5.4.2光合作用的原理和应用 教学设计 2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

5.4.2光合作用的原理和应用教学设计2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1课题：科目：班级：课时：计划3课时教师：单位：一、教学内容《5.4.2光合作用的原理和应用》这一章节位于人教版必修1生物教材第5章第4节。本节课的内容主要包括光合作用的原理、过程以及其在农业生产、环境保护等方面的应用。具体知识点如下：

1.光合作用的概念、条件和场所；

2.光合作用的过程，包括光反应和暗反应；

3.光合作用对农业生产的意义，如提高作物产量、培育优良品种等；

4.光合作用对环境保护的意义，如碳固定、氧气生成等。

本节课旨在让学生了解光合作用的基本原理和应用，提高学生对生物学科的兴趣和认识，为后续学习打下基础。二、教学目标1.知识目标：通过本节课的学习，学生能够掌握光合作用的概念、条件和场所，理解光合作用的过程，包括光反应和暗反应，了解光合作用对农业生产、环境保护的意义。

2.能力目标：通过观察和分析光合作用的实验，培养学生的观察能力、实验操作能力和数据分析能力；通过小组讨论和合作探究，培养学生的合作能力和问题解决能力。

3.情感目标：通过学习光合作用的原理和应用，激发学生对生物科学的兴趣和好奇心，培养学生的环保意识和社会责任感，让学生认识到生物学在解决现实问题中的重要作用。

4.价值观目标：通过学习光合作用的原理和应用，培养学生尊重自然、爱护环境的价值观，让学生认识到人与自然和谐共生的重要性。

5.思维品质目标：通过分析光合作用的实验数据，培养学生批判性思维和逻辑思维能力；通过讨论光合作用在农业生产中的应用，培养学生创新思维和发散思维能力。三、教学难点与重点重点：

1.光合作用的概念、条件和场所：光合作用是指植物、藻类和某些细菌利用阳光将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。这一过程需要光照、叶绿素、水和二氧化碳等条件。

2.光合作用的过程：光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段发生在叶绿体的类囊体薄膜上，通过水的光解产生氧气和还原剂ATP和NADPH。暗反应阶段发生在叶绿体的基质中，利用ATP和NADPH将二氧化碳转化为有机物。

3.光合作用对农业生产的意义：通过提高作物产量、培育优良品种、增加作物抗逆性等手段，提高农业生产的效率和质量。

4.光合作用对环境保护的意义：光合作用是地球上最大的碳固定过程，对减缓全球气候变化具有重要作用。同时，光合作用产生的氧气是生物呼吸作用的必需品，对维持地球生态平衡具有关键作用。

难点：

1.光反应和暗反应的区分和联系：光反应和暗反应是光合作用的两个阶段，它们在时间和空间上相互联系，但在反应机理上有所不同。学生需要理解两者之间的区别和联系，才能更好地掌握光合作用的整体过程。

2.光合作用对农业生产的具体应用：光合作用在农业生产中的应用较为广泛，包括提高作物产量、培育优良品种、增加作物抗逆性等。学生需要通过具体实例来理解和掌握光合作用在农业生产中的具体应用。

3.光合作用对环境保护的具体作用：光合作用对环境保护的作用主要体现在减缓全球气候变化和维持地球生态平衡等方面。学生需要通过具体实例来理解和掌握光合作用在环境保护中的具体作用。

4.光合作用相关实验的操作和数据分析：光合作用实验是生物学实验中的重要组成部分，学生需要掌握实验操作和数据分析的方法，才能更好地理解光合作用的原理和过程。四、教学方法与策略1.教学方法：本节课将采用讲授、讨论、案例研究和项目导向学习等多种教学方法。讲授法用于介绍光合作用的基本概念和原理；讨论法用于引导学生深入思考光合作用的过程和应用；案例研究法用于分析光合作用在农业生产中的应用实例；项目导向学习法用于鼓励学生通过实践探究光合作用对环境保护的作用。

