2019高中生物第5章第4节第3课时光合作用的原理和应用二教案新人教版必修
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《光合作用的原理和应用》重难点创新知能准备【教学目标】知识与技能:1.了解光合作用的探究历程,写出光合作用的反应式。
2.说出光合作用的过程,写出光反应和暗反应的反应式。
3.理解并说出光合作用中的能量转化和物质变化。
4.说出影响光合作用的因素。
5.理解各种因素对光合作用的影响规律。
6.说出进行化能合成作用的例子。
过程与方法:1.学会和小组其他成员讨论,标出各种元素的来龙去脉。
2.学会表述光合作用过程,和小组成员总结归纳光合作用中的反应式。
情感态度与价值观:1.理解农业中各种农耕措施的意义。
2.联系生活,了解有氧运动的意义。
3.学会探究能力。
【教学重点】1.光合作用过程。
2.光合作用中的能量转化和物质变化。
3.影响光合作用的因素。
【教学难点】1.光合作用过程。
2.光合作用中的能量转化和物质变化。
3.各种因素对光合作用的影响曲线。
【教学策略】翻转课堂、交互式电子白板(实际操作)。
重难点创新一、光合作用探究展示一:光合作用过程阅读课本P103-P104页的“光合作用的过程”,小组讨论,将讨论结果画在学案上。
请同学们口述过程,并在口述的同时将过程在白板上演示出来,其他同学纠错和补充。
(师生互动)二、光合作用中的能量转化和物质变化探究展示二:光合作用中的反应式、能量转化和物质变化请同学们根据图片总结光反应和暗反应的相关知识,小组内讨论后完成下表。
(师生互动)白板技术:利用“拖动副本”功能,让学边拖动,边讲解。
突破方法:课前预习,课上小组讨论,并让小组代表在台上通过讲述、绘画展示讨论成果,讲述过程录音。
利用录音、展台共同纠错。
目标达成:提高学生小组合作、阅读、表述、内化知识的能力。
【精编精练1】如图为高等植物光合作用图解,下列说法正确的是( B )A.①是光合色素,主要存在于叶绿体和液泡中B.②是氧气,可参与有氧呼吸的第三阶段C.③是C3,能被氧化为(CH2O)D.④是ATP,在叶绿体基质中生成白板技术:利用“透明度”功能,制造光反应和暗反应,一目了然。
高一生物《光合作用的原理和应用》教案一、教材分析“光合作用的探究过程”是新人教版高中《生物》必修一第五章第四节的内容。
教材呈现的是科学史教育,是对众多科学家关于光合作用探究过程的简介。
但同时,教材介绍的经典实验还蕴含着科学探究的一般方法,是培养学生创新精神和实践能力的好素材。
因此,对本节教材的再加工和深度开发,可以为高三实验设计的教学奠定基础,体现了新课程标准精神,突出了生物学科重视科学探究能力培养的学科特点。
初中生物教材已经讲述了光合作用的基础知识,安排了绿叶在光下制造淀粉的实验。
本节在此基础上,更加深入地从产物到场所等方面讲述了光合作用发现过程的几个著名实验,目的是使学生不仅获得有关的基础知识,懂得探索生物科学的基本方法。
培养学生实事求是的科学态度,不断探求新知识的精神和合作精神。
光合作用的探究历程主要针对分析人类对光合作用的探究历程,阐明光合作用的过程和实质,总体教学思路就是保质保量的完成以上教学任务。
在教学过程中,结合一些典型例题贯穿于本堂课中,以题促教,以教促学。
2、教学目标根据以上分析,结合大纲要求,考虑到学生的认知水平和思维特点制定本节课的教学目标如下:(1)知识与技能:通过研究经典实验,从而认识人类探索光合作用的历程;了解经典实验的方法及结论;能说出光合作用的原料、产物、场所、条件等。
(2)过程与方法:体验前人设计实验的技能和思维方式;经历科学探究的一般过程;初步学会合作交流、建立模型、控制实验条件、设置对照等方法。
(3)情感态度与价值观:感受科学家实事求是的科学态度和坚忍不拔的意志品质。
激发学生的科学兴趣,培养学生敢于大胆质疑,不断探索的科学精神。
3、教学重点难点重点:探究光合作用原料、产物、场所、条件的方法;了解科学探究的一般过程。
难点:光合作用发现过程中经典实验的原理和方法;运用原理设计简单实验。
二、学情分析:作为步入高中学堂快一个学期的高中学生,对生物已经具备了一定的基础知识,在授课时关注以下几点:(1)他们在初中的生物学学习中已具备了一定的关于光合作用的基础知识,也做过“绿叶在光下制造淀粉”这个实验。
第五章细胞的能力供给和利用第四节细胞能量的供给和利用第二课时光合作用的原理和作用一、学习目标\教学目标1.通过探究光合作用原理的实验,认识科学探究的根本思路和方法。
2.用物质和能量观说明光合作用过程。
3.基于事实证据,进一步理解光合作用原理。
二、教学重难点1.光合作用的光反响、暗反响过程及相互关系。
〔重难点〕三、教学方法讲授、演示、视频播放、小组讨论。
四、教学过程【新课导入:情景设置,导入新课】观看视频?光合作用?,激发学生的学习兴趣。
进而引出本节课题——光合作用的原理与应用。
