光合作用的原理和应用

1、光合作用的原理和应用一、教材分析: 本节课在整个生物学课程中起承上启下的重要作用，前一节学习了光合色素和叶绿体的结构，为本节的学习打下基础；而本节课的学习又为以后的学习做铺垫，让学生更好的理解生物长久生存的原理。本课内容介绍了科学家历年来关于光合作用的发现及原理的研究历程，主要侧重于光合作用的过程，并在此基础上归纳出其意义，与日常生活紧密联系，便于学生理解。二、学情分析： 学生对于光合作用基本概念的理解相对浅薄，对光合作用的基本公式中所隐含的科学探究过程了解甚少，但一经启发后他们会对这部分的知识充满浓厚的兴趣和强烈的求知欲。高中学生的抽象逻辑思维正处于发展状态，喜欢探究，喜欢合作，故教师可提供

2、实验条件使学生采用体验式、讨论式等主动学习方式，掌握知识，提高能力，培养正确的情感态度与价值观。三、教学目标： 1.知识目标：描述光合作用的发展史，阐明光和作用的过程和意义，简述化能合成作用；2.能力目标：尝试探究影响光合作用强度的环境因素及实验设计，运用理论知识解决实际问题；3.情感目标：关注科学史的发展，确立唯物主义的世界观、科学观，形成环保的意识。四、教学重难点： 教学重点：1.光合作用的发现及研究史；2.光合作用的光反应与暗反应过程及相互关系；3.影响光合作用强度的环境因素。 教学难点：1.光反应与暗反应过程；2.光和作用过程中物质和能量的变化； 3.探究影响光合作用强度的环境因素。五

3、、课时准备：二课时：课时一 光合作用的发现 课时二 光合作用的过程课时一 光合作用的发现一、教学目标 ：1.描述光合作用以及对它的认识过程；2.尝试探究实验设计；3.关注科学史的发展。二、教学策略：课堂采用引导-探究式教学法。首先，通过复习提问让学生进入本节课主题；其次，以图表列出光合作用的发现历程，让学生一目了然，同时锻炼他们归纳总结、综合分析的能力；安排两个小实验让学生体验科学探究的乐趣，让其自行设计实验充分发挥自主能动性；布置课后讨论有利于发展学生严谨的科学思维能力，同时使学生掌握科学探究的一般步骤和方法，培养学生的科学素养及团队精神；最后，通过总结使学生对本课有总体的概念，同时为下节课

4、做好铺垫。三、教具准备： 多媒体课件( PowerPoint、Flash)。四、教学流程：复习提问，导入新课科学探究，设计实验归纳总结，写反应式 激发兴趣 获得知识 能力提升五、教学过程：教学过程教师活动学生活动设计意图一、创设情境、课题导入播放植物生长的Flash。提问：植物长大所需营养物质来自哪里？ 结合初中的知识回顾光合作用的定义。光合作用是怎样被人们发现的呢？引入主题。观看Flash 讨论回答：光合作用回忆光合作用概念，归纳进行光合作用的原料、产物、条件及场所。 思考。调动多种感官；创设情境；激发学生兴趣，揭示本节课题。Flash动画与PowerPoint相结合，生动、直观。二、新课教

5、学光合作用的探究历程1 1771年 英国 普利斯特利实验21779年 荷兰 英格豪斯31845年 德国 梅耶41864年 德国 萨克斯实验51939年 美国 鲁宾、卡门实验620世纪40年代 美国 卡尔文实验7.视野拓展 科学家用了200多年的时间，经过无数次的实验才清楚的认识了光合作用。这节课我们将沿着科学家的足迹进一步的认识光合作用。Flash动画演示实验过程，引导思考：1.第一三组实验的现象是什么，各说明了什么问题？2.该实验装置中玻璃罩有什么作用？ 3.该实验的结论是什么？引导分析，并指出实验设计中的基本原则：对照、单一变量等。 普利斯特利的实验看似简单，但后人做得实验很多不能成功，这

6、是为什么呢？引导提出问题。铺垫：认识荷兰科学家英格豪斯课件演示并指出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空气。进一步提出问题：由于当时化学发展水平的限制，不清楚植物吸收、释放气体的成分，同学们根据现有的知识，知道是什么吗？过渡：直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确这一结果。可见生物科学的发展需要建立在其他学科的基础上。在这一过程中，光能哪去了？铺垫：认识德国科学家梅耶课件显示能量转换和守恒定律，指出植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。问题：1.光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？2.植物光合作用除了释放氧气，还产生什么物质呢？Flash动

