人教版高中生物必修1分子與細胞光合作用的原理和應用教學設計

1、生物必修1分子與細胞第五章細胞的能量供應和利用第四節(jié)能量之源光與光合作用教學設計光合作用的原理和應用一、教學設計（一）、教學思想本節(jié)課的設計緊貼課程標準強調(diào)的宗旨：培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)；結(jié)合探究實驗，使得學生對知識的認識從感性過渡到理性；充分發(fā)揮學生的自主性學習，通過自主學習完成對知識的初步認識和理解，充分體現(xiàn)了學生在課堂中的主體地位；充分發(fā)揮教師的主導作用，通過教師的重點指引和難點突破，幫助學生完成從對知識的初步認識和理解升華到對知識的綜合理解和應用，從而真正轉(zhuǎn)化為能力和素養(yǎng)。由于本節(jié)課的知識側(cè)重在理解水平，所以在課堂練習的選擇上也應側(cè)重于知識的應用，在選題上應同時側(cè)重知識的發(fā)展和學生的發(fā)展。

2、（二）、學情分析本節(jié)的授課對象是高一的學生1、他們在初中的生物學學習中已具備了一定的關于光合作用的基礎知識，也做過“綠葉在光下制造淀粉”這個實驗。2、他們具備物質(zhì)轉(zhuǎn)變和能量變化等相關的化學知識。3、在前面的降低化學反應活化能的酶一節(jié)的學習中已經(jīng)學習過簡單的對照實驗和相關的實驗設計原則，使本節(jié)對于光合作用的探索歷程階段的實驗分析可以順利進行。4、他們具有一定的分析問題的能力，實施問題探究教學是可行的。光合作用的探究歷程光反應階段（三）、教材分析光合作觀啥!借用那，介紹的與光合扁軍福應甩d磷鬲唯用的派劇程，光贈展悔阱慢等知識。教材物科學的研究方法。光合作用的過區(qū)驗，有利于培養(yǎng)學生的科學精神和嚴謹?shù)?/p>

3、科學態(tài)度，培養(yǎng)學生掌握生光合作用的原理的應用程介紹了光反應和暗反應過程中物質(zhì)和能量的變化，光合作用原理的應用通過學習光合作用強度，引導學生增懶陸I幽作呵用的影響，使知識得到遷移和應用。知識結(jié)構(gòu):（四）、教學目標1. 知識目標。了解光合作用的發(fā)現(xiàn)過程，并能簡述出光合作用的原料、產(chǎn)物、條件和反應場所和化能合成作用。2. 能力目標。學習各位科學家的發(fā)現(xiàn)過程，幫助學生學會運用探究的手段發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。3. 情感目標。（1）通過光合作用發(fā)現(xiàn)過程的學習，認識到科學發(fā)現(xiàn)的艱辛、科學研究方法的重要性，進而說明學習方法的重要性，領悟自然界生命活動的復雜性和有序性。（2）學生通過體驗科學探究一般過程，了解科學

4、研究的一般方法、養(yǎng)成勇于實踐的科學精神，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，激發(fā)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。（五）、教學方法自主性學習；自主探究和合作探究；評價學習。（六）、課前準備蒼山縣第四屆國際蔬菜產(chǎn)業(yè)博覽會巨型南瓜，郁金香花田，百畝油菜園圖片；多媒體課件（演示光合作用的探究歷程和光合作用過程）；光合作用過程教具。（七）、課時按排一課時（八）、教學流程過程設計教學內(nèi)容設計意圖教師指導（主要包括問題的設置和學習任務的布置）學生活動導入新課多媒體展示蒼山縣第四屆國際蔬菜產(chǎn)業(yè)博覽會巨型南瓜，郁金香花田，白由油采園圖片；美麗的植物裝點了我們的世界，植物要想茁壯成長，能量之源是一光合作用欣賞圖片，認同光合作用是能量之源

