江蘇省邳州市高中生物第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用5.4光合作用的原理名師制作優(yōu)質(zhì)教案新人教版

1、第五章 細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用5.4 光合作用的原理教學(xué)目標(biāo)說(shuō)明光合作用以及對(duì)它的認(rèn)識(shí)過(guò)程。說(shuō)出光合作用過(guò)程。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)（ 1）光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史。（ 2）光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)過(guò)程及相互關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過(guò)程三、教學(xué)方法探究法、實(shí)驗(yàn)法、講述法、對(duì)比法四、課時(shí)安排1五、 【課前準(zhǔn)備】1 、制作多媒體課件。2、課前教師提供一份預(yù)習(xí)學(xué)案，布置學(xué)生預(yù)習(xí)課本的內(nèi)容。六、教學(xué)過(guò)程教師：通過(guò)上一節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道光合作用的場(chǎng)所是葉綠體，請(qǐng)問(wèn)葉綠體有哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與其功能相適應(yīng)呢？回顧葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)。學(xué)生：第一，葉綠體內(nèi)有許多基粒和類囊體，擴(kuò)大了葉綠體的受光面積，類囊體

2、膜表面分布著許多吸收光能的色素分子，便于光能的吸收；第二， 類囊體膜表面以及基質(zhì)內(nèi)還分布著多種光合作用所必需的酶，有利于光合作用的進(jìn)行。教師：初中我們?cè)?jīng)學(xué)習(xí)過(guò)有關(guān)光合作用的知識(shí)，請(qǐng)問(wèn)你們對(duì)光合作用的知識(shí)還有哪些方面的了解？學(xué)生： （七嘴八舌）光合作用的原料是 CO和HbO;光合作用的條件是光；光合作用的產(chǎn)物是糖類和氧氣；教師：很好。看來(lái)大家對(duì)光合作用的知識(shí)還了解不少。請(qǐng)一位同學(xué)根據(jù)幻燈片內(nèi)容來(lái)歸納光合作用的概念。學(xué)生：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)存能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。教師：很好，看來(lái)同學(xué)們對(duì)光合作用的具體過(guò)程掌握得不錯(cuò)。但是有哪位同學(xué)知道光合作用的過(guò)

3、程是怎樣被人發(fā)現(xiàn)和了解的嗎？教師：這個(gè)問(wèn)題看來(lái)大家了解得不多。人們對(duì)光合作用的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，科學(xué)家們用了 200多年的時(shí)間經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)才對(duì)光合作用的過(guò)程有了比較清楚的認(rèn)識(shí)。下面我們將沿著科學(xué)家們探尋的足跡，去體驗(yàn)他們認(rèn)識(shí)問(wèn)題的思維過(guò)程和科學(xué)探索的樂(lè)趣。R板書1光合作用的探究歷程教師：這部分內(nèi)容我們將以小組合作學(xué)習(xí)的方式來(lái)進(jìn)行。請(qǐng)大家結(jié)合課本PlO1PlO2的內(nèi)容，根據(jù)提供一份預(yù)習(xí)學(xué)案，然后分組討論表格中所提出的問(wèn)題。請(qǐng)看大屏幕。多媒體課件出示小組合作學(xué)習(xí)要求：（1）每個(gè)小組推選一名組長(zhǎng)，組織本組同學(xué)討論學(xué)習(xí)；（2）推選一名記錄員記錄本組同學(xué)討論的結(jié)果；（3）推選一名交流代表發(fā)言

4、，匯報(bào)本組討論結(jié)果；（4）每位同學(xué)在討論時(shí)都要積極思維、踴躍發(fā)言，幫助本組代表準(zhǔn)備好發(fā)言提綱。附：生物小組合作學(xué)習(xí)記錄卡小組編號(hào)時(shí)間月 日 第 節(jié)組 長(zhǎng)t己錄員組 員課 題討 論結(jié) 果交流代表R講述1結(jié)合課本的圖，一步一步的引導(dǎo)。R旁欄思考題1學(xué)生思考討論回答，教師提示。R提示1持這種觀點(diǎn)的人，很可能是在無(wú)光條件下做的這個(gè)實(shí)驗(yàn)。無(wú)光時(shí)，植物不進(jìn)行光合作用，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以沒(méi)有釋放氧氣，而是釋放二氧化碳， 也就是使空氣變污濁了。年代科學(xué)家實(shí)驗(yàn)情況結(jié)論思考1771 年英國(guó)普利斯特利密閉的玻璃鐘罩內(nèi)，同時(shí)放有點(diǎn) 燃的蠟燭和活小鼠，一段時(shí)間后， 蠟燭/、火，小鼠不死他的實(shí)驗(yàn)有時(shí)成功，有時(shí)失敗，試想

