人教版必修一 能量之源——光與光合作用 教案.doc

5.4 能量之源光與光合作用一、教材分析本節(jié)中“綠葉中色素的提取和分離”采用探究性實驗教學，教師利用教材中的問題探討引入，讓學生討論“為什么蔬菜大棚采用紅色或藍色的塑料薄膜而不用綠色的塑料薄膜”，激發(fā)學生的學習熱情，然后引導學生實驗探究、觀察思考，通過分析實驗結果，由學生自己得出色素的種類和顏色，通過色素對光能吸收的小實驗過渡到色素對光能的吸收和葉綠體結構的學習，這樣的教學不僅符合學生由感性到理性的認知規(guī)律，也有利于學生的主動參與，利于培養(yǎng)學生科學的思維方法和研究方法，利于提高學生的科學素養(yǎng)。在整個教學過程中精心設計問題，啟迪學生的思維，最大程度地發(fā)揮學生的主動性。捕獲光能的色素和結構”是分子與細胞第5章第4節(jié)“能量之源光與光合作用”的教學內容之一，主要學習葉綠體的結構和色素的種類，掌握提取、分離色素的實驗技巧，學習科學家探索光合作用原理的科學思維和方法。光合作用的原理和應用是人教版新課標必修一第五章第四節(jié)的第二部分內容，由舊教材的“光合作用”變?yōu)榱恕肮夂献饔玫脑砗蛻谩保攸c強調“原理”和“應用”，體現(xiàn)了sts的教育理念。本節(jié)是學生在學習初中生物光合作用及在學習本節(jié)第一部分捕獲光能的色素和結構的基礎上，分別從光合作用的探究歷程、光合作用的過程、原理及應用和化能合成作用等四個方面進行學習，其中光合作用的原理和應用屬于生命系統(tǒng)中的能量轉化供應和利用的問題，把過去植物新陳代謝的問題提升到生命系統(tǒng)的水平來研究。本節(jié)與現(xiàn)實生活聯(lián)系密切，其中探究影響光合作用的環(huán)境因素，通過設計實驗方案可以提高學生的科學素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的合作探究能力；體現(xiàn)了“倡導探究性學習”“自主性學習”的課程理念。而光合作用的過程是教學的重點也是教學的難點，是以后學習生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動的基礎，具有承上啟下的作用，所以本節(jié)是必修一的重點內容，也是整個高中階段的重要內容之一。建議安排2課時完成，第一課時學習“光合作用的探究歷程”和 “光合作用的過程”。第二課時學習光合作用原理的應用和化能合成作用，其中還要完成探究“環(huán)境因素對光合作用強度的影響”。二、教學目標1、說出綠葉中色素的種類和作用。2、說出葉綠體的結構和功能。3、說出光合作用以及對它的認識過程。4、嘗試探究影響光合作用強度的環(huán)境因素。5、說出光合作用原理的應用。6、簡述化能合成作用。三、教學重點、難點及解決方法。1、教學重點及解決方法教學重點綠葉中色素的種類和作用。光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史。光合作用的光反應、暗反應過程及相互關系。影響光合作用強度的環(huán)境因素。解決方法通過色素提取和分離實驗，讓學生仔細觀察分離出的不同色帶，色帶的顏色、分布順序和寬窄，思考其原因及作用。讓學生從化學反應的角度看光合作用的過程，明確每一個物質變化和相應的能量轉化的過程。讓學生通過探究活動理解光合作用原理的應用。2、教學難點及解決方法教學難點光反應和暗反應的過程。探究影響光作用強度的環(huán)境因素。解決方法通過由淺入深的講解，讓學生理解光反應和暗反應的過程，區(qū)別和聯(lián)系。通過探究活動環(huán)境因素對光合作用強度的影響，讓學生掌握光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用。四、課時安排3課時。五、教學方法講解、實驗法。 教具準備： 課件、實驗儀器、試劑、材料等。六、學生活動1、指導學生閱讀教材，找出需了解的知識點。