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浙教版初中科学教案《植物的光合作用》一、教学内容本节课选自浙教版初中科学教材第四章第一节《植物的光合作用》。
教学内容详细阐述了植物光合作用的基本概念、原理、过程以及在实际生活中的应用。
二、教学目标1. 让学生理解光合作用的概念、原理及过程，掌握光合作用公式的书写和含义。
2. 培养学生运用所学知识解释自然现象和实际问题的能力。
3. 增强学生的环保意识，培养学生关爱植物、保护生态环境的观念。
三、教学难点与重点教学难点：光合作用的过程及其公式的理解。
教学重点：光合作用的概念、原理及在实际生活中的应用。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、实物模型、实验器材。
学具：笔记本、笔、实验报告单。
五、教学过程1. 导入：通过展示植物生长的图片，引导学生思考：为什么植物能够生长？生长过程中需要什么？2. 新课导入：介绍光合作用的概念，引导学生学习光合作用的原理。
3. 实践情景引入：进行光合作用实验，让学生观察实验现象，引导学生探讨光合作用的过程。
4. 例题讲解：讲解光合作用的相关例题，帮助学生巩固所学知识。
5. 随堂练习：布置随堂练习，检验学生对光合作用知识的掌握。
6. 知识拓展：介绍光合作用在实际生活中的应用，如绿色能源、环保等。
六、板书设计1. 板书植物的光合作用2. 板书内容：光合作用概念光合作用原理光合作用过程光合作用应用七、作业设计1. 作业题目：解释光合作用的概念及公式。
描述光合作用的过程。
论述光合作用在实际生活中的应用。
2. 答案：光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水合成有机物和氧气的过程。
光合作用过程包括光反应和暗反应两个阶段。
光合作用在生活中有广泛应用，如绿色能源、环保等。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入、例题讲解、随堂练习等方式，帮助学生掌握了光合作用的相关知识。
课后，教师应关注学生对光合作用的理解程度，及时解答学生的疑问。
同时，可引导学生进行课后拓展学习，如研究光合作用与生态环境的关系，培养学生的环保意识。
一、光合作用1、绿色植物的光合作用步骤：暗处理→叶片遮光→光照→酒精脱色→漂洗→滴碘液检验。
a.暗处理的目的：让叶片中原有的淀粉运走耗尽。
b.叶片遮光的目的：进行对照实验。
c.酒精脱色：溶解叶绿素；酒精要水浴加热，目的是防止酒精燃烧发生火灾。
且受热均匀。
①结果分析：叶片遮光部分遇碘不变蓝；光照部分遇碘变蓝。
①结论：光是光合作用的必要条件，淀粉是光合作用的产物之一。
步骤：植株暗处理→光照几小时→叶片酒精脱色→漂洗→滴碘液检验。
a.暗处理的目的：让叶片中原有的淀粉运走耗尽。
b.密封花盆的目的：防止外界空气的干扰。
c.氢氧化钠溶液：吸收瓶内二氧化碳。
d.清水：起对照作用。
①结果分析：放置氢氧化钠的一组遇碘液不变蓝；放置清水的一组遇碘液变蓝。
①结论：二氧化碳是光合作用的原料。
(1)提高光能利用效率的方法：合理密植等。
(2)提高作物产量的方法：增加二氧化碳的浓度；增加光照强度和延长光照时间；适当调节昼夜温差等。
二、绿色植物的呼吸作用1、影响光合作用、呼吸作用外界因素①光照强度。
光照增强，光合作用随之加强。
但光照增强到一定程度后，光合作用不在加强。
夏季中午，由于气孔关闭，影响二氧化碳的进入，光合作用反而下降。
因而中午光照最强的时候，并不是光合作用活动最强的时候。
①二氧化碳浓度。
二氧化碳是光合作用的原料，其浓度影响光合作用的强度。
温室种植蔬菜可适当提高大棚内二氧化碳的浓度以提高产量。
①温度。
植物在10～35①正常进行光合作用，其中25～30①最适宜，35①以上开始下降，甚至停止。
温度、水分、氧气和二氧化碳浓度是影响呼吸作用的主要因素。
①温度。
温度对呼吸作用强弱影响最大。
温度升高，呼吸作用加强；温度过高，呼吸作用强度减弱。
①水分。
植物含水量增加，呼吸作用加强。
①氧气。
一定范围内随氧气浓度的增加，呼吸作用显著加强。
①二氧化碳。
二氧化碳浓度大，抑制呼吸作用。
在贮藏蔬菜、水果、粮食时用低温、干燥、充加二氧化碳等措施可以延长贮藏时间。
第四章植物的光合作用一、名词解释1．光合作用2．光合午休现象3．希尔反应4．荧光现象与磷光现象5．天线色素6．光合色素7．光合作用中心8．光合作用单位9．红降现象10．双光增益现象11.C3途径12．C4途径13．光合磷酸化14．非环式光合磷酸化l5. 量子效率16．暗反应17．同化力18．光反应19．CAM途径20．光呼吸21．表观光合速率22．光饱和点23．光补偿点24．CO2饱合点25．CO2补偿点26．光能利用率27．瓦布格效应28．原初反应29．碳素同化作用30．叶面积指数二、将下列缩写翻译成中文1．CAM 2．Pn 3．P700 4．P680 5．LHC 6．PSl 7．PSⅡ8．PQ 9．PC 10．Fd 11．Cytf12 12．RuBP 13．3-PGA 14．PEP l5.GAP 16．DHAP 17．OAA 18．TP 19．Mal 20．ASP 21．SBP 22．G6P 23．F6P 24．FDP 25．LAI 26．X5P 27. Fe-S 28. Rubisco 29.P* 30.DPGA三、填空题1.叶绿体的结构包括______、______、______和片层结构，片层结构又分为_____和______。
