新人教版高中生物必修1能量之源 光与光合作用教案

能量之源——光与光合作用

教学目标

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

教学重点

1．光合作用的过程和原理

2．影响光合作用的外界因素

教学难点 光合作用的过程和原理

设计思路

1．关于光合作用的探究历程，可由学生分别扮演科学家为同学们讲解和演示科学家对光合作用的研究。

2．光合作用的过程让学生利用学案分组自学、讨论，教师再用课件演示过程，分析光合作用过程中的物质和能量变化，并设计表格让学生对比。

3．对于光合作用原理的应用，首先让学生讨论影响光合作用的外界因素，再进一步分析怎么样才能提高光合作用效率，以及如何提高农作物的产量。

课前准备 多媒体课件；蜡烛、烧杯、培养皿各两支；麦苗或其他植物适量；火柴；

天竺葵；黑纸片等

教学过程

【导入】师：今天天气很好，阳光明媚，同学们想一想这样的天气对植物有什么好处？

生答：利于植物进行光合作用

植物的光合作用是一非常复杂的过程，人们对光合作用的认识也经历了漫长的探索历程，许多科学家进行了大量的实验才逐步认识了光合作用的原理，这节课我们继续学习光合作用的第二部分：光合作用的原理和应用。（课件显示课题）

【新课】

首先我们先来重温科学家对光合作用的探究历程。

一、光合作用的探究历程

师：告诉大家一个好消息，我们有幸“请到了”对光合作用研究做出重大贡献的几位科学家，下面让我们以热烈的掌声请他们来给同学们作报告，讲讲他们是如何进行研究和分析的，同时希望同学们在学案上做好笔记。

我们首先欢迎“普利斯特利先生”。

以轻松的话题导入新课，并复习上节课学习的与光合作用有关的知识，使学生轻松自然地进入课题。

“普利斯特利”（学生扮演）上台，边用英语讲解，边做实验演示：燃烧的蜡烛在密闭的容器内很快熄灭，而把燃烧的蜡烛与绿色植物放在一起，则在一段时间后才熄灭。“普利斯特利”问学生什么原因，学生用英语回答：绿色植物可以更新空气。

教师旁白：普利斯特利的实验看似简单，但后人做得实验很多不能成功，这是为什么呢？下面我们来请荷兰科学家英格豪斯来给大家作报告。

“英格豪斯”（学生扮演）上台，用课件演示指出普利斯特利的实验只有在阳光下才能成功，植物体只有绿叶下才能更新空气。

“英格豪斯”进一步提出问题：“绿色植物为什么可以更新空气呢？我们当时由于受化学发展水平的限制而不能正确解释，现在同学们根据你们的知识知道为什么吗？”

学生回答：“绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。”

教师旁白：在这一过程中，光能哪里去了呢？下面我们来请德国科学家梅耶来谈谈他的看法。

“梅耶”（学生扮演）上台，课件显示能量转换和守恒定律，并指出植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。“梅耶”进一步指出，光能转换成化学能，贮存在什么物质中呢？这个问题德国的植物学家萨克斯做了一个经典的实验，下面请“他”来给大家演示。

“萨克斯”（学生扮演）上台，用黑纸片及植物体来演示并讲解他的实验，得出见光部分遇碘变蓝，证明了光合作用的产物中还有淀粉。

师：光合作用的反应式中原料中水和二氧化碳都有氧，那么产物中释放出来的氧气中的“氧”来自水还是二氧化碳呢？人们曾一度认为这些氧气来自于同是气体的二氧化碳，这种说法对不对呢？下面我们欢迎美国科学家鲁宾给大家讲述一下他们的实验。

“鲁宾”（学生扮演）上台，用课件演示鲁宾和卡门利用同位素标记法进行的实验，实验证明光合作用释放的氧气来自水。

教师提出问题：反应式中有机物又是如何合成的呢？

师讲：进入20世纪40年代，美国科学家卡尔文利用小球藻进行光合作用，然后追踪检测探明了二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径被称为“卡尔文循环”。

师：现在科学家们已经基本上探明了光合作用的基本过程，下面哪位同学能根据你的记录来总结科学家们的研究成果。

一位同学读学案上记录的光合作用探究历程，师用课件在屏幕上显示。

让学生自已扮演科学家，激发学生的学习兴趣。

学生边听边在学案上作笔记

师：同学们也注意到，刚才提到的这些已载入史册的科学家中没有一位中国科学家，光合作用的过程是个非常复杂的过程，仍有许多未知领域，关于光合作用的研究仍在进行，我希望在以后的研究成果中有我们中国科学家的名字，更希望有同学们的名字。当然，要想在光合作用的研究领域中取得成就，我们首先要弄清楚光合作用的过程。

