人教版高中生物必修一第五章第4节《能量之源——光与光合作用》第一课时教案

第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源——光与光合作用教案一1.教学内容《捕获光能的色素和结构》是人教版高中生物第一册《分子与细胞》第5章第4节《能量之源──光与光合作用》的第1节课教学内容，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科学方法。

2.学生分析学生在初中生物已经学过光合作用的有关知识；在高中生物第一册第3章中又学习了叶绿体的显微结构及其功能，以及第4章的《细胞的能量“通货”──ATP》一节知道光合作用是合成ATP重要途径之一，至此，学生已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构和光合作用原理的知识基础和兴趣。

在实验操作方面，学生已经能进行研磨、过滤等操作，但纸层析法是首次进行，需老师仔细指导。

由于学生缺乏对基粒（类囊体）微观结构的直观认识，本节课又涉及到物理（光学）、化学知识，对于理解色素吸收色光，掌握有关化学试剂的使用方法与技巧，可能存在一定的难度。

3.设计思想（1）以问题引发兴趣。

整个教学过程要设置好问题，层层展开，层层递进，让新知识与旧知识融为一个整体，让学生在步步上升中攀登到知识的顶峰。

（2）以实验说明结论。

生物学的教学就是实验的教学过程，实验的展示形式有学生分组实验、老师示范实验、动画和图片演示实验等，让实验现象说明问题，而不是直接让学生记住结论。

（3）科学探究的思想贯彻始终。

用科学家的经典实验来学习科学的实验方法和思维，在学生分组实验中学习设计实验的基本原则，学会分析实验，改进实验，学会科学地评价自己。

4.教学方法学生自主、探究、合作学习与师生共同探究相结合（含自学、实验、谈话、讨论、讲授等）。

5.教学目标知识与技能掌握绿叶中色素的提取和分离的方法及操作技巧。

概述绿叶中色素的种类和作用。

概述叶绿体的结构和功能。

过程与方法通过实验（含设计）及相关科学方法的学习，培养学生基础的实验操作能力、初步的研究能力和运用相关学科知识解决生物学问题的能力。

第五章细胞的能量供应和利用第四节能量之源——光与光合作用（3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.简述化能合成作用。

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。

教学过程内容活动引入光合作用对自然界的意义：生成氧气，进而紧接形成地球的臭氧层；直接或间接为其他生物提供能源；促进碳的循环。

光合色素[问题探讨]结合教材P97图讨论：1、用这种方法有什么好处？不用颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？2、为什么不使用发绿色光的灯管作补充光源？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？实验：探究光合色素的的种类讲述光合色素的种类、吸收光谱光合作用色素A.色素分布：色素分布在内囊体的薄膜学生通过实验总结上，色素可以吸收、传递、转化光能B.色素种类：叶绿素a（3/4）（蓝绿色）叶绿素（3/4）类囊体薄膜叶绿素b（1/4）（黄绿色）上的色素红光、篮紫光叶黄素（2/3）（黄色）类胡萝卜素（1/4）胡萝卜素（1/3）（橙黄色）紫光问题探讨1.用这种方法可以提高光合作用强度。

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。

2.因为叶绿素对绿光吸收最少，所以不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源。

叶绿体的结构通过图片和问题的引导，讲述叶绿体的结构及其适应光合作用的特点。

1817年，两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素，但当时并不清楚叶绿素分布于何处？1865年德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。

《能量之源—光与光合作用》教学设计[教材分析]光合作用在绿色植物的新陈代谢以及整个生态系统的物质循环和能量流动中，都具有十分重要的意义。

教材这一节主要讲述了“光合作用的发现过程”、“叶绿体中的色素”（并且安排了叶绿体中色素的提取和分离的学生实验）、“光合作用的过程”、“光合作用的重要意义”以及“植物栽培与光能的合理利用”。

其中“光合作用的探究历程”这部分内容往往被许多老师在上课时一带而过，并未加以重视。

事实上，光合作用探究过程中的经典实验，从一定程度上反映了科学探究的一般方法，是培养学生科学精神、科学态度和科学研究方法的好素材，为后面众多的实验打下一个良好的感知基础，也为讲述光合作用的原理、过程做好知识铺垫。

