光合作用的过程。光合作用原理在农业生产中的应用。2.教学难点光反应和暗反应的过程及相互关系。探究光合作用中氧气的来源。三、教学方法讲授法、讨论法、探究法、多媒体演示法相结合四、教学过程（一）导入新课（5分钟）1.展示图片：展示几幅美丽的自然风景图片，其中突出植物郁郁葱葱生长的画面，引导学生思考植物生长所需的物质和能量来源。2.提出问题："植物为什么能由小长大？它们生长所需的物质和能量是从哪里来的呢？"引发学生兴趣，从而导入本节课关于光合作用的学习。（二）光合作用的发现史（15分钟）1.多媒体展示：介绍海尔蒙特的柳树实验，用图片和文字结合的形式展示实验过程：柳树种植前称重，栽种后只浇水，五年后柳树增重很多，土壤重量减少很少。提出问题：让学生思考柳树增重的原因是什么？引导学生分析得出水是植物增重的重要因素。讲解：海尔蒙特当时认为柳树生长所需的物质主要来自水，实际上他忽略了空气对植物生长的作用。2.展示普利斯特利实验：实验一：密闭玻璃罩内的小鼠很快死亡，放入一盆植物后，小鼠存活时间延长。实验二：点燃的蜡烛在密闭玻璃罩内很快熄灭，放入一盆植物后，蜡烛燃烧时间延长。提出问题：请学生分析植物对密闭环境中空气成分的影响，推测植物可能产生了什么物质使小鼠存活、蜡烛燃烧时间延长。讲解：普利斯特利通过实验证明植物可以更新空气，但他没有明确植物更新空气的具体机制。3.介绍英格豪斯的实验：实验过程：他发现普利斯特利的实验只有在光照下才能成功，黑暗中植物和小鼠一样会使密闭空气变得污浊。讲解：英格豪斯的实验进一步证明了光照是植物更新空气的必要条件。4.介绍梅耶的理论：讲解：梅耶根据能量转化与守恒定律，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。5.总结发现史：引导学生思考：从光合作用的发现历程中，我们可以得到什么启示？鼓励学生积极发言，分享自己的想法。教师总结：光合作用的发现是众多科学家不断探索、质疑、修正的过程，科学研究需要严谨的态度和创新的思维。（三）光合作用的概念和反应式（5分钟）1.多媒体展示：结合前面的发现史，引导学生总结光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并释放出氧气的过程。2.书写反应式：教师在黑板上写出光合作用的反应式：6CO₂+12H₂O$\stackrel{光能、叶绿体}{→}$C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O3.讲解反应式：对反应式中的反应物、生成物、条件等进行详细讲解，强调各物质的来源和去路，让学生理解光合作用的物质转化和能量转化过程。（四）光合作用的过程（25分钟）1.光反应阶段多媒体展示：展示叶绿体结构模式图，重点突出类囊体薄膜，讲解光反应的场所是叶绿体的类囊体薄膜。展示光反应过程动画：动画展示光反应阶段物质变化和能量转换过程，包括水的光解（2H₂O$\stackrel{光}{→}$4[H]+O₂）和ATP的合成（ADP+Pi+能量$\stackrel{酶}{→}$ATP）。讲解：水的光解：引导学生分析水分解产生的[H]和O₂的去向，强调氧气是光合作用释放的产物，[H]用于后续反应。ATP的合成：说明光能如何转化为ATP中活跃的化学能，ATP为暗反应提供能量。总结光反应阶段：光反应阶段需要光，将光能转化为化学能储存在ATP中，同时产生氧气和[H]。2.暗反应阶段多媒体展示：展示暗反应过程动画，重点讲解暗反应的场所是叶绿体基质。讲解暗反应过程：CO₂的固定：CO₂与C₅结合生成C₃（CO₂+C₅$\stackrel{酶}{→}$2C₃）。C₃的还原：C₃在[H]、ATP和酶的作用下生成有机物（CH₂O）和C₅（2C₃$\stackrel{[H]、ATP、酶}{→}$（CH₂O）+C₅）。强调物质和能量变化：让学生分析暗反应中物质的转化过程，理解[H]和ATP中的能量如何转移到有机物中，同时强调C₅的循环利用。总结暗反应阶段：暗反应阶段有光无光均可进行，利用光反应产生的[H]和ATP，将CO₂转化为有机物，同时将ATP中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。3.光反应与暗反应的关系引导学生讨论：分组讨论光反应和暗反应的联系，鼓励学生用自己的语言描述两者之间物质和能量的关系。教师总结：光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi，两者相互依存、紧密联系，共同完成光合作用过程。（五）光合作用原理的应用（10分钟）1.多媒体展示：展示一些农业生产中合理利用光合作用原理的图片，如合理密植、间作套种、大棚种植等。2.讲解应用实例：合理密植：分析合理密植如何充分利用光照，提高光合作用效率，增加农作物产量。间作套种：举例说明不同作物高低搭配、生长周期不同的间作套种模式，如何在有限的土地上提高光能利用率和土地利用率。大棚种植：讲解大棚内适当增加二氧化碳浓度、延长光照时间、控制温度等措施对光合作用的影响，以及如何提高农作物产量和品质。3.组织学生讨论：让学生思考还有哪些生活中的例子体现了光合作用原理的应用，鼓励学生积极发言，分享自己的想法。（六）课堂小结（5分钟）1.引导回顾：引导学生回顾本节课所学内容，包括光合作用的发现史、概念、反应式、过程以及原理的应用。2.强调重点：重点强调光合作用的过程，特别是光反应和暗反应的物质变化和能量转换，以及光合作用原理在农业生产中的重要性。3.总结提升：总结科学探究的方法和思路，鼓励学生在今后的学习中积极探索生物学奥秘，培养科学思维和实践能力。（七）课堂练习（5分钟）1.多媒体展示练习题光合作用的场所是（）光反应为暗反应提供的物质是（）大棚种植蔬菜时，增加二氧化碳浓度的目的是（）写出光合作用的反应式，并标明各物质的来源和去路。2.学生作答：让学生在课堂上独立完成练习题，教师巡视指导，及时发现学生存在的问题。3.讲解点评：对练习题进行讲解，强调解题思路和重点知识点，对学生的作答情况进行点评，针对存在的问题进行详细讲解。（八）布置作业（课后完成）1.书面作业绘制光合作用过程图，包括光反应和暗反应阶段的物质变化和能量转换，并用文字标注关键步骤和物质。查阅资料，了解光合作用研究的最新进展，并写一篇简短的心得体会。2.拓展作业设计一个简单的实验，探究光照强度对光合作用强度的影响，写出实验步骤、预期结果和结论。调查当地农业生产中还有哪些利用光合作用原理提高产量的措施，并与同学交流分享。五、教学反思通过本节课的教学，学生对光合作用的概念、过程和原理有了较为系统的理解。在教学过程中，利用