高一生物《分子與生物》全套教案：54《能量之源——光與光合作用》新人教版必修1

1、第4節(jié) 能量之源光與光合作用一、 教學(xué)目標(biāo)1.說(shuō)出綠葉中色素的種類和作用。2.說(shuō)出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。3.說(shuō)明光合作用以及對(duì)它的認(rèn)識(shí)過(guò)程。4.嘗試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。5.說(shuō)出光合作用原理的應(yīng)用。6.簡(jiǎn)述化能合成作用。二、 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)（1）綠葉中色素的種類和作用。（2）光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史。（3）光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)過(guò)程及相互關(guān)系。（4）影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。2.教學(xué)難點(diǎn)（1）光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過(guò)程。（2）探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。三、教學(xué)方法探究法、實(shí)驗(yàn)法、講述法、對(duì)比法四、課時(shí)安排2五、教學(xué)過(guò)程引入以“問(wèn)題探討”引入，學(xué)生思考討論回答，教師提示。

2、提示1.用這種方法可以提高光合作用強(qiáng)度。因?yàn)槿~綠素吸收最多的是光譜中的藍(lán)紫光和紅光。不同顏色的光照對(duì)植物的光合作用會(huì)有影響。2.因?yàn)槿~綠素對(duì)綠光吸收最少，所以不使用綠色的塑料薄膜或補(bǔ)充綠色光源。板書一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)問(wèn)題以“本節(jié)聚焦”發(fā)問(wèn)，引起學(xué)生的注意思考。板書捕獲光能的色素實(shí)驗(yàn)綠葉中色素的提取和分離。（到實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)討論學(xué)生思考討論回答，教師提示。提示1.濾紙條上有4條不同顏色的色帶，從上往下依次為：胡蘿卜素（橙黃色）、葉黃素（黃色）、葉綠素a（藍(lán)綠色）、葉綠素b（黃綠色）。這說(shuō)明綠葉中的色素有4種，它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?，隨層析液在濾紙上擴(kuò)散的快慢也不一樣。2.濾紙上的濾

3、液細(xì)線如果觸到層析液，細(xì)線上的色素就會(huì)溶解到層析液中，就不會(huì)在濾紙上擴(kuò)散開(kāi)來(lái)，實(shí)驗(yàn)就會(huì)失敗。板書葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。與社會(huì)的聯(lián)系人們根據(jù)上述科學(xué)原理，在需要人工補(bǔ)充光照的溫室和塑料大棚中栽培農(nóng)作物時(shí)，就可以根據(jù)所需要的光合作用產(chǎn)物的類型，來(lái)選擇適合的光源以及玻璃或塑料薄膜了。例如，冷光鏑燈的光譜成分接近于太陽(yáng)光，且輻射出的熱能比較少，是一種比較好的人工光源；又如，氙燈的可見(jiàn)光部分也近似于太陽(yáng)光，但其紫外線和紅外線則比太陽(yáng)光的多，使用時(shí)應(yīng)隔以玻璃或水層以吸收其紫外線或紅外線。相比之下，日光燈的藍(lán)紫光和綠光比太陽(yáng)光的多而紅光比太陽(yáng)光的少；普通的白

4、熾燈則藍(lán)紫光比太陽(yáng)光的少而紅外光比太陽(yáng)光多?？茖W(xué)家通過(guò)實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，藍(lán)色塑料薄膜育秧時(shí)有壯秧的效果，這一結(jié)果現(xiàn)已在不少地區(qū)的水稻育秧生產(chǎn)中得到應(yīng)用。二、葉綠體的結(jié)構(gòu)資料分析1.恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：氧氣是葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。2.提示：實(shí)驗(yàn)材料選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察，用好氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位；沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾；用極細(xì)的光束照射，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)；臨時(shí)裝片暴露在光下的實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果，等等。3.葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。板書葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。它內(nèi)部的

5、巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進(jìn)行光合作用所需的酶。小結(jié)略。作業(yè)練習(xí)基礎(chǔ)題1.（1）×；（2）。2.B。3.結(jié)論是：葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)光用于光合作用，放出氧氣。拓展題1.植物體吸收光能的色素， 還存在于植物幼嫩的莖和果實(shí)等器官的一些含有光合色素的細(xì)胞中。2.提示：是的。不同顏色的藻類吸收不同波長(zhǎng)的光。藻類本身的顏色是反射出來(lái)的光，即紅藻反射出了紅光，綠藻反射出綠光，褐藻反射出黃色的光。水層對(duì)光波中的紅、橙部分吸收顯著多于對(duì)藍(lán)、綠部分的吸收，即到達(dá)深水層的光線是相對(duì)富含短波長(zhǎng)的光，所以吸收紅光和藍(lán)紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍(lán)紫光和綠光較多的紅藻分

