高中必修第一册统编人教版《第4节 光合作用与能量转化》优秀教学教案教学设计

(新教材）统编人教版高中生物必修一第五章第4节《光合作
用与能量转化》优质教案
一、教材分析
本课是人教版高中生物必修1第五章《细胞的能量供应和利用》第四节内容。

“光合作用与能量转化”是高中生物必修课程中的核心内容之一，是高中一年级学习的重点内容，属于必修模块一的组成部分。

细胞的能量供应和利用知识是生物学方面最基本的知识，是学习其他模块和章节的基础。

本课以问题探讨导入，分两小节讲解。

第一小节讲述捕获光能的色素和结构。

先通过探究实践活动讲解捕获光能的色素种类，又通过实验介绍了这些色素吸收的差别，然后讲解了这些色素的部位。

接下来讲解了叶绿体的结构适用于进行光合作用。

第二小节讲解光合作用的原理和应用。

先通过介绍科学家做过的一是实验，讲解了光合作用的原理；最后讲述了光合作用原理的应用。

通过本节课内容的学习，学生不仅需要将以前所学的知识由点构成线合理关联起来，更需要在掌握的事实性知识的基础上开始建构并逐步形成基本的科学自然观。

二、教学目标
1.说出绿叶中色素的种类、作用和部位；知道叶绿体的结构和功能。

2.理解光合作用的原理，知道光反应和暗反应的区别和联系，知道影响光合作用强度的环境因素、光合作用原理的应用。

三、核心素养
【生命观念】通过学习光合作用的原理知识，阐明生命活动不仅具有。

光合作用与能量转化——捕获光能的色素和结构教学设计
一、教材分析
《捕获光能的色素和结构》是人教版高中生物新人教版一《分子与细胞》第5章第4节《光合作用与能量转换》的教学内容，主要学习绿叶中色素的种类和作用,并提取和分离绿叶中的色素，以解决绿色植物利用什么物质和结构来吸收光能的问题。

本节微课着重讲解光合色素分离的原理，方法步骤以及注意事项。

二、学情分析
本单元的内容较之前更加抽象和深刻，但是过程生动有趣，与初中知识联系紧密，高一学生对光合作用有一定认知，但不了解光合作用的物质基础和结构基础，无法体会植物精巧结构与复杂生理功能间的协调，因此无法深刻体会光合作用在生产实践中的应用。

但高中生具备一定的观察、认知能力，并具有强烈的探索欲，因此，能理性对探究实验进行分析，进而获得真知。

这要求我们授课时能够尽量运用浅显的语言、直观的图解、恰当的问题引导学生分析和解决问题，降低理解这部分知识的难度，同时要设计逻辑严密的课程过程，增强学生对这部分内容的整体和众多细节的认知。

三、教学目标
通过“绿叶中色素的分离”实验，能归纳与概括出叶绿体色素的种类、含量。

四、教学重点难点
能独自实施实验，并客观地观察和描述实验现象，并得出叶绿体中的色素及种类。

五、教学方法
通过教师引导学生探究的发现式教学方法，并配用多媒体进行辅助教学。

六、教学过程。

《第4节光合作用与能量转化》教案【教学目标】1.知识目标：（1）说出绿叶中色素的种类和作用（2）说出叶绿体的结构和功能（3）光反应和暗反应的过程（4）影响光合作用强度的环境因素（5）光合作用原理的应用2.能力目标：进行实验和探究，学会提取、分离绿叶中的色素3.情感目标：探究细胞光合作用在生产、生活实践中的应用【教学重点】1.绿叶中色素的种类和作用2.光合作用的发现及研究历史3.光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系4.影响光合作用强度的环境因素【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【教学方法】讲授与学生讨论相结合、问题引导法、归纳【教学过程】第一课时捕获光能的色素和结构思考：1.通常应该把花盆摆在向阳面还是背阴面，为什么？向阳面。

让植物多接受光照，因为植物需要进行光合作用。

2.有些植物工厂内悬挂发红色或蓝色光的灯管，并且在白天也开灯。

（1）用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？用这种方法可以提高光合作用的强度，因为叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光。

