云南省陇川县第一中学高一生物 能量之源—光与光合作用教案

1 云南省陇川县第一中学高一生物云南省陇川县第一中学高一生物 能量之源能量之源 光与光合作用教案光与光合作用教案 1 1 内容解析内容解析 1 内容 能量之源 光与光合作用这节内容包括两部分 第一部分为捕捉光能的色素和结 构 第二部分是光合作用的原理及应用 本节内容大体上保持了旧教材的难易程度和编排顺 序 仅在三个方面做了调整 一是对光合作用的探究历程作了补充 二是新增了环境因素对 光合作用强度影响的探究实验 三是叶绿体的结构和功能 化能合成作用这两部分内容在旧 教材中没有被编排进去 2 解析 本节内容不仅和初中教材中有关光合作用的基础知识密切联系 而且在高中教材 中也起着承上启下的作用 一方面通过本节内容的学习 可以进一步理解在第三章中为什么 把叶绿体比作 养料制造车间 和 能量转换站 另一方面本节内容也为必修 3 中生态系 统的物质循环和能量流动 选修 3 中生态工程等内容的学习打下基础 2 2 目标及解析目标及解析 1 说出绿叶中色素的种类和作用 2 说出叶绿体的结构和功能 3 说明光合作用以及对它的认识过程 4 尝试探究影响光合作用强度的环境因素 5 说出光合作用原理的应用 6 简述化能合成作用 三 教学问题诊断教学问题诊断 1 教学重点 1 绿叶中色素的种类和作用 2 光和作用的发现及研究历史 3 光合作用的光反应 暗反应过程及相互关系 4 影响光合作用强度的环境因素 解决方法 1 通过对色素的提取和分离实验 让学生仔细观察分离出的不同色素带 色素带的 颜色 分布顺序和宽窄 思考其原因及作用 2 让学生从化学反应的角度看光合作用的过程 明确每一个物质变化的来龙去脉和 相应的能量转化的过程 3 让学生通过探究性活动理解光合作用原理的应用 2 教学难点 1 光反应和暗反应的过程 2 探究影响光合作用强度的环境因素 解决方法 1 通过由浅入深的讲解 让学生理解光反应和暗反应的过程 区别和联系 2 通过探究活动 环境因素对光合作用强度的影响 让学生掌握光合作用原理在农 业生产中的应用 四 教学过程设计 教学过程设计 引入 以 问题探讨 引入 学生思考讨论回答 教师提示 提示 1 用这种方法可以提高光合作用强度 因为叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫 光和红光 不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响 2 因为叶绿素对绿光吸收最少 所以不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源 2 学习目标一 捕获光能的色素和结构 问题 以 本节聚焦 发问 引起学生的注意思考 板书 捕获光能的色素 实验 绿叶中色素的提取和分离 到实验室做实验 实验讨论 学生思考讨论回答 教师提示 提示 1 滤纸条上有 4 条不同颜色的色带 从上往下依次为 胡萝卜素 橙黄色 叶黄素 黄色 叶绿素 a 蓝绿色 叶绿素 b 黄绿色 这说明绿叶中的色素 有 4 种 它们在层析液中的溶解度不同 随层析液在滤纸上扩散的快慢也不一样 2 滤纸上的滤液细线如果触到层析液 细线上的色素就会溶解到层析液中 就不会在滤 纸上扩散开来 实验就会失败 板书 叶绿素 a 和叶绿素 b 主要吸收蓝紫光和红光 胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫 光 与社会的联系 人们根据上述科学原理 在需要人工补充光照的温室和塑料大棚中栽 培农作物时 就可以根据所需要的光合作用产物的类型 来选择适合的光源以及玻璃或塑料 薄膜了 例如 冷光镝灯的光谱成分接近于太阳光 且辐射出的热能比较少 是一种比较好 的人工光源 又如 氙灯的可见光部分也近似于太阳光 但其紫外线和红外线则比太阳光的 多 使用时应隔以玻璃或水层以吸收其紫外线或红外线 相比之下 日光灯的蓝紫光和绿光 比太阳光的多而红光比太阳光的少 普通的白炽灯则蓝紫光比太阳光的少而红外光比太阳光 多 科学家通过实验还发现 蓝色塑料薄膜育秧时有壮秧的效果 这一结果现已在不少地区 的水稻育秧生产中得到应用 学习目标二 