6、布于海水深的地方。（第一課時(shí)完）板書二、光合作用的原理和應(yīng)用問(wèn)題以“本節(jié)聚焦”的問(wèn)題引起學(xué)生的注意思考。板書光合作用的探究歷程講述結(jié)合課本的圖，一步一步的引導(dǎo)。旁欄思考題學(xué)生思考討論回答，教師提示。提示持這種觀點(diǎn)的人，很可能是在無(wú)光條件下做的這個(gè)實(shí)驗(yàn)。無(wú)光時(shí)，植物不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以沒(méi)有釋放氧氣，而是釋放二氧化碳，也就是使空氣變污濁了。思考與討論1學(xué)生思考討論回答，教師提示。1.光合作用的原料是二氧化碳和水，產(chǎn)物是糖類和氧氣，場(chǎng)所是葉綠體，條件是要有光，還需要多種酶等。光合作用的反應(yīng)式是：CO2 + H2O (CH2O) + O22.提示：從人類對(duì)光合作用的探究歷程來(lái)看，生物學(xué)

7、的發(fā)展與物理學(xué)和化學(xué)的研究進(jìn)展關(guān)系很密切。例如，直到1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳，這個(gè)事例說(shuō)明生物學(xué)的發(fā)展與化學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展密切相關(guān)。又如，魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法證明光合作用釋放的氧氣來(lái)自水，而不是來(lái)自二氧化碳；卡爾文用同位素示蹤技術(shù)探明了二氧化碳中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑，都說(shuō)明在科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，相關(guān)學(xué)科的互相促進(jìn)，以及技術(shù)手段的進(jìn)步對(duì)科學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用。板書光合作用的過(guò)程CO2 + H2O (CH2O) + O2講述結(jié)合下面題目講解。填寫圖中光合作用過(guò)程的名稱并回答問(wèn)題：（1）寫出各標(biāo)號(hào)的名稱：_ _ _ _

8、 _ _ _（2）光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了 和 （只填序號(hào)）。（3）光反應(yīng)和暗反應(yīng)的場(chǎng)所分別是葉綠體的_和_。答案：（1） H ATP ADPPi（2）34（3）片層結(jié)構(gòu)的薄膜 基質(zhì)思考與討論2學(xué)生思考討論回答，教師提示。光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段所需條件必須有光有光無(wú)光均可進(jìn)行場(chǎng)所類囊體的薄膜上葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中物質(zhì)變化H2O分解成O2和H；形成ATP二氧化碳被固定；C3被H還原，最終形成糖類；ATP轉(zhuǎn)化成ADP和Pi能量轉(zhuǎn)換光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，儲(chǔ)存在ATP中ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為糖類中儲(chǔ)存的化學(xué)能聯(lián)系2.物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)階段產(chǎn)生的H，在暗反應(yīng)階段用于還原C3；能量聯(lián)系：光反應(yīng)階段生成的ATP，在暗反應(yīng)階

9、段中將其儲(chǔ)存的化學(xué)能釋放出來(lái)，幫助C3形成糖類，ATP中的化學(xué)能則轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)存在糖類中的化學(xué)能。板書三、光合作用原理的應(yīng)用四、化能合成作用講述起初，人們認(rèn)為只有綠色植物才能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，后來(lái)發(fā)現(xiàn)，即使沒(méi)有葉綠素的參與，某些微生物也能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，這類微生物稱做化能自養(yǎng)型微生物。這類微生物通過(guò)氧化如氫氣、硫化氫、二價(jià)鐵離子或亞硝酸鹽等無(wú)機(jī)物，奪取無(wú)機(jī)物中的電子，通過(guò)電子傳遞鏈合成ATP和NADPH，再利用ATP和NADPH完成二氧化碳的還原和固定。廣泛地分布在土壤和水域環(huán)境中的硫化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、氫細(xì)菌與鐵細(xì)菌等都屬于這類微生物。例如，氫細(xì)菌通過(guò)將氫氣氧化為水，硫細(xì)菌通過(guò)將硫化氫氧化為硫酸鹽，硝化細(xì)菌通過(guò)將氨氧化為亞硝酸鹽，或?qū)喯跛猁}氧化為硝酸鹽，來(lái)驅(qū)動(dòng)二氧化碳的固定，完成有機(jī)物的合成。（有可能補(bǔ)充方程式）小結(jié)略。作業(yè)練習(xí)一二?；A(chǔ)題1.（1）；（2）×。2.B。  3.D。  4.C。  5.D。  6.B。7.光合作用中光反應(yīng)階段的能量來(lái)源是光能，暗反應(yīng)階段的能量來(lái)源是ATP。8.白天若突然中斷二氧化碳的供應(yīng)，葉綠體內(nèi)首先積累起來(lái)的物質(zhì)是五碳化合物。拓展題1.（1）根據(jù)圖中的曲線表明，710時(shí)光