不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响。

因为叶绿素对绿光吸收最少，所以不使用绿光作补充光源。

（一）捕获光能的色素和结构我们在初中就已经知道植物能进行光合作用，是因为其细胞中含有一些能吸收光能的色素，植物幼苗如果缺乏色素，往往会呈现黄白色，这就是我们通常所说的“白化苗”。

思考：“白化苗”能持续正常地生长吗？不能，由于不能进行光合作用，待种子中储存的养分耗尽就会死亡。

可见植物的生活确实需要色素，依靠色素来吸收光能进行光合作用。

我们先来学习“捕获光能的色素”这一内容。

1 .捕获光能的色素那么植物细胞一般含有哪些捕获光能的色素呢？它们分别又是什么颜色的？以及各种色素在绿叶中的含量是否相同呢？带着这些问题我们一起来看《绿叶中色素的提取与分离》实验。

实验原理：（1）无水乙醇提取绿叶中的色素（2）分离：不同色素在层析液中的溶解度不同目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的种类材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等方法步骤：（1）提取绿叶中的色素①称取5g左右的绿叶，洗净，去除粗叶脉，剪碎，放入研钵中。

第五章第四节光合作用与能量转化教学目标：1、说明光合作用以及对它的认识过程。

2、研究影响光合作用速率的环境因素。

3、提取和分离叶绿体色素。

教学重难点：1、光合作用过程和方程式书写2、影响光合作用速率的环境因素及应用分析教学过程：一、捕获光能的色素和结构1.实验原理厘里一厂百机.剂〔如无水乙蚱不能3赢色藏实验■理|—分离色素在层析液中需解度不同，在滤纸条上扩散的速度不同2.实验步骤「二氧化硅:研磨充分4L碳酸钙：保护叶绿素■无水乙醉:溶解色素画滤液细线细、齐、直（待干后重驻一两次）分离绿叶中的色索滤纸条插入层析液中.层析液不能触及滤液细线防止色素溶于层析液提取绿叶中的包素绿叶剪碎研磨工过源制备滤纸条3.实验结果1.实验注意事项和目的2.实验出现异常的原因分析(1)滤纸条上色素带颜色过浅的原因分析①未加二氧化硅或研磨不充分，色素未充分提取出来。

②使用放置数天的绿叶或绿叶用量少，滤液中的色素(叶绿素)含量太少。

③一次加入大量的无水乙醇，导致提取液浓度太低。

④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。

⑤画滤液细线次数过少。

⑥选用绿叶叶脉过多，叶肉细胞过少。

⑦滤液细线触及层析液。

⑵滤纸条色素带重叠：滤纸条没经干燥处理，滤液细线不能达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致。

⑶滤纸条看不到色素带：①忘记画滤液细线；②滤液细线触及层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。

⑷滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。

2.捕获光能的色素及色素的吸收光谱由图可以看出：(1)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。

⑵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。

2.叶绿体的结构与功能(1)结构模式图「外表：①双层膜1[②基质：含有与暗反应有关的酶⑵结构内部1③基粒：由类囊体堆叠而成，分布有〔〔色素和与光反应有关的酶(决定(3)功能：进行光合作用的场所。

关于光合色素的4点提醒(1)可进行光合作用的细胞不一定都含有叶绿体(如蓝藻等)，但是都含有光合色素。

第5 章细胞的能量供应与利用第4 节光合作用与能量转化（第1 课时）一、教材分析本节课内容隶属于人教版高中生物学必修一第5 章第4 节《细胞的能量供应与利用》第一部分——“捕获光能的色素和结构”。

该部分具体又由“捕获光能的色素”和“叶绿体的结构适于进行光合作用”等内容组成。

教材首先以“问题·探讨”分析植物工厂为什么控制环境条件，接着由光在生物圈中的重要作用深入到第一部分“捕获光能的色素和结构”内容的学习。

此部分主要通过进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，得出不同种类色素，并基于实验和吸收光谱，分析得出不同色素吸收光的种类。

