第4节能量之源光与光合作用

1、第五第4节能量之源光与光合作用一、教学目标1、 说明光合作用以及对它的认识过程。（n）2、 比较光反应与暗反应的区别和联系。（n）3、 尝试探究影响光合作用强度的环境因素。（川）4、 说出光合作用原理的应用。（I）5、简述化能合成作用。（I）正确使用实验器材体验前人探索光合作用的研究历程，并作出相关的评价；关注农业生产中 的实际问题，讨论提高光合作用效率的意义。二、教学重点、难点分析：1.教学重点：光合作用的发现及研究历史。 光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。 影响光合作用强度的环境因素。1.知识目标:2. 技能目标:3. 情感目标:光反应和暗反应是光合作用相互联系、相互影响的两个过程，

2、 弄清其中物质和能量的转化，才能算是真正理解了光合作用的原理，才能分析和讨论哪些环境因素将对光合作用产生什么样的影响。分析前人的研究历程，评价他们的研究方法，得出对科学研究的一般规律性的认识，结合当代科学研究的成果，将所学的知识运用于对实际问题的探索和讨论,对于巩固所学的知识，培养理论联系实际的能力有重要的意义。2.教学难点：光反应和暗反应的过程。探究影响光合作用强度的环境因素。光反应和暗反应过程中物质和能量的变化，以及光照强度、温度、大气中C02含量、植物体内H20的含量、叶龄、矿质元素、呼吸作用、蒸腾作用等等因素综合在一起，都将对光合作用产生影响， 要引导学生理解这其中的知识，并进行相关的

3、讨论， 是教学中的一大难点。三、课时安排：1课时四、教学设计：学习活动教学说明复习上节课内容。引入本节课学习的主题。二、光合作用的原理和应用（一）光合作用的探究历程让学生阅读教材 P101P102的内容，自己设计表格, 总结比较前人探究光合作用实验。（下面给出样例）1.英国科学家普利斯特利（J.P riestley ）的实验：实验时间1771 年实验方法把点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内将小鼠与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内实验现象蜡烛不容易熄灭小鼠不容易因窒息而死亡实验说明的 问题植物可以更新空气未解决的问题 不知道植物更新了空气中的哪种成分。 没有发现光在这个过程中所起的

4、关键作用。你对该实验的看法2.荷兰科学家英格豪斯（J.Ingen-housz）的实验实验时间1779 年实验内容做了 500多次植物更新空气的实验。新发现 普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功。 植物体只有绿叶才能更新污浊的空气。未解决的问题依然没弄清植物吸收和释放的究竟是最初的探究在现在看 起来是低层次的，但是人类 对科学的探索正是从看似简 单的问题入手。自己设计表格，自己总 结比较，让学生体验前人的 探索历程和方法，感悟科学 探索的一般方法。提出问题：你认为应该如何设计 实验，才能有这两个发现？按小组进行阅读，设计 表格（全部内容）。教师巡视, 参与某些小组的活动。每个实验的总 结选某

5、 个小组汇报，另曲勺小组进行 补充、修正。什么气体。光能哪里去了？起什么作用？后续补充直到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，吸收的是二氧化碳你对该实验的看法学习活动教学说明时间1845 年内容植物在进行光合作用时， 把光能转换成化学能储存起来科学依据能量转换和守恒定律存在的冋题光能转换成化学能储存于什么物质中？你对这一推论 的看法3.德国科学家梅耶(R.Mayer)的推论4.德国植物学家萨克斯(J.VOn Sachs)的实验体会科学家的思维。学习实验设计的方法实验时间1864 年实验方法将绿色植株放在暗处几个小时，目的是消耗掉叶片中的营养物质。选定叶片，

6、对叶片的一半进行遮光处理，另一半曝光。光照一段时间。简要介绍同位素标记用碘蒸气处理该叶片法。实验现象曝光的一半呈深蓝色，色变化遮光的一半没有颜实验结论证明光合作用的产物除氧气外还有淀粉你对该实验的看法5.美国科学家鲁宾（S.Rube n）和卡门(M.Kamen )的实验实验时间1939 年实验方法利用同位素标记法进行探究。用18O分别标记H2O和C02,使它们分别成为 出180和c18O2，分两组进行实验：第一组实验的原料第二组实验的原料18H2O 和 C 0218H2 0 和 CO2其他实验条件都相同。光合作用释放的氧光合作用释放的氧实验结果气全部是02。气全部是1802。实验结论光合作用释

7、放的氧气来自水你对该实验的看法学习活动至此，人们对光合作用的研究似乎已经很深入 了，但是仍然有悬而未决的问题，是什么呢？那就是光合作用的具体过程是如何进行的？ 有机物是如何合成的。我们将在下一节课来学习这 一内容。通过以上的总结比较，我们不难得出这样一个 认识，技术手段的进步能够促进科学的发展，而发 展了的科学理论又能进一步指导技术手段的更新， 两者相互促进。同样，科学的各门学科之间也是相总结引申提高认识教学说明辅相成的，互相促进，共同发展。作业：完成教材 Pl03思考与讨论的内容。用本节课的方法，自己设计表格，总 结卡尔文的实验。学习活动（第3课时）作用的原理和应用展示部分学生总结的卡尔文实