叶绿体的结构 资料分析 1 恩格尔曼实验的结论是 氧气是叶绿体释放出来的 叶绿体是绿色植物进行光合作用 的场所 2 提示 实验材料选择水绵和好氧细菌 水绵的叶绿体呈螺旋式带状 便于观察 用好 氧细菌可确定释放氧气多的部位 没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰 用极细的光 束照射 叶绿体上可分为光照多和光照少的部位 相当于一组对比实验 临时装片暴露在光 下的实验再一次验证实验结果 等等 3 叶绿体是进行光合作用的场所 板书 叶绿体是进行光合作用的场所 它内部的巨大膜表面上 不仅分布着许多吸收 光能的色素分子 还有许多进行光合作用所需的酶 二 光合作用的原理和应用 问题 以 本节聚焦 的问题引起学生的注意思考 学习目标三 光合作用的探究历程 讲述 结合课本的图 一步一步的引导 旁栏思考题 学生思考讨论回答 教师提示 提示 持这种观点的人 很可能是在无光条件下做的这个实验 无光时 植物不进行 光合作用 只进行细胞呼吸 所以没有释放氧气 而是释放二氧化碳 也就是使空气变污浊 了 思考与讨论 1 学生思考讨论回答 教师提示 学习目标四 光合作用具体过程 3 1 光合作用的原料是二氧化碳和水 产物是糖类和氧气 场所是叶绿体 条件是要有光 还需要多种酶等 光合作用的反应式是 CO2 H2O CH2O O2 2 提示 从人类对光合作用的探究历程来看 生物学的发展与物理学和化学的研究进展 关系很密切 例如 直到 1785 年 由于发现了空气的组成 人们才明确绿叶在光下放出的 气体是氧气 吸收的是二氧化碳 这个事例说明生物学的发展与化学领域的研究进展密切相 关 又如 鲁宾和卡门利用同位素标记法证明光合作用释放的氧气来自水 而不是来自二氧 化碳 卡尔文用同位素示踪技术探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途 径 都说明在科学发展的进程中 相关学科的互相促进 以及技术手段的进步对科学发展的 推动作用 学习目标五 化能合成作用 讲述 起初 人们认为只有绿色植物才能将二氧化碳转化为有机物 后来发现 即使 没有叶绿素的参与 某些微生物也能将二氧化碳转化为有机物 这类微生物称做化能自养型 微生物 这类微生物通过氧化如氢气 硫化氢 二价铁离子或亚硝酸盐等无机物 夺取无机 物中的电子 通过电子传递链合成 ATP 和 NADPH 再利用 ATP 和 NADPH 完成二氧化碳的还原 和固定 广泛地分布在土壤和水域环境中的硫化细菌 硝化细菌 氢细菌与铁细菌等都属于 这类微生物 例如 氢细菌通过将氢气氧化为水 硫细菌通过将硫化氢氧化为硫酸盐 硝化 细菌通过将氨氧化为亚硝酸盐 或将亚硝酸盐氧化为硝酸盐 来驱动二氧化碳的固定 完成 有机物的合成 学案学案 5 45 4 能量之源能量之源 光与光合作用光与光合作用 班级 姓名 制作人 田梅 徐艳芳 黄高 1 学习目标 1 绿叶中的色素 2 叶绿素 a 和叶绿素 b 主要吸收 胡萝卜素和叶黄素主要吸收 因为叶 绿素吸收绿光最少 所以叶片呈现绿色 这些色素集中在 中 3 结构 1 一般呈扁平的椭球形或球形 外表具有 内部有基粒和 基粒是由 堆叠而成 2 吸收光能的色素分布于 与光合作用有关的酶分布在 4 功能 是进行 的场所 5 直到 18 世纪中期 人们一直以为只有土壤中的水是植物建造自身的原料 6 1771 年 英国的普利斯特利的实验证实 可以更新因蜡烛燃烧或动物呼吸而变 得污浊的空气 7 1779 年 荷兰的英格豪斯证明了 在更新空气中不可缺少 8 1864 年 德国的萨克斯的实验证实了光合作用的产物还有 9 1939 年 美国的鲁宾和卡门利用 证明了光合作用释放的氧气来自水 10 20 世纪 40 年代 美国的卡尔文利用 技术最终探明了 CO2 中的碳在光合作用 叶绿素 蓝绿色 黄绿色 类胡萝卜素 橙黄色 黄色 4 中转化成有机物中碳的途径 11 光合作用反应式 12 光合作用的过程 1 光反应 条件 场所 叶绿体囊状结构薄膜上 物质变化 能量变化 光能 中活跃的化学能 场所 叶绿体的基质中 2 暗反应 条件 物质变化 能量变化 ATP 