2.教学活动：为了促进学生的参与和互动，本节课将设计以下教学活动：角色扮演，让学生扮演植物、藻类和某些细菌，模拟光合作用的过程；实验，进行光合作用的实验，观察和记录光反应和暗反应的过程；游戏，设计一个关于光合作用的游戏，让学生在游戏中加深对光合作用的理解和记忆。

3.教学媒体和资源：为了提高教学效果，本节课将使用PPT、视频、在线工具等多种教学媒体和资源。PPT用于展示光合作用的基本概念和原理；视频用于展示光合作用的实验过程和应用实例；在线工具用于提供光合作用的相关资料和讨论平台，帮助学生进行自主学习和合作学习。五、教学过程设计1.导入环节（5分钟）

（1）创设情境：通过展示自然界中植物生长的图片，让学生观察和思考植物如何获取能量和营养物质。

（2）提出问题：引导学生思考植物如何利用阳光将二氧化碳和水转化为有机物和氧气，激发学生的好奇心和求知欲。

2.讲授新课（30分钟）

（1）讲解光合作用的概念、条件和场所：通过PPT展示光合作用的基本概念，强调光照、叶绿素、水和二氧化碳等条件的重要性。

（2）讲解光合作用的过程：分别介绍光反应和暗反应的过程，通过图解和动画展示光反应中的水的光解和ATP和NADPH的产生，暗反应中的二氧化碳的固定和有机物的合成。

（3）讲解光合作用对农业生产的意义：通过案例分析，展示光合作用在提高作物产量、培育优良品种、增加作物抗逆性等方面的应用。

（4）讲解光合作用对环境保护的意义：通过案例分析，展示光合作用在减缓全球气候变化和维持地球生态平衡等方面的作用。

3.巩固练习（5分钟）

（1）练习题：提供一些关于光合作用的选择题和填空题，让学生在课堂上完成，以巩固对光合作用原理和过程的理解。

（2）讨论：让学生分组讨论练习题的答案，通过师生互动，解答学生的疑问，巩固学生对新知识的理解。

4.课堂提问（5分钟）

（1）提问环节：教师提问，学生回答，通过提问环节检查学生对光合作用原理和过程的理解程度。

（2）师生互动：教师根据学生的回答，进行点评和引导，帮助学生深入理解和掌握光合作用的知识。

5.总结环节（5分钟）

（1）总结光合作用的概念、条件和场所，强调光合作用的过程和作用。

（2）强调光合作用对农业生产、环境保护的重要性，激发学生对生物学学习的兴趣和认识。

（3）布置作业：让学生通过自主学习，进一步了解光合作用的应用和研究进展，培养学生的自主学习和探究能力。六、教学资源拓展1.拓展资源：

（1）课外书籍：推荐学生阅读《光合作用：生命之源》等课外书籍，深入了解光合作用的原理和应用。

（2）网络资源：引导学生访问中国生物志库、国家地理等网站，查阅光合作用的相关资料和视频。

（3）实践基地：组织学生参观植物实验室、植物园等实践基地，亲身体验光合作用的实验和观察植物的生长过程。

2.拓展建议：

（1）阅读指定书籍：要求学生阅读《光合作用：生命之源》，并撰写读书笔记，加深对光合作用的理解和认识。

（2）参加在线课程：推荐学生参加国家精品在线开放课程“光合作用与气候变化”，通过在线学习深入了解光合作用的原理和应用。

（3）参观实践基地：组织学生参观植物实验室、植物园等实践基地，亲身体验光合作用的实验和观察植物的生长过程，提高学生的实践能力和观察能力。

（4）开展小组讨论：鼓励学生分组讨论光合作用的应用和环境保护的重要性，培养学生的合作能力和问题解决能力。

（5）进行项目研究：引导学生开展光合作用项目研究，如研究不同植物光合作用的差异、光合作用对气候变化的影响等，培养学生的创新思维和发散思维能力。七、板书设计①光合作用的概念、条件和场所