8、验。6.美国科学家卡尔文（M.Calvin ）的实验实验时间20世纪40年代，卡尔文用了十年时间研 究发现的实验方法利用同位素标记法进行探究。用14C标记的14CO2,供小球藻进行光合 作用，然后追踪检测其放射性出现在哪 些部分、哪种物质中实验结果最终探明了 co 2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为 卡尔文循环。（1961年12月10日获第 61届诺贝尔化学奖）你对该实验的看法（二）光合作用的过程光合作用的过程是十分复杂的，根据是否需要光能,教学说明（课堂时间安排）学生参与点评、补充。（5开动脑筋进行学习，还要动手 进行归纳总结，写出知识结构 表，加深理解和记忆。（15

9、学会的知识，要能讲得出 来，讲得正确，那么掌握的情 况一定不差。将学会的知识用于分解 问题、解决问题，能进一步加 深对知识内在联系的理解，也能培养知识的运用能力。将这些化学反应概括地分为光反应和暗反应两个阶段。小组研讨学习教材 Pl03Pl04光合作用过程的知识， 总结归纳出知识结构表。（表中各项答案红色箭头空 缺，待学生讨论回答后， 教师 对学生回答点拨、 指正，再分 步显示答案）A.请某些小组派代表展示学习所得，介绍光反应和暗 反应的过程。学习活动教学说明（课堂时间安排）B.请某些小组派代表阐述光反应和暗反应的联系。并 分别分析下列情况：如果光照强度减弱，如果C02的摄入量减少，如果光照过

10、强、温度过高导致植物气孔关 闭，如果植物体内 H20的供应量减少，（其他条件不变 的情况下），短时间内下表中各物质的量将如何变化？条件HATPADPC5C3光强JJfJf C02fJfJ气孔关闭fJfJ H20 JJfJJf（f表示增加，J表示减少）结合教材Pi03图5- 15分析解决上述问题，学会分析的 方法。呻_ a/二片珅币 一 ATHR：.好好地运用这张图， 充分地挖掘这张图所蕴含 的知识，可以解决光合作 用的许多难题。（5 引导学生总结:1.光反应归纳、总结（5 （1）部位：叶绿体片层结构薄膜上。（2 ）条件：需要光、H20、色素分子和酶。（3）物质变化:水的光解：2出0 4H+0

11、2ATP的形成：ADP + Pi +能量ATP （+ 出0）(4 )能量转换：光能7 ATP和NAD PH中的活泼的化学能2.暗反应:(1 )部位：叶绿体基质中。(2)条件：需要光反应的产物ATP、NAD PH、多种酶和 CO2(3)物质变化:CO2的固定：CO2 +C5酶酶 2C3C3的还原：2C3 +12H +ATP-t C6H12O6(4)能量转换：ATP、NAD PH中的活泼的化学能 7有机物 中的稳定的化学能。光合作用的反应式:光能C02十出0 叶绿体T (CH2O)+O2将上述内容总结在一个表格中，便于比较、分析和记忆。内容光反应暗反应部位叶绿体片层结构薄膜上叶绿体基质中条件光、H

12、20、色素分子和酶需要光反应的产物 ATP、NAD PH、多种酶和C02物质变化水的光解：2H207 4H+0 2ATP的形成：ADP+Pi+能量一 ATP (+ H2O)C02的 固定：C02 +C5% 2C3酶C3的还原：2C3 +12H+ATPT C6Hi206能量转换光能7AT P和NAD PH中的活泼的化学能 7有机物中的稳定的化学能联系光反应为暗反应准备了还原剂 H和能量ATP,暗反应是光反应的继续，最终 完成物质和能量的转化。在光合作用过程中，光反应阶段与暗反应阶段既有 区别又紧密联系，是缺一不可的整体。学习活动教学说明(课堂时间安排)（三）光合作用原理的应用参照教材Pl04 P

13、l05探究案例的思路，广泛搜集资料， 通过小组讨论，确定并实施本小组的实验方案，写出实验设 计，待教师审阅后，与生物实验室联系，而后利用课余时间 分别安排各小组到生物实验室完成本小组的实验。提供一些思路供同学借鉴，当然还可以自己创出更有新意的实验。 光照强度的变化 不同波长的光（红光、绿光） 不同的温度（过度、适宜、过低） 水分对植物光合作用强度的影响三、化能合成作用按小组学习教材中这部分的内容，提取这二个自然段中的主要内容，然后小组派代表说说从这部分内容中获得些什 么知识。讲清：自养生物（光能自养、化能自养及区别），异养生物。理论联系实际，研究影响光 合作用速率的环境因素，关 注农业生产（5 既是学习新知识，也是 对已学过知识的提高（5结合上一节（