【新课讲授】光合作用的概念:光合作用是指绿色植物通过__叶绿体__,利用__光能__,将__二氧化碳和水__转化成储存着能量的___有机物__,并且释放出___氧气___的过程。
一、光合作用的原理1.探究光合作用原理的局部实验资料分析,小组讨论,问题探究资料119世纪末,科学界普遍认为,在光合作用中,CO2分子的C和O被分开,O2被释放,C 与H2O结合成甲醛,然后甲醛分子缩合成糖。
1928年,科学家发现甲醛对植物有毒害作用,而且甲醛不能通过光合作用转化成糖。
资料21937年,英国植物学家希尔〔R Hill〕发现,在离体叶绿体的悬浮液中参加铁盐或其他氧化剂〔悬浮液中有H2O,没有CO2〕,在光照下可以释放出氧气。
像这样,离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反响称作希尔反响。
小组讨论,问题探究1.希尔的实验说明水的光解产生氧气,是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水?提示:不能说明。
希尔反响仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解,产生氧气。
该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰,也并没有直接观察到氧元素的转移。
2.希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反响?提示:希尔反响是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的,悬浮液中有H2O,没有合成糖的另一种必需原料CO2,因此,该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联,暗示着希尔反响是相对独立的反响阶段。
生物必修1 分子与细胞第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源——光与光合作用二光合作用的原理和应用教学设计(第一课时)一、教材分析新课标对光合作用的认识过程从原来的“了解”水平提高到了“说明”水平,教材中本部分内容从回顾科学家对光合作用的探究历程开始,让学生感知他们探索的科学精神和实事求是的科学态度,学习科学探究的一般方法和实验设计的原则,并且得出光合作用的反应式。
教材中详细描述了各探究实验的关键环节,对学生的探究思维具有很好的启发性。
二、学情分析高一年级的学生在初中接触过生物学,但对本节知识的支撑较弱,加上学生有城市的也有农村的,生物的知识层次有差别,在教学中通过一些学生很熟悉的贴近生活的知识、图片、动画激发学习兴趣,启发学生积极思考,组织学生在课堂上开展讨论和探究。
三、教学目标1.知识目标知道光合作用被发现的基本过程,并能简述出光合作用的原料、产物、条件和反应场所。
2.能力目标2.1.重新走进科学家发现光合作用的有关实验,学会运用科学探究的手段发现问题、解决问题,发展科学探究能力;2.2.在实验探究中掌握科学探究的一般原则,重点是对照实验原则和单因子变量原则。
3.情感态度与价值观目标3.1.体验科学探究历程,体会科学概念是在不断观察、实验、探索和争论中形成;3.2.认同科学家不仅要继承前人的科研成果,而且要善于吸收不同学科中的有关知识,还要具有质疑、创新及勇于实践的科学精神和科学态度;3.3.学会参与、合作和交流探究的内容和结果;3.4.认识到技术的发展在科学研究中的作用,尊重科学且用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观。
四、教学重点难点教学重点:光合作用的发现及研究历史过程中的各实验设计、优缺点和结论。
教学难点:光合作用的发现过程中各实验如何巧妙地连接起来,如何过渡,如何引导学生进行思考探究从而得出正确结论。
五、教学方法探究式教学,结合问题、讨论、比较、归纳多种教学方法,并配以多媒体辅助教学,引导学生再现科学发现过程,并进行分析、讨论、归纳和总结。
第2课时光合作用的原理和应用知识清单一、光合作用的概念1.主要场所:叶绿体。
2.能量来源:光能。
3.反应物:二氧化碳和水。
4.产物:有机物和氧气。
5.实质:合成有机物,储存能量。
二、光合作用原理1.填写图中序号所代表的物质或结构①O2;②NADP+;③ADP+Pi;④C5。
2.图示Ⅰ过程是光反应阶段:(1)场所:[⑤]类囊体薄膜上。
(2)条件:光、色素和酶等。
(3)叶绿体中光合色素吸收光能的作用:①将水分解为氧和H+,氧直接以氧分子形式释放出去,H+与NADP+结合形成NADPH(还原型辅酶Ⅱ)。
②在有关酶的作用下,提供能量促使ADP与P反应形成ATP,这样光能就转变为储存在ATP中的活跃的化学能。
