2024-2025年新教材高中生物 第5章 第4節(jié) 第2課時 光合作用的原理和應(yīng)用教學(xué)設(shè)計 新人教版必修1

2024-2025年新教材高中生物第5章第4節(jié)第2課時光合作用的原理和應(yīng)用教學(xué)設(shè)計新人教版必修1學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具教學(xué)內(nèi)容分析親愛的小伙伴們，今天我們要一起探索一個充滿生機與活力的課題——光合作用的原理和應(yīng)用。這節(jié)課，我們將深入新教材高中生物必修1第5章第4節(jié)，重點攻克光合作用的秘密。首先，我們要回顧一下光合作用的基本概念，然后一起揭開它背后的科學(xué)原理，最后看看它在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用。準(zhǔn)備好了嗎？讓我們一起踏上這趟知識的旅程吧！??核心素養(yǎng)目標(biāo)重點難點及解決辦法重點：

1.光合作用的基本原理：光合作用的過程，包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)的詳細(xì)步驟和相互關(guān)系。

2.光合作用的條件：影響光合作用的因素，如光照強度、溫度、二氧化碳濃度等。

難點：

1.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的機制理解：理解光合作用中電子傳遞鏈和ATP、NADPH的生成過程。

2.光合作用與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系：光合作用中能量轉(zhuǎn)換的復(fù)雜性和重要性。

解決辦法：

1.通過實驗演示和動畫模擬，幫助學(xué)生直觀理解光合作用的過程。

2.組織小組討論，引導(dǎo)學(xué)生分析不同條件對光合作用的影響，加深對能量轉(zhuǎn)換機制的理解。

3.結(jié)合實際問題，如農(nóng)業(yè)種植和環(huán)境監(jiān)測，讓學(xué)生應(yīng)用光合作用的知識，提高解決實際問題的能力。教學(xué)資源-軟硬件資源：多媒體教學(xué)設(shè)備（投影儀、電腦）、白板或黑板、實驗器材（光合作用裝置、光強計、溫度計等）

-課程平臺：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)平臺、在線教育資源網(wǎng)站

-信息化資源：光合作用過程動畫、光合作用相關(guān)視頻資料、在線互動學(xué)習(xí)平臺

-教學(xué)手段：PPT演示文稿、實驗報告模板、小組討論指南、學(xué)生互動問答環(huán)節(jié)教學(xué)過程設(shè)計**導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘**）

1.**情境創(chuàng)設(shè)**：播放一段關(guān)于植物生長和生態(tài)系統(tǒng)的視頻，引導(dǎo)學(xué)生思考植物如何獲取能量。

2.**提出問題**：提問學(xué)生：“你們知道植物是如何制造食物的嗎？”

3.**激發(fā)興趣**：簡要介紹光合作用的重要性，引發(fā)學(xué)生的好奇心。

**講授新課（20分鐘**）

1.**光合作用的基本概念**：

-解釋光合作用的定義和意義。

-講解光合作用的兩個階段：光反應(yīng)和暗反應(yīng)。

-使用PPT展示光合作用的流程圖，幫助學(xué)生理解。

2.**光反應(yīng)的詳細(xì)步驟**：

-講解光反應(yīng)的場所、參與的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換過程。

-通過動畫演示光反應(yīng)中的電子傳遞鏈和ATP、NADPH的生成。

-設(shè)問：“光反應(yīng)中，光能是如何轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的？”

3.**暗反應(yīng)的詳細(xì)步驟**：

-講解暗反應(yīng)的場所、參與的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)換過程。

-通過實驗裝置演示暗反應(yīng)中的CO2固定和C3循環(huán)。

-設(shè)問：“暗反應(yīng)中，ATP和NADPH是如何被利用的？”

**鞏固練習(xí)（10分鐘**）

1.**課堂練習(xí)**：分發(fā)練習(xí)題，讓學(xué)生獨立完成，鞏固光合作用的知識。

2.**小組討論**：將學(xué)生分成小組，討論光合作用在不同環(huán)境條件下的影響。

3.**展示答案**：每組選代表展示討論結(jié)果，全班共同討論和糾正。

**課堂提問（5分鐘**）

1.提問：“光合作用對生態(tài)系統(tǒng)有哪些影響？”

2.提問：“如何提高農(nóng)作物的光合作用效率？”

**師生互動環(huán)節(jié)（5分鐘**）

1.**提問與回答**：針對課堂上的問題，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，鼓勵學(xué)生回答。