5、。創(chuàng)設富有人文氣息的情境，激發(fā)興探究興趣，導入新課。光合作用的探究歷程（一）光合作用的探究歷程：學生通讀課本光合作用的探究歷程，同桌合作完成導學案相關表格，梳理各個科學家的實驗內(nèi)容以及結(jié)論。多媒體展示卜面資料1 、公元前3世紀古希臘學者亞里士多德的結(jié)論：植物的物質(zhì)積累來源于土壤。2 、1648年比利時醫(yī)生VanHelmont的柳樹實驗。將一株2.3重的柳樹苗種在90.8kg的干土中，只用純凈的雨水澆灌，5年后柳樹的質(zhì)量增加了80kg多，而土壤減少了不到100g。VanHelmon的結(jié)論是什么？亞里士多德的結(jié)論只是一個經(jīng)驗的推測，并沒有進行相應的科學實驗。然后科學家又做了相關的實驗。請學生評價：

6、你同意他們的結(jié)論嗎？（A、亞里士多德的觀點缺少科學依據(jù)；B、柳樹實驗則體現(xiàn)了比較科學的研究方法。）科學的方法體現(xiàn)在那些方面？（對照原則）你對VanHelmont的實驗結(jié)論認同嗎？（不認同）為什么？從實驗設計的過程看是不是后/、嚴密之處？（沒有對實驗中某些因素（無關變量）嚴格控制）植物生長所需的物質(zhì)從哪里來的呢？先請生物活動小組一組同學介紹一下他們模擬普利斯特利和英格豪斯所作的實驗過程并展示一下實驗結(jié)果。同學可以向他們提問：學生相互討論、交流、評價。學生可以討論。培養(yǎng)學生從資料中獲取信息的能力，對實驗的評價能力。培養(yǎng)學生動手能力，感悟成功的喜悅。投影展示實驗結(jié)果蠟燭熄滅時間(分鐘)展小頭結(jié)果試驗

7、次數(shù)放天竺葵的玻璃罩不放天竺葵的玻璃罩15.20.526.10.436.50.345.80.4積極思維，回思考一下實驗組蠟燭熄滅時間的長矩與玻璃罩內(nèi)植株的大小、數(shù)量和光照強度有美嗎?如有美系，有興趣的同學課卜可以去實驗室做某一因素的探究實驗。多媒體課件依次演示光合作用的幾個經(jīng)典實驗過程。1、1771年普利斯特利的實驗：點燃的蠟燭與綠色植物，密閉，蠟燭不熄滅。小鼠與綠色植物，密閉，小鼠不易窒息老師質(zhì)疑：(大屏幕)(1)、該實驗的結(jié)論是什么？(2)、為什么有人認為植物也能使空氣變渾濁？他們忽略了什么條件？2、1779年英格豪斯的實驗：植物更新空氣老師質(zhì)疑：(大屏幕)(1)、普利斯特利的實驗為什么在

8、光下才能成功？(2)、為什么植物只用具后綠葉才能更新空氣？(3)、植物吸收了空氣中的什么氣體？放出的氣體是什么？(4)、在這個過程中光能轉(zhuǎn)變成了什么能？講述：直到1785年人們才明確綠葉在光下放出氧氣，吸收二氧化碳，1845年，梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定答教師提出的問題。仔細閱讀資料，觀察課件演示。讓各小組把觀察到的經(jīng)典實驗過程用語言表達出來。學生形成新的質(zhì)疑，對老師的設疑進行討論探究。學生討論過程中人人參與，生生互動，學生相互啟發(fā)，共同探究，學會學習。學生分組討論交流，回答老師的提問并思考污濁的空氣指哪種成分？光被植物的哪種結(jié)構(gòu)吸收？該結(jié)構(gòu)含有哪些色素?作用是什么？深化教材資源，引導學生思維，

