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(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師利用教材中的問(wèn)題探討引入，讓學(xué)生討論“為什么蔬菜大棚采用紅色或藍(lán)色的塑料薄膜而不用綠色的塑料薄膜”，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，然后引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究、觀察思考，通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由學(xué)生自己得出色素的種類(lèi)和顏色，通過(guò)色素對(duì)光能吸收的小實(shí)驗(yàn)過(guò)渡到色素對(duì)光能的吸收和葉綠體結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，這樣的教學(xué)不僅符合學(xué)生由感性到理性的認(rèn)知規(guī)律，也有利于學(xué)生的主動(dòng)參與，利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和研究方法，利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中精心設(shè)計(jì)問(wèn)題，啟迪學(xué)生的思維，最大程度地發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性。捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)”是分子與細(xì)胞第5章第4節(jié)“能量之源光與光合作用”的教學(xué)內(nèi)容之一，主要學(xué)習(xí)葉綠體的結(jié)構(gòu)和色素的種類(lèi)，掌握提取、分離色素的實(shí)驗(yàn)技巧，學(xué)習(xí)科學(xué)家探索光合作用原理的科學(xué)思維和方法。光合作用的原理和應(yīng)用是人教版新課標(biāo)必修一第五章第四節(jié)的第二部分內(nèi)容，由舊教材的“光合作用”變?yōu)榱恕肮夂献饔玫脑砗蛻?yīng)用”，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“原理”和“應(yīng)用”，體現(xiàn)了sts的教育理念。本節(jié)是學(xué)生在學(xué)習(xí)初中生物光合作用及在學(xué)習(xí)本節(jié)第一部分捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，分別從光合作用的探究歷程、光合作用的過(guò)程、原理及應(yīng)用和化能合成作用等四個(gè)方面進(jìn)行學(xué)習(xí)，其中光合作用的原理和應(yīng)用屬于生命系統(tǒng)中的能量轉(zhuǎn)化供應(yīng)和利用的問(wèn)題，把過(guò)去植物新陳代謝的問(wèn)題提升到生命系統(tǒng)的水平來(lái)研究。本節(jié)與現(xiàn)實(shí)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(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案可以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的合作探究能力；體現(xiàn)了“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”“自主性學(xué)習(xí)”的課程理念。而光合作用的過(guò)程是教學(xué)的重點(diǎn)也是教學(xué)的難點(diǎn)，是以后學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的基礎(chǔ)，具有承上啟下的作用，所以本節(jié)是必修一的重點(diǎn)內(nèi)容，也是整個(gè)高中階段的重要內(nèi)容之一。建議安排2課時(shí)完成，第一課時(shí)學(xué)習(xí)“光合作用的探究歷程”和 “光合作用的過(guò)程”。第二課時(shí)學(xué)習(xí)光合作用原理的應(yīng)用和化能合成作用，其中還要完成探究“環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”。二、教學(xué)目標(biāo)1、說(shuō)出綠葉中色素的種類(lèi)和作用。2、說(shuō)出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。3、說(shuō)出光合作用以及對(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。三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法。1、教學(xué)重點(diǎn)及解決方法教學(xué)重點(diǎn)綠葉中色素的種類(lèi)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(yīng)、暗反應(yīng)過(guò)程及相互關(guān)系。影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。解決方法通過(guò)色素提取和分離實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生仔細(xì)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(xué)生從化學(xué)反應(yīng)的角度看光合作用的過(guò)程，明確每一個(gè)物質(zhì)變化和相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。讓學(xué)生通過(guò)探究活動(dòng)理解光合作用原理的應(yīng)用。2、教學(xué)難點(diǎn)及解決方法教學(xué)難點(diǎn)光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過(guò)程。