因此，“光合作用的探究历程”这部分内容相当重要，不容忽视。

[学生分析]本节课面对的是高一学生，学生对绿色植物光合作用这一自然现象已有足够的感性认识，对叶绿体的结构也有了初步了解，并且具有一定的化学、物理等基础知识，为学习光合作用的反应过程、揭示其实质奠定了基础；学生有了一定的计算机操作能力，可以通过网络查阅相关资料并制作简单课件。

但实验设计能力有所欠缺，对光合作用早期研究的几个经典实验的设计思路不大理解。

[教学目标]知识目标：1．说出光合作用的探究历程。

2．初步掌握科学探究的一般方法。

技能目标：1．通过光合作用发现史的学习，培养学生实验探究的能力。

2.培养学生知识迁移能力，掌握知识的内涵和外延，培养分析综合能力。

情感目标：1．关注科学工作的方法和过程，形成严谨的科学态度及创新、合作的科学精神。

2．体验科学发现的艰难和科学家们的智慧力量，确立进行科学研究的欲望和信心。

[教学重点]1．光合作用的探究历程。

2．科学探究实验的基本方法。

[教学难点]真正领悟探究实验的科学原理和方法，并很好地运用到设计实验中。

[课时安排]1课时[教学手段]根据本课的教学内容、教学目标和学生的认识水平，课堂上采用以思、议为主，讲授为辅的教学方法。

第4节《能量之源—光与光合作用》教学设计（一）【开设课题】《绿叶中色素的提取和分离》实验【开课班级】高一（3）班【开课地点】生物探究室【授课者】陈京疆【教学内容分析】《绿叶中色素的提取和分离》是一个验证性和探究性实验，通过本实验，可以让学生知道绿叶中色素的种类和颜色对植物叶片颜色的影响，是学习光合作用的基础。

教师在教学中要组织好各种观察、实验等探究性学习活动，结合物理和化学知识以及学生的生活经验，帮助学生增强感性认识，领悟科学研究的方法并习得相关的操作技能【学情分析】生物学是以实验为基础的科学，实验教学对提高学生的生物科学素养起着无可替代的重要作用，他是素质教育和创新教育的重要场所和前沿阵地，也是基础教育改革的基础、前提和保证。

离开了实验教学，生物教学就谈不上实质性、根本性改革，也谈不上全面实施素质教育。

【教学目标】1、知识目标：使学生了解叶绿体中色素的种类、颜色及其吸收的光谱;初步学习光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布。

2、能力目标：通过叶绿体色素的提取与分离实验,初步训练学生的实验室操作技能及相关仪器、药品的使用能力。

3、情感目标：（1）通过学生对“绿叶中色素的提取和分离实验”设计和探究，让学生体验科学探究的方法和过程。

（2）通过学生讨论“如何利用各种颜色的光来提高作物产量”这一问题,加强对科学、技术、社会的关注。

【教学重点】叶绿体中色素的种类;颜色及其吸收的光谱;光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布。

【教学难点】光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布【课前准备】（1）熟悉课本，掌握课本知识的结构；（2）查阅课外资料，掌握相关的知识背景，制定教学目标、教学方案等；（3）实验课前准备好所需的药品和仪器，一些不能存放较久的药品实验课前半小时配制好；实验材料，新鲜菠菜叶、新鲜的青菜叶。

试剂仪器，烧杯（100ml）、研磨过滤器、毛细吸管、剪刀、铅笔、尺、培养皿、角匙、无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙。

光合作用一、课题：《光合作用的过程》二、教学目标：1、知识方面〔1〕说明光合作用以及对它的认识过程。

〔2〕说出光合作用原理的应用。

〔3〕简述化能合成作用。

2、能力方面：尝试探究影响光合作用强度的环境因素。

3、情感态度与价值观：通过研究科学家对光合作用原理的探究过程，认同科学是在不断的观察、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、勇于实践的科学精神和态度。

