《能量之源—一光与光合作用》教学设计 、教材分析 《能量之源——光与光合作用》是人教版必修一第四章第4节第二小节。本节主要通过介绍光合作用 的探究历程,光合作用的过程等知识。教材介绍的与光合作用有关的几个经典实验,有利于培养学生的科 学精神和严谨的科学态度,培养学生掌握生物科学的研究方法。光合作用的过程介绍了光反应和暗反应过 程中物质和能量的变化。 、学情分析 本节课以光合作用发现史中的经典实验为载体引导学生学习绿叶中色素的种类和作用、叶绿体的结构 和功能、光合作用的基本过程等内容。本节是在复习完细胞呼吸后立即转入的难度较大的一节内容,在知 识模块上给学生一个系统完整的体系,为以后学习第三模块中物质的循环和能量的流动打好基础!但是, 学生对理解光合作用中的光能转化成不稳定的化学能,从不稳定的化学能转化成稳定的化学能的转变的过 程,对于暗反应中的二氧化碳的固定,三碳酸的还原等的必要性的理解也有一定的难度。因此指导学生复 习好这一节课,意义重大 三、教学目标 1知识目标 1)说出绿叶中色素的种类和作用。 (2)说出叶绿体的结构和功能 (3)说明光合作用以及对它的认识过程。 (4)说出光合作用原理的应用 简述化能合成作用 2能力目标 (1)尝试探究影响光合作用强度的环境因素 (2)通过光合作用发现史的学习,培养学生实验探究的能力 3情感态度与价值观 (1)关注科学工作的方法和过程,形成严谨的科学态度及创新合作的科学精神。 (2)领悟科学探究的思想方法,培养学生质疑、求实、创新以及勇于实践的科学态度和精神。 四、教学重点、难点 1教学重点 (1)说出绿叶中色素的提取和分离。 (2)光合作用的发现及研究史。 (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。 五、教具准备:课件、微课、导学案 六、教学与学法 教法:以启发式教学为主,适当加以讲授法、讨论法、自学阅读法、综合分析法等。 学法:在学法指导上采用知识迁移法,逻辑推理分析与总结方法等 七、课时安排:2课时 八、考纲要求 1.光合作用的基本过程(I 2.影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。 3.实验:叶绿体色素的提取和分离。 九、知识网络
1 《能量之源——光与光合作用》 教学设计 一、教材分析 《能量之源——光与光合作用》是人教版必修一第四章第 4 节第二小节。本节主要通过介绍光合作用 的探究历程，光合作用的过程等知识。教材介绍的与光合作用有关的几个经典实验，有利于培养学生的科 学精神和严谨的科学态度，培养学生掌握生物科学的研究方法。光合作用的过程介绍了光反应和暗反应过 程中物质和能量的变化。 二、学情分析 本节课以光合作用发现史中的经典实验为载体引导学生学习绿叶中色素的种类和作用、叶绿体的结构 和功能、光合作用的基本过程等内容。本节是在复习完细胞呼吸后立即转入的难度较大的一节内容，在知 识模块上给学生一个系统完整的体系，为以后学习第三模块中物质的循环和能量的流动打好基础！但是， 学生对理解光合作用中的光能转化成不稳定的化学能，从不稳定的化学能转化成稳定的化学能的转变的过 程，对于暗反应中的二氧化碳的固定，三碳酸的还原等的必要性的理解也有一定的难度。因此指导学生复 习好这一节课，意义重大。 三、教学目标 ⒈知识目标 ⑴说出绿叶中色素的种类和作用。 ⑵说出叶绿体的结构和功能。 ⑶说明光合作用以及对它的认识过程。 ⑷说出光合作用原理的应用。 ⑸简述化能合成作用。 ⒉能力目标 ⑴尝试探究影响光合作用强度的环境因素。 ⑵通过光合作用发现史的学习，培养学生实验探究的能力。 ⒊情感态度与价值观 ⑴关注科学工作的方法和过程，形成严谨的科学态度及创新合作的科学精神。 ⑵领悟科学探究的思想方法，培养学生质疑、求实、创新以及勇于实践的科学态度和精神。 四、教学重点、难点 1.教学重点 ⑴说出绿叶中色素的提取和分离。 ⑵光合作用的发现及研究史。 ⑶光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。 ⑷影响光合作用强度的环境因素。 2.教学难点 ⑴光反应和暗反应的过程。 ⑵探究影响光合作用强度的环境因素。 五、教具准备：课件、微课、导学案 六、教学与学法 教法：以启发式教学为主，适当加以讲授法、讨论法、自学阅读法、综合分析法等。 学法：在学法指导上采用知识迁移法，逻辑推理分析与总结方法等。 七、课时安排：2 课时 八、考纲要求 1．光合作用的基本过程(Ⅱ)。 2．影响光合作用速率的环境因素(Ⅱ)。 3．实验：叶绿体色素的提取和分离。 九、知识网络