2、讓學生討論認識葉綠體的結構，這種結構有哪些適于進行光合作用的特點；光合作用的過程，影響因素等。七、教學程序第1課時問題探討結合教材p97圖討論：1、用這種方法有什么好處？不用顏色的光照對植物的光合作用會有影響嗎？2、為什么不使用發(fā)綠色光的燈管作補充光源？導言：追根溯源，對絕大多數(shù)生物來說，能量的最終來源是光能。將光能轉換成化學能要靠光合作用，進行光合作用的細胞，首先要能夠捕獲光能，那么捕獲光能的色素有哪些呢？一、捕獲光能的色素。探究綠葉中色素的種類：教師指導學生完成如p9798的實驗。教師可讓學生帶著下列問題去做實驗：1、加入sio2、caco3的作用是什么？2、研磨時為什么要迅速而充分？3、將濾液收集到試管中后，為什么要用棉塞將試管口塞嚴？4、濾紙條一端為什么要剪去兩角？5、畫濾液細線時應注意什么？6、為什么不能讓濾液細線觸及層析液？7、濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？這說明了什么？教師歸納總結： 葉綠素a（藍綠色） 葉綠素 綠葉中的色素 葉綠色b（黃綠色） 胡蘿卜素（橙黃色） 類胡蘿卜素 葉黃素（黃色）教師演示相關實驗讓學生得知：葉綠素a和葉綠素b吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光，并結合p99吸收光譜圖講解。1817年，兩位法國科學家首次從植物中分離出葉綠素，但當時并不清楚葉綠素分布于何處？1865年德國植物學家薩克斯研究葉綠素在光合作用中的功能時，發(fā)現(xiàn)葉綠素并非普遍分布在植物的整個細胞中，而是集中在一個個更小的結構里，后來人們稱之為葉綠體。二、葉綠體的結構結合p99圖示講解葉綠體的結構，教師歸納： 外膜葉綠體 內膜 基粒：由兩個以上的類囊體組成，含色素和酶 基質：含酶資料分析葉綠體的功能。結合p100 恩格爾曼的實驗討論下列問題；1、恩格爾曼實驗的結論是什么？2、恩格爾曼的實驗方法有什么巧妙之處？三、總結重點總結捕獲光能的色素有哪些，葉綠體的結構，其結構上有哪些特點適用于進行光合作用。四、作業(yè)布置p100練習五、板書設計第4節(jié) 能量之源光與光合作用一、捕獲光能的色素和結構1、捕獲光能的色素 葉綠素a（藍綠色） 葉綠素（含量約占3/4） 葉綠色b（黃綠色）綠葉中的色素 胡蘿卜素（橙黃色） 類胡蘿卜素 （含量約占1/4） 葉黃素（黃色）2、葉綠體的結構1、分布2、形態(tài) 外膜 內膜3、結構 基粒：由兩個以上的類囊體組成，含色素和酶 基質：含酶4、功能第2課時導言：我們知道，光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。人們得出這一認識經(jīng)歷了漫長的探索歷程。讓我們重溫一下這段歷程吧！一、光合作用的探究歷程教師列表呈現(xiàn)相關內容，學生討論回答問題。年代科學家實驗結論思考1771年英國的普利斯特利將點燃的蠟燭與綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內，蠟燭不容易熄滅；將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內，小鼠也不易窒息而亡。結論？為什么有人認為植物也能使空氣變污濁？1779后荷蘭的英格豪斯將普利斯特利所做的實驗裝置分別放在光下和黑暗中做結論？與前人相比，實驗做了什么改進？1845年德國的梅耶結論？梅耶得出結論的依據(jù)是什么？1864年德國的薩克斯結論？1、為什么要把綠葉先在暗處放置幾小時？2、誰是實驗組，誰是對照組？1880年美國的恩格爾曼上一節(jié)課已講1939年美國的魯賓和卡門采用同位素標記法分別標記h2o和co2，進行兩組光合作用的實驗。第一組向綠色植物提供h218o和co2；第二組提供h2o和c18o2。結論？二位科學家采用了什么研究手段？