教學(xué)設(shè)計(jì)及導(dǎo)學(xué)案 （能量之源——光與光合作用）

1、第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié) 能量之源光與光合作用一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)方面：1、說出綠葉中色素的種類和作用。2、說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。3、說出光合作用以及對(duì)它的理解過程。4、說出光合作用原理的應(yīng)用。5、簡(jiǎn)述化能合成作用。水平方面：嘗試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。情感態(tài)度價(jià)值觀：通過研究科學(xué)家對(duì)光合作用原理的探究過程，認(rèn)同科學(xué)是在持續(xù)地觀察、實(shí)驗(yàn)、探索和爭(zhēng)論中前進(jìn)的；認(rèn)同科學(xué)家不但要繼承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意見中的合理成分，還要有質(zhì)疑、創(chuàng)新和勇于實(shí)踐的科學(xué)精神與態(tài)度。二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法1、教學(xué)重點(diǎn)： 綠葉中色素的種類和作用。 光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史。 光合作用的

2、光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程及相互關(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程，明確每一個(gè)物質(zhì)變化的來龍去脈和相對(duì)應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化的過程。 讓學(xué)生通過探究活動(dòng)理解光合作用原理的應(yīng)用。2、教學(xué)難點(diǎn)： 光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程。 探究影響光作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。解決方法： 通過由淺入深的講解，讓學(xué)生理解光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程，區(qū)別和聯(lián)系。 通過探究活動(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。三、課時(shí)安排：3課時(shí)四、教學(xué)方法：講解、實(shí)驗(yàn)法。五、教

3、具準(zhǔn)備：課件六、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)生討論理解葉綠體的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有哪些適于實(shí)行光合作用的特點(diǎn)；光合作用的過程，影響因素等。七、教學(xué)程序第1課時(shí)問題探討結(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)絕絕大部分生物來說，能量的最終來源是光能。將光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能要靠光合作用，實(shí)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：教師指導(dǎo)學(xué)生完成如P9798的實(shí)驗(yàn)。教師可讓學(xué)生帶著下列問題去做實(shí)驗(yàn)：1、

4、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？這說明了什么？教師歸納總結(jié)： 葉綠素a（藍(lán)綠色） 葉綠素 葉綠色b（黃綠色） 綠葉中的色素 胡蘿卜素（橙黃色） 類胡蘿卜素 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，兩位法國科學(xué)家首次從植物中分離出葉綠素，但當(dāng)時(shí)并不清

5、楚葉綠素分布于何處？1865年德國植物學(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)適用于實(shí)行光合作用。四、作業(yè)布置P100練習(xí)五、板書設(shè)計(jì)第4節(jié) 能量之源光與光合作用一、捕獲光

6、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3、結(jié)構(gòu) 內(nèi)膜基粒：由兩個(gè)以上的類囊體組成，含色素和酶基質(zhì)：含酶4、功能導(dǎo)學(xué)案：5.4 能量之源光與光合作用導(dǎo)學(xué)案1、 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.說出綠葉中色素的種類和作用。2.說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。3.說明光合作用以及對(duì)它的認(rèn)識(shí)過程。4.嘗試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。5.說出光合作用原理的應(yīng)用。6.簡(jiǎn)述化能合成作用。2、 學(xué)習(xí)重點(diǎn)：1. 光合作用的發(fā)現(xiàn)。2. 光合作用的過程。3. 光合

7、作用的意義。3、 學(xué)習(xí)難點(diǎn)：1. 光合作用的發(fā)現(xiàn)。2. 光合作用的過程。3. 能夠進(jìn)行光合作用的生物。4、 學(xué)法指導(dǎo)：依據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行預(yù)習(xí)，完成以下內(nèi)容，用紅筆做好疑難標(biāo)記，以備討論。5、 預(yù)習(xí)自測(cè)：1、 綠葉中色素的提取和分離 可以利用 提取綠葉中的色素，在研磨時(shí)還應(yīng)加入少許 和 。其中前者有助于研磨充分，后者可防止研磨中 。 分離的原理是利用色素在層析液中的溶解度不同， 的在濾紙上擴(kuò)散的快，反之則慢。 層析后，在濾紙條上會(huì)呈現(xiàn)四條色素帶，它們的顏色自上而下依次是 、黃色、 、黃綠色，色素帶最寬的顏色呈 ，最窄的顏色呈 色。2、 色素的種類和吸收光譜 其中葉綠素約占 ，類胡蘿卜素約占 。 葉