(4)NADPH的作用:①作为活跃的还原剂,参与暗反应阶段反应。
②储存部分能量供暗反应阶段利用。
3.图示Ⅱ过程是暗反应阶段:(1)场所:叶绿体基质中。
(2)条件:酶、NADPH、ATP。
(3)具体过程:①CO2的固定,即绿叶通过气孔吸收的CO2,在特定酶的作用下,与C5(一种五碳化合物)结合,形成C3分子。
②在有关酶的催化作用下,C3接受ATP和NADPH释放的能量,并且被NADPH还原。
③一些接受能量并被还原的C3,在酶的作用下经过一系列变化反应转化为糖类;另一些接受能量并被还原的C3,经过一系列变化,又形成C5,继续参与CO2的固定。
三、光合作用原理的应用1.光合作用强度(1)概念:植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(2)表示方法:用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。
(3)影响因素①光合作用的原料——水、CO 2。
影响CO 2供应的因素:环境中CO 2浓度和叶片气孔开闭情况等。
②动力——光能。
③场所——叶绿体。
影响叶绿体的形成和结构的因素:无机营养和病虫害。
④酶:影响酶活性的因素,如温度。
2.探究光照强度对光合作用的影响取材⎩⎪⎨⎪⎧器材:打孔器目的:制备30片小圆形叶片↓排气⎩⎪⎨⎪⎧器材:注射器目的:使小圆形叶片中的气体逸出↓沉水⎩⎪⎨⎪⎧条件:放在黑暗处原因:细胞间隙充满了水↓分组:取3只小烧杯,分别倒入20 mL 富含二氧化碳的清水、分别放入10片小圆形叶片 ↓光照:分别对这3个实验装置进行强、中、弱三种光照 ↓观察并记录:同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量 3.在生产实践中的应用实例 原理间作套种不同植物对光照的需求不同冬季大棚温度白天适当提高,晚上适当降低白天提高温度,促进光合作用,夜间降温,抑制呼吸作用 “正其行、通其风”增大CO 2浓度,有利于光合作用的进行 合理灌溉水缺少导致气孔关闭,CO 2供应不足考点01 光合作用探究历程中的重要实验【典型例题】在科学家对光合作用的探索历程中,下列哪一项叙述不准确( ) A .英格豪斯发现普利斯特利的实验必须在光下进行才能成功考点突破B.萨克斯证明了光合作用产生的有机物中有淀粉C.鲁宾和卡门利用同位素标记法,证明光合作用中释放的氧气中的氧元素来自二氧化碳D.恩格尔曼以水绵为实验材料,证明光合作用是发生在叶绿体的受光部位【答案】C【解析】A、英格•豪斯重复普利斯特利的实验,发现只有在阳光下才能获得成功,英格•豪斯进一步证实,光是进行光合作用不可缺少的条件,A正确;B、1864年,德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时,然后把此叶片一半遮光,一半曝光。
高中生物光合作用教案人教版必修【精华版】一、教学内容本节课我们将学习人教版高中生物必修教材中关于光合作用的内容。
具体章节为第五章“生物的光合作用”,包括第1节“光合作用的概念与意义”,第2节“光合作用的机理与过程”,以及第3节“影响光合作用的环境因素”。
二、教学目标1. 理解光合作用的概念、意义及其在生物圈中的作用。
2. 掌握光合作用的机理、过程,能运用所学知识解释生活中的相关问题。
3. 了解影响光合作用的环境因素,提高学生的环保意识。
三、教学难点与重点教学难点:光合作用机理的理解、光合作用过程中物质和能量的转化。
教学重点:光合作用的概念、意义、过程及影响光合作用的环境因素。
四、教具与学具准备教具:PPT、黑板、粉笔、模型、挂图。
学具:笔记本、教材、彩笔。
五、教学过程1. 导入:通过展示绿色植物光合作用的动画,激发学生兴趣,引入本节课的主题。
2. 知识讲解:(1)光合作用的概念、意义。
(2)光合作用的机理与过程:光反应、暗反应、光依赖反应和光独立反应。
(3)影响光合作用的环境因素:光照、温度、水分、二氧化碳等。
3. 实践情景引入:让学生观察校园内的绿色植物,了解它们在不同环境下的生长状况,引导学生思考环境因素对光合作用的影响。
4. 例题讲解:讲解光合作用的相关例题,帮助学生巩固所学知识。
5. 随堂练习:布置光合作用的随堂练习,及时检验学生的学习效果。
七、作业设计1. 作业题目:(1)简述光合作用的概念、意义。
(2)解释光合作用的机理与过程。
(3)列举影响光合作用的环境因素。
2. 答案:(1)光合作用是指绿色植物利用光能,将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。
其意义在于:①为生物圈提供能量来源;②促进生物圈中的碳循环;③维持大气中氧气和二氧化碳的相对平衡。
(2)光合作用包括光反应、暗反应、光依赖反应和光独立反应。
光反应和暗反应分别在叶绿体的不同部位进行,光依赖反应需要光能的参与,光独立反应不需要光能。
