山东省枣庄市第八中学高中生物 5.4 光合作用的原理和应用1教案 新人教版必修1

光合作用原理和应用复习回顾问题：1、活细胞所需能量的最终源头是?2将光能转换成细胞中能够利用的化学能的是什么结构?3、画出叶绿体的模式图，并在图中相应位置标上各部分结构。思考回答1、光能2、叶绿体3、略温故而知新目标展示展示本节课的知识目标、能力目标、情感态度和价值观目标。阅读教学目标，了解本节课学展示教学目标，让学生教学目标知识目标1、了解光合作用的探究历程2、理解光合作用的过程能力目标在有关实验、资料分析、探究等的问题讨论中，运用语言表达的能力情感态度和价值观目标通过光合作用原理的探索历程，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的；认同科学家不仅要继承前人的研究成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑创新和勇于实践的科学精神与态度。重点光合作用的原理难点光合作用的原理知识点光合作用探究历程的探究实验、光合作用的总反应式、光反应和暗反应的场所与条件及物质与能量转换的关系的含义，光反应和暗反应的反应式、光反应和暗反应的区别和联系考试点光合作用的总反应式、光反应和暗反应的反应式、光反应和暗反应的场所与条件及物质与能量转换的关系的含义能力点光合作用探究历程的实验整体设计自主探究点光合作用探究历程易错易混点光反应和暗反应的条件改变后引起的一些物质含量的变化训练点光反应和暗反应的场所与条件及物质与能量转换的关系的含义；光反应和暗反应的区别和联系拓展点1、色素吸收的光能与光合作用的关系2、水在光下发生了什么化学反应3、ATP是怎样形成的教法与学法讲述法，提问结合法，直观教学法,讨论分析等方法。教学模式“三段六步”模式教具多媒体课件、投影机、粉笔等教学流程教学环节教师活动学生活动设计意图习内容。了解本节课教学内容。情景导入多媒体展示：一首优美的诗配背景音乐引言：光合作用是一个神奇的过程，在小小的叶绿体中就能进行着令人不可思议的反应，因此被誉为“阳光下最伟大的魔术”。这节课我们就沿着科学家的路线，来共同探讨光合作用的原理。观看多媒体图片并积极思考创设问题情境，激发学生探究兴趣，导入新课。学导结合：一、探究一：光合作用的总反应式多媒体展示【新课】探究一：光合作用反应方程式的探究：早在公元前三世纪，著名的古希腊学者亚里士多德就提出:植物所需的营养物质都来自于土壤。他的观点正确么？17世纪初，科学家海尔蒙特给出了我们答案。教师展示海尔蒙特的实验过程。师问：通过这个实验，我们可以得出什么结论？生答：树木成长时主要吸收的不是土壤中的养分，而是水。师问：海尔蒙特的这种说法是否正确？在这个过程中，是不是只有水起到了作用？展示普利斯特利的实验过程。师问：探究一：普利斯特利实验的结论是？生答：植物可以更新污浊的空气。后来很多科学家重复了普利斯特利的实验，都没有成功。师问：探究二，如果在暗室里重复进行普利斯特利的实验，请预期实验现象。生答：暗室中小鼠存活时间更短，蜡烛燃烧时间更短。师问：大家分析普利斯特利的实验在什么条件下才能成功？生答：光照条件。是什么物质导致了空气的污浊，又是什么物质导致空气变清新了呢？给出探究3：1785年，法国化学家拉瓦锡发现了空气的组成，并得出O2支持燃烧，CO2不支持燃烧的结论。师问：据此我们能得出什么结论？生答：植物光合作用吸收的是O2，释放的是CO2。板书：CO2+H2O——→O2+？阅读课本P101-102“光合作用的探究历程”并回答问题一：亚里士多德的观点只是一个经验，缺少科学依据；海尔蒙特实验的结论是：水是建造植物的原料，从实验设计的过程看，有不严密之处（没有对实验中某些因素（无关变量）严格控制培养学生从资料中获取信息的能力，对实验的评价能力通过多媒体课件展示，学生能够直观地感受科学家的探究历程深化教材资源，引导学生思维，激发学生探索意识。光叶绿体很显然，光合作用过程中，除了产生氧气外，肯定还要有另外一种含碳化合物存在，那么接下来我们来看一下萨克斯的实验过程，大家认真看，然后完成学案上的问题。