三、课型与课时新授课，课时安排：1课时四、教学方法：学生自学、合作探究、教师点拨讲解五、教学重点1. 光合作用的总反应式、光反应、暗反应的具体过程。

2. 光反应过程和暗反应过程的区别和联系。

3．光反应和暗反应中物质和能量的转变过程。

六、教学难点1.光反应和暗反应中物质和能量的转变过程。

2.光反应过程和暗反应过程的区别和联系。

七、教学过程㈠导入新课：请同学回忆叶绿体的结构及叶绿体中的色素等知识，引出光合作用的概念〔原理〕。

科学家们是如何知道的，经历了哪些探索历程？光合作用的过程怎样？光合作用原理在农业生产中有哪些应用？请大家预习教材P101-P104。

㈡进行新课第一学习时间：课内预习、基础训练——不看不讲。

问题：1、光合作用的原理？2、光合作用的探究历程？重温该历史，你有哪些感悟？3、光反应阶段的场所、条件、主要过程、物质变化和能量变化？4、光反应阶段的场所、条件、主要过程、物质变化和能量变化？5、光反应、暗反应的相互关系？第二学习时间：展示交流，精讲点拨——不议不讲。

1、光合作用探究历程18世纪中期观点 1771年英国科学家普利斯特利〔J.Priestley〕的实验普利斯特利时期其他人的实验 1779年荷兰科学家英格豪斯(J.Ingen-housz)的实验 1785年的结论 1845年德国科学家梅耶(R.Mayer)的观点 1864年德国科学家萨克斯的实验及结论 1939年美国科学家鲁宾(S.Ruben和卡门(M.Kamen)的实验及同位素标记法 20世纪40年代美国科学家卡尔文(M.Calwin)的实验及卡尔文循环2、光合作用过程〔1〕光合作用原理〔概念〕〔2〕光合作用反应式〔3〕光反应阶段〔4〕暗反应阶段〔5〕光反应、暗反应的区别与联系〔三〕总结光合作用过程第三学习时间：拓展训练，提炼升华——不练不讲。

能量之源--光与光合作用一、教材分析本节是人教版高中生物必修1：《分子与细胞》第5章第4节的内容。

在此前章节中，我们已经学习了细胞中的有机物、细胞的结构和细胞器等知识。

这为本节知识的学习打下基础。

绿色植物通过光合作用合成有机物，为地球上多姿多彩的生命提供了氧气和养料。

因此，光合作用是细胞能量代谢中的重要学习内容，在高中生物知识体系中占有重要地位。

二、教学目标1、知识与能力阐述光合作用的基本过程分析影响光合作用的因素2、过程与方法通过探究活动不断提升获取信息、理解信息、分析、推理、评价及实验探究的能力3、情感态度价值观通过对光合作用影响因素的分析，形成把理论付诸实践，用知识服务社会的意识三、重难点1、重点植物光合作用的基本过程2、难点对影响光合作用因素的分析四、教法学法教师提供问题情境，引导学生自主思考后，小组成员讨论完善。

小组代表展学，其他成员补充完善。

注意利用典型例题即时强化巩固。

五、教学过程（一）导入1、据估计，地球上的自养植物一年中通过光合作用合成约4--5千亿吨有机物。

2、这些有机物中所含能量相当于10，000，000亿千瓦时的电能。

3、三峡电站2012年的发电量为1000亿千瓦时。

（通过数据，吸引学生兴趣，突出光合作用的重要性，引起学生对本节知识的重视）（二）光合作用的定义绿色植物通过_____，利用_____，把_________________转化成储存能量的_______，并释放出_______的过程。

播放flash动画，展示“光合作用的过程”（学生通过动画在头脑中形成整体印象，为分析过程打下基础）（三）光合作用的过程学生完成导学案“探究一光合作用的过程”相应内容1．完善光合作用的图解2．辨析光反应和暗反应过程光反应暗反应图解条件场所物质转化能量转化联系小组代表展示学习成果，其他成员进行补充、完善课后作业：结合光合作用的基本过程分析C3、C5、ATP、[H]在不同条件下的含量变化。