9、激發(fā)學生探索意識。設計的目的和策略：通過多媒體課件展示，學生能夠直觀地感受科學家的探究歷程，同時深刻體驗科學家們科學的探究方法和思想，即：發(fā)現(xiàn)問題一一做出假設一一實驗驗證一一分析得出結(jié)論的探究思路。通過經(jīng)典實驗，進一步理解實驗設計中的實驗變量、實驗遵循的原則。教與學的方法：引導學生聯(lián)系初中已有知識，對材料進行分析，表達交流釋疑質(zhì)疑并學會概括總結(jié)分析歸納得出結(jié)論。培養(yǎng)學生分析問題和語言表達能力。啟發(fā)學生學會思考，使學生認識生物學的發(fā)展與物理化學密律指出，在植物進行光合作用時把光能轉(zhuǎn)換成化學能儲存起來。過渡：那么光能變成化學能儲存于什么物質(zhì)呢？吸收的二氧化碳轉(zhuǎn)變成了什么物質(zhì)？3、1864年薩克斯的

10、實驗碘黑暗一半暴光深籃綠葉碘24小時一半遮光無變化老師質(zhì)疑：(大屏幕)(1)、為什么要把綠葉放在暗處幾小時？(2)、該實驗的巧妙之處是什么？(3)、這個實驗是否設置了對照組？哪組是？(4)、實驗中所需控制的單一變量是什么？(5)、實驗中哪些處理用于排除干擾？(6)、這個實驗可以得出什么結(jié)論？(7)、如果遮光部位也變藍，可能的結(jié)果？過渡：知識的拓寬與延伸光合作用的原料有水和二氧化碳，那么光合作用釋放的氧氣來自水還是二氧化碳？建議：閱讀課本同位系標記法4、1880年，恩格爾曼的實驗把載有水綿和好氧細菌的裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中，人后用極細的光束照射水綿。如果臨時裝片暴露在光下，細菌則分布在葉綠

11、體所有受光的部位。老師質(zhì)疑：(大屏幕)(1)恩格爾曼的結(jié)論是什么？(2)恩格爾曼的實驗方法有什么巧妙之處？5、1939年魯賓和卡門用放射性同位素示蹤法證明這一問題H2O和C18QO2向植物提供H218O和CO18Q提問：(大屏幕)(1)、用18O分別標記什么物質(zhì)？引導學生思考薩克斯的實驗假設是什么？利用薩克斯的裝置還可以探究什么問題？學生主動展示學習成果，闡明自己的觀點和見解，交流合作，形成最佳答案，達到對知識的深入理解和拓寬。各小組成員對老師的質(zhì)疑進行自評和互評。切相關，解相關學科之間的相互促進作用。體會科學技術進步是科學發(fā)展的推動力，培養(yǎng)學生知識遷移能力。培養(yǎng)學生嚴謹?shù)奶骄烤窈涂茖W態(tài)度，

12、提高學生生物學素養(yǎng)。養(yǎng)學生團結(jié)協(xié)作勇敢有為，探索創(chuàng)新的精神，共同分享學習成果。通過觀察圖像增加學生的感性認識，有利于學生掌握光合作用的過程，培養(yǎng)學生的觀察能力和將圖像轉(zhuǎn)化成文字語言的能力。通過層層設疑，學生對知識的理解逐步加深加寬，為學習光合作用的過程奠定了基礎。(2)、該實驗的結(jié)論是什么？知識點小結(jié)這節(jié)課我們共同學習光合作用的探究歷程的經(jīng)典實驗，大家學習后都有什么感悟？請交流。學生積極思考，互相交流。通過光合作用發(fā)現(xiàn)過程的學習，認識到科學發(fā)現(xiàn)的艱辛、科學研究方法的重要性?？茖W家通過艱辛的努力，最終一步步探究出光合作用的過程，總結(jié)出光合作用的反應T/cc*c光能/葉綠體式：(CO2+H2O_*

13、_T(CHzO)+。2)反應式表示出光合作用條件、場所、反應物、生成物各是什么，它并不能表達光合作用具體過程，那么光合作用的具體過程怎樣？學生總結(jié)光合作用反應式并熟記。對學生評價，通過總結(jié)剛剛學過的知識導入新知識點。光合作用的過程(二)光合作用的過程人們常常根據(jù)反應過程是否需要光這個條件，將光合作用全過程分為光反應和暗反應兩個大的階段。學生結(jié)合圖5-15通讀光合作用的過程，小組合作，通過移動教具加深熟悉記憶光合作用的過程。1、光反應階段(1)、光反應的部位在何處？(2)、光反應的條件是什么？(3)、色素吸收的光能有哪兩個方面的用途？(4)、光反應中物質(zhì)變化和能量變化是怎樣？試用反應式寫出物質(zhì)變

