高中生物 能量之源 光与光合作用教案 新人教版必修1

1、能量之源光与光合作用教学目标知识与技能 过程与方法通过探究“环境因素对光合作用的影响”，初步学会科学研究的一般方法，发展科学探究能力情感态度与价值观（1） 通过本节的学习，使学生养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度（2）通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，使学生认识生命科学的价值，从而 乐于学习生命科学教学重点绿叶中色素的种类和作用。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。教学难点光反应和暗反应的过程。探究影响光作用强度的环境因素。教学方法讲解、实验法教学用具课件课时安排3课时教 学 内 容板书设计: 教 学 内 容一、复

2、习导入:教学内容教师活动学生活动引入光合作用对自然界的意义：生成氧气，进而紧接形成地球的臭氧层；直接或间接为其他生物提供能源；促进碳的循环。光合色素导言：追根溯源，对绝大多数生物来说，能量的最终来源是光能。将光能转换成化学能要靠光合作用，进行光合作用的细胞，首先要能够捕获光能，那么捕获光能的色素有哪些呢？实验：探究光合色素的的种类讲述光合色素的种类、吸收光谱光合作用色素A. 色素分布：色素分布在内囊体的薄膜上，色素可以吸收、传递、转化光能B. 色素种类： 叶绿素a（3/4）（蓝绿色） 叶 绿 素（3/4） 类囊体薄膜 叶绿素b（1/4）（黄绿色）上的色素 红光、篮紫光 叶黄素 （2/3） （黄

3、色） 类胡萝卜素（1/4）胡萝卜素 （1/3）（橙黄色） 蓝紫光学生通过实验总结叶绿体的结构通过图片和问题的引导，讲述叶绿体的结构及其适应光合作用的特点。1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，但当时并不清楚叶绿素分布于何处？1865年德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。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二、叶绿体的结构结合P99图示讲解叶绿体的结构，教师归纳： 外膜叶绿体 内膜 基粒：由两个以上的类囊体组成，含色素和酶 基质：含酶叶绿体的功能。结

4、合P100 恩格尔曼的实验讨论下列问题；1、恩格尔曼实验的结论是什么？2、恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？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。对恩格尔曼的两个实验进行讨论，并进行表达交流光合作用的探究历程利用学生初中学过的关于光合作用的

5、反应式，利用填空的方式，展示光合作用的定义。引导学生对几个主要的探索历程资料进行阅读，并找出相关阶段的研究成果或观点。特别讲述用同位素追踪氧元素走向和碳元素走向的实验教师列表呈现相关内容，学生讨论回答问题。年代科学家实验结论思考1771年英国的普利斯特利将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小鼠也不易窒息而亡。结论？为什么有人认为植物也能使空气变污浊？1779后荷兰的英格豪斯将普利斯特利所做的实验装置分别放在光下和黑暗中做结论？与前人相比，实验做了什么改进？1864年德国的萨克斯结论？1、为什么要把绿叶先在暗处放置几小时？ 2、谁是实验

6、组，谁是对照组？1880年美国的恩格尔曼上一节课已讲1939年美国的鲁宾和卡门采用同位素标记法分别标记H2O和CO2，进行两组光合作用的实验。第一组向绿色植物提供H218O和CO2；第二组提供H2O和C18O2。结论？二位科学家采用了什么研究手段？20世纪40年代美国的卡尔文用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用。讨论：1、从人类对光合作用探究历程来看，生物学的发展与物理学和化学有什么联系？与技术手段的进步有什么联系？2、人类对光合作用的探究过程，你还有哪些感悟？学生思考探究第2课时 光合作用的原理和应用教学内容教师活动学生活动光合作用的过程1、光反应：条件：光，色素，酶场所：叶绿体基粒

7、的类囊体薄膜上过程：（物质变化） 水的光解 12H2O 光 24 + O2 光合磷酸化（ATP的合成） ADP + Pi + 能量 酶 ATP能量变化：光能转变为活跃的化学能2、暗反应：条件：、ATP、酶场所：叶绿体基质过程：二氧化碳的固定 6CO2 + 6C5 酶 12C3 三碳化合物的还原 12C3 + 24 + ATP 酶 C6H12O6 + 6H2O + 6C5物质变化：CO2 C3 （CH2O） ATP ADP + Pi能量变化：ATP中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能。2. 光反应与暗反应比较 （1）光反应与暗反应的比较项目光反应暗反应实质光能转化为活跃化学能（ATP、）,放