探究影響光作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。解決方法通過(guò)由淺入深的講解，讓學(xué)生理解光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過(guò)程，區(qū)別和聯(lián)系。通過(guò)探究活動(dòng)環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響，讓學(xué)生掌握光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。四、課時(shí)安排3課時(shí)。五、教學(xué)方法講解、實(shí)驗(yàn)法。 教具準(zhǔn)備： 課件、實(shí)驗(yàn)儀器、試劑、材料等。六、學(xué)生活動(dòng)1、指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，找出需了解的知識(shí)點(diǎn)。2、讓學(xué)生討論認(rèn)識(shí)葉綠體的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有哪些適于進(jìn)行光合作用的特點(diǎn)；光合作用的過(guò)程，影響因素等。七、教學(xué)程序第1課時(shí)問(wèn)題探討結(jié)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(duì)植物的光合作用會(huì)有影響嗎？2、為什么不使用發(fā)綠色光的燈管作補(bǔ)充光源？導(dǎo)言：追根溯源，對(duì)絕大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)，能量的最終來(lái)源是光能。將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能要靠光合作用，進(jìn)行光合作用的細(xì)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(lèi)：教師指導(dǎo)學(xué)生完成如p9798的實(shí)驗(yàn)。教師可讓學(xué)生帶著下列問(wèn)題去做實(shí)驗(yàn)：1、加入sio2、caco3的作用是什么？2、研磨時(shí)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(yán)？4、濾紙條一端為什么要剪去兩角？5、畫(huà)濾液細(xì)線時(shí)應(yīng)注意什么？6、為什么不能讓濾液細(xì)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(shuō)明了什么？教師歸納總結(jié)： 葉綠素a（藍(lán)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(lèi)胡蘿卜素 葉黃素（黃色）教師演示相關(guān)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生得知：葉綠素a和葉綠素b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，并結(jié)合p99吸收光譜圖講解。1817年，兩位法國(guó)科學(xué)家首次從植物中分離出葉綠素，但當(dāng)時(shí)并不清楚葉綠素分布于何處？1865年德國(guó)植物學(xué)家薩克斯研究葉綠素在光合作用中的功能時(shí)，發(fā)現(xiàn)葉綠素并非普遍分布在植物的整個(gè)細(xì)胞中，而是集中在一個(gè)個(gè)更小的結(jié)構(gòu)里，后來(lái)人們稱之為葉綠體。二、葉綠體的結(jié)構(gòu)結(jié)合p99圖示講解葉綠體的結(jié)構(gòu)，教師歸納： 外膜葉綠體 內(nèi)膜 基粒：由兩個(gè)以上的類(lèi)囊體組成，含色素和酶 基質(zhì)：含酶資料分析葉綠體的功能。結(jié)合p100 恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)討論下列問(wèn)題；1、恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？2、恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)方法有什么巧妙之處？三、總結(jié)重點(diǎn)總結(jié)捕獲光能的色素有哪些，葉綠體的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)上有哪些特點(diǎn)適用于進(jìn)行光合作用。四、作業(yè)布置p100練習(xí)五、板書(shū)設(shè)計(jì)第4節(jié) 能量之源光與光合作用一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)1、捕獲光能的色素 葉綠素a（藍(lán)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(lèi)胡蘿卜素 （含量約占1/4） 葉黃素（黃色）2、葉綠體的結(jié)構(gòu)1、分布2、形態(tài) 外膜 內(nèi)膜3、結(jié)構(gòu) 基粒：由兩個(gè)以上的類(lèi)囊體組成，含色素和酶 基質(zhì)：含酶4、功能第2課時(shí)導(dǎo)言：我們知道，光合作用是指綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。人們得出這一認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)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(guān)內(nèi)容，學(xué)生討論回答問(wèn)題。年代科學(xué)家實(shí)驗(yàn)結(jié)論思考1771年英國(guó)的普利斯特利將點(diǎn)燃的蠟燭與綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不容易熄滅；將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內(nèi)，小鼠也不易窒息而亡。結(jié)論？