8、綠素a和葉綠素b主要吸收 ，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收 。因?yàn)槿~綠素吸收 最少，所以葉呈現(xiàn) 色。這些色素集中在 中。3、葉綠體的外表具有 層膜，內(nèi)部有許多 ，基粒與基粒之間充滿了 。每個(gè)基粒都是有一個(gè)個(gè)圓餅狀的 堆疊而成，這些結(jié)構(gòu)稱為 。吸收光能的色素就分布在 上。4、葉綠體是進(jìn)行 的場(chǎng)所，它內(nèi)部的巨大膜表面上，不僅分布著許多 子，還有許多進(jìn)行光合作用的 。5、光合作用的探索歷程：（1）直到18世紀(jì)中期，人們一直以為只有土壤中的 是植物建造自身的原料。（2）1771年，英國的普利斯特利的實(shí)驗(yàn)證實(shí)： 可以更新因蠟燭燃燒或動(dòng)物呼吸而變得污濁的空氣。（3）1779年，荷蘭的英格豪斯證明了 在更新空氣中

9、不可缺少。（4）1785年，隨著空氣組成成分的發(fā)現(xiàn)，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是 ，吸收的是 。（5）1864年，德國的薩克斯的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光合作用的產(chǎn)物還有 。（6）1939年，美國的魯賓和卡門利用 證明了光合作用釋放氧氣來自水。（7）20世紀(jì)40年代，美國的卡爾文，利用 技術(shù)最終探明了CO2中的碳在光合作用轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑。6、光合作用的過程光反應(yīng)：場(chǎng)所：葉綠體的 。 條件： 、色素、酶等。物質(zhì)變化：將水分解為 ，將ADP和Pi合成ATP.能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)?。暗反應(yīng)：場(chǎng)所：葉綠體的 中。 條件： 。物質(zhì)變化 CO 2的固定：C5+CO2 。 C3的還原：2C3+H 。能量變化：

10、ATP中活躍的化學(xué)能變?yōu)?。7、光合作用的實(shí)質(zhì)是利用 能，把 和 轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的 ，并且釋放出 。反應(yīng)式為： 。 8、光合作用強(qiáng)度概念：植物在 內(nèi)通過光合作用制造 的數(shù)量。表示方法：測(cè)定一定時(shí)間內(nèi) 消耗或 生成的數(shù)量來定量表示。影響因素：光照強(qiáng)度、 、H2O含量、溫度等。9、應(yīng)用：控制 和 的高低，適當(dāng)增加作物環(huán)境中 來提高光合作用強(qiáng)度。10、化能合成作用（1）概念：某些細(xì)菌能夠利用體外環(huán)境中的某些 氧化時(shí)所釋放的能量來制造 的合成作用。（2）實(shí)例：硝化細(xì)菌能利用 時(shí)所釋放的化學(xué)能，將 合成糖類。（3）綠色植物和硝化細(xì)菌都能合成有機(jī)物，因此屬于 生物，而人、動(dòng)物、真菌及大多數(shù)細(xì)菌只能利用環(huán)

11、境中現(xiàn)成的有機(jī)物，屬于 生物。6、 合作探究：1、能進(jìn)行光合作用的生物一定有葉綠體嗎？2、如果CO2濃度突然下降（其它條件不變）C3和C5會(huì)怎樣變化？如果突然停止光照，C3和C5又怎樣變化？3、光合作用與化能合成作用的區(qū)別是什么？7、 能力提升：1. 小麥的葉肉細(xì)胞通過光合作用合成葡萄糖，組成葡萄糖的碳、氫、氧三種元素分別來自（ ）A.CO2、CO2和H2OB.CO2、H2O和CO2 C.CO2、H2O和H2OD.C5、H2O和CO22.葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，光能的吸收發(fā)生在葉綠體的（ ）A.內(nèi)膜上B.基質(zhì)中 C.片層膜上D.各部位上3. 將以過饑餓處理的一片葉子（在黑暗中放置一天