重要「A结构双层膜、基质 ATP ADP、B物质 基粒、类囊体 纪0年代揭示出)发现光合作用影响(光照C 光合作用过程 素度、水和矿质元素 包括 太腿)(友知飞光光 能量变化 武全牛)(有机物中稳定的化字能 十、教学过程(第二课时) 教学内容 教师活动 学生活动教学意图 导入复习教师通过复习提问:绿色中与光合作用有关的色素有哪 旧知识,些?这些色素的作用是什么?色素分布的场所又在哪里?回忆捕获光通过复习 引入新课叶绿体的类囊体薄膜不仅分布着与光合作用有关的色素,能的色素和旧知识引入 还分布着与光合作用有关的酶。那么这些酶所催化的光合结构。 作用的反应式怎样发生的?需要什么原料,产生什么物 光合作用的探究历程 )、微课播放光合作用的探究历程 、光合1、2000多年前,亚里士多德:构成植物体的原料是土壤, 作用的探植物增加的重量=土壤减少重量 究历程2、1680年,海尔蒙特:植物的物质积累来自水 不足:只考虑到水分与无机盐的因素,未考虑到空气。 微课展、177年,普利斯特利:植物可以更新空气 实验内容: 绿色植物点燃蜡烛玻璃罩蜡烛不易熄灭 结论植物可以 绿色植物+小鼠密封小鼠不易室息死亡 不足:缺少空白对照 没有认识到光照的作用 没有明确更新气体的成分 4、1729年,英格豪斯:只有在阳光下,植物才能更新空学生通过观 看微课来复使学生复习 5、175年,绿叶在光下放出的气体是氧气,吸收的是二习归纳光合光合作用的 氧化碳 6、1845年,梅耶:光合作用把光能转换成化学能 作用的探究探究历程 7、1864年,萨克斯:光合作用的产物除了氧气外,还有历程 淀粉 实验内容: 遮光翌 曝光碘蒸气深蓝色1结论绿叶光合作 遮光碘蒸气无颜色变化用产生淀粉 (1)本实验中黑暗处理的目的:消耗掉叶片中原有的有机 物,避免干扰 (2)碘蒸气处理前要热酒精脱色:防止叶绿体原有色素的干 (3)本实验为自身对照,自变量为是否照光(一半曝光与另二 巩固旧知识
2 十、教学过程 （第二课时） 教学内容 教师活动 学生活动 教学意图 导入复习 旧知识， 引入新课 一、光合 作用的探 究历程 （一）、 微课展示 教师通过复习提问：绿色中与光合作用有关的色素有哪 些？这些色素的作用是什么？色素分布的场所又在哪里？ 叶绿体的类囊体薄膜不仅分布着与光合作用有关的色素， 还分布着与光合作用有关的酶。那么这些酶所催化的光合 作用的反应式怎样发生的？需要什么原料，产生什么物 质？ 一、光合作用的探究历程 （一）、微课播放光合作用的探究历程 1、2000 多年前，亚里士多德：构成植物体的原料是土壤， 植物增加的重量=土壤减少重量 2、1648 年，海尔蒙特：植物的物质积累来自水。 不足：只考虑到水分与无机盐的因素，未考虑到空气。 3、1771 年，普利斯特利：植物可以更新空气。 实验内容： 不足：缺少空白对照 没有认识到光照的作用 没有明确更新气体的成分 4、1729 年，英格豪斯：只有在阳光下，植物才能更新空 气。 5、1785 年，绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二 氧化碳。 6、1845 年，梅耶：光合作用把光能转换成化学能。 7、1864 年，萨克斯：光合作用的产物除了氧气外，还有 淀粉。 实验内容： (1)本实验中黑暗处理的目的：消耗掉叶片中原有的有机 物，避免干扰。 (2)碘蒸气处理前要热酒精脱色：防止叶绿体原有色素的干 扰 (3)本实验为自身对照，自变量为是否照光(一半曝光与另一 回忆捕获光 能的色素和 结构。 学生通过观 看微课来复 习。归纳光合 作用的探究 历程 通过复习 旧知识引入 新课。 使学生复习 光合作用的 探究历程 巩固旧知识