播放视频。（提问学案上内容）生答：实验步骤：第一步，将天竺葵放置在黑暗条件中“饥饿”处理一昼夜。第二步，将叶片一半曝光一半遮光，曝光为对照组，遮光为实验组。第三步，用酒精进行脱色处理。第四步，用碘液处理脱色后的叶片，观察实验现象。继续提问生答：1.饥饿处理的目的：消耗掉叶片中的营养物质2.脱色的目的：防止色素对颜色反应产生干扰教师课件展示实验现象师问：请描述实验现象，并得出结论。生答：现象：曝光一侧变蓝，遮光一侧不变。结论：光合作用的产物除O2外还有淀粉。于是得出光合作用的总反应方程式，完成第一步，光合作用反应方程式的探究CO2+H2O——→O2+（CH2O）总结反应过程，指出，光合作用是一个复杂的多步反应，那么在这个反应过程中，各种物质的去向是如何的呢？比如，产生的O2中的氧是来自于哪里?通过经典实验，进一步理解实验设计中的实验变量、实验遵循的原则。学生总结光合作用反应式并熟记。深刻体验科学家们科学的探究方法和思想，即：发现问题——做出假设——实验验证——分析得出结论的探究思路通过层层设疑，学生对知识的理解逐步加深加宽，为学习光合作用的过程奠定了基础。培养学生严谨的探究精神和科学态度，提高学生生物学素养。二、探究二：光合作用的分步反应——光反应探究二：光合作用的分步反应——光反应引出希尔的实验：将离体的叶绿体，加入到特殊的水溶液中，在无CO2的条件下给予光照，发现叶绿体中有O2放出的现象。据此写出反应过程。指出在这个反应过程中除了氧气的产生，还有一种特殊的化合物[H]由于希尔在反应过程中并未加入CO2，那么O2中的氧来自于哪呢？给学生留1分钟的时间去探究。小组讨论学生积极理解，并跟着老师试着写反应式并利用多媒体展示讨论结果通过直观教学，增加学生的感性认识，有利于学生掌握光合作用的过程，培养学生的理解能力。光叶绿体科学家的探究也是经过漫长的过程，有时候物理的或者化学上的科技的进步也会给我们生物学上的探究带来意想不到的效果。随着放射性同位素的发现，人们发现了一种新的研究问题的方法。师问：请根据导学案上提供的材料设计实验：探究光合作用产物O2中氧的来源。实验材料及仪器：H218O、H2O、C18O2、CO2小球藻，烧杯，同位素探测仪实验方法：同位素标记法，用18O分别标记水和二氧化碳。生答：实验过程：取两只烧杯，分别加入等量的小球藻，标号1,2。向1号烧杯中加入被标记的水和未标记的二氧化碳。向2号烧杯中加入被标记的二氧化碳和未标记的水。用放射性同位素探测仪探测周围的空气中是否有放射性。实验现象：若1号周围有放射性物质说明，氧来自水。若2号周围有放射性物质说明，氧来自二氧化碳。若均出现，说明水和二氧化碳均可释放氧气。教师展示实验过程，并进行总结H2O——→O2+[H]那在光合作用过程中，还有哪些反应进行呢，我们来看一下美国科学家阿尔农的实验。阿尔农实验，一：对离体的叶绿体供给ADP与Pi并给予光照，体系中就会有ATP产生。请写出反应式：生答：ADP+Pi——→ATP接下来阿尔农实验二：1957年他发现这个反应与水的光解同步进行。在光下同时进行几个过程？生答：两个总结光合作用的两个过程及能量变化过程。并在黑板上板书光合作用光反应过程，然后引出光合作用的暗反应过程。学生探究过程根据导学案上的相应提示，完成实验设计过程。学生思考回答，并进行ATP的复习培养学生通过主动思考获得知识的能力对照板书适时巩固，对较难理解的寻求老师帮助。培养了学生归纳和类比的能力光叶绿体光酶三、探究三：光合作用的分步反应——暗反应探究三：光合作用的分步反应——暗反应阿尔农的实验：条件过程现象1黑暗提供CO2和ATP、[H]产生（CH2O）2黑暗提供CO2,不提供ATP、[H]不产（CH2O）3光照提供CO2,不提供ATP、[H]产生（CH2O）师问：CO2变成（CH2O）的过程需要光么？生答：不需要光，但是需要ATP、[H]因此我们把这种在暗下可以进行的反应叫做暗反应。师问：自然条件下，暗反应在暗室中能够持续进行吗？生答：不能，自然条件下，暗反应所需ATP、[H]是由光反应提供的所以，暗反应有光无光均可以进行。