14、化。(5)、光反應中產(chǎn)生的H和ATP到哪里去了？【發(fā)生部位：葉綠體片層結(jié)構(gòu)薄膜上反應條件：光、水色素分子、酶水的光解和ATP勺形成物質(zhì)變化a.水的光解：學生自學課本，通過轉(zhuǎn)移道具，記憶光合作用兩個階段的過程，強化記憶，并給與評價。在已有的知識背景下讓學生主動構(gòu)建新的知識體系，然后回答老師提出的問題。引導學生觀察的方法。通過觀察圖像增加學生的感性認識，有利于學生掌握光合作用的過程，培養(yǎng)學生的觀察能力和將圖像轉(zhuǎn)化成文字語言的能力。JH舊+，oTP形成：能量轉(zhuǎn)孌'：.能光能tATP中活躍化學能H和ATP用于暗反應】2、暗反應階段(1)、暗反應的場所在何處？(2)、暗反應的條件是什么？是否一定

15、不能有光(3)、CO發(fā)生了哪些變化？(4)、暗反應中物質(zhì)變化和能量變化是怎樣？試用反應式寫出物質(zhì)變化。【發(fā)生部位：葉綠體基質(zhì)中反應條件：CO2、多種酶，不需要光歸納整理出本課的重要知識點，在此過程中全面掌握光合作用的全過程，注重反應式。對照板書適時鞏固，對較難理解的尋求老師幫助。以組為單位展示交流自學成果。CO被固定和還原物質(zhì)變化a.C6固定：CO2+C5t2C3;b.C3化合物還原：2C3一ATP"3t（CH2O）+C5。能量轉(zhuǎn)變：ATP中活躍化學能一有機物中穩(wěn)定化學能。】反應與暗反應并非是兩個完全獨立的過程而它們之間內(nèi)聯(lián)系嗎？引導學生列表比較光反應和暗反應的區(qū)別和聯(lián)系。幻燈片展示

16、光反應階段和暗反應階段比較表格學生討論后小組合作填寫表格。（見附表1）培養(yǎng)了學生歸納和類比的能力。培養(yǎng)學生自主探究的生物學素養(yǎng)，培養(yǎng)學生動手操作的能力以及團結(jié)協(xié)作的精神。比較項目光反應階段暗反應階段區(qū)別場所類囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中條件需光、色素和酶后或無光均可、需多種酶物質(zhì)變化（略）能量轉(zhuǎn)化光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活潑的化學能ATP中活潑的化學能轉(zhuǎn)化為糖類等后機物中穩(wěn)定的化學能聯(lián)系1 、光反應是暗反應的基礎，光反應為暗反應的進行提供H和ATP2 、暗反應是光反應的繼續(xù)，暗反應為光反應的進行提供合成ATP的原料AD可口Pi3 、兩者相互獨立又同時進行，相互制約又密切聯(lián)系課堂小結(jié)引導學生回顧分享學完

17、本節(jié)的收獲。結(jié)合書本Pi03圖5-15光合作用過程的圖解，全班同學復述光合作用的過程，老師作適當?shù)难a充。讓學生多動口以加深印象。隨堂測評、高考鏈接精選習題，并篩選有層次和梯度的高考題，根據(jù)課堂需要和學生層次對高考題適當改編。結(jié)合本節(jié)所學，積極完成題目。（見附表1）學練結(jié)合，查漏補缺。提高教學的實效性。附表1光合作用的原理和應用導學案5.4能量之源光與光合作用(2)光合作用的原理和應用【課標預覽】1 .分析人類對光合作用的探究歷程，形成光合作用的概念。2 .闡述光合作用的基本過程，比較光反應和暗反應的異同?！竞献魈骄俊繂栴}探討一、光合作用的探究歷程結(jié)合課本P101至P102光合作用的探索歷程，填

