高中生物 光能在叶绿体中的转换教学设计示例

高中生物：光能在叶绿体中的转换——教案设计探究光合作用是生命活动中最重要的过程之一，它能够将太阳能转化为化学能，是维持整个生态系统的基础。

而这一过程的发生是依靠植物的叶绿体完成的，所以理解叶绿体中的光能转换过程对于我们了解光合作用的机理非常重要。

本篇文章旨在通过教案设计探究光合作用中光能转换的原理与机制，以期帮助学生更好的理解这一生命活动过程。

一、教案设计1.教学目标：（1）理解叶绿体在光合作用中的功能；（2）掌握光合作用的基本反应方程式；（3）了解光能在叶绿体中的转换过程；（4）培养学生的实验设计和数据分析能力。

2.教学过程：（1）引入先让学生简单了解光合作用的概念，并提出问题：“为什么植物需要光合作用？光合作用是如何实现的？”（2）知识讲解介绍叶绿体的结构和基本功能，葡萄糖的重要性，光合作用的基本反应方程式等相关知识。

（3）实验设计通过PAM仪器实验设计，让学生探究光能在叶绿体中的转换过程。

实验原理及步骤：实验原理：PAM仪器可用于实时测量叶绿体中光反应的变化，包括PSⅡ的电子传递速率、光抑制、激活状态等。

实验步骤：①实验前，先用光合作用理论知识设计实验思路。

②具体实验时，先用植物叶片样品装载PAM仪器并暴露于较高光照下，等待样品的稳定。

③调节PAM仪器的参数，观察并记录光合作用过程中流经叶绿体的光子能量量度值。

④在数据分析过程中，采用数据分析工具计算PSII相对电子传递速率和一些光能转移相关参数等。

（4）数据分析学生在实验的基础上，进一步通过数据分析来探究光能在叶绿体中的转换过程，如PSⅡ的电子传递速率、光抑制、激活状态等。

并根据分析结果，进一步讨论光合作用的机理和原理。

（5）总结让学生总结本次实验得出的结论，并对本次实验的过程和结果进行分析和展望。

同时，向学生提出一些拓展探究的问题，如“如何通过研究光合作用的机理来指导实际的生产与生活？”三、教学研究通过本次教学的探究和研究，学生们不仅了解了光合作用中光能转换的原理和机理，而且还提高了实验设计和数据分析能力。

光合作用--光能在叶绿体中的转换【教学目标】1、知识方面：知道光能在叶绿体中如何转换成电能，电能如何转换成活跃的化学能，以及活跃的化学能如何转化成储存在糖类等有机物中稳定的化学能的过程。

2、能力方面：⑴通过光合作用过程中能量转换的示意图，使学生学会利用图文资料，进一步理解和获取生物科学基础知识的能力。

⑵通过“看图说话”，培养学生的语言表达能力。

（对照图讲述光能在叶绿体中转换的三个步骤）。

⑶提高学生运用新知识分析和解决实际问题的能力。

【重点难点】重点光能在叶绿体中如何转换成储存在糖类等有机物中的稳定化学能难点光能在叶绿体中的转换【课时安排】1课时【教学过程】引入新课：通过绪论课的学习，我们知道当今世界面临的粮食危机已严重影响人类的生存和发展，比如咱们中国要以占世界7%的耕地去养活占世界22%的人口，粮食问题日益突出。

粮食危机迫切要求我们想办法提高粮食的产量，而粮食的产量来源于光合作用的积累，我们有必要在高二生物的基础上进一步弄清其机理，以便更好地去指导实践，提高光合作用的效率，从而提高粮食产量。

请同学们回忆所学过的内容，想一想光合作用的场所在哪里？反应式怎么写？（要求学生上黑板画出叶绿体的结构简图并写出光合作用反应式）光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，光反应阶段的能量变化是光能转变为活跃的化学能，暗反应阶段的能量变化是活跃的化学能转变为稳定的化学能。

