5.4光合作用教案

白银市实验中学高二生物备课组集体教案第五章第4节能量之源——光与光合作用教案一、教学目标1.知识目标：①简述叶绿体中色素的种类和作用，描述叶绿体的结构和功能。（Ⅰ）②说明光合作用以及对它的认识过程。（Ⅱ）③比较光反应与暗反应的区别和联系。（Ⅱ）④尝试探究影响光合作用强度的环境因素。（Ⅲ）⑤说出光合作用原理的应用。（Ⅰ）⑥简述化能合成作用。（Ⅰ）2.技能目标：正确使用实验器材，完成“绿叶中色素的提取和分离”的实验操作。3.情感目标：体验前人探索光合作用的研究历程，并作出相关的评价；关注农业生产中的实际问题，讨论提高光合作用效率的意义。二、教学重点、难点分析：1.教学重点：①叶绿体中色素的种类及其作用。②光合作用的发现及研究历史。③光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。④影响光合作用强度的环境因素。2.教学难点：①光反应和暗反应的过程。②探究影响光合作用强度的环境因素。三、教学设计：（第1课时，实验：绿叶中色素的提取和分离）教学过程教学反馈“问题探讨”教材P97。一、捕获光能的色素和结构实验：绿叶中色素的提取和分离实验目的：提取叶绿体中的色素，并设法将这些色素分离开。实验原理：①用有机溶剂无水乙醇提取绿叶中的色素。（因为绿叶中的色素能够溶解在其中）②利用层析液将提取的色素在滤纸上进行层析时把原本混杂在一起的色素分开。（不同的色素在层析液中的溶解度不同）方法步骤：1.提取绿叶中的色素。2.制备滤纸条。3.画滤液细线。4.分离绿叶中的色素。问题：①加入SiO2和CaCO3的目的分别是什么？②为什么要用棉塞将试管口塞严？问题：细线如果画得过粗，对实验结果有何影响？白银市实验中学高二生物备课组集体教案5.观察与记录。学生进行实验操作。学生展示实验结果，并进行问题探讨。（与教材P98的归纳的4种色素结合学习）问题：如果层析液加入过多，淹没了滤纸条上的滤液细线，对实验结果有何影响？注意色素带的颜色、宽窄、间距。分别能说明什么问题。引导学生分析实验结果和现象，总结经验。光合作用应该在一定的结构中进行，这一结构必须保持完好，色素按一定的方式存在，能量按一定的途径传递，反应按一定的顺序进行，才能合成最终的有机产物。结合学习教材P99“叶绿体的结构”（第2课时）教学过程教学反馈复习上节课内容。引入本节课学习的主题。二、光合作用的原理和应用（一）光合作用的探究历程让学生阅读教材P101～P102的内容，自己设计表格，总结比较前人探究光合作用实验。（下面给出样例）1.英国科学家普利斯特利（J.Priestley）的实验：实验时间1771年实验方法把点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内将小鼠与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内实验现象蜡烛不容易熄灭小鼠不容易因窒息而死亡实验说明的问题植物可以更新空气未解决的问题①不知道植物更新了空气中的哪种成分。②没有发现光在这个过程中所起的关键作用。2.荷兰科学家英格豪斯（J.Ingen-housz）的实验实验时间1779年实验内容做了500多次植物更新空气的实验。新发现①普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功。②植物体只有绿叶才能更新污浊的空气。未解决的问题①依然没弄清植物吸收和释放的究竟是什么气体。②光能哪里去了？起什么作用？提出问题：你认为应该如何设计实验，才能有这两个发现？白银市实验中学高二生物备课组集体教案后续补充直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳3.德国科学家梅耶（R.Mayer）的推论时间1845年内容植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来科学依据能量转换和守恒定律存在的问题光能转换成化学能储存于什么物质中？4.德国植物学家萨克斯（J.vonSachs）的实验实验时间1864年实验方法①将绿色植株放在暗处几个小时，目的是消耗掉叶片中的营养物质。②选定叶片，对叶片的一半进行遮光处理，另一半曝光。③光照一段时间。④用碘蒸气处理该叶片实验现象曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半没有颜色变化实验结论证明光合作用的产物除氧气外还有淀粉5.美国科学家鲁宾（S.Ruben）和卡门（M.Kamen）的实验实验时间1939年实验方法利用同位素标记法进行探究。用18O分别标记H2O和CO2，使它们分别成为H218O和C18O2，分两组进行实验：第一组实验的原料第二组实验的原料H2O和C18O2H218O和CO2其他实验条件都相同。实验结果光合作用释放的氧气全部是O2。光合作用释放的氧气全部是18O2。实验结论光合作用释放的氧气来自水体会科学家的思维。学习实验设计的方法简要介绍同位素标记法。白银市实验中学高二生物备课组集体教案第3课时教学过程教学反馈二、光合作用的过程6.美国科学家卡尔文（M.Calvin）的实验实验时间20世纪40年代，卡尔文用了十年时间研究发现的实验方法利用同位素标记法进行探究。用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性出现在哪些部分、哪种物质中实验结果最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。（1961年12月10日获第61届诺贝尔化学奖）（二）光合作用的过程光合作用的过程是十分复杂的，根据是否需要光能，将这些化学反应概括地分为光反应和暗反应两个阶段。分析下列情况：①如果光照强度减弱，②如果CO2的摄入量减少，③如果光照过强、温度过高导致植物气孔关闭，④如果植物体内H2O的供应量减少，（其他条件不变的情况下），短时间内下表中各物质的量将如何变化？条件[H]ATPADPC5C3①光强↓↓↓↑↓↑②CO2↓↑↑↓↑↓③气孔关闭↑↑↓↑↓④H2O↓↓↑↓↓↑（↑表示增加，↓表示减少）引导学生动手进行归纳总结，写出知识结构表，加深理解和记忆。学习活动教学活动引导学生总结：1．光反应（1）部位：叶绿体片层结构薄膜上。（2）条件：需要光、H2O、色素分子和酶。（3）物质变化：水的光解：2H2O→4[H]+O2）（＋＋能量＋的形成：酶OHATPPiADP2ATP归纳、总结白银市实验中学高二生物备课组集体教案（4）能量转换：光能→ATP和NADPH中的活泼的化学能2．暗反应：（1）部位：叶绿体基质中。（2）条件：需要光反应的产物ATP、NADPH、多种酶和CO2（3）物质变化：35222CCCOCO酶的固定：612633][122OHCATPHCC酶的还原：（4）能量转换：ATP、NADPH中的活泼的化学能→有机物中的稳定的化学能。光合作用的反应式：2222)(CHOOOHCO将上述内容总结在一个表格中，便于比较、分析和记忆。内容光反应暗反应部位叶绿体片层结构薄膜上叶绿体基质中条件光、H2O、色素分子和酶需要光反应的产物ATP、NADPH、多种酶和CO2物质变化水的光解：2H2O→4[H]+O2）（＋＋能量＋的形成：酶OHATPPiADP2ATP35222CCCOCO酶的固定：612633][122OHCATPHCC酶的还原：能量转换光能→ATP和NADPH中的活泼的化学能→有机物中的稳定的化学能联系光反应为暗反应准备了还原剂[H]和能量ATP，暗反应是光反应的继续，最终完成物质和能量的转化。在光合作用过程中，光反应阶段与暗反应阶段既有区别又紧密联系，是缺一不可的整体。三、化能合成作用按小组学习教材中这部分的内容，提取这二个自然段中的主要内容，然后小组派代表说说从这部分内容中获得些什么知识。讲清：①自养生物（光能自养、化能自养及区别），②异养生物。叶绿体光能