中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能 2 问题与例题 1 关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述 错误的是 A 叶绿体色素与 ATP 的合成有关 B 叶绿体色素参与 ATP 的分解 C 叶绿体色素与 O2 和 H 的形成有关 D 叶绿体色素能吸收和传递光能 A 叶绿体色素与 ATP 的合成有关 B 叶绿体色素参与 ATP 的分解 C 叶绿体色素与 O2 和 H 的形成有关 D 叶绿体色素能吸收和传递光能 2 下列关于叶绿体和光合作用的描述中 正确的是 A 叶片反射绿光故呈绿色 因此日光中绿光透过叶绿体的比例最小 B 叶绿体的类囊体膜上含有自身光合作用所需的各种色素 C 光照下叶绿体中的 ATP 主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的 D 光合作用强烈时 暗反应过程直接将 3 个 CO2 分子合成一个三碳化合物 三 配餐作业 一 基础题 A 组题 1 可以在叶绿体基质中完成的变化有 H2O H O2 ATP ADP Pi 能量 C3 CH2O C5 CO2 C5 C3 A B C D 2 下图为某植物叶肉细胞中的两种膜结构以及发生的化学反应 下列有关叙述 哪项不正确 5 A 图 A 图 B 所示的两种生物膜 分别存在于叶绿体和线粒体 B 图 B 膜上 H 主要来源于丙酮酸的分解 其反应速率受温度的影响 C 图 A 上产生的 O2能被图 B 所在的结构利用 需至少穿过 4 层生物膜 D 图 A 和图 B 所示的反应 除了产生图中所示的物质外 还都能产生 ATP 3 如下图所示 某植物上的绿叶经阳光照射 24 小时后 经脱色并用碘液处理 结果有锡箔 覆盖部位不呈蓝色 而不被锡箔覆盖的部位呈蓝色 本实验证明 光合作用需要二氧化碳 光合作用需要光 光合作用需要叶绿素 光合作用放 出氧气 光合作用制造淀粉 A B C D 4 光合作用产生的 H 和呼吸作用产生的 H 分别用于 A 都用于还原 CO2 B 都用于还原 O2 C 前者还原 O2 后者还原 CO2 D 前者还原 CO2 后者还原 O2 2 巩固题 B 组题 5 在 绿叶中色素的提取和分离 的实验中 正确的是 A 用质量分数为 15 的盐酸 体积分数为 95 的酒精溶液的混合液 1 1 进行解离 使 细胞分散开来 B 可以用 93 号汽油做层析液 C 研磨时要加入碳酸钙 以防止叶绿体被破坏 D 研磨液用滤纸过滤后 盛放滤液的小试管要及时用棉塞塞紧 6 如右图所示的玻璃容器中 注入 一定浓度的 NaHCO3溶液并投入少量的新鲜绿叶碎片 密闭后 设法减小液面上方的气体压强 会看到叶片沉 入水中 然后再用光照射容器 又会发现叶片重新浮出 液面 以下分析正确的是 A 改变温度 不影响叶片开始上浮所需的时间 B 改变光照强度 不影响叶片开始上浮所需的时间 C 改变 NaHCO3溶液的浓度 不影响叶片开始上浮所需的时间 D 若将装置置于黑暗中 上浮的叶片又会下沉 7 植物的光合作用受温度 T 和光照强度 L 的影响 下图表明植物在 3 种不同的光照强度下 消耗 CO2的情况 分析在 5 0 和 20 30 温度范围内 光合作用的限制因素分别 是 6 A L T B T 和 L 都不是 C T L D T T 3 提高题 C 组题 8 如图示农田一昼夜温度变化 光照强度变化 和植物吸收 CO2变化 数据绘制成的曲线 则下列说法不正确的 A 在 曲线与时间轴交点 c 和 e 时 光合作用吸收的 CO2与细胞呼吸释放的 CO2量相等 B a 点的形成是由夜间的低温造成的 C 从时间轴上的 c 点开始合成有机物 到 e 点有机物的合成停止 D 增大曲线 与时间轴所围成的正面积的措施包括提高光照强度 CO2浓度和充足的水 分供应 9 如图甲表示某种植物光合速率受光照强度影响的变化曲线 图乙表示某种植物光合速率在 不同光照强度下 光合速率受 CO2浓度影响的变化曲线 a 点与 c 点相比较 c 点时叶肉细胞 中 C3的含量 b 点与 c 点相比较 b 点时叶肉细胞中 C5的含量 A 高 高 B 低 基本一致 C 低 高 D 高