前者又包括光能转换成电能和电能转换成活跃的化学能二个步骤，即光合作用过程中能量的转换共有三个步骤。

（一）光能转换成电能光能转换成电能和叶绿体中色素密切相关1、光合色素的作用a、所有胡萝卜素、叶黄素和叶绿素b，它们又称天线色素吸收和转换光能：少数特定状态下的叶绿素a，又称作用中心色素2、过程（要求学生对照P29图2－1自学相关段落，思考、讨论并回答下列问题）中A、B分别代表什么色素，各自有什么作用？②特殊状态下的叶绿素a在光的照射下发生了什么变化激发态）（稳态－−→−e③特殊状态下叶绿素a失去的电子怎样传递？自身的氧化还原性质的前后变化怎样？（失去的电子将通过传递电子的物质传递给NADP＋，即辅酶II。

高中生物教案设计：光能在叶绿体中的生物化学转化一、教学目标1.了解光合作用的基本原理及其在生物学中的重要性。

2.掌握光合作用中光能在叶绿体中的基本生物化学转化过程。

3.能够理解光合作用与环境的关系，以及不同环境因素对光合作用的影响二、教学内容1.光合作用的基本原理2.叶绿体结构和功能3.光能在叶绿体中的生物化学转化过程4.光合作用与环境的关系三、教学方法1.讲授-通过小黑板、幻灯片等方式，介绍光合作用的基本原理及其在生物学中的重要性，叶绿体结构和功能，光能在叶绿体中的生物化学转化过程，以及光合作用与环境的关系。

2.实验-选取适当的实验，进行具体的光合作用实验，让学生亲身体验光合作用的实际过程，并通过实验数据来深入了解光合作用的基本原理及其生物化学转化过程。

3.课外拓展-通过课外学习，让学生了解光合作用的最新研究进展，了解环境因素对光合作用的影响，并通过讨论、分享等形式，深化对光合作用的理解和认识。

四、教学重点与难点1.教学重点-让学生掌握光能在叶绿体中的生物化学转化过程，以及光合作用与环境的关系，对学生进行实验教学，加深学生对光合作用的理解。

2.教学难点-让学生理解光合作用的复杂性，掌握光能在叶绿体中的生物化学转化过程，并理解不同环境因素对光合作用的影响，因此需要进行对个别学生的指导，提高学习效果。

五、教学过程1.预习在上课前，要求学生提前预习教材，对光合作用的基本理论、叶绿体结构和功能、光能在叶绿体中的生物化学转化过程等方面进行了解和探究。

2.课堂讲授教师通过小黑板、幻灯片等方式，对光合作用的基本原理及其在生物学中的重要性，叶绿体结构和功能，光能在叶绿体中的生物化学转化过程等方面进行详细介绍，让学生详细了解光合作用的基础知识。

3.实验展示由教师或者同学进行实验展示，让学生通过实验数据来深入了解光合作用的基本原理及其生物化学转化过程。

4.讲解案例通过讲解经典案例或者最新研究进展，讨论光合作用与环境的关系，了解环境因素对光合作用的影响，并通过分享、讨论等形式，深化对光合作用的认识和理解。

《光合作用与能量转化》教学设计（第2课时）◆教学目标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．说明光合作用以及对它的认识过程。

4．尝试探究影响光合作用强度的环境因素。

5．说出光合作用原理的应用。

6．通过光合作用发现史的学习，使学生受到科学家们崇高的精神境界的熏陶，并养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。

7．通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，使学生认识生物科学的价值，从而乐于学习生物科学，同时增强学生的社会责任意识。

◆教学重难点【教学重点】1．绿叶中色素的种类和作用。

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。

◆教学过程一、导入新课复习导入：二、讲授新课引导学生复习初中时学过的光合作用的反应式和概念：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。

教师引导学生思考，学生阅读课本P102《探究光合作用原理的部分实验》相关内容。

叶绿体如何将光能转化为化学能？光合作用如何将化学能储存在糖类等有机物中的？光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳呢？（一）探究光合作用原理的部分实验（建议下载使用视频：【生物世界】实验：光合作用能产生氧气、【生物世界】实验：绿叶在光下产生氧气、【生物世界】实验：植物淀粉产生与阳光之间的关系、【生物世界】光合作用可以释放氧气；建议使用知识卡片：【知识解析】光合作用的探索历程）教师引导学生共同总结：1937 年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。