18、寫表格發(fā)現(xiàn)者實驗結(jié)論普利斯特利小白鼠與綠色植物放在同一個玻璃罩內(nèi)，小白鼠沒有窒息死亡。植物可以。英格豪斯500多次植物更新空氣的實驗。綠色植物只有下，才能更新污濁的空氣。梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律光合作用把光能轉(zhuǎn)化成儲存起來。薩克斯暗處理，讓一張葉一半曝光一半遮光，用碘蒸氣處理這片葉，發(fā)現(xiàn)曝光的一半呈深藍色，遮光的一半則沒有顏色變化。植物葉片在光合作用中產(chǎn)生了-O恩格爾曼利用水綿在不同光照條件下對好氧細菌分布的影響氧氣是釋放出來的，-是光合作用的場所。魯賓、卡門C18O2+H2O-O2CO2+H2180f18O2光合作用釋放的氧氣全部來自于-卡爾文用14C標記的C02探明了C02轉(zhuǎn)化成有機物的

19、途徑，即。結(jié)合課本102頁圖5-13薩克斯實驗及魯賓和卡門的實驗圖解，思考下列問題：1 .實驗處理(1)薩克斯實驗中暗處理葉片的目的是什么？(2)恩格爾曼的實驗設計有何巧妙之處？請從選材，實驗對照的設計方面加以說明。2 .對照原則(1)薩克斯實驗中是怎樣設計對照的？其中的自變量是什么(2)魯賓和卡門在實驗中對照實驗類型是什么？自變量是什么?(1)薩克斯實驗結(jié)果能夠證明光合作用的產(chǎn)物除了淀粉外，還能說明什么問題?(2)魯賓和卡門實驗得到的實驗結(jié)論是什么？問題探討二、光合作用的過程光反應階段與暗反應階段的比較項目光反應階段暗反應階段場所區(qū)條件別物質(zhì)變化能量轉(zhuǎn)化聯(lián)系【隨堂測評】1 .光合作用可分為光

20、反應和暗反應兩個階段，下列敘述正確的是()A.光反應不需要酶，暗反應需要多種酶B.光反應消耗水，暗反應消耗ATPC.光反應固定CO2,暗反應還原CO2D.光反應儲存能量，暗反應釋放能量2 .對某植株作如下處理：持續(xù)光照10分鐘，再黑暗10分鐘；光照5秒后再黑暗處理5秒，連續(xù)交替滴加碘液(棕黃色)進彳T20分鐘。若其他條件不變，則兩種情況下，植物所能制造的有機物總量相比()不隔(二一小A.多于B.少于C.和相等答D.無法確定圖-赤皙口卜片不基而3 .某植物(其葉片如圖一所示)放在黑暗中兩天后，根據(jù)圖二所示，處理其中一塊葉片。然后將整株植物置于陽光下4h,取該葉片經(jīng)酒精脫色處理后,顯色，下列有關該

21、實驗結(jié)果和現(xiàn)象的描述正確的是()X和Y兩部分對照實驗能證明光合作用需要CO忡口Y兩部分對照實驗能證明光合作用需要葉綠素顯色后X為藍色，Y為棕黃色木塞處所顯顏色與前期暗處理無關A.B.4.有關C5化合物的敘述中錯誤的是(A. C5與CO2的結(jié)合叫做CO2的固定C,形成C5的反應發(fā)生在細胞質(zhì)基質(zhì)中C.D.)B. 一部分C3經(jīng)過復雜的變化可形成C5D.消耗五碳化合物的反應發(fā)生在囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上5 .下圖是光合作用過程的圖解。請根據(jù)圖回答下面的問題。(1)綠色植物進行光合作用的細胞器是,參與光合作用的色素分布在該細胞器的上，這些色素的作用是。(2)光合作用的過程可以分為兩個階段，A表示階段，B表示階段。

