第五章 细胞的能量供应和利用 第6讲 能量之源——光与光合作用

高中生物第五章细胞的能量供应和利用 5.4 能量之源——光与光合作用导学案新人教版必修15、4 能量之源光与光合作用二光合作用的原理和应用使用说明：1、阅读教材P97101－P106，依据学习目标进行预习，完成自主学习内容、2、按照互动要求，积极思维，限时完成合作探究及思考交流内容、学习目标：知识目标：1、了解光合作用的探究历程2、理解光合作用的过程和原理3、了解光合作用原理的应用能力目标：通过回顾光合作用发现过程中的几个经典实验，提高学生的科学素质，培养学生设计实验、分析实验的能力。

情感态度价值观目标：通过对光合作用实验的分析、讨论，使学生感受到科学发现的艰难，体验科学工作的方法和过程，培养学生严谨的科学态度，激发学生的创新意识，增强学生进行科学研究的兴趣和信心。

学习重点：1、光合作用的过程和原理2、影响光合作用的外界因素学习难点：光合作用的过程和原理自主学习什么是光合作用？年代科学家结论17711779184518641880193920世纪40代一、光合作用的探究历程：二、光合作用的过程1、光合作用的总反应式2、请画出光合作用图解。

3、比较光反应阶段和暗反应阶段光合作用过程对比项目光反应阶段暗反应阶段概念所需条件进行场所物质变化能量转换联系1、物质联系：2、能量联系：三、光合作用原理的应用1、什么是光合作用强度？2、试说出影响光合作用的外界因素有哪些？四、化能合成作用1、如何区分自养生物和异养生物？2、什么是化能合成作用？硝化细菌为什么是自养生物？检测：A级1、光合作用可分为和两个阶段，其依据是。

2、光反应的场所是，暗反应的场所是_______________________，叶绿体中色素功能是。

3、光合作用中，糖类是在________________ 阶段形成的，O2是在__________阶段形成的，ATP是在___________________阶段形成的。

4、光合作用的实质：是最基本的________________________________________________；物质上_______________ ____________；能量上_____________________________。

5。

4 能量之源——光与光合作用一、教材分析本节中“绿叶中色素的提取和分离”采用探究性实验教学，教师利用教材中的问题探讨引入,让学生讨论“为什么蔬菜大棚采用红色或蓝色的塑料薄膜而不用绿色的塑料薄膜”，激发学生的学习热情，然后引导学生实验探究、观察思考，通过分析实验结果，由学生自己得出色素的种类和颜色，通过色素对光能吸收的小实验过渡到色素对光能的吸收和叶绿体结构的学习，这样的教学不仅符合学生由感性到理性的认知规律，也有利于学生的主动参与，利于培养学生科学的思维方法和研究方法，利于提高学生的科学素养。

在整个教学过程中精心设计问题，启迪学生的思维，最大程度地发挥学生的主动性.捕获光能的色素和结构"是《分子与细胞》第5章第4节“能量之源――光与光合作用”的教学内容之一，主要学习叶绿体的结构和色素的种类，掌握提取、分离色素的实验技巧，学习科学家探索光合作用原理的科学思维和方法.《光合作用的原理和应用》是人教版新课标必修一第五章第四节的第二部分内容，由旧教材的“光合作用”变为了“光合作用的原理和应用”，重点强调“原理"和“应用"，体现了STS的教育理念。

本节是学生在学习初中生物光合作用及在学习本节第一部分捕获光能的色素和结构的基础上,分别从光合作用的探究历程、光合作用的过程、原理及应用和化能合成作用等四个方面进行学习,其中光合作用的原理和应用属于生命系统中的能量转化供应和利用的问题，把过去植物新陈代谢的问题提升到生命系统的水平来研究。

本节与现实生活联系密切，其中探究影响光合作用的环境因素，通过设计实验方案可以提高学生的科学素养，培养学生的合作探究能力；体现了“倡导探究性学习”“自主性学习”的课程理念。

而光合作用的过程是教学的重点也是教学的难点，是以后学习生态系统的物质循环和能量流动的基础，具有承上启下的作用，所以本节是必修一的重点内容,也是整个高中阶段的重要内容之一。