人教版高中生物必修一第五章第四节第二部分《光合作用的原理和应用》一、课例背景分析(一)课程标准及解读说明光合作用以及对它的认识过程;研究影响光合作用速率的环境因素。
可指导学生分析光反应、暗反应两个阶段中物质和能量的变化,引导学生认识水和二氧化碳是如何转变成糖类等有机物的,进而探讨影响光合作用的环境因素。
结合生产实践,了解光合作用在农业生产上的应用,有关光合作用不宜讲的过深、过难。
如卡尔文循环不宜讲述。
教材最后将化能合成作用以单独的一块内容列出,作了稍详细的介绍。
(二)学情分析本节课的授课对象是高中二年级的学生。
他们学习生物学已有三年多的时间,具备一定生物学基础。
在初中已经学习过于光合作用的有关知识,如光合作用探究过程中的普利斯特利实验和萨克斯实验等几个重要实验和光合作用的实质,光合作用是植物体最基本的新陈代谢,是生物界物质和能量的基本来源。
光合作用与农业生产上许多增加农作物产量有很密切的关系。
但是,学生对相关的知识认识肤浅,对它的重要性的认识并不深入,重视程度也不够。
(三)课程资源利用与开发1、教材内容地位和作用分析“光合作用原理和应用”一节,主要介绍了光合作用的探究历程、光合作用的过程和原理等知识。
光合作用是非常重要的核心概念之一。
光合作用知识的掌握还为生态系统的结构和功能的学习奠定了基础。
从大处说,当今人类面临的粮食、资源、环境等问题与光合作用有着密切的联系,所以光合作用知识在全教材中占有非常重要的地位,是整个高中阶段的重点,也是高考必考的知识点,因此该部分的教学更应该引起教师们的高度重视。
2、知识结构关联图光合作用的探究历程光合作用的概念光合作用的原理和应理光合作用的反应式光反应光合作用的过程暗反应光合作用原理的应用3、教学重点与教学难点的分析(1)重点:光合作用的发现及研究历史;光合作用的概念、反应式、过程及相互关系;影响光合作用强度的环境因素。
光合作用的探究历程漫长;了解历史对光合作用的深入理解具有十分重要的意义;是高考常考知识点,过程十分复杂难理解;对增加农作物产量等实践中有重要的意义。
第4节《能量之源——光与光合作用》二、光合作用的原理和应用【教学目标】知识方面:1、说明光合作用以及对它的认识过程。
2、说出光合作用原理的应用3、尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
情感态度与价值观方面:通过研究科学家对光合作用原理的探究历程,认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的;认同科学家不仅要继承前人的研究成果,还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
培养学生的科学精神和科学态度。
能力方面:在有关实验、资料分析等问题讨论中,培养学生的自学能力,鉴别、选择、运用和分享信息的能力及语言表达能力【教学重点】1、光合作用的发现及研究历史 2、光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系 【教学难点】光合作用的光反应、暗反应过程【教学方法】学案式教学 + 过程式教学 + 多媒体辅助教学 【课时】1课时 【知识框架】【教学过程】上课前分好学习小组、指定好小组长。
Ⅰ导入时间:4min教学设计:导言 + 情景剧设计意图:创设学习情境,拉近与学生间的距离讲授:我小时候就知道咱们桓台县是全国闻名的吨粮县,最近我又听说咱们桓台县要推广种植大棚蔬菜,这不,我刚到咱桓台二中,就碰到了菜农老王和老李,老王兴高采烈,但光合作用的原理和应用光合作用的探究历程光合作用的概念 光合作用的反应式光合作用的过程:光反应和暗反应光合作用原理的应用提高光合作用强度的措施影响光合作用强度的因素老李却愁眉哭脸,这是为何呢?让老王、老李来给大家说说,有请老王和老李。
非常感谢老王和老李的精彩表演,谢谢!就让我们开始《二光合作用的原理和应用》的探究吧!(板书)啥是光合作用呢?不仅老李想知道,早在300多年前,科学家们就开始了光合作用原理的探究历程,让我们沿着科学家的足迹,一起来揭开光合作用神秘的面纱吧!(板书:(一)光合作用的探究历程)请拿出学案,看学案的第一部分内容——一、光合作用的探究历程,请按要求完成该内容的学习,5分钟后,找小组汇报学习情况。
《光合作用的原理及应用》教案教学目标1.知识与技能:o理解光合作用的基本过程和原理,包括光反应和暗反应两个阶段。
o掌握光合作用中光能转换为化学能的过程,以及有机物的合成和氧气的释放。
o了解光合作用在生态系统中的作用和意义。
2.过程与方法:o通过实验观察和模拟实验,探究光合作用的条件和影响因素。
o通过讨论和案例分析,理解光合作用的应用价值和实际意义。
3.情感态度与价值观:o激发学生对光合作用的兴趣和好奇心,培养探索自然奥秘的意愿。