20世紀40年代美國的卡爾文用14c標記14co2，供小球藻進行光合作用。討論：1、從人類對光合作用探究歷程來看，生物學的發(fā)展與物理學和化學有什么聯(lián)系？與技術手段的進步有什么聯(lián)系？2、人類對光合作用的探究過程，你還有哪些感悟？二、光合作用的過程。教師結合p103圖講解。光合作用總反應式：co2h2o（ch2o）o2光反應階段暗反應階段部位類囊體的薄膜上葉綠體的基質中條件光、色素、水、酶h、atp、co2、酶物質變化水的光解：2h2o4ho2atp的形成：adppi能量atpco2的固定：co2c52c32c3 (ch2o)c5h2o能量變化光能轉變成活躍的化學能儲存在atp中atp中活躍的化學能轉變成穩(wěn)定的化學能儲存在各類有機物中。聯(lián)系光反應為暗反應提供h、atp，暗反應為光反應提供adp和pi。光反應與暗反應是光合作用全過程的兩個階段。既有區(qū)別又有聯(lián)系，是缺一不可的整體。三、總結人類認識光合作用的歷程和光合作用的過程。四、布置作業(yè)p106 練習五、板書設計二、光合作用的原理和應用一、光合作用的探究過程1、普利斯特利的實驗2、英格豪斯的實驗3、梅耶的實驗4、薩克斯的實驗5、魯賓和卡門的實驗6、卡爾文的實驗二、光合作用的過程1、總反應式2、過程3、實質第3課時導言：上節(jié)課我們學習了光合作用的具體過程。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上為了增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，可采用提高光合作用的強度的措施。那么哪些環(huán)境因素能影響光合作用的強度呢？先讓我們來做個實驗。一、光合作用原理的應用。教師指導學生完成p104105的實驗。因素對光合使用的影響在生產(chǎn)上的應用光1、光照強度：光合作用隨光照強度的變化而變化。光照弱時光合作用減慢，光照逐步增強時光合作用隨之加快，但是光照增強到一定程度，光合作用速度不再增加。2、光質不同影響光合速率，白光為復色光，光合作用能力最強。單色光中紅光作用最快，藍紫光次之，綠光最差。3、日變化，光合速率在一天中有變化，一般與太陽輻射進程相符。1、適當提高光照強度。2、延長光合作用時間。3、增加光合作用面積合理密植。4、對溫室大棚用無色透明玻璃。5、若要降低光合作用則用有色玻璃，如用紅色玻璃，則透紅光吸收其他波長的光，光合能力較白光弱，但較其他單色光強。溫度光合作用的光反應和暗反應是酶促反應，溫度直接影響酶的活性，從而影響光合速率。溫度過高，還會影響植物葉片氣孔開度，影響co2供應，進而影響暗反應，從而影響光合速率。1、適時播種。2、溫室栽培植物時，白天適當提高溫度，晚上適當降溫。3、植物“午休”現(xiàn)象的原因之一。二氧化碳濃度二氧化碳是光合作用的原料之一。環(huán)境中二氧化碳濃度的高低明顯影響光合速率。在一定范圍內，植物的光合速率是隨co2濃度增加而增加，但到達一定程度時再增加co2濃度，光合速率不再增加。溫室栽培植物時適當提高室內co2的濃度，如施放一定量的干冰或多施農(nóng)家肥。礦質元素礦質元素直接或間接影響光合作用。n、mg、fe、mn、cu、p、cl產(chǎn)生直接影響（n影響酶的含量，n、mg、fe、mn影響葉綠素的組成或生物合成）。k、p、b對光合作用產(chǎn)生間接影響。合理施肥水水分是光合作用原料之一，缺少時光合速率下降。合理灌溉二、化能合成作用學生閱讀p105回答：1、什么是自養(yǎng)生物？什么是異養(yǎng)生物？2、自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物的本質區(qū)別是什么？3、自養(yǎng)生物有哪些類型？它們的主要區(qū)別是什么？教師歸納：自然界中少數(shù)種類的細菌，雖然細胞內沒有葉綠素，不能進行光合作用，但是能利用體外環(huán)境中的某些無機