5、一卜可能的原因是什么？1779年荷蘭英格豪斯密閉的玻璃鐘罩內(nèi)，同時(shí)放有點(diǎn) 燃的蠟燭和活小鼠，放在光照條 件下，一段時(shí)間后，蠟燭不火， 小鼠/、死；密閉的玻璃鐘罩內(nèi)， 同時(shí)放有點(diǎn)燃的蠟燭和活小鼠， 放在黑暗中，一段時(shí)間后，蠟燭 熄滅，小鼠死亡；重復(fù)500多次英格豪斯的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與前人相比，改進(jìn)在什么地方？1845年德梅耶略梅耶在得出這個(gè)結(jié)論的依據(jù)是什么？1864年德薩克斯暗處理后的葉片T葉變藍(lán)，遮光,半/、艾監(jiān)薩克斯的實(shí)驗(yàn)?zāi)?的是什么？為什么對(duì)天竺葵先進(jìn)彳L晝夜的暗處理？通過(guò)薩克斯的實(shí)驗(yàn)我們可得到什么結(jié)論？此實(shí)驗(yàn)是否采取了 對(duì)照實(shí)驗(yàn)？如果是其對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組分別是什么？在用碘蒸氣鑒定之前，為什么對(duì)葉

6、片進(jìn)行脫色？20世紀(jì)30年代美魯賓和卡們用了同位素標(biāo)記水即H218O,進(jìn) 行光合作用實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)生成的氧 全部是18Q,用素18O標(biāo)記C02,即 d8Q, HO不作標(biāo)記，則生成的氧全部是O魯賓和卡門實(shí)驗(yàn)主要證明什么？魯賓和卡門采用 什么先進(jìn)方法來(lái) 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？魯賓 和卡門采用相互 對(duì)照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的 自變量與因變量分別是什么？1、人類對(duì)光合作用的探究歷程來(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)步有什么關(guān)系？試舉例說(shuō)明。2、分析人類對(duì)光合作用的探究歷程，你還有那些感悟？請(qǐng)與同學(xué)交流。3、光合作用的原料、產(chǎn)物、場(chǎng)所和條件是什么？你能用一個(gè)化學(xué)反應(yīng)式表示出來(lái)嗎？結(jié)論思考植物可以更新空氣可

7、能是在無(wú)光條件下做的這個(gè)實(shí)驗(yàn)。因?yàn)闊o(wú)光時(shí)，植物不進(jìn)行 光合作用，只進(jìn)行細(xì)胞呼吸，所以沒(méi)有釋放氧氣，而是釋放二 氧化碳，所以實(shí)驗(yàn)失敗。植物只有在陽(yáng)光照射下才能更新空氣設(shè)計(jì)了對(duì)照實(shí)驗(yàn)；控制單一變量（即唯一自變量）；對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行重復(fù)植物在進(jìn)行光合作用時(shí)把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)依據(jù)是“能量的轉(zhuǎn)換和守恒定律”證明綠葉在光合作用中制造了淀粉，同時(shí)光合作用需要光為了驗(yàn)證光合作用的產(chǎn)物是什么？暗處理是為了將葉片內(nèi)原有的淀粉運(yùn)走耗盡。自身對(duì)照實(shí)驗(yàn)，對(duì)照組為暴光，實(shí)驗(yàn)組為遮光，一半遮光L半曝光，是為了進(jìn)行對(duì)照?？梢杂镁凭撋?因?yàn)槿~綠素可以溶解在酒精溶液里,而且在熱酒精里溶解速度更快,去除葉綠素目的是在下面

8、進(jìn)行的顯色反應(yīng)里不會(huì)影響顯 現(xiàn)的顏色，有利于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的判斷.光合作用釋放的氧全部來(lái)自水米用了 “同位素標(biāo)記法”來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。自變量為標(biāo)記物質(zhì)（H218O 與C18Q）,因變量為Q放射性1、提示：從人類對(duì)光合作用的探究歷程來(lái)看，生物學(xué)的發(fā)展與物理學(xué)和化學(xué)的研究進(jìn)展關(guān)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(gè)事實(shí)說(shuō)明生物學(xué)的發(fā)展與化學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展密切相關(guān)。又 如，基于核科學(xué)的進(jìn)展，魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法證明光合作用釋放的氧氣來(lái)自水，而 不是來(lái)自二氧化碳。這些都說(shuō)明在科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中，相關(guān)學(xué)科的互相促進(jìn)，以及技術(shù)手段

