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光合作用与能量转化一、教材分析《光合作用与能量转化》是人教版高中生物学必修1《分子与细胞》第5章第4节的内容，本节内容分3个课时进行教学。
本课时主要包括捕获光能的色素和结构，学生需重点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，跟随科学家探索光合作用原理，学习其中的科学思维和方法，为后续课时内容的学习打下基础。
二、学情分析本章节内容与初中知识联系紧密，较其他章节更为微观、抽象。
高一同学在初中时接触过光合作用相关概念，在第3章第2节初步学习了叶绿体的基本功能，但不能准确说出光合作用的物质基础和结构基础，无法形成植物结构与功能相适应的生命观念，也未能从物质转换和能量转化的角度学习光合作用。
本章节所包含的实验，涉及到化学知识中混合物的分离、提纯和氧化还原反应，高一学生已具备该实验所需的基本操作技能和现象观察能力，可开展小组合作进行实验。
三、教学目标（1）了解绿叶中色素的种类和作用，掌握叶绿体的结构和功能，培养结构与功能相适应的生命观念。
从物质和能量的视角，探究光合作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质和能量的变化。
（2）开展提取分离绿叶中的色素实验，通过实验探究来培养归纳与概括的科学思维，锻炼观察、交流讨论的能力，通过合作探究，培养科学探究能力。
（3）通过科学史内容的学习，认识科学家伟大的奉献精神，培养批判性思维、创新性思维，启发敢于实践的科学精神和科学态度，激发社会责任感。
四、教学重难点（一）教学重点1、绿叶中色素的种类和作用2、叶绿体的结构和功能（二）教学难点绿叶中色素的种类和作用五、教学环节六、教学反思本节课主要通过绿叶中色素的分离和提取实验，通过实验操作，锻炼了实验操作能力，发展了他们的科学思维，培养了科学探究能力。
本节课的内容还涉及到了历史知识，即生物学科学史。
由于生物学科学史中涉及科学研究的过程、技术的应用及有趣的发现，所以教师在讲解生物学科学史时，有助于引发学生的共情，培养学生积极奋的科学态度和社会责任感。
细胞的能量转换器——线粒体与叶绿体线粒体与叶绿体是真核细胞内两种重要的细胞器，线粒体是有氧呼吸的主要场所，在线粒体内有机物被彻底氧化分解成无机物，其中的能量被转移到ATP 中，所以线粒体是细胞内供应能量的“动力工厂”。
叶绿体是绿色植物光合作用的场所，通过光合作用太阳光能转变成有机物中的化学能，可以进一步被各种生物所利用。
所以，线粒体与叶绿体是真核细胞内的能量转换器。
此外，线粒体与叶绿体内都有少量的DNA，与细胞质遗传有关。
线粒体与叶绿体外包双层生物膜，叶绿体内还有生物膜构成的基粒。
围绕线粒体与叶绿体可以把细胞呼吸、光合作用、细胞质遗传、生物膜等重要知识综合起来。
1 基础知识线粒体与叶绿体都是真核细胞内具有双层膜结构的细胞器，都与细胞内的能量代谢有关，都含有少量DNA和RNA。
1.1在细胞内的分布线粒体普遍存在于各种真核细胞内，绿色植物细胞内的线粒体普遍少于细胞。
在正常的细胞中，一般在需要能量较多的部位比较密集：细胞的新陈代谢越旺盛的部位，线粒体的含量就越多。
而哺乳动物成熟的红细胞（没有细胞核和各种细胞器）、蛔虫等寄生虫，细菌等原核生物没有线粒体。
叶绿体只存在于绿色植物细胞内，如叶肉细胞，植物幼嫩的茎、幼嫩的果实等绿色器官。
叶绿体在细胞中的分布与光照强度有关：在强光下常以侧面对着光源，避免被强光灼伤；在弱光下，均匀分布在细胞质基质中，并以正面（最大面积）对着光源，以利于吸收更多的光能。
而蓝藻等进行光合作用的原核生物、植物的根细胞没有叶绿体。
1.2 结构显微观察形态：线粒体一般呈球状、粒状、棒状，并且随细胞类型及生理条件的不同而存在较大的差别。
叶绿体一般呈扁平的球形或椭球形。
线粒体大致有外膜、内膜和基质(线粒体基质)三部分构成。
外膜平整无折叠，内膜向内折叠凹陷而形成突起的嵴，从而扩大了化学反应的膜面积。
叶绿体由外膜、内膜两层膜包被，内含有几个到几十个基粒，每个基粒都是由很多个类囊体(囊状结构)堆叠而成，基粒与基粒之间充满叶绿体基质。
第5课时捕获光能的色素和结构课标要求 1.说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能。
2.活动：提取和分离绿叶中的色素。