7、画演示实验过程，引导思考：1为什么对植物先进行暗处理？ 2为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？ 3这个实验可得出什么结论？强化科学探究实验设计的基本方法原则补充：除淀粉外，还可产生其他有机物，表示为（CH2O）。提出问题：光合作用释放的氧气，到底来自于H2O还是CO2？ 课件Flash动画演示实验过程，并引导得出结论。 问题：光合作用产生的有机物又是怎样合成的呢？引出卡尔文循环介绍光合细菌、新型太阳能制氢系统等新的研究成果和方向。观看动画小组分析讨论，得出结论：植物可以更新空气。思考，提出问题：植物在什么情况下可以更新空气呢？ 利用网络资源自行查找英格豪斯的相关资料。回答：吸收CO2，放出O

8、2。利用网络资源自行查找梅耶的相关资料。思考结合Flash，小组讨论实验过程及现象。小组讨论回答，得出结论：光合作用的产物除了氧气，还有淀粉。了解同位素标记法,得出结论：光合作用释放的氧气来自水。思考，预习。感兴趣的可自行查找资料了解。主动学习，积极参与，使学生加深对知识的理解，在学习中明确方向。PowerPoint、Flash结合。学习他敏锐的科学目光，坚持不懈的科学精神。实事求是的科学态度。大胆创新。为下节课做准备激发学生兴趣，拓宽知识面。 三、总结条件结合课件引导归纳每个实验结论，并同步板书：场所光能叶绿体原料产物H2O +CO2 （CH20）+O2归纳，参与小结，进一步强化光合作用的概

9、念及其要点。锻炼学生归纳、总结的能力，使他们总体把握知识的结构。PowerPoin课件四、课堂练习（见附页）及自主探究做课堂练习来巩固这节课的知识所学提供材料,引导学生运用科学探究的一般步骤，设计实验：证明C O2是绿色植物光合作用的原料。师生共同分析、交流、评价。提问回答。小组合作交流，应用网络资源，查找相关资料，设计实验方案，共同完成。学以致用，训练学生以科学探究的思维去解决问题，培养他们团结合作的意识。五、作业完成第103页思考与讨论独立完成。知识巩固,自我评价。六、板书设计：光合作用的发现一、定义： 绿色植物通过叶绿体, 利用吸收的光能, 把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物, 并且释

10、放出氧气。二、发现：作用：更新空气条件：光、绿叶物质变化：吸收CO2、放出O2能量变化：光能转化为化学能（淀粉）（H2OO2） （CO2(CH2O)） 叶绿体三、反应式：光CO2+H2O (CH2O)+O2 七、教师反思：1.使用多媒体课件作为辅助教学的工具。多媒体教学可使实验形象化、动态化，便于观察和总结，激发学生兴趣并加深知识的理解和印象，从而使学生不仅体会了科学探究的过程和研究方法，而且顺理成章地了解了光合作用的发现过程。2.使用以学生为主体、教师为主导的教学方法。教师适时引导学生合作探究主动学习，由学生观察、讨论、分析、总结得出结论，并积极的参与，进而体验知识获得过程中的快感和成就感，

11、融乐学、会学、学会于一体。八、补充材料：1.光合作用的新进展：教师提出新概念，让感兴趣的学生课下自行进一步了解，扩展知识如下： 光合细菌是一类在光照条件下可进行不产氧的高效光合作用的原核微生物, 可消耗小分子有机物( 有机酸、氨基酸、氨和糖类等) 、氨态氮和硫化物等环境中的污染物而生长繁殖, 含有较高浓度的类胡萝卜素和细菌叶绿素等光合色素,可以作为天然提取番茄红素（属类胡萝卜素的一种，自然界中最强抗氧化剂，广泛存在于番茄、灯笼大红辣椒、蔷薇果、西瓜、柿子的果肉、葡萄柚的果实以及红色细菌中, 其中含量最高的是番茄）的原料。故光合细菌作为重要的微生物资源, 其开发应用的前景是广阔的, 具有不可替代

12、的应用市场, 在人类活动中必将发挥越来越大的作用。 据最新报道，效仿光合作用中叶绿素吸光水解的原理，成功的开发了一种简单经济的快速进行水电解的新型太阳能制氢系统。白天，捕获太阳能将水分解为氢气和氧气储存起来；晚上，课用氢气和氧气燃料发电，也可将多余的燃料运输到其它需要的地方。这为开发新能源和解决温室效应取得了重大突破。2.课后练习： 下图中甲、乙、丙是放在阳光下的大小一样、密闭的玻璃装置。乙、丙中各放一盘发育阶段相同、生长良好的花，甲、丙中各放一只同样年龄、相同性别和体质的小白鼠。 图_中的小白鼠比另一只生活的时间长，因为此图中的植物通过_产生了_，从而使这只小白鼠能获得较多的_。 图_中的花