9、的進(jìn)步對(duì)科學(xué)發(fā)展有巨大的推動(dòng)作用。2、提示：許多科學(xué)家為了研究光合作用進(jìn)行了辛勤的探索，他們不斷地探索研究，從不放 棄，堅(jiān)持到底，這種獻(xiàn)身科學(xué)的精神值得我們學(xué)習(xí)；使我們體驗(yàn)到了科學(xué)探究的一般過(guò)程 是：通過(guò)觀察、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題一提出問(wèn)題、進(jìn)行假設(shè)一指定計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一觀察實(shí)驗(yàn)、獲取證 據(jù)一檢驗(yàn)假設(shè)、得出結(jié)論，并認(rèn)識(shí)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱難，科學(xué)研究方法的重要性，能及綜合利 用各學(xué)科的成果和研究手段的重要性；科學(xué)家所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)不僅有整體的設(shè)想、清晰的思 路和操作的可行性，而且他們的實(shí)驗(yàn)都遵循了對(duì)照性原則、控制變量原則、重復(fù)性原則等原 則，這些科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法都是值得我們借鑒的。葉綠體3、CO+ H2O* eCHO）

10、 + O2*光照【師生互動(dòng)】自主探究：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究光合作用的過(guò)程中需要二氧化碳?？偨Y(jié)：科學(xué)探究的一般過(guò)程（二、）光合作用的過(guò)程教師：下面我們先來(lái)看看光合作用是怎樣在葉綠體中進(jìn)行的。（顯示板書：光合作用的過(guò)程）教師：用多媒體課件演示發(fā)生在一個(gè)葉綠體中的光合作用全程的動(dòng)態(tài)過(guò)程。教師：我們?cè)谟^察課件的時(shí)候，是不是覺(jué)得有點(diǎn)“眼花繚亂”呀，這說(shuō)明光合作用是個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程。其實(shí)剛才課件中顯示的只是光合作用的簡(jiǎn)化過(guò)程，其具體過(guò)程還要復(fù)雜得多。教Jffi:根據(jù)剛才的觀察，你們說(shuō)光合作用過(guò)程分為哪幾個(gè)階段呢？學(xué)生；分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段.教師：下面我們先來(lái)具體觀察一下光反應(yīng)過(guò)程.（顯示板書士光反應(yīng)）教師；

11、演示光合作用光反應(yīng)的動(dòng)意變化，笄指導(dǎo)學(xué)生觀察.光反應(yīng)在哪里進(jìn)行？學(xué)生：葉綠體基粒的類囊體薄膜上。教師：利用到了哪種原料？學(xué)生：水。教師：水在光反應(yīng)階段發(fā)生了怎樣的變化？學(xué)生：水被分解成了 H和Q。教師：水是化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定的化合物，它為什么會(huì)在常溫下常壓下分解？學(xué)生：一方面有色素吸收的光能做“動(dòng)力”；另一方面類囊體薄膜上分布著相應(yīng)的酶作催化劑。教師：回答得很好。我們?cè)僮屑?xì)觀察一下，色素吸收的光能除了使水分解以外，還發(fā)生了什么變化？教師：重新演示光合作用光反應(yīng)的動(dòng)態(tài)畫面，并指導(dǎo)學(xué)生觀察。學(xué)生：還有一部分轉(zhuǎn)移到了 ATP中，即利用光能把 AD可口 Pi合成為ATR教師：剛才的一系列變化都需要什么參

