高中生物 5.4光合作用的原理和應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì) 新人教版必修1~

1、第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第四節(jié) 能量之源光與光合作用二光合作用的原理和應(yīng)用（第1課時(shí)）一、學(xué)情分析學(xué)生在小學(xué)的科學(xué)和初中生物課中已學(xué)習(xí)過有關(guān)光合作用的知識，在生活實(shí)踐中對光合作用也有所了解。這些知識、經(jīng)驗(yàn)和技能是學(xué)好本節(jié)內(nèi)容的重要基礎(chǔ)。對于光合作用中的物質(zhì)代謝和能量代謝過程的學(xué)習(xí)學(xué)生會有些困難。針對這種情況，在教學(xué)過程中教師可以多角度提出問題，引導(dǎo)學(xué)生圍繞問題進(jìn)行分析、推理，從而得出結(jié)論。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識目標(biāo)：說明光合作用的原理和光合作用的過程。2、能力目標(biāo)：通過對光合作用探究歷程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理的思維能力；通過對光合作用過程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生知識整合的能力。3、情感目標(biāo)：激發(fā)

2、學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的興趣；感受科學(xué)家實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、堅(jiān)忍不拔的意志品質(zhì)；養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，樹立創(chuàng)新的科學(xué)精神。三、教學(xué)重點(diǎn)光合作用的原理和光合作用的過程。四、教學(xué)難點(diǎn)光合作用的過程中物質(zhì)變化和能量變化。五、教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件。六、教學(xué)方法討論法、探究法、分析法、講授法等相結(jié)合。七、教學(xué)策略1.對多個實(shí)驗(yàn)進(jìn)行有效的整合光合作用的探究歷程中有一系列的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)這些探究實(shí)驗(yàn)的過程也就是學(xué)習(xí)光合作用原理的過程。有些實(shí)驗(yàn)學(xué)生在小學(xué)和初中時(shí)就有所接觸，對于這些探究實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)采取以學(xué)生自學(xué)為主，教師從多角度提出問題，讓學(xué)生帶著問題去閱讀、思考、討論，在學(xué)生解答的基礎(chǔ)上教師再加以適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥，引導(dǎo)學(xué)生歸

3、納出光合作用的反應(yīng)式。通過對反應(yīng)式中元素的來源和去向的探究把學(xué)生引入魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)和卡爾文實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，這兩個實(shí)驗(yàn)對大部分學(xué)生而言較為陌生，教師先講授實(shí)驗(yàn)過程，再提出問題，接著引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，讓學(xué)生體驗(yàn)、感受科學(xué)家實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性。2.對教材中的某些知識做了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整在講授探究氧氣來源的實(shí)驗(yàn)時(shí)穿插介紹光合作用光反應(yīng)的內(nèi)容；在講授探究碳元素的轉(zhuǎn)移途徑的實(shí)驗(yàn)時(shí)穿插介紹暗反應(yīng)的內(nèi)容，這樣處理不僅將光合作用的探究歷程與光合作用的過程進(jìn)行了有機(jī)的整合，便于學(xué)生把握它們的聯(lián)系；還突出了教學(xué)中的重點(diǎn)、突破了教學(xué)中的難點(diǎn)。3.師生共同總結(jié)光合作用的過程，不僅可以引導(dǎo)學(xué)生從整體上把握光合作

4、用中的物質(zhì)變化和能量變化，還可以培養(yǎng)了學(xué)生對知識歸納、整合的能力?？偨Y(jié)過程中教師還逐步畫出光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程的板圖，使教師對光合作用的過程教學(xué)變得更加完整，更有利于學(xué)生得掌握。八、教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)程序教 學(xué) 過 程設(shè)計(jì)意圖教 師 活 動學(xué)生活動新課引入通過前面的學(xué)習(xí)我們知道了葉綠體上不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還分布著許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。那么，這些色素吸收的光能將會轉(zhuǎn)移到何處？這些酶催化了哪些生化反應(yīng)？今天就讓我們來共同學(xué)習(xí)這些內(nèi)容。板書： 第四節(jié) 能量之源光與光合作用二光合作用的原理和應(yīng)用回憶上節(jié)課所學(xué)，期待新課的學(xué)習(xí)。 建立新舊知識的連接。光合作用的探究歷程光合作用的探究歷程光合