2.**角色扮演**：讓學(xué)生扮演植物、陽光和二氧化碳，模擬光合作用的過程。

3.**實驗演示**：展示光合作用的實驗，讓學(xué)生觀察并提問。

**解決問題及核心素養(yǎng)能力的拓展要求（5分鐘**）

1.**實際問題**：提出與光合作用相關(guān)的實際問題，如如何利用光合作用進行環(huán)境保護。

2.**小組合作**：讓學(xué)生分組討論解決方案，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力。

3.**展示與評價**：每組展示解決方案，全班評價和總結(jié)。

**總結(jié)與作業(yè)布置（5分鐘**）

1.**總結(jié)**：回顧光合作用的重要知識點，強調(diào)其科學(xué)性和實用性。

2.**作業(yè)布置**：布置課后作業(yè)，包括復(fù)習(xí)光合作用的相關(guān)內(nèi)容，完成實驗報告。

3.**下課**：宣布下課，鼓勵學(xué)生在課后繼續(xù)探索光合作用的奧秘。

**用時總計：45分鐘**拓展與延伸六、拓展與延伸

1.**提供與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的拓展閱讀材料**：

-《光合作用的分子生物學(xué)基礎(chǔ)》：介紹光合作用中關(guān)鍵酶和蛋白質(zhì)的功能。

-《植物生理學(xué)導(dǎo)論》：深入探討光合作用在植物生長和發(fā)育中的作用。

-《環(huán)境科學(xué)》：分析光合作用與全球氣候變化的關(guān)系，以及人類活動對光合作用的影響。

-《現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技》：探討現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中提高光合作用效率的技術(shù)和方法。

2.**鼓勵學(xué)生進行課后自主學(xué)習(xí)和探究**：

-**實驗探究**：引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗，研究不同光照強度、溫度和二氧化碳濃度對光合作用的影響。

-**案例分析**：分析實際案例，如植物工廠、人工光合作用技術(shù)等，探討光合作用在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用。

-**跨學(xué)科學(xué)習(xí)**：結(jié)合化學(xué)、物理等學(xué)科知識，探究光合作用中的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)循環(huán)。

-**科普活動**：參與或組織科普活動，向公眾普及光合作用的知識，提高公眾的科學(xué)素養(yǎng)。

3.**實踐應(yīng)用**：

-**綠色建筑設(shè)計**：學(xué)習(xí)如何將光合作用原理應(yīng)用于綠色建筑設(shè)計，提高建筑物的能源效率。

-**農(nóng)業(yè)技術(shù)改進**：了解現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中提高光合作用效率的方法，如合理密植、灌溉管理等。

-**生態(tài)旅游**：探索生態(tài)旅游中如何保護植物的光合作用，維護生態(tài)平衡。

4.**科技前沿**：

-**人工光合作用**：研究人工光合作用技術(shù)，如光解水制氫、人工葉綠體等，探討其在能源領(lǐng)域的應(yīng)用。

-**生物技術(shù)**：學(xué)習(xí)生物技術(shù)在提高植物光合作用效率方面的應(yīng)用，如轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因編輯等。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測**課堂小結(jié)**

1.**回顧重點內(nèi)容**：

-光合作用的基本概念和過程。

-光反應(yīng)和暗反應(yīng)的詳細(xì)步驟。

-影響光合作用的因素，如光照強度、溫度、二氧化碳濃度等。

2.**強調(diào)難點理解**：

-光反應(yīng)與暗反應(yīng)的機制，特別是電子傳遞鏈和ATP、NADPH的生成。

-光合作用與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系，以及其在生態(tài)系統(tǒng)中的作用。

3.**總結(jié)應(yīng)用價值**：

-光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，如提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。

-光合作用在環(huán)境保護中的作用，如碳循環(huán)和氣候變化。

4.**激發(fā)學(xué)習(xí)興趣**：

-提出問題：“光合作用的研究對我們有什么實際意義？”