13、比另一盆花生活的时间短，因为这盆花把密封罩内的_用尽，植物体就不能进行_了。 1864年，德国科学家萨克斯把绿叶放在暗处几小时，然后将其一半曝光，一半遮光，过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，发现只有曝光的那一半叶片呈深蓝色，这个实验证明光合作用（ ） 需要水 需要光 需要叶绿素 放出氧 制造淀粉 A、 B、 C、 D、 下图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图，图中A物质和B物质的相对分子质量比是（ ）A12 B21 C89 D98答案： 丙 光合作用 氧气 氧气 乙 二氧化碳 光合作用 C C课时二 光合作用的过程一、教学目标：1.阐明光和作用的过程和意义，描述化能合成作用的概念；2.运用已有

14、知识进行逻辑推理来探究问题，列出影响光合作用强度的环境因素，收集资料，设计探究实验；3.关注植物光合作用对地球生命的意义,自觉保护生态环境；关注现代化的农业技术，参与社会活动，形成学以致用的意识。二、教学策略： 采用总分总的教学思路。首先复习相关知识为教学做铺垫，展示动画观察总的过程，使学生对光合作用产生感性认识；然后，分别展示光反应和暗反应阶段的变化以加深印象，辅以讲解使学生更清楚明白；再用比较归纳法将光合作用整个过程贯穿一气。最后，引导学生认识光合作用的意义，并自主讨论交流影响其强度的因素。通过这个过程可以让学生用观察、比较并联系实际的方法对问题加深理解，这样由现象到本质总结出规律才能使学

15、生的认识上升到理性认识。三、教具准备： 多媒体课件( PowerPoint、Flash)。四、教学流程：联系实际，引入新课动画展示光合作用探究光反应阶段探究暗激发兴趣、主观领会 主动发现、获得知识 反应阶段对比总结全过程及意义 知识构建及应用五、教学过程：教学程序教师活动学生活动旧知复习复习：PPT展示叶绿体模型。 集体识别结构。引起注意，新课导入提问：1.当今世界人类面临的四个重大问题是什么？2.那大家又知道粮食从哪来呢?环境问题又怎样解决?对学生回答总结：光合作用既可以制造粮食又可以保护环境，那它具体怎么进行呢？从而引出这节课的主题。联系实际生活及学习过的相关知识作出回答，积极思考与光合作

16、用有关的生活现象。展示动画播放Flash动画，要求学生在观看过程中注意观察箭头指向、在什么部位、发生了哪些变化。看完后以小组为单位讨论并写出答案，教师指导并小结。从动画中初步了解光合作用全过程，小组讨论物质和能量的流动，通过教师指导加深理解。探究光反应阶段结合Flash讲解光反应阶段：1.物质转化：H2O H + O2 ADP + Pi ATP2.能量转化：光能ATP中活跃的化学能光反应必须有光参与, 同时, 由于吸收光能的是色素, 色素存在于叶绿体的类囊体薄膜, 所以光反应在类囊体薄膜上。根据教师讲解观察光反应阶段的场所、变化，加深印象。探究暗反应阶段结合Flash讲解暗反应阶段：1.物质转

17、化：C5 + CO2 2 C3 + H CH2O + C52.能量转化：ATP活跃化学能有机物稳定的化学能提出问题，小组讨论： 暗反应有光可以进行吗? H 和ATP 来自哪里? 反应场所在哪里进行?学生观看Flash，讨论问题，加深印象。光反应与暗反应的比较项目光反应暗反应场所类囊体薄膜叶绿体基质条件光、色素、酶、水多种酶、CO2、ATP、NADPH物质变化H2O H + O2ADP + Pi ATPNADP+H+eNADPHC5 + CO2 2C32C3 + H CH2O + C5能量变化光能ATP中活跃的化学能ATP中活跃的化学能有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供H、ATP、NAD

18、PH，暗反应为光反应提供ADP、NADP、Pi由PPT展示空白表格，教师引导学生自行完成表格。总结全过程教师PPT展示上图，组织学生总体描述光合作用的全过程对展示的模具图示分析，形成光和作用的整体概念，从而将琐碎的知识点整理成完整的记忆链。光合作用原理的应用引导学生思考生活中的实例，体会光合作用的实际应用价值：家中养殖的花草长时间放在黑暗处会死亡；玉米灌溉时遇到长时间的阴雨天会减产；大棚种植时，有时会填充二氧化碳，并且大棚式透明的。思考：绿色植物的光合作用对自然界和人类有什么重要的意义？如果没有绿色植物，我们的世界会变成什么样？学生以小组进行讨论、交流，让学生从感性认识上升到理性认识，学以致用，提高环保意识。光合作用的影响因素根据生活中的事实，结合本节所学知识，自主探究影响光合作用强度的因素。课后小组搜集资料撰写报告下节课全