1．绿叶中色素的提取和分离(1)实验原理(2)实验步骤(3)实验结果色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素橙黄色最少最高最快叶黄素黄色较少较高较快叶绿素a 蓝绿色最多较低较慢叶绿素b 黄绿色较多最低最慢(4)实验出现异常现象的原因分析异常现象原因分析收集到的滤①未加二氧化硅，研磨不充分；液绿色过浅②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少；③一次加入大量的无水乙醇，提取液浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)；④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏滤纸条色素带重叠①滤液细线不直；②滤液细线过粗滤纸条无色素带①忘记画滤液细线；②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中2．叶绿体中色素的吸收光谱分析由图可以看出：源于必修1 P99“图5－12”、“旁栏思考”及P101“拓展应用”(1)从叶绿素吸收光谱图可知：叶绿素a在红光部分的吸收带较叶绿素b偏向长波方面，且吸收光谱带比叶绿素b宽，叶绿素b在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素a宽(填“宽”或“窄”)。
(2)研究表明：在遮光条件下，以蓝紫光为主的散光占比增加。
请预测：在适当遮光的条件下叶片(比如同一植物底层叶片)中叶绿素a/b降低，弱光下的吸收能力增强，有利于提高植物的捕光能力，是对弱光环境的一种适应。
(3)植物工厂里为什么不用发绿光的光源？提示这种波长的光不能被光合色素吸收，因此不能用于光合作用中合成有机物。
(4)海洋中的藻类，习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。
这种现象与光能的捕获有关吗？请根据材料作答。
材料藻类中色素种类及光在海水中的分布藻类色素种类含量最多的色素水层及主要存在的光绿藻叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，反射绿光浅水层存在红光和蓝紫光褐藻叶绿素a、叶绿素c、胡萝卜素、6种叶黄素某种叶黄素主要吸收绿光和蓝紫光，反射红黄光中水层存在绿光和蓝紫光红藻叶绿素a、叶绿素d、胡萝卜素、叶黄素、藻红素、藻蓝素藻红素主要吸收蓝紫光，反射红光深水层存在蓝紫光提示这与光能的捕获有关，不同颜色的藻类吸收不同波长的光，藻类本身的颜色是它们“反射”的光。
第1课时多种多样的生物1第3课时种群、群落和生态系统3第5课时绿色植物的光合作用和呼吸作用5 第7课时人体的物质和能量转换(二)7第9课时生物的生殖和发育9第11课时健康地生活11第13课时物质的密度13第15课时波(二)15第17课时运动和力(二)17第19课时浮力19第21课时功和功率机械能21第23课时欧姆定律电路计算(一)23第25课时家庭电路25第27课时电功电功率(一)27第29课时内能、核能、能量守恒与转化29 第31课时化合价和化学式31第33课时空气(一)33第35课时水和溶液35第37课时常见的化合物(二)37第39课时常见的化学反应39第41课时物质间的循环与转化41第43课时人类生存的地球43第1课时多种多样的生物1．(2014·衡阳)一株水稻结了许多种子，这属于生物的哪项特征( )A．应激性B．生长C．繁殖D．新陈代谢2．(2015·聊城)某同学在观察人血涂片时，看到了如图所示的物像。
如要进一步放大以清晰地观察白细胞甲，第2题图不必要进行的操作是( )A．转动转换器B．转动粗准焦螺旋C．转动细准焦螺旋D．调节反光镜第3题图3．(2015·通辽)用显微镜观察某玻片标本时，欲将如图所示视野中的细胞移至视野的正中央，玻片的移动方向是( )A．左上方B．右下方C．左下方D．右上方★4.(2015·乐山)如图是同一显微镜观察同一植物组织标本4次得到的图像，下列推测正确的是( )第4题图A．③所用的目镜的放大倍数一定大于④B．更换物镜一定是转动转换器来实现C．图像③中能非常清楚地看到细胞膜D．每个细胞中都一定能找得到叶绿体5．(2013·深圳)关于显微镜，下列说法正确的是( )A．用显微镜观察蚕豆叶表皮细胞发现下表皮气孔多于上表皮B．用显微镜观察到根尖分生区的表皮细胞向外凸起，形成根毛C．用10倍的目镜和10倍的物镜组合观察时视野将被放大20倍D．转换高倍镜后，可在视野中看到口腔上皮细胞的细胞壁★6.(2013·随州)如果显微镜的目镜、物镜放大倍数分别为10×、40×，则该组合的显微镜放大倍数为( )A．10×B．40×C．50×D．400×7．(2014·济宁)济宁市能源科研所在利用植物秸秆生产燃料酒精的研发中已取得突破性进展，其大致流程是：秸秆→糖液→酒精，从糖液到酒精利用的微生物是酵母菌，该菌的特征有( )①无成形的细胞核②有真正的细胞核③寄生④能通过分裂繁殖后代⑤单细胞结构A．①③⑤B．②③⑤C．①④⑤D．②④⑤★8.(2015·温州)某同学在操作显微镜时，双眼注视镜头(如图)，其目的是为了( )第8题图A．调节光圈大小以得到明亮视野B．防止物镜下降过程中压到玻片C．使镜筒缓慢上升以寻找清晰物像D．将观察对象移至视野中央★9.(2013·益阳)下表中有关生物的特征与生活实例搭配不当的是( )生物的特征生活实例A. 生活需要营养兔吃草、猫吃老鼠B. 能进行呼吸庄稼需要浇水、施肥C. 需要排出体内废物人体排尿D. 能对外界刺激作出反应含羞草受到触碰时叶片合拢★10.(2015·泰州)小明在用显微镜观察人血涂片时发现视野中一片黑暗，他检查了目镜和物镜，并且把物镜对准了通光孔，遮光器选用了大光圈，还是看不见明亮的视野，小明的显微镜需要继续调整的是( )A．反光镜B．转换器C．遮光器D．粗准焦螺旋11．(2015·郴州)小林去南岭植物园参观游玩，他想带一些喜欢的植物种子回去。