5、作用的探究歷程和過程人類對光合作用的探索歷經(jīng)了300多年，請同學(xué)們結(jié)合以前所學(xué)和生活的經(jīng)驗(yàn)，談?wù)勛约簩夂献饔玫恼J(rèn)識。 板書： （一）探究歷程下面請同學(xué)們閱讀教材，同時(shí)思考、討論以下問題?；脽羝@示問題：1、普利斯特利通過實(shí)驗(yàn)得出了什么結(jié)論？2、為什么有人認(rèn)為植物也能使空氣變污濁？3、英格豪斯發(fā)現(xiàn)普利斯特利實(shí)驗(yàn)在什么條件下才能成功？他是否知道綠色植物在光下更新的是什么？為什么？4、光合作用過程中，光能到哪里去了呢？5、薩克斯實(shí)驗(yàn)證明了什么？教師再作補(bǔ)充、解釋。設(shè)問:通過上面的學(xué)習(xí)我們知道了光合作用的原料、條件、場所和產(chǎn)物，那我們能不能用一個化學(xué)反應(yīng)式把它們表示出來？教師巡視學(xué)生書寫情況，對反應(yīng)

6、式的書寫進(jìn)行總結(jié)。同時(shí)板書如下：光 葉綠體CO2+H2O 淀粉+O2引導(dǎo)：學(xué)生歸納光合作用的概念。設(shè)問：從反應(yīng)式我們可以看出，光合作用的原料二氧化碳和水中都含有氧元素，那么，產(chǎn)物氧氣中的氧元素是來源于原料中的二氧化碳呢？還是水呢？結(jié)合幻燈片內(nèi)容講授：美國科學(xué)家魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法（用同位素標(biāo)記的化合物，化學(xué)性質(zhì)不會改變。通過追蹤同位素去向，就可以弄清化學(xué)反應(yīng)的場所和詳細(xì)過程。）進(jìn)行了探究。當(dāng)時(shí)16O被發(fā)現(xiàn)有一種同位素是18O，魯賓、卡門用氧的同位素18O分別標(biāo)記H2O和CO2，使它們分別成為H218O和C18O2。然后進(jìn)行兩組實(shí)驗(yàn)：第一組向植物提供H2O和C18O2；第二組向同種植物提供

7、H218O和CO2。在其他條件都相同的情況下，他們分析了兩組實(shí)驗(yàn)釋放的氧氣。結(jié)果表明，第一組釋放的氧氣全部都是O2，第二組釋放的氧氣全部是18O2。設(shè)問：1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明了什么？2.兩組實(shí)驗(yàn)?zāi)芊裰蛔鲆唤M，為什么？教師在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上,在反應(yīng)式上補(bǔ)充O2中氧元素的來源。光 葉綠體CO2 + H2O 淀粉 + O2接著設(shè)問：水中的氧生成了氧氣，那么，氫到哪里去了？指出：水產(chǎn)生氧氣的同時(shí)還生成了H(還原型輔酶的簡化表示方法)，H是種活潑的還原劑。這一過程需要葉綠體中光合色素吸收的光能的參與。光合色素吸收的光能還有一個作用就是在有關(guān)酶的催化下，促進(jìn)ADP與Pi發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成ATP，這樣光能就轉(zhuǎn)變

8、為儲存在ATP中的化學(xué)能。因?yàn)檫@一階段的化學(xué)反應(yīng)必須有光才能進(jìn)行，所以稱為光反應(yīng)階段。發(fā)生的場所是類囊體的薄膜。進(jìn)一步設(shè)問：產(chǎn)物淀粉中含有碳元素，原料二氧化碳中也含有碳元素，那么，二氧化碳中的碳是如何轉(zhuǎn)化成淀粉中的碳呢？ 講授：仍然采用同位素標(biāo)記法，美國科學(xué)家卡爾文等用14C標(biāo)記的14CO2供小球藻進(jìn)行光合作用，然后追蹤檢測14C的去向，最終探明了14CO2首先與小球藻體內(nèi)的C5(一種五碳化合物)結(jié)合，形成14C3(一種三碳化合物)，這個過程叫做二氧化碳的固定。在有關(guān)酶的催化下，14C3接受了ATP釋放的能量并且被H還原。隨后，一些接受了能量并被還原的14C3經(jīng)過一系列的生化反應(yīng)，形成（14C