遮光),因变量为叶片是否制造出淀粉,观测指标为是否 出现颜色变化(出现深蓝色)。 8、180年,恩格尔曼:叶绿体是光合作用的场所 氧气是叶绿体释放的 实验内容 水绝1黑充速黑在的情吃是4 好氧菌无空气完全』好氧菌分布在叶绿体所 曝光有受光部 的场所 (1)本实验的实验组为极细光束照射处的叶绿体,对照组为 黑暗处的叶绿体和完全曝光的叶绿 ()本实验中为自身对照,自变量为光照照光处与不照光 处:黑暗与完全曝光),因变量为好氧细菌分布。 易错警示恩格尔曼实验方法的巧妙之处 (1)实验材料选得妙:用水绵作为实验材料。水绵不仅具有 细而长的带状叶绿体,而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中 便于观察和分析研究 (2)排除干扰的方法妙:实验成功的关键之一在于控制无关 变量和减少额外变量,恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且 没有空气的环境中,排除了环境中光线和氧的影响,从而 确保实验能够正常进行。 (3)观测指标设计得妙:通过好氧细菌的分布进行检测,从 而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位 (4)实验对照设计得妙:进行黑暗(局部光照和曝光的对比 实验,从而明确实验结果完全是由光照引起的。 9、1941年,鲁宾和卡门:光合作用释放的氧全部来自来 实验内容: 向植物H2O、CO2—释放O21结论光合作用释放 提供H4O、CO2—释放2「的氧气来自水 (1)本实验方法为同位素标记法。 (2)本实验为相互对照,自变量为标记物质(HY与CO 因变量为O2的放射性。 10、20世纪40年代:卡尔文:探明了二氧化碳中的碳在 光合作用中转化为有机物中碳的路径。 (二)、(二)、根据导学案让学生练习对应的科学家以及结论。 导学案 科学家 实验结论或观点 ①普利斯特利a只有在阳光下,植物才更新空气 ②英格豪斯 b植物可以更新空气 ③梅耶 c光合作用的产物除O2外,还有淀粉 ④萨克斯 d.合作用释放的O2来自于水 学生完成导巩固旧知识 学案 ⑤鲁宾和卡门 e光合作用把光能转换为化学能 ⑥卡尔文 f:暗反应“C的转移途径(卡尔文循环) (三)、(三)、对经典实验进行分析 学生观看P对经典实验 对经典实教师说明 思考与谈论进行重点分 验的说萨克斯的实验、恩格尔曼的实验、鲁宾和卡门的实验中的几个经典实析 自变量与因变量以及观测指标
3 （二）、 导学案 （三）、 对经典实 验的说 明。 半遮光)，因变量为叶片是否制造出淀粉，观测指标为是否 出现颜色变化(出现深蓝色)。 8、1880 年，恩格尔曼：叶绿体是光合作用的场所； 氧气是叶绿体释放的。 实验内容： (1)本实验的实验组为极细光束照射处的叶绿体，对照组为 黑暗处的叶绿体和完全曝光的叶绿体。 (2)本实验中为自身对照，自变量为光照(照光处与不照光 处；黑暗与完全曝光)，因变量为好氧细菌分布。 易错警示 恩格尔曼实验方法的巧妙之处 (1)实验材料选得妙：用水绵作为实验材料。水绵不仅具有 细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋状地分布在细胞中， 便于观察和分析研究。 (2)排除干扰的方法妙：实验成功的关键之一在于控制无关 变量和减少额外变量，恩格尔曼将临时装片放在黑暗并且 没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影响，从而 确保实验能够正常进行。 (3)观测指标设计得妙：通过好氧细菌的分布进行检测，从 而能够准确地判断出水绵细胞中释放氧的部位。 (4)实验对照设计得妙：进行黑暗(局部光照)和曝光的对比 实验，从而明确实验结果完全是由光照引起的。 9、1941 年，鲁宾和卡门：光合作用释放的氧全部来自来 水。 实验内容： (1)本实验方法为同位素标记法。 (2)本实验为相互对照，自变量为标记物质(H182 O 与 C 18O2)， 因变量为 O2 的放射性。 10、20 世纪 40 年代：卡尔文：探明了二氧化碳中的碳在 光合作用中转化为有机物中碳的路径。 （二）、根据导学案让学生练习对应的科学家以及结论。 （三）、对经典实验进行分析。 教师说明： 萨克斯的实验、恩格尔曼的实验、鲁宾和卡门的实验中的 自变量与因变量以及观测指标。 学生完成导 学案 学生观看PPT 思考与谈论 几个经典实 验 巩固旧知识 对经典实验 进行重点分 析