建议安排2课时完成，第一课时学习“光合作用的探究历程”和“光合作用的过程”。

第五章 细胞的能量供应和利用本章知识结构体系细胞的能量“通货”—ATP （直接能源）降低化学反应活化能的酶ATP 的主要来源— 细胞呼吸 细胞的能量供应和利用 能量之源—光与光合作用对照实验中的 变量控制探究：影响酶活 性的条件实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解作用：降低活化能关于酶本 质的探索本质：活细胞产生的具有催化作用 的有机物酶的作用条件较温和专一性高效性酶在细胞中的作用酶的本质酶的特性ATP 的名称和结构简式ATP 与ADP 的相互转化 细胞内 ATP的来源 ATP 的利用光合作用 呼吸作用 吸能反应 放能反应ATP 的主要来源—细胞呼吸能量之源—光与光合作用细胞的能量“通货”—A TP （直接能源） 降低化学反应 活化能的酶 细胞的能量供应和利用 探究酵母菌 细胞呼吸方式 有氧呼吸 无氧呼吸细胞呼吸概念 细胞呼吸方式 细胞呼吸原理和应用捕获光能的色素和结构光合作用原理和应用 捕获光能的色素 叶绿体的结构和功能色素的种类 实验：叶绿体中色素的提取和分离 光合作用的原理 光合作用的原理的应用光合作用 探究历程 光合作用的过程 光反应 暗反应反应式 对照实验水的光解 光合磷酸化 CO 2的固定 C 3的还原探究：影响光合作用 的环境因素第1节 降低化学反应活化能的酶一、知识构建二、考点难点解析1.酶的本质⑴酶：酶是活细胞产生的具有生物催化作用的有机物，绝大多数酶是蛋白质，少数酶是RNA 。

⑵酶的功能：生物催化剂，能显著降低反应的活化以提高反应速率。

能改变达到平衡的时间，不能改变反应的方向和平衡常数。

⑶分布：细胞内酶（如呼吸酶），细胞外酶（如各种消化酶） 2.酶在代谢中的作用及实验验证①必须用新鲜的肝脏作实验材料。

如果肝脏不新鲜，细胞内的过氧化氢酶会在细菌作用下分解，酶细胞代谢：_______________________________________________酶的本质：绝大多数酶是_____________，少数种类的酶是____________。

高一生物必修1《第5章细胞的能量供应和利用》的教学设计·本章分析：细胞作为一个生命活动的基本单位，在其中进行着复杂的各种生物化学反应，这些反应的进行需要什么样的条件呢？有什么特点？生命活动离不开能量，那么细胞是如何产生能量并利用能量的呢？通过本章的教学活动，带领学生进行探究活动、研讨分析教材内容，理解生命活动中物质的变化所伴随着的能量转换，领悟细胞的代谢活动是细胞进行其他生命活动的基础。

本章教材内容与课标要求及教学安排的对应列表如下。

课标要求教材内容教学安排说明酶在代谢中的作用〔要求层次“说明〞——理解水平〔Ⅱ〕〕酶的作用和本质、酶的特性通过一个实验和“探究影响酶活性的因素〞的活动来展开〔2课时〕解释ATP在能量代谢中的作用〔要求层次“解释〞——理解水平〔Ⅱ〕〕细胞的能量“通货〞——ATP 讲解、研讨教材内容，做一份课堂练习并讲评〔1课时〕说明细胞呼吸，探讨其原理的利用〔要求层次“说明〞——理ATP的主要来源——细胞呼吸讲解、研讨教材内容〔2课时〕，做一份课堂练习并讲评〔1课时〕解水平〔Ⅱ〕〕〔安排兴趣小组同学在课外到实验室进行“探究酵母菌细胞呼吸的方式〞〕说明光合作用以及对它的认识过程〔要求层次“说明〞——理解水平〔Ⅱ〕〕研究影响光合作用速率的环境因素〔要求层次“研究〞——应用水平〔Ⅲ〕〕能量之源——光与光合作用〔1〕实验绿叶中色素的提取和分离〔2〕捕获光能的色素和结构、光合作用的探究历程〔3〕光合作用的过程、化能合成作用实验1课时讲解、研讨教材内容1课时讲解、研讨教材内容1课时本章小测及讲评1课时〔讲评时进行有关内容的复习〕第5章细胞的能量供应和利用第1节降低化学反应活化能的酶一、教学目标1.知识目标：①说出酶的化学本质(Ⅰ)。

②说明酶的催化作用具有高效性的原因(Ⅱ)。

③解释酶的作用条件较温和、催化作用具有专一性、高效性对于生命活动的意义(Ⅱ)。

④设计“影响酶活性的条件〞的实验方案和步骤，撰写实验探究性活动的实验报告，总结成功的经验、分析失败的原因。

人教版高中生物必修1第五章《细胞的能量供应和利用》（能量之源光与光合作用）知识点归纳——光与光合作用一、捕获光能的色素叶绿体中的色素有4种，他们可以归纳为两大类：叶绿素（约占3/4）：叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）类胡萝卜素（约占1/4）：胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。

