能量之源──光與光合作用教案

1、第4節(jié) 能量之源光與光合作用一、 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.說明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。二、 教學重點和難點1.教學重點（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、暗反應過程及相互關系。（4）影響光合作用強度的環(huán)境因素。2.教學難點（1）光反應和暗反應的過程。（2）探究影響光合作用強度的環(huán)境因素。三、教學方法探究法、實驗法、講述法、對比法四、課時安排2五、教學過程引入以“問題探討”引入，學生思考討論回答，教師提示。

2、提示1.用這種方法可以提高光合作用強度。因為葉綠素吸收最多的是光譜中的藍紫光和紅光。不同顏色的光照對植物的光合作用會有影響。2.因為葉綠素對綠光吸收最少，所以不使用綠色的塑料薄膜或補充綠色光源。板書一、捕獲光能的色素和結構問題以“本節(jié)聚焦”發(fā)問，引起學生的注意思考。板書捕獲光能的色素實驗綠葉中色素的提取和分離。（到實驗室做實驗）實驗討論學生思考討論回答，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（藍綠色）、葉綠素b（黃綠色）。這說明綠葉中的色素有4種，它們在層析液中的溶解度不同，隨層析液在濾紙上擴散的快慢也不一樣。2.濾紙上的濾

3、液細線如果觸到層析液，細線上的色素就會溶解到層析液中，就不會在濾紙上擴散開來，實驗就會失敗。板書葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。與社會的聯(lián)系人們根據(jù)上述科學原理，在需要人工補充光照的溫室和塑料大棚中栽培農作物時，就可以根據(jù)所需要的光合作用產物的類型，來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，氙燈的可見光部分也近似于太陽光，但其紫外線和紅外線則比太陽光的多，使用時應隔以玻璃或水層以吸收其紫外線或紅外線。相比之下，日光燈的藍紫光和綠光比太陽光的多而紅光比太陽光的少；普通的白

4、熾燈則藍紫光比太陽光的少而紅外光比太陽光多。科學家通過實驗還發(fā)現(xiàn)，藍色塑料薄膜育秧時有壯秧的效果，這一結果現(xiàn)已在不少地區(qū)的水稻育秧生產中得到應用。二、葉綠體的結構資料分析1.恩格爾曼實驗的結論是：氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所。2.提示：實驗材料選擇水綿和好氧細菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察，用好氧細菌可確定釋放氧氣多的部位；沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾；用極細的光束照射，葉綠體上可分為光照多和光照少的部位，相當于一組對比實驗；臨時裝片暴露在光下的實驗再一次驗證實驗結果，等等。3.葉綠體是進行光合作用的場所。板書葉綠體是進行光合作用的場所。它內部的

5、巨大膜表面上，不僅分布著許多吸收光能的色素分子，還有許多進行光合作用所需的酶。小結略。作業(yè)練習基礎題1.（1）；（2）。2.B。3.結論是：葉綠體主要吸收紅光和藍光用于光合作用，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等器官的一些含有光合色素的細胞中。2.提示：是的。不同顏色的藻類吸收不同波長的光。藻類本身的顏色是反射出來的光，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。水層對光波中的紅、橙部分吸收顯著多于對藍、綠部分的吸收，即到達深水層的光線是相對富含短波長的光，所以吸收紅光和藍紫光較多的綠藻分布于海水的淺層，吸收藍紫光和綠光較多的紅藻分布于海水深的

6、地方。（第一課時完）板書二、光合作用的原理和應用問題以“本節(jié)聚焦”的問題引起學生的注意思考。板書光合作用的探究歷程講述結合課本的圖，一步一步的引導。旁欄思考題學生思考討論回答，教師提示。提示持這種觀點的人，很可能是在無光條件下做的這個實驗。無光時，植物不進行光合作用，只進行細胞呼吸，所以沒有釋放氧氣，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，產物是糖類和氧氣，場所是葉綠體，條件是要有光，還需要多種酶等。光合作用的反應式是：CO2 + H2O (CH2O) + O22.提示：從人類對光合作用的探究歷程來看，生物學的發(fā)展與物理

7、學和化學的研究進展關系很密切。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，這個事例說明生物學的發(fā)展與化學領域的研究進展密切相關。又如，魯賓和卡門利用同位素標記法證明光合作用釋放的氧氣來自水，而不是來自二氧化碳；卡爾文用同位素示蹤技術探明了二氧化碳中的碳在光合作用中轉化成有機物中碳的途徑，都說明在科學發(fā)展的進程中，相關學科的互相促進，以及技術手段的進步對科學發(fā)展的推動作用。板書光合作用的過程CO2 + H2O (CH2O) + O2講述結合下面題目講解。填寫圖中光合作用過程的名稱并回答問題：（1）寫出各標號的名稱：_ _ _ _ _ _ _

8、（2）光反應為暗反應提供了 和 （只填序號）。（3）光反應和暗反應的場所分別是葉綠體的_和_。答案：（1） H ATP ADPPi（2）34（3）片層結構的薄膜 基質思考與討論2學生思考討論回答，教師提示。光反應階段暗反應階段所需條件必須有光有光無光均可進行場所類囊體的薄膜上葉綠體內的基質中物質變化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轉化成ADP和Pi能量轉換光能轉變?yōu)榛瘜W能，儲存在ATP中ATP中的化學能轉化為糖類中儲存的化學能聯(lián)系2.物質聯(lián)系：光反應階段產生的H，在暗反應階段用于還原C3；能量聯(lián)系：光反應階段生成的ATP，在暗反應階段中將其儲存

9、的化學能釋放出來，幫助C3形成糖類，ATP中的化學能則轉化為儲存在糖類中的化學能。板書三、光合作用原理的應用四、化能合成作用講述起初，人們認為只有綠色植物才能將二氧化碳轉化為有機物，后來發(fā)現(xiàn)，即使沒有葉綠素的參與，某些微生物也能將二氧化碳轉化為有機物，這類微生物稱做化能自養(yǎng)型微生物。這類微生物通過氧化如氫氣、硫化氫、二價鐵離子或亞硝酸鹽等無機物，奪取無機物中的電子，通過電子傳遞鏈合成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)境中的硫化細菌、硝化細菌、氫細菌與鐵細菌等都屬于這類微生物。例如，氫細菌通過將氫氣氧化為水，硫細菌通過將硫化氫氧化為硫酸鹽，硝化細菌通過將氨氧化為亞硝酸鹽，或將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽，來驅動二氧化碳的固定，完成有機物的合成。（有可能補充方程式）小結略。作業(yè)練習一二。基礎題1.（1）；（2）。2.B。 3.D。 4.C。 5.D。 6.B。7.光合作用中光反應階段的能量來源是光能，暗反應階段的能量來源是ATP。8.白天若突然中斷二氧化碳的供應，葉綠體內首先積累起來的物質是五碳化合物。拓展題1.（1）根據(jù)圖中的曲線表明，710時光合作