為什么有人認(rèn)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(shí)驗(yàn)裝置分別放在光下和黑暗中做結(jié)論？與前人相比，實(shí)驗(yàn)做了什么改進(jìn)？1845年德國(guó)的梅耶結(jié)論？梅耶得出結(jié)論的依據(jù)是什么？1864年德國(guó)的薩克斯結(jié)論？1、為什么要把綠葉先在暗處放置幾小時(shí)？2、誰(shuí)是實(shí)驗(yàn)組，誰(shuí)是對(duì)照組？1880年美國(guó)的恩格爾曼上一節(jié)課已講1939年美國(guó)的魯賓和卡門(mén)采用同位素標(biāo)記法分別標(biāo)記h2o和co2，進(jìn)行兩組光合作用的實(shí)驗(yàn)。第一組向綠色植物提供h218o和co2；第二組提供h2o和c18o2。結(jié)論？二位科學(xué)家采用了什么研究手段？20世紀(jì)40年代美國(guó)的卡爾文用14c標(biāo)記14co2，供小球藻進(jìn)行光合作用。討論：1、從人類(lèi)對(duì)光合作用探究歷程來(lái)看，生物學(xué)的發(fā)展與物理學(xué)和化學(xué)有什么聯(lián)系？與技術(shù)手段的進(jìn)步有什么聯(lián)系？2、人類(lèi)對(duì)光合作用的探究過(guò)程，你還有哪些感悟？二、光合作用的過(guò)程。教師結(jié)合p103圖講解。光合作用總反應(yīng)式：co2h2o（ch2o）o2光反應(yīng)階段暗反應(yīng)階段部位類(lèi)囊體的薄膜上葉綠體的基質(zhì)中條件光、色素、水、酶h、atp、co2、酶物質(zhì)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(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在atp中atp中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能儲(chǔ)存在各類(lèi)有機(jī)物中。聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供h、atp，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供adp和pi。光反應(yīng)與暗反應(yīng)是光合作用全過(guò)程的兩個(gè)階段。既有區(qū)別又有聯(lián)系，是缺一不可的整體。三、總結(jié)人類(lèi)認(rèn)識(shí)光合作用的歷程和光合作用的過(guò)程。四、布置作業(yè)p106 練習(xí)五、板書(shū)設(shè)計(jì)二、光合作用的原理和應(yīng)用一、光合作用的探究過(guò)程1、普利斯特利的實(shí)驗(yàn)2、英格豪斯的實(shí)驗(yàn)3、梅耶的實(shí)驗(yàn)4、薩克斯的實(shí)驗(yàn)5、魯賓和卡門(mén)的實(shí)驗(yàn)6、卡爾文的實(shí)驗(yàn)二、光合作用的過(guò)程1、總反應(yīng)式2、過(guò)程3、實(shí)質(zhì)第3課時(shí)導(dǎo)言：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了光合作用的具體過(guò)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(qiáng)度的措施。那么哪些環(huán)境因素能影響光合作用的強(qiáng)度呢？先讓我們來(lái)做個(gè)實(shí)驗(yàn)。一、光合作用原理的應(yīng)用。教師指導(dǎo)學(xué)生完成p104105的實(shí)驗(yàn)。因素對(duì)光合使用的影響在生產(chǎn)上的應(yīng)用光1、光照強(qiáng)度：光合作用隨光照強(qiáng)度的變化而變化。光照弱時(shí)光合作用減慢，光照逐步增強(qiáng)時(shí)光合作用隨之加快，但是光照增強(qiáng)到一定程度，光合作用速度不再增加。2、光質(zhì)不同影響光合速率，白光為復(fù)色光，光合作用能力最強(qiáng)。單色光中紅光作用最快，藍(lán)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(yáng)輻射進(jìn)程相符。1、適當(dāng)提高光照強(qiáng)度。2、延長(zhǎng)光合作用時(shí)間。3、增加光合作用面積合理密植。4、對(duì)溫室大棚用無(wú)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(zhǎng)的光，光合能力較白光弱，但較其他單色光強(qiáng)。溫度光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)是酶促反應(yīng)，溫度直接影響酶的活性，從而影響光合速率。溫度過(guò)高，還會(huì)影響植物葉片氣孔開(kāi)度，影響co2供應(yīng)，進(jìn)而影響暗反應(yīng)，從而影響光合速率。1、適時(shí)播種。2、溫室栽培植物時(shí)，白天適當(dāng)提高溫度，晚上適當(dāng)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(nèi)，植物的光合速率是隨co2濃度增加而增加，但到達(dá)一定程度時(shí)再增加co2濃度，光合速率不再增加。溫室栽培植物時(shí)適當(dāng)提高室內(nèi)co2的濃度，如施放一定量的干冰或多施農(nóng)家肥。礦質(zhì)元素礦質(zhì)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(duì)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(shí)光合速率下降。合理灌溉二、化能合成作用學(xué)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(zhì)區(qū)別是什么？3、自養(yǎng)生物有哪些類(lèi)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(lèi)的細(xì)菌，雖然細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有葉綠素，不能進(jìn)行光合作用，但是能利用體外環(huán)境中的某些無(wú)機(jī)