o培养学生的环保意识和可持续发展的观念,认识到光合作用在维护生态平衡中的重要性。
教学重难点•重点:光合作用的基本过程和原理,光能转换为化学能的过程。
•难点:光合作用中光反应和暗反应的相互关系和协同作用。
教学准备•实验材料:叶绿体色素提取液、光源、光合作用模拟实验装置等。
•多媒体课件,包含光合作用的示意图、动画演示等。
•相关光合作用的案例资料,如植物的光合作用效率、光合作用的生态意义等。
教学过程一、导入新课•通过展示植物叶片的绿色和生长过程,引出光合作用的概念,并提问学生光合作用在生态系统中的作用。
•简要介绍光合作用的重要性和意义,激发学生的学习兴趣。
二、新课讲解1.光合作用的基本过程和原理o介绍光合作用的光反应阶段,包括光的吸收、水的光解和ATP的合成。
o讲解光合作用的暗反应阶段,包括二氧化碳的固定、还原和三碳化合物的再生。
o通过图示和动画演示光合作用中光能转换为化学能的过程,以及有机物的合成和氧气的释放。
2.光合作用在生态系统中的作用和意义o介绍光合作用在维持生态平衡和生物圈能量流动中的重要作用。
o举例说明光合作用对植物生长和发育的影响,以及对人类生活和环境的影响。
三、实验操作1.叶绿体色素提取实验o学生分组进行叶绿体色素提取实验,观察叶绿体色素的种类和颜色。
o通过实验结果分析叶绿体色素在光合作用中的作用和意义。
2.光合作用模拟实验o利用光合作用模拟实验装置,观察不同光照条件下植物叶片的光合作用效率。
第4节能量之源——光与光合作用第二课时光合作用的原理和应用一、教材内容分析“光合作用的原理和应用”是普通高中课程标准实验教科书《生物(必修1)──分子与细胞》(人教版)第五章第4节第2课时的内容。
是学生在学习了细胞生命系统的物质组成、结构、叶绿体的结构和色素组成等内容之后,进一步学习物质在细胞这个系统的转换过程。
本节内容主要包括光合作用的探究过程和光合作用的原理、过程及应用。
其中光合作用的原理是教学重点也是教学难点。
本章的内容是生物科学的基础知识,任何涉及生物能量转换的学科都是以植物的光合作用为基础,所以学好本节内容至关重要。
二、教学目标:1、知识目标(1)描述光合作用的认识过程及光反应、暗反应过程的物质变化和能量转化(2)尝试探究光合作用强度的环境因素。
(3)说出光合作用原理的应用。
2、能力目标(1)提高学生运用对比法学习的能力。
(2)培养学生分析、探究能力。
(3)提高获取信息的能力。
3、情感态度价值观目标(1)体验前人探索光合作用的研究历程,并作出相关的评价。
(2)体验理论联系实际,学以致用的科学素质,关注农业生产中的实际问题。
三、教学重点1、光合作用的发现及研究历史。
2、光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
3、影响光合作用强度的环境因素。
四、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。
五、学情分析1、优势(1)初中已学习光合作用的基础知识,已做“绿叶产生淀粉”实验。
(2)具备物质转变和能量变化等相关的化学知识。
(3)具有一定的分析问题、模仿探究能力。
2、不足(1)高一学生,生物学知识水平不高。
(2)缺乏生活体验,抽象性、微观性思维不活跃。
(3)分析能力局限,缺乏自主探究思想。
六、教学策略按照以学生为主体、教师为主导、训练为主线的“三主”教学原则,在教学过程中,采用教师讲授与学生自学相结合,教师的启发与学生的分析、讨论、、比较、归纳相结合,师生共同探究的方法,并用多媒体辅助教学,突出重点、突破难点。
光合作用的原理和应用【教学目标】一、知识教学点1.了解叶绿体中色素的种类及作用、光合作用的实质和意义。
2.理解光合作用的概念、总反应式。
3.掌握光合作用的过程及图解。
二、能力训练点1.通过多媒体投影,对光合作用过程图解的分步展示,运用化学知识理解物质和能量变化,理顺所学知识的逻辑顺序,启迪学生的形象思维,培养学生观察联想、归纳综合、灵活应用知识的能力。
2.通过读书和师生的讨论活动,培养学生自学和主动探索新知识的技能、技巧。
三、德育渗透点1.通过生物结构和生理功能相统一,物质代谢和能量代谢相联系等生物科学知识的学习和理解,帮助学生树立辩证唯物主义的观点。
2.通过科学家研究光合作用暗反应的科研成果的介绍,对学生进行热爱科学,献身科学的思想教育。
四、学科方法训练点1.学会使用图和表的形象思维方法,用抽象的生物语言,按逻辑思维顺序表达其内涵,初步掌握理解新知识的记忆方法。
2.运用化学基础理解光反应和暗反应的过程,实质上就是氧化还原过程的知识迁移。
【教学重难点】1. 重点是光反应和暗反应的生理过程。
2.难点及解决办法(1)光反应和暗反应的场所与条件、物质与能量转换的关系。
(2)光反应和暗反应的区别和联系。