人教版必修一《能量之源——光与光合作用》（第1 课时）授课设计——光与光合作用●沉着授课光合作用是生物界致使整个自然界最基本的物质代谢和能量代谢，光合作用也真实地显示出生命系统的自主性和高度有序性。

初中阶段，学生经过一系列研究性实验，初步形成光合作用的看法。

高中生物学课本将为学生供应光合作用的研究史料，希望学生不仅好从光合作用的发现过程中深入对看法的理解，而且能碰到科学家崇拜的精神境地的熏陶，领悟科学研究的方法。

因此，授课中要组织学生仔细学习和议论这一部分史料。

光合作用内容的学习始于绿叶中色素吸取和转变光能，授课中要指导学生做好《绿叶中色素的提取和分别》的研究性实验，并借助投影机、三棱镜和新鲜菠菜叶片滤液和新鲜胡萝卜滤液等资料做好绿叶中色素吸取光谱的演示实验，经过叶绿体结构的学习让学生进一步领悟到生物体结构与功能的相一致。

光合作用的光反响和暗反响过程是本小节的重点和难点，要让学生重点掌握这两个过程中的物质变化和能量变化以及发生的部位和条件，并从物质和能量转变的高度去认识光合作用的意义。

为了更好地让学生认识光合作用原理在农业生产中的应用，可经过自主与合作学习的方式，试一试让学生利用各种媒体去检查和收集农业生产上有哪些提高光合作用强度的措施，并组织好学生完成教材中的研究活动——环境因素对光合作用强度的影响。

●三维目标1.知识与技术（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）试一试一试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）简述化能合成作用。

2.过程与方法（1）自主与合作学习：利用各种媒体检查和收集资料，学会鉴别、选择、运用和分享信息。

（2）训练表达能力：试一试将你所获得的信息表达出来。

（3）活动与研究：经过研究“环境因素对光合作用的影响”，初步学会科学研究的一般方法，发展科学研究能力。

3.感神态度与价值观（1）经过光合作用发现史的学习，使学生碰到科学家们崇拜的精神境地的熏陶，并养成思疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。

第五章第4节能量之源——光与光合作用一、捕获光能的色素和结构一、教材分析捕获光能的色素和结构是人教版高中生物必修一分子与细胞第5章第4节能量之源一光与光合作用第1节课的教学内容，主要学习叶绿体内色素的种类和功能、叶绿体的结构和功能，掌握提取、别离色素的实验方法。

本节内容是对第3章细胞的根本结构知识的提升，又是后面学习光合作用原理和应用的根底。

二、教学目标1．知识目标：(1)说出叶绿体中色素的种类和作用(2)说出叶绿体的结构和功能。

2．能力目标：(1)通过“叶绿体中色素的提取和别离’’实验，学会提取、别离叶绿体中色素的方法。

(2)通过小组间的交流与合作，提高学生的语言表达能力及思维的严密性。

3．情感、态度和价值观目标：(1)通过对“叶绿体中色素的提取和别离〞实验的操作，培养学生勇于实践的科学精神和科学态度。

三、教学重点难点重点：叶绿体中色素的种类和作用。

难点：对实验原理的理解：色素的提取别离过程。

四、学情分析我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。

有些学生对于毛细吸管怎么用都不清楚，所以讲解时需要详细。

对于研磨和过滤等操作学生有一定的根底，但纸层析法是首次接触，需要教师指导并借助动画给予直观的认识。

五、教学方法1．实验法：绿叶中色素的提取与别离学生进行分组实验。

2．学案导学：见后面的学案。

3．新授课教学根本环节：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．学生的学习准备：预习实验“叶绿体中色素的提取和别离〞，初步把握实验的原理和方法步骤。

2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

3．教学环境的设计和布置：两人一组，实验室内教学。

课前翻开实验室门窗通风，课前准备好绿叶、滤纸条、纱布等材料用具，配制好层析液。

七、课时安排：1课时八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

教学准备1. 教学目标知识目标：1、能够根据光合作用的图解列举影响光合作用的环境因素；2、通过完成光强对光合速率影响的半开放式实验，能够分析实验的各种相关变量，并控制相关变量；3、能够从细胞的层次对光强影响不同材料光合速率进行分析，并且能够判断光补偿点；4、能够对自然光照条件下植物光合速率的曲线进行分析。