-概念：植物、藻类和某些细菌利用阳光将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。

-条件：光照、叶绿素、水和二氧化碳。

-场所：叶绿体。

②光合作用的过程

-光反应：发生在叶绿体的类囊体薄膜上，通过水的光解产生氧气和还原剂ATP和NADPH。

-暗反应：发生在叶绿体的基质中，利用ATP和NADPH将二氧化碳转化为有机物。

③光合作用对农业生产、环境保护的意义

-农业生产：提高作物产量、培育优良品种、增加作物抗逆性。

-环境保护：减缓全球气候变化、维持地球生态平衡。

板书设计应条理清楚、重点突出、简洁明了，同时具有艺术性和趣味性，以激发学生的学习兴趣和主动性。通过板书，学生可以直观地了解光合作用的概念、条件和场所，以及光合作用的过程和对农业生产、环境保护的意义。八、课堂小结，当堂检测课堂小结（5分钟）

1.光合作用的概念、条件和场所：植物、藻类和某些细菌利用阳光将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程，需要光照、叶绿素、水和二氧化碳，发生在叶绿体。

2.光合作用的过程：光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，通过水的光解产生氧气和还原剂ATP和NADPH；暗反应发生在叶绿体的基质中，利用ATP和NADPH将二氧化碳转化为有机物。

3.光合作用对农业生产、环境保护的意义：提高作物产量、培育优良品种、增加作物抗逆性，减缓全球气候变化、维持地球生态平衡。

当堂检测（5分钟）

1.选择题：

（1）光合作用的概念是什么？

A.植物、藻类和某些细菌利用阳光将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程

B.植物、藻类和某些细菌利用阳光将氧气和水转化为有机物和二氧化碳的过程

C.植物、藻类和某些细菌利用阳光将有机物和水转化为氧气和二氧化碳的过程

D.植物、藻类和某些细菌利用阳光将二氧化碳和水转化为氧气和二氧化碳的过程

（2）光合作用的条件是什么？

A.光照、叶绿素、水和二氧化碳

B.光照、叶绿素、水和氧气

C.光照、叶绿素、二氧化碳和水

D.光照、叶绿素、氧气和二氧化碳

（3）光合作用的场所是什么？

A.叶绿体

B.细胞质

C.细胞核

D.类囊体薄膜

2.填空题：

（1）光合作用是植物、藻类和某些细菌利用阳光将____________和____________转化为____________和____________的过程。

（2）光合作用的条件包括____________、____________、____________和____________。

（3）光合作用的场所是____________。

3.简答题：

（1）光合作用的过程包括哪两个阶段？请简要描述。

（2）光合作用在农业生产中有哪些应用？请举例说明。

（3）光合作用在环境保护中有哪些作用？请简要阐述。课后拓展1.拓展内容：

（1）阅读材料：《光合作用：生命之源》、《光合作用的奥秘》等书籍，深入了解光合作用的原理和应用。

（2）视频资源：观看《国家地理》等网站上的光合作用相关视频，通过视觉和听觉感受光合作用的过程和作用。

（3）在线课程：推荐参加“光合作用与气候变化”等在线开放课程，通过在线学习深入了解光合作用的原理和应用。

（4）学习平台：访问中国生物志库、国家精品在线开放课程等学习平台，查阅光合作用的相关资料和视频。

2.拓展要求：

（1）阅读推荐书籍：要求学生阅读《光合作用：生命之源》，并撰写读书笔记，加深对光合作用的理解和认识。

（2）观看视频资源：鼓励学生观看《国家地理》等网站上的光合作用相关视频，通过视觉和听觉感受光合作用的过程和作用。

（3）参加在线课程：推荐参加“光合作用与气候变化”等在线开放课程，通过在线学习深入了解光合作