根据光合作用发现历程中科学家们的结论，请归纳光合作用的概念和反应式。

学生回答，课件显示。

下面我们就来深入学习光合作用的过程。

二、光合作用的过程

光合作用过程

安排学生以学习小组为单位自主学习，通过自学课本相关内容、观看课件动画、学案光合作用过程预习提纲、小组内讨论等方式解决学习中的疑难问题。

（课件反复播放光合作用过程动画）

师参与学生学习小组的学习与讨论，了解学生自学情况。

自学完后，按照学案提纲以学习小组为单位由小组代表汇报对光合作用过程的学习情况，其他学习小组作补充共同分析总结如下：

⑴光合作用的阶段及进行场所：光反应阶段和暗反应阶段，其中光反应阶段在类囊体的薄膜上进行，暗反应阶段是在叶绿体的基质中。

课件显示场所：

⑵两个阶段场所不同的结构基础：在类囊体的薄膜上有光反应所需要的色素和酶，在叶绿体基质中有暗反应所需要的酶。

⑶光反应中的主要变化：叶绿体中的色素吸收并转化光能，然后发生了两个重要的变化：一是水在光下分解，形成[H]和氧气，其中氧气被释放到大气中，[H]则为暗反应供氢；二是ATP的形成，即ADP和磷酸利用转换的光能，在酶的催化作用下合成ATP，合成的ATP为暗反应供能。

课件演示光反应过程的动画：

激发学生的爱国热情和学习光合作用过程的欲望。

学生归纳

倡导学生的自主性学习和合作学习，通过对有关材料的分析掌握知识要点，遇到疑问探讨解决。

通过学习小组之间的合作和交流，相互弥补不足，共同解决重难点内容。

⑷暗反应的主要变化：暗反应的主要变化也是完成两步重要的变化：一是二氧化碳的固定，二氧化碳进入叶绿体后与一种五碳化合物结合，形成三碳化合物；二是三碳化合物的还原，形成的三碳化合物在ATP提供能量、[H]的还原作用以及多种酶的催化作用下，一部分还原成糖类，另一些又形成五碳化合物。

课件演示暗反应过程的动画：

⑸光反应和暗反应中物质和能量变化。

物质变化：光反应的物质变化是水的分解，暗反应的物质变化是二氧化碳的固定和三碳化合物的还原。

能量变化：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能。

利用学案表格2对比光合作用过程的两个阶段：

项目 光反应 暗反应

场所 叶绿体的类囊体薄膜上 叶绿体基质中进行

条件 需色素和光 需要多种酶

物质

变化

2H2O→4[H]+ O2↑

CO2的固定：CO2＋C5→2C3

C3的还原：2C3→(CH2O)

能量

变化 光能→ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能→有机物中 酶

酶

酶 稳定的化学能

实质 光能变为化学能，并放出O2 同化CO2形成有机物

2．光合作用过程的总结

利用视频，由学生复述过程，巩固掌握。

利用课件动画演示使知识形象的再现，加深学生的理解。

通过对比加强对光合作用过程的理解，掌握其实质。

让学生复述光合作用过程，以起到强化巩固作用，使学生在理解的基础上进行记忆。

3．影响光合作用的外界因素

以学习小组为单位进行讨论、分析影响因素，并在学案上画出外界因素影响光合作用的变化曲线。

小组代表提出讨论结果、展示变化曲线，其它小组补充。

师归纳如下：⑴光照：包括光照的长短、光照的强弱以及光的成分。光照主要影响光反应阶段，光照强弱对光合作用速率影响曲线表示如下：

⑵二氧化碳的浓度：二氧化碳是光合作用（暗反应）的原料，二氧化碳的浓度主要影响暗反应。二氧化碳的浓度对光合作用速率影响曲线如下：

⑶温度：温度主要影响酶的活性，主要影响暗反应阶段。温度对光合作用速率影响曲线表示如下：

⑷水肥条件：水是光合作用的原料（光反应），同时土壤中的水肥条件也影响植物的生长，从而影响光合作用速率。

三、光合作用原理的应用

引导学生根据影响光合作用的外界条件分析提高植物光合作用的措施。 学生讨论，师总结：

1．增强光照，或补充光照，提高光合速率。

2．延长全年内作物光合作用时间：适时早播或利用温室育苗等方法。

3．适当提高作物环境中二氧化碳的浓度：施农家肥、利用二氧化碳发生器等。

4．合理灌溉、合理施肥等。

【练习】学案课堂练习题

【总结】让学生总结本节课的学习内容。

【课后探究】参照课本P104探究实验，思考如何设计实验证明光照、二氧化碳浓度和温度对光合作用的影响。

让学生思考，并联系实际提出措施，培养学生根据已有知识解决问题的能力。

课后探究让学生在课下讨论方案、设计实验、为下节课的实验作准备。

教后记

新课程主张教学过程的重心由知识传授转向学生发展，教师的职责是越来越少地传授知识，而越来越多地激励学生思考。因此本节课的设计就是真正以学生为本，以学生的表演代替老师的“讲”，以学生的自主学习和讨论代替教师的“灌”，让学生学会自主学习，学会合作学习，真正成为学习的主体，教师只是一位交换意见的“参与者”，一位帮助发现矛盾论点而不是拿出现成真理的“顾问”。因而这节课学生反应活跃，对自己得出的知识印象深刻，教学反应效果很好。

当然，本节课的不足之处是某些问题给学生的自学时间和讨论时间较短，有些学生的疑问没有解决，以后在教学中还要注意学生的分层教学，增加选学内容，以适应各类学生的学习进度。

【附】《光合作用的探究历程》学生角色扮演的讲说稿（参考）

普利斯特利：

Hello everyone! I am Priestley from England，Now I will demonstrate the

experiment performed in 1771。Look，this is a lightering candle，when I use