3.教学疑点及解决办法(1)为什么光合作用是自然界最基本的物质代谢和能量代谢?(2)为什么暗反应的第二阶段叫“还原”?【教学方法】启发式讨论为主、兼用比较分析小结式讲述法。
【教学过程】一、光合作用的概念教师点评强化,光合作用是绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水合成储存能量的有机物,并且释放氧的过程。
其中的有机物通常是葡萄糖,进而可以合成蔗糖或淀粉(即单糖可以合成二糖或多糖)等。
二、叶绿体中色素的种类、颜色和作用绿色植物的光合作用是在叶绿体中进行,请大家注视屏幕,回忆叶绿体的亚显微结构,用鼠标依次点击叶绿体的各个结构,让同学回忆叶绿体是由外膜、内膜、基质和基粒几部分组成,同时启发学生进一步联想,叶绿体中“色素分子”和“多种酶”分布的位置。
高中生物《光合作用的原理和应用》教案一、教学内容本节课选自高中生物教材《光合作用的原理和应用》章节,详细内容包括光合作用的基本概念、光合作用的反应过程、影响光合作用的环境因素以及光合作用在农业生产中的应用。
二、教学目标1. 理解并掌握光合作用的基本概念、反应过程及影响因素;2. 了解光合作用在农业生产中的应用,提高学生的实际应用能力;3. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
三、教学难点与重点教学难点:光合作用反应过程的理解,影响光合作用的环境因素。
教学重点:光合作用的基本概念,光合作用在农业生产中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、实验器材;2. 学具:笔记本、教材、实验报告册。
五、教学过程1. 导入:通过展示绿色植物光合作用的图片,引导学生思考光合作用的重要性。
2. 新课导入:(1)光合作用的基本概念:介绍光合作用的定义、类型及特点。
(2)光合作用反应过程:讲解光合作用的光反应、暗反应过程,结合多媒体课件进行演示。
(3)影响光合作用的环境因素:分析光照、温度、二氧化碳浓度等环境因素对光合作用的影响。
3. 实践情景引入:(1)让学生观察校园内的植物,了解光合作用在不同环境下的表现。
(2)组织学生进行光合作用实验,观察不同光照、温度、二氧化碳浓度条件下光合作用的变化。
4. 例题讲解:(1)讲解光合作用的相关例题,巩固所学知识。
(2)分析农业生产中光合作用的应用,提高学生的实际应用能力。
5. 随堂练习:(1)设计光合作用的相关练习题,让学生当堂巩固所学知识。
(2)组织学生进行讨论,分享学习心得。
六、板书设计1. 光合作用的基本概念2. 光合作用反应过程光反应:水的光解、ATP的暗反应:CO2的固定、C3的还原3. 影响光合作用的环境因素光照、温度、二氧化碳浓度4. 光合作用在农业生产中的应用七、作业设计1. 作业题目:(1)简述光合作用的基本概念。
(2)解释光合作用反应过程。
(3)分析影响光合作用的环境因素。
光合作用的原理和应用(二)一、光合作用原理的应用1.光合作用强度(1)概念:植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(2)表示方法:用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。
2.影响因素(1)空气中CO 2浓度。
(2)土壤中水分含量。
(3)光照的时间、强度以及光的成分。
(4)温度的高低。
3.应用控制光照的强弱和温度的高低,适当增加作物环境中CO 2的浓度来提高光合作用强度。
4.光照强度影响光合作用强度的实验(1)实验流程:打出小圆形叶片(30片):用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(直径=1 cm)抽出叶片内气体:用注射器(内有清水、小圆叶片)抽出叶片内气体(O 2等)小圆叶片沉入水底:将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水的烧杯内,小圆形叶片全部沉到水底实验处理及结果: 项目烧杯 小圆形叶片加富含CO 2的清水光照强度叶片浮起的数量甲10片20 mL 强最多乙10片20 mL 中较多丙10片20 mL 弱较少(2)实验结论:在一定范围内,随着光照强度不断增强,光合作用强度不断增强(同一时间内产生O 2越多,浮起的叶片越多)。
二、化能合成作用1.化能合成作用(1)概念:利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。
(2)实例:硝化细菌能利用氧化NH 3释放的化学能将CO 2和H 2O 合成为糖类,供自身利用。
2.自养生物和异养生物(1)自养生物:①特点:能将无机环境中的CO 2和H 2O 转化为有机物的生物。
②代表生物:进行光合作用的生物(如绿色植物);进行化能合成作用的生物(如硝化细菌)。