光合 作用的过二、光合作用的过程 学生归纳并 程 l、通过光合作用的探究历程来总结出光合作用的反应式:总结 光能 1、总结反CO+H0 叶绿体 CH2O)+O 应式 过程图解 条件:光、色素、酶 学生阅读课 光能 场所:类囊体的薄膜上 本P103,对 光合作 光反应阶段 周用的过程全 物质「H2O [ [H+O2 DP+Pi→ATP 与暗反应阶 图解 ATP中活跃 能量变化:光能一的化学能 段进行复习 [H] ATP ADP+Pi 条件:酶 与讨论,并完 场所:叶绿体基质 成导学案 物质∫Co2=-C-(cH。O 多种酶参加催 应变化 ADP+Pi CHzO) 能量变化:ATP中活跃、有机物中稳 能定的化学能 (1)、光反应阶段 学生讨论 (2)、暗反应阶段: (3)、光合作用的实质:合成有机物、储存能量 3、光反应与暗反应二者的关系 学生小组讨通过复习并 、光反应光反应是暗反应的基础:提供田和AIP 论并发表自对比光反应 与暗反应(解释在这里指NADH,既可作为还原剂,又可提供已的看法。阶段与暗反 的联系能量) 学生思考应阶段 暗反应为光反应提供原料ADP、Pi 注意:ATP的移动方向:从类囊体薄膜到叶绿体基质 ADP,Pi的移动方向:从叶绿体基质到叶绿体类囊体薄膜 、课堂 课堂练习 练习 学生思考并对知识的检 小结: 回答问题。测 四、小结 、光合作用的探究历程 、光合作用的过程 、反应式 过程 学生思考与对知识的小 (1)、光反应 归纳 (2)、暗反应 3、光反应与暗反应的联系 结语:光合作用将光能转化为有机物中的化学能储存在有 机物中,被不能利用光能的生物所利用。光合作用使太阳 能成为地球生命的“能量之源”。 五、布置布置作业 巩固知识 作业
4 二、光合 作用的过 程 1、总结反 应式 2、光合作 用的过程 图解 3、光反应 与暗反应 的联系 三、课堂 练习 四、小结 五、布置 作业 二、光合作用的过程 1、通过光合作用的探究历程来总结出光合作用的反应式： CO2＋H2O――→ 光能 叶绿体 (CH2O)＋O2 2、过程图解 （1）、光反应阶段： （2）、暗反应阶段： （3）、光合作用的实质：合成有机物、储存能量 3、光反应与暗反应二者的关系： 光反应是暗反应的基础：提供[H]和 ATP （解释[H]在这里指 NADPH，既可作为还原剂，又可提供 能量） 暗反应为光反应提供原料 ADP、Pi。 注意：ATP 的移动方向：从类囊体薄膜到叶绿体基质。 ADP，Pi 的移动方向：从叶绿体基质到叶绿体类囊体薄膜。 课堂练习 小结： 一、光合作用的探究历程 二、光合作用的过程 1、反应式 2、过程 （1）、光反应 （2）、暗反应 3、光反应与暗反应的联系 结语：光合作用将光能转化为有机物中的化学能储存在有 机物中，被不能利用光能的生物所利用。光合作用使太阳 能成为地球生命的“能量之源”。 布置作业。 学生归纳并 总结 学生阅读课 本 P103，对 光反应阶段 与暗反应阶 段进行复习 与讨论，并完 成导学案 学生讨论。 学生小组讨 论并发表自 己的看法。 学生思考 学生思考并 回答问题。 学生思考与 归纳。 通过复习并 对比光反应 阶段与暗反 应阶段。 对知识的检 测 对知识的小 结 巩固知识
九、板书设计 第10讲能量之源—光与光合作用(第二课时) 、光合作用的探究历程 、光合作用的过程 1、总反应式 2、过程 (1)光反应阶段 (2)暗反应阶段 (3)光合作用的实质 3、光反应与暗反应的关系 十、教学反思:
5 九、板书设计 第 10 讲 能量之源——光与光合作用（第二课时） 一、光合作用的探究历程 二、光合作用的过程 1、总反应式： 2、过程 （1）光反应阶段 （2）暗反应阶段 （3）光合作用的实质 3、光反应与暗反应的关系 十、教学反思：