1941 年，美国科学家鲁宾和卡门实验：同位素标记法。

结论：光合作用释放的氧全部来自水。

1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。

第二章第一节光合作用 (一、二)学习目标1、知道光能在叶绿体中如何转换成电能，2、理解电能如何转换成活跃的化学能，以及化学能如何转换成稳定的化学能。

重难点： 1．光能转换成电能，再由电能转换成活跃化学能过程2．光合作用过程中的能量在叶绿体中的转换过程。

反馈训练：一、选择题1. 光合作用过程中，电能转换成活跃化学能的反应式之一为：NADP++2e+H+→NADPH，该反应式中电子的根本来源是( )A.叶绿素aB.特殊状态的叶绿素aC.吸收和传递光能的色素分子D.参与光反应的水分子答案：D2．一分子NADP+成为NADPH，接受的电子数和氢的数目分别是( )A. 1,1B. 1,2C. 2,1D. 2,2答案：C3.光合作用过程中，叶绿素a将光能转变成的电能被下列那种物质贮存？（）A. NADP +和ATP B. NADP +和ADP C. NADPH 和ATP D. NADPH 和ADP 答案：C4、叶绿体中色素的直接作用是①吸收光能 ②传递光能 ③转化光能 ④分解水 ⑤合成ＡＴＰＡ．①②③④⑤ Ｂ．①②③④ Ｃ．②③④⑤ Ｄ．①②③ 答案：D5．光照条件下，能够吸收并传递光能的色素，将光能传递给少数叶绿素a ，这时，叶绿素a 分子所处的状态为（ ）A.被激发，得到电子B.被抑制，得到电子C.被抑制，失去电子D.被激发，失去电子 答案：D6．光能转换成电能的标志是（ ）Ａ．电子被激发 Ｂ．电子流形成 Ｃ．ＮＡＤＰＨ的形成 Ｄ．水失去电子 答案：B7．下列与光反应相联系的过程是NADP + NADPH ATP ADPCO 2 (CH 2O) a 叶绿素aA.①③⑤⑥B.①④⑦⑧C.②③⑥⑧D.②④⑥⑧ 答案：C8．从能量转换的角度看，碳同化是（ ）Ａ．将ＡＴＰ和ＮＡＤＰＨ中活跃的化学能，转换成储存在有机物中稳定的化学能 Ｂ．光能转换成电能Ｃ．电能转换成活跃的化学能 Ｄ．光能转换成活跃的化学能 答案：A9．光合作用过程中，叶绿体中能量转换的正确顺序时（ ） 答案：C10．光合作用过程中，不在叶绿体的囊状结构的薄膜上进行的是（ ）Ａ．ＮＡＤＰ＋变为ＮＡＤＰＨ Ｂ．氧气的生成Ｃ．ＡＤＰ转变为ＡＴＰ Ｄ．ＣＯ２的固定和还原答案：D11．绿色植物细胞内最早将光能转变为电能的生理过程与下列哪种物质紧密相关（ ） A 、辅酶Ⅱ B 、水 C 、叶绿素a D 、ATP 吸收和辅酶 答案：C12． 光合作用光反应产生的物质有（ ） A 、C 6H 12O 6 NADPH ATP B 、NADPH CO 2 ATP C 、NADPH O 2 ATP D 、C 6H 12O 6 CO 2 H 2O 答案：C⑦ ⑧ ⑤⑥③ ④ ① ②二、非选择题13．下图是光能转换成电能的示意图，依图回答：(1)光能转换成电能，电能转换成活跃的化学能，是在叶绿体的_________中进行的。