(2)异养生物:①特点:只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生命活动。
②代表生物:人、动物、真菌以及大多数细菌。
一、影响光合作用的因素1.光照强度对光合作用强度的影响(1)阅读教材P104~P105[探究]内容,思考并讨论下列问题:①探究光照强度对光合作用强度的影响实验所依据的原理是什么?提示:叶片含有空气上浮叶片下沉充满细胞间隙,叶片上浮。
――→抽气 ――→光合作用产生氧气②该探究实验的自变量及其设置方法分别是什么?提示:自变量是光照的强弱;设置方法是调节台灯与实验材料之间的距离。
(2)如图表示光照强度对光合作用强度的影响曲线,分析曲线讨论并回答:①A 点时,光照强度为0,对应的CO 2来源于哪些生理过程?其释放量的含义是什么?提示:A 点时,光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,其单位时间内释放的CO 2量,可表示此时的细胞呼吸速率。
②B 点时,所对应的CO 2吸收量和释放量为0,试分析此时光合速率与细胞呼吸速率的关系及B 点的含义。
提示:B点时,细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用,即光合速率=呼吸速率,此点为光补偿点。
③C点时,CO2吸收量达到最高,请讨论C点的含义并分析CO2吸收量达到最高前、后的主要限制因素分别是什么?提示:当达到C点后,光合作用不再随光照强度的升高而增加,称之为光饱和点。
CO2吸收量达到最高前的主要限制因素是光照强度,CO2吸收量达到最高后的主要限制因素为温度和CO2浓度。
2.CO2浓度对光合作用强度的影响根据图示分析:(1)分析E点的含义。
提示:E表示进行光合作用的最低CO2浓度。
(2)描述曲线变化规律。
提示:在一定范围内,植物光合速率随CO2浓度的增加而加快;但达到一定浓度时,再增加CO2浓度,光合速率也不再增加。
3.温度对光合作用强度的影响 如图表示温度对光合作用强度的影响曲线,分析曲线,讨论下列问题:(1)温度对光合作用强度的影响是怎样起作用的?提示:温度主要是通过影响与光合作用有关的酶的活性而影响光合作用强度的。
(2)尝试描述曲线的意义。
提示:DG段随温度的升高光合速率逐渐加强;至G点时达到最大;GH段表示随温度的升高,光合速率快速下降,直至光合作用完全停止。
二、化能合成作用 阅读教材P105最后两自然段,回答下列问题:1.归纳判断自养生物与异养生物的依据,并分析它们的本质区别。
提示:①判断依据:看能否把无机物合成为有机物。
②本质区别:能把无机物合成为有机物的生物是自养生物,以现成的有机物为食的生物是异养生物。
2.试从物质变化和能量变化角度,分析化能合成作用与光合作用具有哪些异同点?提示:①相同点:均能把无机物合成为有机物,储存能量。
②不同点:合成有机物时利用的能量不同。
光合作用利用的是光能;化能合成作用利用的是无机物氧化时所释放的化学能。
一、影响光合作用速率的因素1.外界因素除光照强度、CO2浓度外,还有温度、土壤中水分、矿质离子(如Mg2+)等。
2.植物内部因素有叶绿体数量、光合色素含量、酶的数量及活性、离子载体数量等,由植物体内的遗传因素决定。
二、细胞呼吸和光合作用的曲线分析植物叶肉细胞进行光合作用吸收CO2的同时,还进行呼吸作用释放CO2,所以测定的CO2的吸收量并不是真正光合速率,而是表观光合速率。
图1表示CO2的吸收与光照强度变化的关系,图2表示线粒体与叶绿体的关系。
结合图2与图1中的曲线分析如下:1.图1中a点光照强度为0,表示只进行呼吸作用,与图2中B图对应。
2.图1中ab段由于光照强度较弱,光合速率小于呼吸速率,所以呼吸作用释放的CO2一部分被叶绿体吸收,另一部分释放出去,与图2中A图对应。
3.图1中b点表示光合速率与呼吸速率相等,CO2表现为既不吸收也不释放,与图2中C图对应。
4.b点以后,由于光照强度变得较大,光合速率大于呼吸速率,呼吸作用释放的CO2不能够满足光合作用的需求,表现为从外界吸收CO2,与图2中D图对应。
三、光合作用与细胞呼吸的相关计算上面图1中,O a段表示植物呼吸速率,O d段表示植物表观光合速率(即净光合速率),O a+O d 段表示真正光合速率(即实际光合速率或总光合速率),它们的关系为:真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。
具体表述为:1.光合作用消耗的CO 2总量=从外界吸收的CO 2量+呼吸作用产生的CO 2量。
2.光合作用产生的O 2量=释放到外界的O 2量+呼吸作用消耗的O 2量。
3.一昼夜有机物的积累量(用CO 2量表示)=白天从外界吸收的CO 2量-晚上呼吸作用释放的CO 2总量。
[例1] 某同学想探究二氧化碳浓度与光合速率的关系。