9、H2O）(表示糖類)；另一些接受了能量并被還原的14C3，經(jīng)過一系列的化學(xué)變化，又形成C5，從而使這一階段的化學(xué)反應(yīng)能夠持續(xù)進(jìn)行下去。這一階段的反應(yīng)不需要直接提供光能，而是由光反應(yīng)階段產(chǎn)生ATP提供能量，因此稱之為暗反應(yīng)階段。歸納：卡爾文等人最終探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中的碳的途徑，這一途徑稱之為卡爾文循環(huán)。提問：光合作用到底是一個什么樣的過程？有哪些主要的化學(xué)反應(yīng)？回憶所學(xué)，聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)，暢談對光合作用的認(rèn)識。學(xué)生自主學(xué)習(xí)并圍繞問題進(jìn)行思考、討論。在討論、交流的基礎(chǔ)上由學(xué)生提出不能很好解決的問題。學(xué)生聯(lián)系所學(xué)，寫出光合作用的反應(yīng)式。學(xué)生嘗試歸納概念。學(xué)生觀察反應(yīng)式，思考后各

10、抒己見。學(xué)生觀察課件，聆聽老師講授。學(xué)生圍繞問題積極思考、展開討論。學(xué)生思考。學(xué)生認(rèn)真聽講。學(xué)生緊跟老師設(shè)問積極思考。學(xué)生聯(lián)系前面所學(xué)的同位素標(biāo)記法，認(rèn)真聽課，積極思考。引導(dǎo)回憶舊知，聯(lián)系生活實(shí)際，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力。引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析并得出結(jié)論，培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識的能力。 培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。通過講授科學(xué)家探究實(shí)驗(yàn)中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，再設(shè)計(jì)問題，引導(dǎo)學(xué)生思考、討論，最終獲得正確結(jié)論。同時(shí)讓學(xué)生感受科學(xué)家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)與科學(xué)。激發(fā)學(xué)生探知新知的欲望。層層設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生完成對光合作用過程的探知。新課小結(jié)新課小結(jié)師生共同小結(jié)：光合作用的過程板書： （二）光合作用

11、的過程1.光反應(yīng)階段：葉綠體中色素吸收的光能發(fā)揮了兩方面的用途。板書： 物質(zhì)變化：H2O變成了 H和O2ADP和Pi變成了ATP 能量變化：光能轉(zhuǎn)化成ATP中的化學(xué)能場所是類囊體的薄膜。(教師邊總結(jié)邊畫光反應(yīng)階段的板圖)光反應(yīng)生成了兩種非常重要的物質(zhì)H和ATP，這兩種物質(zhì)被轉(zhuǎn)移到葉綠體基質(zhì)中去，繼續(xù)參與暗反應(yīng)。板書： 2.暗反應(yīng)階段：物質(zhì)變化：CO2的固定C3的還原 能量變化：ATP中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成糖類中化學(xué)能場所是葉綠體基質(zhì)。(教師同時(shí)畫出暗反應(yīng)階段的板圖) 引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)，建知識結(jié)構(gòu)，提升學(xué)科能力。教師通過逐步畫板圖表示光合作用的過程，可幫助學(xué)生整合知識、理解知識。同時(shí)讓學(xué)生明確光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程中的每一個物質(zhì)變化的來龍去脈和相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化過程，以便從整體上認(rèn)識和理解光合作用。課堂鞏固練習(xí)： 。 。 和 。4. 某科學(xué)家用含14C的二氧化碳來追蹤光合作用中的碳原子，此碳原子的轉(zhuǎn)移途徑是( ) A二氧化碳三碳化合物糖類 B二氧化碳五碳化合物三碳化合物糖類C二氧化碳葉綠素ADP D二氧化碳葉綠體ATP及時(shí)通過反饋，了解學(xué)生對重點(diǎn)知識的掌握情況。作 業(yè)略 鞏固新知板書設(shè)計(jì)第四節(jié) 能量之源光與光合作用二光