其次，由色素在叶绿体中，教材再分析叶绿体结构特点，进而得出叶绿体结构有利于吸收光能。

最后，以恩格尔曼实验讨论分析，进一步得出叶绿体的功能，并阐明叶绿体结构特点是进行光合作用的结构基础。

本节课主要解决绿色植物利用什么物质和结构来吸收光能的问题，引导学生认识捕获光能的色素和结构。

该内容不仅是对本册教材第3 章细胞结构知识的进一步学习提升，又为后续“光合作用原理和应用”的学习打下基础。

二、学情分析本节授课对象是高一学生，学生在初中阶段已经学习了“植物细胞的基本结构”、“绿色植物是生物圈中有机物的制造者”、“光合作用吸收二氧化碳释放氧气”等内容，在高中前面阶段的学习中，学生已初步掌握叶绿体形态、分布，及叶绿体的功能。

所以，从学习内容上看，学生能较容易进入本节课内容的学习。

从能力上看，高中生已具备较强的思维能力，具有一定的实验探究能力。

但在实验操作方面，该实验学生初次接触还不是很熟悉，需要对实验原理进行分析，帮助学生理清实验操作环节。

三、学习目标基于课程标准的分析，结合教材内容及学生特点，确定了以核心素养为导向的学习目标：掌握绿叶中色素的提取和分离原理和实验操作，归纳与概括出绿叶中色素的种类及功能。

（生命观念、科学探究）通过观察叶绿体结构模型, 分析恩格尔曼实验，能从结构与功能观的角度，阐明叶绿体的结构适于进行光合作用。

《光合作用与能量转化》学历案（第一课时）一、学习主题本课程的学习主题是“光合作用与能量转化”。

在自然界中，植物、藻类和其他光合作用生物通过光合作用将光能转化为化学能，为地球上的生命提供能量。

本课将重点探讨光合作用的基本过程、原理及其在生态系统中的重要性。

二、学习目标1. 知识与理解：掌握光合作用的基本概念、过程和条件，理解光合作用中光能转化为化学能的原理。

2. 技能与操作：通过实验观察和数据分析，学会识别和描述光合作用过程中的关键步骤。

3. 情感态度与价值观：培养学生对自然现象的好奇心和探索精神，增强环保意识，理解保护生态环境的重要性。

三、评价任务1. 课堂表现评价：通过学生在课堂上的积极参与程度、提问质量以及小组讨论的贡献来评价其学习效果。

2. 实验观察评价：评价学生在实验过程中的观察能力、记录能力和实验操作能力。

3. 作业与测验评价：通过课后作业和阶段性测验来评价学生对光合作用基本概念和原理的掌握情况。

四、学习过程1. 导入新课：通过展示植物生长的图片和视频，引导学生思考植物生长的能量来源，从而引入光合作用的概念。

2. 新课学习：首先介绍光合作用的概念、过程和条件，重点讲解光反应和暗反应两个阶段，通过PPT、实验视频和图解等方式帮助学生理解。

3. 实验操作：学生进行光合作用实验操作，观察并记录实验现象和数据，分析实验结果。

4. 小组讨论：学生分组讨论光合作用过程中的关键步骤和能量转化原理，分享实验心得。

5. 总结归纳：教师总结学生的讨论内容，强调光合作用的重要性和在生态系统中的地位。

五、检测与作业1. 课堂检测：进行课堂小测验，检验学生对光合作用基本概念和原理的掌握情况。

2. 课后作业：布置相关的课后作业，包括光合作用过程的简述、实验报告的撰写等。

3. 学习反思：要求学生完成学习反思，总结本课的学习收获和不足之处。

六、学后反思学生应反思自己在整个学习过程中的表现，包括课堂参与度、实验操作能力、对知识的理解程度等。

《光合作用与能量转化》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解光合作用的概念和过程，掌握光合作用中能量转化的原理。