12、與？學(xué)生：光。教師：對(duì)啦。所以我們把發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上的這一化學(xué)變化稱為光反應(yīng)。那么，同學(xué)們能不能歸納一個(gè)，整個(gè)光反應(yīng)階段物質(zhì)和能量是怎樣轉(zhuǎn)變的？學(xué)生：從物質(zhì)變化的角度來(lái)看， 一是把水分解成了 Q和具有強(qiáng)還原性的 H,二是把ADP和Pi合成了 ATP;從能量變化的角度來(lái)看，把光能轉(zhuǎn)化成了ATP中活躍的化學(xué)能。教師：很好。光反應(yīng)一共產(chǎn)生了三種產(chǎn)物，其中我們看到Q作為光合作用的第一個(gè)終產(chǎn)物釋放到了大氣中，還原性很強(qiáng)的H和儲(chǔ)存有活躍化學(xué)能的 ATP又到哪里去了呢？學(xué)生：提供給暗反應(yīng)利用。教師：下面我們就繼續(xù)看看暗反應(yīng)是怎樣進(jìn)行的。（顯示板書：暗反應(yīng)）教師 ：演示光合作用暗反應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化，并指導(dǎo)

13、學(xué)生仔細(xì)觀察。教師：暗反應(yīng)在哪里發(fā)生？學(xué)生 ：在葉綠體基質(zhì)中。教師 ：利用了哪種原料？學(xué)生 ：二氧化碳。教師 ：在暗反應(yīng)過(guò)程中，二氧化碳發(fā)生了怎樣的變化？學(xué)生：首先CO與一個(gè)C5結(jié)合形成兩個(gè) C3,這一步稱為“二氧化碳的固定”。教師 ：二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)是非常穩(wěn)定的，在空氣中很難與其他化合物發(fā)生反應(yīng)，為什么在葉綠體基質(zhì)中可以順利地與C5結(jié)合形成兩個(gè) C3呢？學(xué)生 ：因?yàn)樵谌~綠體基質(zhì)中存在多種催化暗反應(yīng)的酶。教師：請(qǐng)大家仔細(xì)觀察，經(jīng)二氧化碳固定所產(chǎn)生的C3又發(fā)生了什么變化呢？教師 ：繼續(xù)演示光合作用暗反應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化，并指導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察。學(xué)生：C3經(jīng)過(guò)一系列變化轉(zhuǎn)變成了（ CH2Q,這一步稱為“三

14、碳化合物的還原”。教師 ：這一步除了形成（CH2O） ，還有什么產(chǎn)物？教師 ：注意引導(dǎo)學(xué)生觀察，這一步學(xué)生很容易忽略。學(xué)生 ：還有C5。教師：對(duì)啦。G作為一種中間產(chǎn)物，在暗反應(yīng)的固定階段用到，同時(shí)在暗反應(yīng)的還原階 段又產(chǎn)生，這對(duì)于光合作用有什么意義？學(xué)生 ：保證暗反應(yīng)不會(huì)缺乏原料，能夠持續(xù)進(jìn)行下去。教師 ：還原階段需要哪些條件？學(xué)生：需要相應(yīng)的酶催化，還需要光反應(yīng)提供的H作還原劑以及ATP供能。教師 ：剛才的一系列變化需不需要光？學(xué)生 ：不需要。教師 ：那是不是一定要在黑暗中進(jìn)行呢？學(xué)生 ：也不是，有光無(wú)光都可以進(jìn)行。教師 ：對(duì)。 “暗”并不是指暗反應(yīng)一定要在黑暗中進(jìn)行，而是相對(duì)于光反應(yīng)來(lái)說(shuō)，

15、這一階段不需要光。故我們把光合作用第二階段所發(fā)生的、在有光無(wú)光條件下都可以進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱為“暗反應(yīng)”?，F(xiàn)在哪位同學(xué)來(lái)歸納一下整個(gè)暗反應(yīng)階段物質(zhì)和能量進(jìn)行了怎樣的轉(zhuǎn)變？學(xué)生 ：從物質(zhì)變化的角度來(lái)看，二氧化碳經(jīng)過(guò)“固定”和“還原”兩個(gè)過(guò)程，最終被還原成（CH。和G;從能量轉(zhuǎn)變的角度來(lái)看，ATP中活躍的化學(xué)能變成了穩(wěn)定的化學(xué)能儲(chǔ)存在糖類等有機(jī)物中。教師：好。綜合我們剛才討論的光反應(yīng)和暗反應(yīng)，我們可以把光合作用過(guò)程用下面的木意圖表不。教師：出示光合作用過(guò)程示意圖并作適當(dāng)講解。教師：從上圖中可以看出，光合作用是由“光反應(yīng)”和“暗反應(yīng)”兩個(gè)階段組成的。那么這兩個(gè)階段有什么關(guān)系呢？教師：出示光反應(yīng)和暗反應(yīng)