-引導(dǎo)學(xué)生思考光合作用在未來的科技發(fā)展中的應(yīng)用潛力。

**當(dāng)堂檢測**

1.**選擇題**（每題2分鐘，共10分鐘）

-光合作用的主要場所是：

A.葉綠體B.細(xì)胞核C.細(xì)胞質(zhì)D.核糖體

-光反應(yīng)中，光能轉(zhuǎn)化為哪種化學(xué)能？

A.化學(xué)能B.熱能C.電能D.機械能

-暗反應(yīng)中，ATP和NADPH的主要作用是什么？

A.合成糖類B.合成脂肪C.合成蛋白質(zhì)D.合成核酸

2.**簡答題**（每題5分鐘，共15分鐘）

-簡述光合作用對生態(tài)系統(tǒng)的影響。

-解釋為什么光照強度對光合作用有影響。

3.**應(yīng)用題**（10分鐘）

-假設(shè)某植物在光照強度為1000勒克斯、溫度為25℃、二氧化碳濃度為400μmol/mol的條件下進行光合作用，請計算該植物在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的氧氣量（假設(shè)光合作用效率為1%）。

4.**討論題**（5分鐘）

-討論如何通過農(nóng)業(yè)技術(shù)提高作物的光合作用效率。重點題型整理1.**實驗設(shè)計題**：

-**題目**：設(shè)計一個實驗，探究不同光照強度對某種植物光合作用的影響。

-**答案**：實驗步驟：

1.選擇同種植物，將它們分為兩組，每組設(shè)置不同光照強度（如弱光、中光、強光）。

2.將植物放置在相同的環(huán)境中，控制溫度、濕度等條件。

3.每天定時測量每組植物的凈光合速率，記錄數(shù)據(jù)。

4.分析不同光照強度對光合作用的影響，得出結(jié)論。

2.**計算題**：

-**題目**：假設(shè)在光合作用過程中，每摩爾光反應(yīng)產(chǎn)生6摩爾ATP，每摩爾ATP產(chǎn)生3摩爾ADP，求每摩爾光反應(yīng)產(chǎn)生的ADP的摩爾數(shù)。

-**答案**：計算過程：

-每摩爾光反應(yīng)產(chǎn)生6摩爾ATP。

-每摩爾ATP產(chǎn)生3摩爾ADP。

-因此，每摩爾光反應(yīng)產(chǎn)生的ADP的摩爾數(shù)為6摩爾ATP×3摩爾ADP/摩爾ATP=18摩爾ADP。

3.**比較分析題**：

-**題目**：比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)的主要區(qū)別，并解釋為什么光反應(yīng)需要發(fā)生在葉綠體的類囊體膜上。

-**答案**：比較分析：

-光反應(yīng)和暗反應(yīng)的主要區(qū)別：

-光反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的類囊體膜上，暗反應(yīng)發(fā)生在葉綠體的基質(zhì)中。

-光反應(yīng)需要光能，暗反應(yīng)需要ATP和NADPH。

-光反應(yīng)產(chǎn)生ATP和NADPH，暗反應(yīng)利用這些能量合成有機物。

-光反應(yīng)需要發(fā)生在類囊體膜上的原因：

-類囊體膜上含有大量的光合色素，能有效地吸收光能。

-類囊體膜上的電子傳遞鏈能高效地將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

4.**案例分析題**：

-**題目**：分析全球氣候變化對光合作用的影響，并提出相應(yīng)的應(yīng)對措施。

-**答案**：案例分析：

-全球氣候變化對光合作用的影響：

-溫度升高可能導(dǎo)致光合作用酶活性下降，影響光合作用效率。

-CO2濃度升高可能提高光合作用速率，但同時可能導(dǎo)致酸雨和溫室效應(yīng)。

-水資源短缺會影響植物的光合作用。

-應(yīng)對措施：

-推廣耐旱、耐高溫的植物品種。

-優(yōu)化農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)，提高水資源利用效率。

-加強對大氣污染的治理，減少溫室氣體排放。

5.**討論題**：

-**題目**：討論如何通過生物技術(shù)提高植物的光合作用效率。

-**答案**：討論要點：

-轉(zhuǎn)基因技術(shù)：通過基因工程將高效光合作用基因?qū)胫参镏校岣吖夂献饔眯省?/p>

-基因編輯技術(shù)：對植物基因進行編輯，優(yōu)化光合作用相關(guān)基因的表達。

-遺傳育種：通過傳統(tǒng)育種方法，篩選出具有高效光合作用特性的植物品種。

-光合作用抑制劑研究：研究光合作用抑制劑，降低非生產(chǎn)性光合作用，提高光合效率。板書設(shè)計①光合作用的原理

-光合作用定義

-光合作用過程：光反應(yīng)、暗反應(yīng)

-光反應(yīng)場所：葉綠體類囊體膜

-暗反應(yīng)場所：葉綠體基質(zhì)

②光反應(yīng)詳細(xì)