暗反应的过程是CO2形成（CH2O）的过程，那么，在这个复杂的过程中，我们可以利用什么方法来探究一下这个过程呢？生答：同位素示踪法我们可以利用同位素示踪法，用14C标记CO2。卡尔文用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向实验过程：一、当向反应体系中充入一定量的14CO2，光照30秒后，检测到了多种14C标记的化合物。二、缩短实验时间，光照五秒后，检测到了含有14C标记的C3、C5和C6。三、将光照时间逐渐缩短到几分之一秒的时候，发现95%的放射性，集中在一种C3中。师问：第一种产物是什么？此后又有哪些物质生学生分析整个实验过程得出结论。引出暗反应学以致用新的研究方法的体现培养学生严谨的治学态度，培养他们分析问题和解决问题的能力培养学生从资料中获取问题的能力培养学生的科学素养运用假说演绎法降低难度，让学生分析在实验过程中的变化成？生答：C3此后又有C5C6问题一：被标记的14CO2如何形成C3？生答：三个二氧化碳？展示C3的结构。在这个基础上提出碳的循环假说，降低难度问题二：在光下，中断CO2的供应，C3含量如何变化？C5含量如何变化？生答：C3减少，C5增加问题三：关灯时，供应CO2，C3含量如何变化？C5含量如何变化？生答：C3增加，C5减少总结暗反应过程，指出假说演绎法正确。最后展示整个光合作用过程的动画学生讨论加深相应的难度对光合作用过程进行归纳总结。培养学生分析问题的能力使学生分析问题的能力得到提高学生形成统一的概念。跟进反思小结：1：总结光合作用的探究历程及光合作用过程。2、列表比较光合作用中光反应过程和暗反应过及时巩固所学把握重点板书设计板书设计：一、光合作用反应式的探究二、光合作用过程的探究将重点知识进行展示学生明确重点梯度训练留学生3分钟，做梯度训练习题。做梯度训练习题习题巩固所学课后作业见周末作业巩固新知教学反思:新课程主张教学过程的重心由知识传授转向学生发展，教师的职责是越来越少地传授知识，而越来越多地激励学生思考。因此本节课的设计就是真正以学生为本，以学生的思考分析代替老师的“讲”，以学生的自主学习和讨论代替教师的“灌”，让学生学会自主学习，学会合作学习，真正成为学习的主体，教师只是一位交换意见的“参加者”，一位帮助发现矛盾论点而不是拿出现成真理的“顾问”。因而这节课学生反应活跃，对自已得出的知识印象深刻，教学反应效果很好。光合作用的过程这部分相对比较难懂，学生学起来感到困难，先让学生自学，对这一部分有个大概的了解，再通过完成光反应和暗反应的比较，更进一步理解光反应和暗反应，再通过疑难解答掌握光反应和暗反应的关系，最后通过多媒体教学手段再现光合作用的整个过程，使课堂容量加大，教学进度加快，课堂效率提高，加深了学生的理解和体会。让微观的生命过程直观化，有得于学生对光反应和暗反应的理解，这样的教学充分体现了以学生主体，学生自主学习为主，教师只是起到组织者和引领者的作用，这样提高了学生学习兴趣，提高了教学效果，又培养了学生多种能力，激发了学生主动学习的乐趣。当然，本节课的不足之处是某些问题给学生的自学时间和讨论时间较短，有些学生的疑问没有解决，以后在教学中还要注意学生的分层教学，增加选学内容，以适应各类学生的学习进度。梯度训练【基础题】1、在光合作用中，需消耗ATP的是（）A、三碳化合物的还原B、CO2的固定C、水在光下分解D、叶绿素吸收光能2、光合作用过程中，光反应为暗反应提供的物质是（）A、[H]和ATPB、[H]和O2C、O2和ATPD、[H]和H2O3、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉的是（）A、[H]B、C5化合物C、ATPD、CO24、在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过一段时间后，分析18O放射性标记，最先（）A、在植物体内的葡萄糖中发现B、在植物体内的淀粉中发现C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现D、在植物体周围的空气中发现5、光合作用