2. 能够分析光合作用与能量转化之间的关系，了解绿色植物在生态系统中的作用。

3. 培养学生的观察、分析和解决问题的能力，提高实验操作技能。

二、教学重难点1. 教学重点：光合作用的过程、物质转化和能量转化。

2. 教学难点：如何将复杂的生物过程转化为易于理解的语言，以及如何通过实验验证光合作用的原理。

三、教学准备1. 准备教学用具：PPT、模型、实验器材等。

2. 准备学生用具：笔记本、笔、实验器材等。

3. 准备教材和相关参考资料，以便教师备课和学生自学。

4. 安排实验课程，确保实验器材和场地的安全性和可用性。

四、教学过程：1. 导入新课可以通过展示一些图片和视频，让学生们感受到绿色植物的重要性，从而引出光合作用的概念。

也可以通过一些趣味性的小故事或者小游戏来吸引学生的注意力，激发他们的学习兴趣。

2. 讲授光合作用的过程在这一部分，可以通过一些简单的实验和图片来帮助学生理解光合作用的过程。

可以让学生们亲手操作一些简单的实验，例如利用绿叶进行光合作用实验，观察实验结果。

同时，可以给学生们讲解光合作用的各个阶段，包括光反应阶段、暗反应阶段等。

3. 能量转化与储存光合作用不仅能够将太阳能转化为化学能，而且能够将有机物中的化学能转化为生物体可以利用的能量。

在这一部分，可以通过一些实例和图片来帮助学生理解能量转化和储存的过程。

同时，也可以让学生们思考光合作用对于生物体的重要性，以及光合作用在生态系统中的作用。

4. 小组讨论与展示让学生们分成小组，针对光合作用在生态系统中的作用、光合作用与人类的关系等话题进行讨论。

学生们可以在小组内分享自己的想法和观点，也可以听取其他同学的看法。

讨论结束后，每个小组需要选派一名代表进行展示，分享小组的讨论成果。

5. 总结与作业在课程结束时，教师需要对本节课的内容进行总结，帮助学生梳理知识点。

高一生物必修1 课型：新授第五章第4节光合作用与能量转化第2课时光合作用的原理【教学目标】1、通过思考与讨论，了解探索光合作用原理的部分实验2、通过阅读课本，理解并掌握光合作用过程中的物质变化和能量变化。

【教学重、难点】光合作用过程中的物质变化和能量变化。

【教学流程】一、导入新课、板书课题上节课，我们学习了捕获光能的色素和结构，这节课我们来学习光合作用的原理。

二、出示目标、明确任务1、了解探索光合作用原理的几个实验2、掌握光合作用过程中的物质变化和能量变化。

三、学生自学、独立思考自学课本P102P104，把知识点、重难点和疑难点作出标记，限时2min。

四、自学指导、紧扣教材自学课本P102P104，限时5分钟，画出重点字词、标出疑惑，思考下列问题：自学指导1探索光合作用原理的实验1.什么是光合作用？其发生场所是哪里？其化学反应式怎么写？2.希尔实验说明水的光解产生氧气，是否说明光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水？3.希尔的实验是否说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应？4.鲁宾和卡门用了什么科学方法？此方法有什么好处？它们的实验是如何操作的？结论是什么？5.阿尔农的发现是什么？自学指导2分析总结光合作用的过程。

1.光合作用分为哪两个阶段？依据是什么？2.光反应阶段需要什么条件？在什么位置进行？有哪些反应？物质如何变化？能量如何变化？3.暗反应阶段需要什么条件？在什么位置进行？有哪些反应？物质如何变化？能量如何变化？4.光反应和暗反应之间的关系是什么？五、自学展示、精讲点拨（一）学生展示（二）点拨1.光合作用反应式的书写。

2.光反应阶段和暗反应阶段以表格的形式进行比较3.不同条件下叶绿体内各种物质的动态变化规律六、课堂小结、构建知识树一．探索光合作用原理的实验1.希尔反应2.鲁宾和卡门实验3.阿尔农实验二．光合作用的过程1.光反应阶段（1）反应发生的场所（2）反应过程2.暗反应阶段（1）反应发生的场所（2）反应过程七、整理知识、背诵记忆光合作用的过程八、当堂训练、巩固运用课本P106练习与应用九、板书设计（同思维导图）十、教学反思。