第5课时 细胞结构与细胞的生活知识梳理一、动植物细胞的结构 1． 是生物体结构和功能的基本单位；或者说 是生物体最小的结构和功能单位。
2．动、植物细胞结构的主要不同点植物细胞动物细胞相同点 都有 、 、不同点有 和 ，绿色部分的细胞内有没有 、 和模式图3. 细胞的结构与功能比较表：【说明】并不是所有的植物细胞都有叶绿体，叶绿体的光合作用的场所，只在植物的绿色部位才有。
如叶肉细胞等。
植物液泡内含细胞液，可呈现不同的味道和颜色。
二、细胞的生活1.细胞的生活需要物质和能量名称 结构特点功能细胞壁 保护、支持作用（植物细胞特有的结构）细胞膜 保护细胞，控制物质的进出细胞核 核内有染色体 遗传信息库细胞质 有叶绿体、液泡细胞质中 的线粒体呼吸作用（动植物细胞都有） 能量转换器，将化学能释放细胞质中 的叶绿体光合作用（叶肉、果皮等细胞中才有，一般根细胞、成熟的种子细胞中没有） 能量转换器，光能→化学能细胞质中 的大液泡液泡内充满细胞液，溶解有多种物质，如糖类内有许多营养物质（成熟的植物细胞所特有的结构）例：西瓜的甜味来自液泡的细胞液。
A ：B ：C ：D ：E ：F ：（1）细胞中的物质组成（2）细胞膜的作用（1）细胞膜有适于运输物质的结构，能够让细胞生活需要的物质细胞；把有些对细胞生活没用分物质细胞外面；细胞生活中产生的一些不需要或有害物质也要通过细胞膜。
细胞膜的功能是。
（2）细胞中的能量转换器有两种。
植物细胞和动物细胞都有的是，它能将有机物中储存的化学能出来，供细胞利用。
植物细胞特有的是，它能将转变成，并储存在有机物中。
【说明】动物只有一种能量转换器：线粒体。
植物绿色部分具有两种能量转换器：叶绿体和线粒体。
2. 细胞核是控制中心（1）是遗传信息库：遗传信息在中，细胞核中储存遗传信息的物质——。
例：克隆羊多莉长得像提供了的母羊,该实验证明了遗传信息在中。
（2）细胞核中有一些能被碱性染料染成深色的物质是（双螺旋结构）；染色体由和组成的；同种生物细胞中染色体在形态、数量保持，如人的细胞中的染色体是23对。
第五章细胞的能量供应和利用第4节光合作用与能量转化一、教学目标知识方面：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、说出光合作用以及对它的认识过程。
4、说出光合作用原理的应用。
5、简述化能合成作用。
能力方面：尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
情感态度价值观：通过研究科学家对光合作用原理的探究过程，认同科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的；认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
二、教学重点、难点及解决方法1、教学重点：⑴绿叶中色素的种类和作用。
⑵光合作用的发现及研究历史。
⑶光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
⑷影响光合作用强度的环境因素。
解决方法：⑴通过色素提取和分离实验，让学生仔细观察分离出的不同色带，色带的颜色、分布顺序和宽窄，思考其原因及作用。
⑵让学生从化学反应的角度看光合作用的过程，明确每一个物质变化的来龙去脉和相应的能量转化的过程。
⑶让学生通过探究活动理解光合作用原理的应用。
2、教学难点：⑴光反应和暗反应的过程。
⑵探究影响光作用强度的环境因素。
解决方法：⑴通过由浅入深的讲解，让学生理解光反应和暗反应的过程，区别和联系。
⑵通过探究活动——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生产中的应用。
三、课时安排：3课时四、教学方法：讲解、实验法。
五、教具准备：课件六、学生活动1、指导学生阅读教材，找出需了解的知识点。
2、让学生讨论认识叶绿体的结构，这种结构有哪些适于进行光合作用的特点；光合作用的过程，影响因素等。
七、教学程序第1课时[问题探讨]结合教材讨论：1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？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？一、捕获光能的色素。