取甲、乙、丙、丁四株都有5片叶的小白菜,分别用直径1 cm 的打孔器打出叶圆片10片,并设法抽去叶片内气体使之下沉,置于光下。
取100 mL 三角瓶4个,编号1~4,按下表操作(光照、温度相同且适宜)并记录结果。
实验处理编号叶圆片来源叶圆片数(片)自来水(mL)NaHCO 3(克)30 min 内上浮叶圆片数(片)1甲1040022乙1040163丙1040344丁104055下列评价或修正不合理的是( )A .自变量二氧化碳浓度的限制不严格B .只要控制光照、温度相同即可C .实验材料本身存在的差异会影响实验结果D .制备的叶圆片在投入三角瓶之前应放于黑暗处[解析] 本实验中存在多个自变量,材料的来源不同,CO 2的浓度不同,所以在一个实验中存在着多个自变量,得出的实验结果是不可靠的,一个实验中只能存在一个自变量,除了这个自变量外其他变量应保持相同。
由于抽取气体后在光下还有可能产生气体,所以抽取气体后应进行黑暗处理。
[答案] B[例2] (重庆高考)如图是水生植物黑藻在光照等环境因素影响下光合速率变化的示意图,下列有关叙述正确的是( )A.t1→t2,叶绿体类囊体膜上的色素吸收光能增加,基质中水光解加快、O2释放增多B.t2→t3,暗反应限制光合作用。
若在t2时刻增加光照,光合速率将再提高C.t3→t4,光照强度不变,光合速率的提高是由于光反应速率不变、暗反应速率增强D.t4后短暂时间内,叶绿体中ADP和Pi含量升高,C3还原后的直接产物含量降低[解析] 光合作用中水的光解发生在叶绿体类囊体膜上而不是叶绿体基质中,A项错误;图示t2→t3,限制光合作用的主要因素是CO2浓度而不是光照强度,在t2时刻增加光照,光合速率不再提高,B项错误;充足光照条件下,在t3时刻补充CO2,光照强度不变,暗反应增强消耗光反应产物[H]和ATP增加,一定程度增强了光反应速率,C项错误;将充足光照下的植物置于暗处,短时间内叶绿体中ADP和Pi含量升高,C3还原后的直接产物含量降低,D 项正确。
[答案] D[网络构建]填充:①光照 ②暗反应 ③酶的活性 ④硝化细菌[关键语句]1.光合作用强度的表示方法:一定时间内原料消耗量或产物生成量。
2.光合作用强度的影响因素:光照、二氧化碳浓度、温度、水分和矿质元素等。
3.硝化细菌能利用氧化NH3释放的化学能将CO2和H2O合成有机物。
4.同化作用主要有自养和异养两种类型,代表生物分别是绿色植物和动物、真菌等。
1.光合作用强度可以用多种指标表示,以下不适合的是( )A.植物体鲜重增加量 B.植物体干重增加量C.O2释放量 D.CO2吸收量解析:选A 植物光合作用消耗CO2,产生有机物和O2,因此,光合作用强度的指标可以是B、C、D选项中的指标。
植物体鲜重增加量主要是水分的增加,不能作为光合作用强度的指标。
2.在其他条件适宜的情况下,在供试植物正常进行光合作用时突然停止光照,并在黑暗中立即开始连续取样分析,在短时间内叶绿体中C3和C5含量的变化是( ) A.C3和C5都迅速减少B.C3和C5都迅速增加C.C3迅速增加,C5迅速减少D.C3迅速减少,C5迅速增加解析:选C 突然停止光照,光反应停止,[H]和ATP产生停止,由于暗反应中C3还原继续进行,消耗[H]和ATP,随着[H]和ATP的减少,C3还原减慢甚至停止,但CO2的固定依然进行,因此在短时间内C3积累,C5减少。
3.如图表示某种植物光照强度与光合作用强度的关系。
P点的生物学含义是( ) A.无光合作用,有呼吸作用B.光合作用与呼吸作用达到动态平衡C.无呼吸作用,有光合作用D.光合作用与呼吸作用都不进行解析:选B 由曲线可看出,在一定的光照强度范围内,植物光合作用强度随光照强度的增大而增大,光照强度达到一定程度后,光合作用强度不再增加。
图中光照强度达到P点时,光合速率与呼吸速率相等。
4.有关硝化细菌的化能合成作用的描述,正确的是( )①利用光能 ②将水和二氧化碳合成为葡萄糖等有机物③利用环境中物质的氧化分解所产生的化学能 ④在叶绿素的作用下进行 ⑤自养生物 ⑥异养生物A.①②④ B.①③⑤ C.②③⑤ D.③⑤⑥解析:选C 硝化细菌无叶绿素不能进行光合作用,而是通过化能合成作用,利用环境中物质氧化分解所产生的能量,将水和二氧化碳合成为葡萄糖等有机物,因此硝化细菌是一种自养生物。
5.下列关于光合作用和呼吸作用的叙述,正确的是( )A.光合作用和呼吸作用总是同时进行的B.光合作用产生的ATP主要用于呼吸作用C.光合作用形成的糖类在细胞呼吸中被利用D.光合作用与细胞呼吸分别在植物的叶肉细胞和根细胞中进行解析:选C 光合作用只有在有光的条件下进行,呼吸作用在有光和无光的条件下都能进行,所以在有光的条件下能够进行光合作用和呼吸作用,在黑暗中只能进行呼吸作用;光合作用产生的ATP只用于暗反应的C3还原,不能用于其他的生命活动;光合作用合成的糖类可用于呼吸作用被分解;活细胞都能进行呼吸作用,光合作用只能在绿色植物的绿色组织细胞中进行。