能力目标：1、提升对实验设计过程中自变量、无光变量的控制能力；2、通过解读环境因素对光合作用的影响提升学生对实验数据、曲线的处理和分析能力；3、能够运用所学知识分析和解决农业生产和生活一些与光合作用相关的问题，提高综合问题的分析和解决能力。

情感目标：1、形成生物体的结构与功能、局部与整体相统一的观点；2、认识生物科学的价值，养成将所学习的理论指导生产实践的习惯。

2. 教学重点/难点1、完成光强对光合速率影响的半开放式实验，能够分析实验的各种相关变量，并控制相关变量；2、从细胞层次解读光强对光合速率的影响曲线。

3. 教学用具4. 标签教学过程一：根据光合作用图解列举影响光合作用的环境因素教师活动：1、展示光合作用图解，2、引导学生根据图解列举光合作用的因素。

学生活动：思考在图解上列举各种环境因素。

二：设计实验来研究光强对光合速率的影响教师活动：1、展示研究光强对光合速率的影响的半开放实验；2、引导学生思考回答各个相关的问题。

学生活动：1、分析思考实验的自变量、因变量、无关变量、检测指标分别是什么？2、如何控制自变量和无关变量？3、对实验所获得的数据进行分析，绘制曲线图并对曲线图进行分析。

4、设计实验探究怎样进一步研究该植物生长的最适光强。

三、给定光强对不同材料光合速率的影响教师活动：1、展示光强对光合速率影响的曲线；2、改变实验材料，引导学生从细胞层次进行光合作用进行分析。

学生活动：1、从细胞层次分析光强对单细胞生物影响进行分析并明确光饱和点的判断；2、从细胞层次分析光强对多细胞生物影响进行分析；3、分析以叶绿体作为实验材料曲线的差异，明确真光合和表观光合的差异。

教学准备1. 教学目标【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。

【能力目标】(1)学会提取、分离绿叶色素的方法(2)通过探究实验,培养学生设计实验的能力、分析和解决问题的能力以及培养语言表达能力。

【情感目标】(1)通过对叶绿体结构的学习,帮助学生树立结构和功能相统一的生物学观点2. 教学重点/难点教学重点绿叶中色素的种类和作用。

叶绿体的结构和功能。

教学难点提取、分离绿叶色素实验操作、叶绿体结构与功能的统一性。

3. 教学用具4. 标签教学过程【导入】利用白化苗的图片创设问题情境，引入本节第一部分：光合作用与细胞中的色素有关系。

为什么白化苗很快就会死亡?为什么没有色素,植物就不能进行光合作用?【讲授】带着这些问题我们一起来做《绿叶中色素的提取和分离》实验。

绿叶中的色素究竟有哪些种类?它们分别又是什么颜色?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做《绿叶中色素的提取和分离》实验。

教师讲解实验原理,指导实验程序。

【活动】增加探究点a.你们所带的材料中,有无比菠菜更适合的实验材料?b.为何滤纸条的一端要剪去两角?c.为何层析液不能触及滤液细线?【活动】光合色素的作用屏幕上出示图片:将4种色素分别放在阳光和三棱镜之间,要求学生从连续光谱中观察明显变暗的区域,并分析原因。

指导阅读教材上图5-10:叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。

【讲授】过渡这些光合色素分布在细胞的什么部位?直到1865年,德国植物学家萨克斯发现叶绿素集中在一个个更小的结构中,称为叶绿体。

那么叶绿体有什么功能呢?【活动】阅读教材思考引导学生阅读教材上的材料分析:恩格尔曼的实验。

思考:恩格尔曼的实验的结论是什么?恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处?【讲授】叶绿体结构屏幕上出示叶绿体的立体结构示意图,引导学生观察并思考:叶绿体有哪些结构组成?叶绿体有哪些结构特点是与其功能相适应?【练习】教材课后习题练习【作业】课后作业画色素在层析纸上的分布情况图;。