光合作用是生命的基础，是指植物利用光能将二氧化碳和水转化成为有机物的过程。

光合作用是一个复杂的化学过程，需要多个酶和辅助因子参与其中。

其中，光能转换过程是光合作用中最为关键的步骤之一。

一、光合作用中的光能转换过程光能转换过程是指植物吸收阳光并将其转化为化学能的过程。

在植物细胞中，这个过程发生在叶绿体中的光合色素分子中。

光合色素分子是一种特殊的分子，它能够吸收太阳光谱中的光能，然后用这种能量激发自己内部的电子，从而形成激发态。

一旦光合色素分子中的电子被激发，它会从叶绿体中移动到其他分子中，并最终转化为光合作用过程中的化学能。

在光合作用中，主要的光合色素分子是叶绿素a和b，它们都能吸收蓝色和红色的光，但是叶绿素a只能吸收绿色光的一部分。

因为叶绿素a吸收的光谱范围比较狭窄，所以在自然环境中，其他光合色素分子的存在能够提高光合作用的效率。

另外，还有一些额外的辅助色素分子，如类胡萝卜素和吲哚类色素等，它们的作用是吸收波长较长的光，从而扩展植物可以利用的光能范围。

二、光合作用中光能转换过程的意义光合作用中的光能转换过程是光合作用过程中最为关键的步骤之一，它有着重要的生物学意义。

光合作用中的光能转换是植物能够制造食物的必要过程。

通过这个过程，植物将光能转化为化学能，进而将二氧化碳和水转化为养分丰富的有机物，包括葡萄糖和澱粉等。

这些有机物不仅是植物自身生长所必需的，也是整个生态系统中其他生物体能量来源的基础。

光合作用中的光能转换决定着植物生长和发展的速度和质量。

只有当植物充分吸收太阳能时，它们才能够快速生长和发展。

如果植物无法吸收足够的光能，则会出现生长迟缓和萎缩的现象。

三、高中生物教案设计针对光合作用中的光能转换过程的这一重要性，我们需要在高中生物教学中对其进行重点探究。

以下是一份光合作用中光能转换过程的高中生物教案设计：1.教学目标：让学生了解光合作用中的光能转换过程的基本原理和意义，掌握光合色素分子吸收光谱和光合作用过程中产生的化学能的基本知识。

“光能在叶绿体中的转换”一节教学设计
曾庆福
【期刊名称】《雅安职业技术学院学报》
【年(卷),期】2009(000)002
【总页数】2页(P78-79)
【作者】曾庆福
【作者单位】荥经中学,四川省荥经县625200
【正文语种】中文
【中图分类】G424
【相关文献】
1.光能在叶绿体中的转换知识拓展 [J], 任冰冰
2."光能在叶绿体中的转换"一节插图的改进 [J], 范欣
3."叶绿体中色素的提取和分离"一节探究式实验的尝试 [J], 沈亮
4."光能在叶绿体中的转换"一节的教学设计 [J], 杨永成
5.《秋天在哪里--找秋天》教学设计人教版必修1第8课《美国联邦政府的建立》教学设计数学教学情境创设的主要方式谈物理实验教学中的情境创设新目标英语七年级上unit3教学设计新课程下的数学作业设计一节＂研究体验式＂模式课的构建《秋天在哪里——找秋天》教学设计 [J], 张家娣
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高一生物教案光能在叶绿体中的转换一叶绿体的结构与光合作用复习与巩固1.下图为叶绿体平面结构示意图，请根据图回答：(1)组成(1)___，(2)___，(3)___的基本骨架是_(2)光合作用的酶存在于____和____中;光合作用的色素存在于____上。

(3)叶绿体主要存在于绿 (1)色植物的___细胞和幼茎皮层细胞中， ( 2)是进行____细胞器。

(3)( 4)2.叶绿体的囊状体结构上存在的色素有_____(_____色)，_____(____色)，_____(___色)，_____(____色)四种。

它们的主要功能是________________。

其中_______光对叶绿素是有效光，__________光对类胡萝卜素是有效光。

3.根据______，光合作用的过程可分为_____和__两个阶段。

试比较这两个阶段。

比较项目光反应暗反应场所条件物质变化1、2、1、2、能量变化__能转变成___中活跃的化学能___中活跃的化学能转变成贮存在____中稳定的化学能。

相互联系光反应为暗反应进行提供了___和____：暗反应产生的____和___为光反应形成ATP提供了原料。

二、光能在叶绿体中的转换三、小结1、回顾课本回答光能转变成电能的有关问题1、叶绿体中色素功能、光能：包括、、、叶绿体中的色素、光能：指2.最初的电子供体是：________,其释放出电子的方程式为：___________________________________________________最终的电子受体为：_______________.在______下，_________(色素)，连续不断地___电子和___电子，形成____。

从而使光能转换成电能。

2、电能转变成活跃的化能?写出NADPH和ATP形成的反应方程式是：NADPH:_________________________________________________ATP:____________________________________________________3、活跃的化学能是如何转变成稳定的化学能的?回顾本节内容并填写右表在此阶段，三碳化合物在有关酶的催化作用下，接受_____释放的能量并被_____还原，经过一系列变化最终形成糖类等富含稳定化学能的有机物。