白光下光合作用最强，其次是红光和蓝紫光，绿光下最弱。

因为叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈绿色。

二、实验——绿叶中色素的提取和分离1 实验原理：绿叶中的色素都能溶解在层析液（有机溶剂如无水乙醇和丙酮）中，且他们在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，绿叶中的色素随着层析液在滤纸上的扩散而分离开。

2 方法步骤中需要注意的问题：（步骤要记准确）（1）研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中的色素被破坏。

（3）滤纸上的滤液细线为什么不能触及层析液？防止细线中的色素被层析液溶解。

（4）滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？有四条色带，自上而下依次是橙黄色的胡萝卜素，黄色的叶黄素，蓝绿色的叶绿素a，黄绿色的叶绿素b。

最宽的是叶绿素a，最窄的是胡萝卜素。

三、捕获光能的结构——叶绿体结构：外膜，内膜，基质，基粒（由类囊体构成）。

与光合作用有关的酶分布于基粒的类囊体及基质中。

光合作用色素分布于类囊体的薄膜上。

吸收光能的四种色素和光合作用有关的酶，就分布在类囊体的薄膜上。

类囊体在基粒上。

叶绿体是进行光合作用的场所。

它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所必须的酶。

四、光合作用的原理1、光合作用的探究历程：光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把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。

植物更新空气。

植物进行光合作用时，把光能转化成化学能储存起来。

第五章第4节能量之源——光与光合作用二、光合作用的原理和应用光合作用过程一、教材分析光合作用的原理和应用一课，主要介绍了光合作用的探究历程，光合作用的过程和应用等知识。

教材介绍的与光合作用有关的几个经典实验，有利于培养学生的科学精神和严谨的科学态度，培养学生掌握生物科学的研究方法。

光合作用的过程介绍了光反应和暗反应过程中物质和能量的变化，光合作用原理的应用通过学习光合作用强度，引导学生探究环境因素对光合作用的影响，使知识得到迁移和应用二、教学目标1．知识目标：1.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。

2..说出光合作用原理的应用。

3..简述化能合成作用。

2．能力目标：1．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．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。

3．情感、态度和价值观目标：1．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，帮助学生树立辨证唯物主义的观点。

2．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。

三、教学重点难点重点：光反应和暗反应的生理过程难点：（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。

四、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。

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。

新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1．教师准备(1)查阅有关资料。

分子与细胞第五章细胞的能量供应和利用第一节降低化学反应活化能的酶细胞代谢（1）概念：细胞中每时每刻都进行的化学反应统称为细胞代谢。

（2）特点：①一般都需要酶催化，②在水环境中进行，③反应条件温和，④一般伴随着能量的释放和储存。

（3）地位：是细胞生命活动的基础。

对细胞代谢的理解（1）从性质上看，细胞代谢包括物质代谢和能量代谢两个方面。

细胞内每时每刻都在进行着化学反应，与此同时伴随着相应的能量变化。

物质是能量的载体，而能量是物质运输的动力。

物质代谢和能量代谢相伴而生，相互依存。

（2）从方向上看，细胞代谢包括同时进行、对立统一的同化作用和异化作用。

同化作用和异化作用相互依存，同化过程中有物质的分解、能量的释放，异化过程中有物质的合成、能量的储存。

同化作用为异化作用的进行提供物质和能量基础，而同化作用进行所需的能量又靠异化作用来提供。

（3）从实质上看，细胞代谢是生物体活细胞内所进行的有序的连锁的化学反应。

应特别注意只有活细胞内进行的化学反应才是有序的，死细胞内虽然也进行着化学反应，但是无序的，所以不属于细胞代谢的范畴。

（4）从意义上看，细胞代谢的过程完成了细胞成分的更新，而细胞成分的更新正是生化反应造成的物质转化和能量转变的结果。

在细胞代谢的基础上，生物体既进行新旧细胞的更替，又进行细胞内化学成分的更新，最终表现出生长、发育、生殖等生命活动。

酶的作用原理（1）活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量（2）酶是一种生物催化剂，能改变反应途径，其作用是降低化学反应的活化能。

（3）酶在代谢中仅起到催化作用，本身化学性质和质量均不发生变化。

酶在进行催化作用时，首先与底物（即反应物）结合，形成不稳定的中间产物，中间产物再分解成酶和产物，因此可反复起催化作用。

酶的本质酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物，其中绝大多数酶是蛋白质。

（1）凡是活细胞都可产生酶（哺乳动物的成熟红细胞等除外），只有内分泌细胞才可产生激素，所以能产生酶的细胞不一定能产生激素，但能产生激素的细胞一定能产生酶。