16、關(guān)系的比較表，并組織學(xué)生回答。比較項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)區(qū)別場(chǎng)所囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上基質(zhì)中條件光、色素、酶、水酶、ATR CO、H反應(yīng)時(shí)間短促、以毫微秒計(jì)較緩慢反應(yīng)產(chǎn)物H、ATR Q有機(jī)物、ADP Pi反應(yīng)性質(zhì)光化學(xué)反應(yīng)酶促反應(yīng)與光的關(guān)系必須在光下進(jìn)行與光無(wú)直接關(guān)系與溫度的關(guān)系與溫度無(wú)直接關(guān)系溫度影響酶的活性，關(guān)系密切物質(zhì)水的光解2H 2O 徜+O 2ATP的形成ADP+Pi+ 能量-ATpCO的固定CO2+G 20*3G還原203 f葡萄糖能量變化光能一電能一 ATP中活躍的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能一有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能實(shí) 質(zhì)無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物，光能轉(zhuǎn)變成有機(jī)物中的化學(xué)能聯(lián) 系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供 H和

17、ATP,暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供 ADP和Pi列表中的答案由教師根據(jù)學(xué)生的回答逐一顯示。教師：通過(guò)剛才的列表比較，你認(rèn)為“植物白天進(jìn)行光反應(yīng)，晚上進(jìn)行暗反應(yīng)”的說(shuō)法正確嗎？為什么？學(xué)生：不對(duì)。因?yàn)榘捣磻?yīng)的正常進(jìn)行需要光反應(yīng)提供的H和ATP如果光反應(yīng)停止，也就意味著暗反應(yīng)隨即停止；反之，光反應(yīng)的正常進(jìn)行需要暗反應(yīng)提供ADP和Pi ,如果暗反應(yīng)受阻，光反應(yīng)也不能正常進(jìn)行。光反應(yīng)和暗反應(yīng)是兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行、相互制約、密切聯(lián)系、缺一不可的過(guò)程。教師：請(qǐng)分析光下的植物突然停止光照后， 其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量如何 變化？請(qǐng)分析光下的植物突然停止 CO2的供應(yīng)后，其體內(nèi)的C5化合物和C3化合物的含量如

18、何變化？學(xué)生回答后，教師顯示幻燈片給予糾正。教師：研究光合作用的過(guò)程有什么意義呢？學(xué)生：增加光合作用的強(qiáng)度教師：對(duì)。增加光合作用的強(qiáng)度，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量教師：據(jù)前面得出的反應(yīng)式，假如有機(jī)物就是葡萄糖時(shí)，該怎么寫反應(yīng)式呢？產(chǎn)物中氧原子、碳原子和氫原子的來(lái)源？用直線連起來(lái)。如果從光合作用整體的角度來(lái)看；光合作用又完成了怎樣的物質(zhì)變化和能量變化？（即光合作用的實(shí)質(zhì)是什么？）學(xué)生回答后，教師顯示幻燈片給予糾正。教師：我們研究光合作用又何意義呢？學(xué)生：光合作用為包括人類在內(nèi)的幾乎所有生物的生存提供了物質(zhì)來(lái)源和能量來(lái)源。光合作用維持大氣中 Q和CO含量的對(duì)穩(wěn)定。教師：對(duì)，還能促進(jìn)生物的進(jìn)化。教師：我們研究的光合作用與前面的細(xì)胞呼吸有什么區(qū)別呢？學(xué)生回答后，教師顯示幻燈片給予糾正課堂小結(jié)：光合作用光合作用的概念 光合作用的探究歷程光反應(yīng)階段、區(qū)別與聯(lián)系過(guò)程,暗反應(yīng)階段. 意義課堂練習(xí).圖示德國(guó)科學(xué)家薩克斯的實(shí)驗(yàn) ，在葉片照光24時(shí)后，經(jīng)脫色、漂洗并用碘液處理， 結(jié)果有錫箔覆蓋的部分呈藍(lán)色。本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明（）光合作用需要 CO2 光合作用需要光光合作用需要葉綠素光合作用放出氧光合作用制造淀粉A . B .C . D.光合作用中，ATP轉(zhuǎn)變?yōu)锳DP的地方，是在葉綠體的（）A.外膜上 B. 基質(zhì)中 C. 色素中 D.類囊體的薄膜上3、光合作用實(shí)質(zhì)是（）A .把二氧化