8、出氧气活跃化学能转变成稳定化学能储存起来（CH2O）时间短促、以微秒计较缓慢条件需叶绿素、光、酶不需要叶绿素和光、需要酶场所在叶绿体的类囊体膜上在叶绿体的基质中物质变化2H2O4 + O2ADP+ PiATPCO2的固定CO2 + C5C3CO2的还原（CH2O）能量变化叶绿素将光能转化成活跃的化学能储存在ATP中ATP中的活跃化学能转化为糖等有机物中稳定的化学能联系光反应为暗反应提供、ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi。光反应与暗反应是光合作用全过程的两个阶段。既有区别又有联系，是缺一不可的整体。学生总结光合作甲付程中的元素去向上述方程式表示的光合产物只是单糖，实际上光合产物主要是糖类，

9、包括单糖（葡萄糖和果糖）、二糖（蔗糖）和多糖（淀粉），其中以蔗糖和淀粉最为普遍，但一些实验证明，蛋白质、脂肪和有机酸也都是光合作用的直接产物。因此对光合作用产物应该理解为有机物和氧更为确切。当外界因素下光照强度、CO2浓度骤然变化时，短时间内将直接影响光合作用过程中C3 、C5 、,ATP及ADP的生成量，进而影响叶肉细胞中这些物质的含量，它们的关系归纳如下：光合作用条件骤变时物质量的变化第3课时 影响光合作用的因素及其应用教师指导学生完成P104105的实验。因素对光合使用的影响在生产上的应用光1、光照强度：光合作用随光照强度的变化而变化。光照弱时光合作用减慢，光照逐步增强时光合作用随之加快

10、，但是光照增强到一定程度，光合作用速度不再增加。在一定光照强度范围内，增加光照强度可提高光合作用速率。曲线分析：A点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放C02量表明此时的呼吸强度。 AB段表明光照强度加强，光合作用逐渐加强。C02的释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用；而到B点时，细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用，即光合作用强度“细胞呼吸强度，称B点对应的光照强度为光补偿点（植物白天的光照强度在光补偿点以上，植物才能正常生长）。 BC段表明随着光照强度不断加强，光合作用强度不断加强，到C点以上不再加强了，称C点对应的光照强度为光饱和点。应用：阴生植物的光补偿点和光饱和点比较低，如上图虚线

11、表示。间作套种时农作物的种类搭配，林带树种的配置，冬季温室栽培避免高温等都与光补偿点有关。1. 光照面积（如图所示）曲线分析：OA段表明随叶面积的不断增大，光合作用实际量不断增大，A点为光合作用面积的饱和点。随叶面积的增大，光合作用不再增加，原因是有很多叶被遮挡，光照强度在光补偿点以下。OB段表明干物质量随光合作用增加而增加，而由于A点以后光合作用不再增加，但叶片随叶面积的不断增加，呼吸量（OC段）不断增加，所以干物质积累不断降低（BC段）。 应用：适当间苗、修剪，合理施肥、浇水，避免徒长。2、光质不同影响光合速率，白光为复色光，光合作用能力最强。单色光中红光作用最快，蓝紫光次之，绿光最差。3

12、、日变化，光合速率在一天中有变化，一般与太阳辐射进程相符。光照时间越长，产生的光合产物越多。 1、适当提高光照强度。2、延长光合作用时间。3、增加光合作用面积合理密植。4、对温室大棚用无色透明玻璃。5、若要降低光合作用则用有色玻璃，如用红色玻璃，则透红光吸收其他波长的光，光合能力较白光弱，但较其他单色光强。温度光合作用的光反应和暗反应是酶促反应，温度直接影响酶的活性，从而影响光合速率。温度过高，还会影响植物叶片气孔开度，影响CO2供应，进而影响暗反应，从而影响光合速率。般植物在1035下正常进行光合作用，其中AB段(10-35）随温度的升高而逐渐加强，B点（350）以上光合酶活性下降，光合作用开始下降，50左右光合作用完全停止1、适时播种。2、温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温。3、植物“午休”现象的原因之一。二氧化碳浓度二氧化碳是光合作用的原料之一。环境中二氧化碳浓度的高低明显影响光合速率。在一定范围内，植物的光合速率是随CO2浓度增加而增加，但到达一定程度时再增加