12、）中部的葉脈切斷，移至光下照2小時(shí)，經(jīng)鏡檢發(fā)現(xiàn)，葉片下部產(chǎn)生了淀粉，而葉片上部無淀粉產(chǎn)生，其原因是（ ）A.切斷葉脈阻斷了CO2的運(yùn)輸 B.切斷葉脈阻斷了H2O的運(yùn)輸 C.切斷葉脈阻斷了有機(jī)物的運(yùn)輸 D.切斷葉脈影響上部細(xì)胞的呼吸作用4光合作用釋放出的O2來自參加反應(yīng)的（ ）ACO2 BH2O CCO2和H2O DC6H12O65一棵重8g的植物栽在水分、空氣、溫度、光照均適宜的環(huán)境中，一月后重達(dá)20g，增加的質(zhì)量來自（ ）A光照 B空氣和水分 C水分 D空氣6在光合作用過程中，能量轉(zhuǎn)變的過程是（ ）A光能ATPC6H12O6 B光能葉綠體C6H12O6C光能葉綠素C6H12O6 D光能C6H

13、12O6ATP7. 某科學(xué)家用含碳同位素14C的二氧化碳來追蹤光合作用中碳原子在下列分子中的轉(zhuǎn)移，最可能的途徑是( )A.二氧化碳葉綠素ADP B.二氧化碳葉綠素ATPC.二氧化碳三碳化合物葡萄糖 D.二氧化碳酒精葡萄糖8. 在天氣晴朗的早晨，摘取一植物葉片甲，于105下烘干，稱其重量；到黃昏時(shí)，再取同一植株著生位置與葉片形狀都與甲基本相同的葉片乙。同樣處理，稱其重量，其結(jié)果是（ ）A.甲葉片比乙葉片重B.乙葉片比甲葉片重C.兩葉片重量相等D.不一定9一般來說，光照增強(qiáng)光合作用增強(qiáng)，但是，在光照最強(qiáng)的夏季中午，由于氣孔關(guān)閉，光合作用反而下降。主要原因是（ ）A蒸騰作用減弱 B進(jìn)入葉肉細(xì)胞的CO

14、2減少C溫度太高，酶已失去活性 D光照太強(qiáng)，使葉綠素分解10溫室栽培可不受季節(jié)、地域限制，為植物的生長(zhǎng)發(fā)育提供最適宜的條件，有利于提高作物品質(zhì)和產(chǎn)量。在封閉的溫室內(nèi)栽種農(nóng)作物，以下哪種措施不能提高作物產(chǎn)量（ ）A增加室內(nèi)CO2濃度B增大室內(nèi)晝夜溫差C增加光照強(qiáng)度 D采用綠色玻璃蓋頂11下列關(guān)于光合作用強(qiáng)度的敘述，正確的是（ ）A葉片從幼到老光合作用強(qiáng)度不變B森林或農(nóng)田中植株上部葉片和下部葉片光合作用強(qiáng)度有差異C光合作用強(qiáng)度是由基因決定的，因此是固定不變的D在相同光照條件下，各種植物的光合作用強(qiáng)度相同 12將單細(xì)胞綠藻置于25適宜的光照和充足的CO2條件下培養(yǎng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，突然停止光照，發(fā)現(xiàn)綠藻體內(nèi)三碳化合物的含量突然上升，下列解釋不符合的是（ ） A光反應(yīng)仍進(jìn)行，形成H和ATP B光反應(yīng)停止，不能形成H和ATP CCO2與五碳化合物結(jié)合，繼續(xù)形成少部分三碳化合物 D由于沒有H和ATP供應(yīng)，三碳化合物不能形成C6H12O6，積累了許多的三碳化合物13、下列關(guān)于葉綠素合成和功能的敘述，錯(cuò)誤的是（ ）A、光是葉綠素合成的必要條件 B、低溫抑制葉綠素的合成C、礦物元素影響葉綠素的合成D、提取的葉綠素溶液，給予適宜的溫度、光照和CO2，可進(jìn)行光合作用14.某同學(xué)在做提取葉綠體中色素的實(shí)驗(yàn)時(shí)，收集到的色素提取液為淡綠色。分析產(chǎn)生該結(jié)果的可