22、(3) C和D的化學過程分別是、c(4)當環(huán)境中的含量突然降至極低水平時，C3和C5含量的變化情況分別是、。(5)植物由強光環(huán)境轉(zhuǎn)移到弱光環(huán)境時，C3含量變化C5含量變化【高考鏈接】1. （2009江蘇高考）某研究性學習小組采用盆栽實驗，探究土壤干旱對某種植物葉片光合速率的影響。實驗開始時土壤水分充足，然后實驗組停止?jié)菜瑢φ战M土壤水分條件保持適宜，實驗結(jié)果如圖所示。卜列有關分析正確的有（多選）（）葉片3fs'pn含址?<電A.葉片光合速率隨干旱時間延長而呈下降趨勢B.葉片光合速率下降先于葉片葉綠素含量下降C.實驗24天，光合速率下降是由葉片葉綠素含量下降引起的D.實驗24天，光

23、合速率下降可能是由葉片內(nèi)CO2濃度下降引起的2. （2011江西*II擬）根據(jù)下面光合作用圖解，判斷下列說法不正確的是（）A.過程發(fā)生于葉綠體基質(zhì)中B.過程發(fā)生于葉綠體類囊體薄膜上C.圖示依次為H、ATP、CO2、（CH2O）D.產(chǎn)生的H和不僅用于還原C3化合物，還可用于礦質(zhì)離子吸收等3. （2013濟南模擬）為了研究光合作用，生物小組的同學把菠菜葉磨碎，分離出細胞質(zhì)和全部葉綠體。然后又把部分葉綠體磨碎分離出葉綠素和葉綠體基質(zhì)，分別裝在四支試管內(nèi)，并進行光照。問哪一支試管能檢測到光合作用的光反應過程（）葉綠體和細胞質(zhì)幽質(zhì)J-細胞質(zhì)A部分葉綠體/分離葉壕體劉質(zhì)葉綠東I)4. （2010威海模擬）

24、如圖是H隨化合物在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)移過程，下列對其分析錯誤的是乳酸、酒精*水一心一-鋪精儲一多彼A.印經(jīng)一轉(zhuǎn)移到葡萄糖，首先印與Q結(jié)合，該轉(zhuǎn)變過程屬于暗反應B.印經(jīng)一轉(zhuǎn)移到水中，此過程需要氧氣參與C.印經(jīng)一過程一般在缺氧條件下才能進行D.一產(chǎn)生的H和一產(chǎn)生的曰全部來自于水二、教學反思遵照教學設計，我實施了這節(jié)內(nèi)容的教學活動，時間充沛，學生有思考的空間并取得了成功。主要表現(xiàn)為：課堂氣氛活躍、學生的自主探究和合作探究都很深入、學生之間的互動評價學習得到充分的發(fā)展、學生真正成為了學習的主體、培養(yǎng)和提高了學生的學習能力，但在教學的實施過程中也發(fā)現(xiàn)了存在的問題和一些應該注意的地方，如果能夠做好這些，課堂教學

25、的效果會有進一步的提高。一、指導思想明確強調(diào)學生的自主學習，充分發(fā)揮學生的主體作用。教師的主要任務就是幫助學生完成從對知識的初步理解深化到綜合理解和應用上，把知識轉(zhuǎn)化為能力，真正地發(fā)揮主導作用，這樣就保證了課堂是學生的、學習是高效的、發(fā)展是實際的。二、教學設計特色體現(xiàn)了新課程理念，充分體現(xiàn)了自主探究和合作探究學習方式，學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，真正改變了學生的學習方式，以探究性學習為主體來獲取知識，強調(diào)了學習過程和方法的培養(yǎng)，光合作用的探究歷程通過分組學習和討論交流，引導學生主動參與探究過程、勤于動手和動腦，逐步培養(yǎng)學生收集和處理科學信息的能力、分析和解決問題的能力，以及交流和合作的能力。改變了以往以教師講授為主的教學方式，這是本節(jié)的顯著特色。三、課前準備充分使用自主探究和合作探究的教學模式