2.光合色素可分为______、______、______三类。
3.叶绿素可分为______ 和______两种。
类胡萝卜素可分为______和______。
4.叶绿素吸收光谱的最强吸收带在______ 和______。
5. 光合作用原初反应包括光能的______过程。
6. 叶绿体色素中______称作用中心色素，其他属于______。
7. 缺水使光合速率下降的原因是______、______、______。
8. 卡尔文循环中，同化１分子CO2需消耗______分子ATP和______ 分子NADPH+H+。
9. 高等植物CO2同化的途径有______、______、______三条，其中最基本的是______。
《植物的光合作用和呼吸作用》教案教学目标1。
知识与技能概述绿色植物光合作用与呼吸作用的关系、测量光合作用的指标以及它们之间的关系.2.过程与方法（1）通过解析有关绿色植物光合作用与呼吸作用的练习题，一方面学会解析题目的方法，另一方面理解绿色植物光合作用与呼吸作用的关系，并能总结出测量光合作用的指标以及它们之间的关系。
(2）运用所学绿色植物光合作用与呼吸作用的知识解析实际生活中的自然现象。
3.情感态度与价值观(1)通过小组比赛的形式激发学习研究的热情，逐步形成锲而不舍、探索创新的学习态度，促进自身的可持续发展。
（2)增强关注自然、关注生活、热爱生活的积极的生活态度。
（3）采用小组合作的学习方式，在合作交流中获得知识、促进理解、提高能力，潜移默化地培养学生正确的价值观和人生观。
教学重点测量光合作用的指标以及它们之间的关系。
教学难点运用测量光合作用的指标以及它们之间的关系解析练习题。
教学过程课前准备比赛每个学习小组解析两道有关绿色植物光合作用与呼吸作用的练习题。
导入多媒体演示新疆素有“瓜果之乡"的美称。
在民间流传着一首优美的“顺口溜”,对新疆不同地区的不同瓜果加以概括。
【学生活动】讨论为什么新疆的水果比其他内地地区的水果含糖等有机物多?【教师】①吐鲁番地区属于高纬度地区，日照时间比内地地区长,光合作用时间长；②吐鲁番地区属于沙漠性气候，日夜温差大，有利有机物质的积累。
通过这节课的学习我们会有更全面的认识。
【教师】关键一绿色植物光合作用与呼吸作用的关系。
【学生活动】讨论总结.【教师】绿色植物光合作用与呼吸作用的关系绿色植物既进行光合作用，也进行呼吸作用,光合作用进行的必要条件是有光，呼吸作用则时刻进行与光无关。
【学生活动】分析下图，植物体中光合作用与呼吸作用的关系。
【教师】光合作用等于呼吸作用，植物不从大气中吸收CO2也不释放O2到大气中。
光合作用小于呼吸作用，植物从大气中吸收O2且释放CO2到大气中。
八年级生物上册第四章知识点第四章绿色植物的呼吸作用1、光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把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。
2、光合作用的意义：绿色植物通过光合作用制造的有机物，不仅满足了自身生长、发育、繁殖等生命活动的需要，而且为生物圈的其他生物提供了基本的食物来源。
3、光合作用的主要器官：叶。
4、光合作用的场所：叶绿体。
5、光合作用的物质变化：无机物→有机物。
6、光合作用的能量变化：光能→生物体有机物中的化学能。
7、光反应阶段和暗反应阶段的关系：光反应阶段和暗反应阶段属于光合作用的两个阶段，它们既相互独立，又相互，没有光便没光合作用，有光不一定有光合作用。
8、光合作用的应用：可提高农作物的产量，改善环境等。
9、光合作用和呼吸作用的关系：植物的绿色部分含有叶绿体，叶绿体的内膜相当于半透膜，而细胞内的线粒体和核糖体等细胞器产生的二氧化碳和水蒸气可以通过细胞膜和叶绿体膜散失到细胞外。
当光照强度比较弱时，光合作用产生的氧气量小于呼吸作用产生的二氧化碳量，而当光照强度比较强时，光合作用产生的氧气量大于呼吸作用产生的二氧化碳量。
当光合作用强度大于呼吸作用强度时，植物才真正制造出氧气。
10、绿色植物维持大气中二氧化碳和氧的平衡的意义：绿色植物通过光合作用维持大气中二氧化碳和氧的平衡，不仅为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源，而且对维持整个生物圈的稳态具有重要意义。
生物圈为生物的生存提供了基本条件：营养物质、阳光、空气和水，还有适宜的温度和一定的生存空间。
装片的制作方法（洋葱鳞片叶内表皮细胞装片、人体口腔上皮细胞装片）。
系统及组成（消化系统、呼吸系统、循环系统、神经系统、运动系统）。
花、果实、种子是生殖器官，是植物体的第二器官。
生殖过程：产生生殖细胞、受精、胚胎发育、分娩、婴幼儿的产生和发展（包括青春期）。
植物的生殖（有性生殖和无性生殖）及特点。
生物是一种生命现象，一切有生命的物质都具备这样的特征。
第四章植物的光合作用光合作用(photosynthesis)通常是指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。
地球上一年中通过光合作用约吸收2.0×1011t碳素(6400t/s)，合成5×1011t有机物，同时将3.2×1021J的日光能转化为化学能，并释放出5.35×1011t氧气。
光合作用是地球上规模最巨大的把太阳能转变为可贮存的化学能的过程，也是规模最巨大的将无机物合成有机物和从水中释放氧气的过程。
自从有了光合作用，需氧生物才得以进化和发展。
由于光合作用中氧的释放和积累而逐渐形成了大气表面的臭氧(O3）层，O3能吸收阳光中对生物有害的紫外辐射，使生物可从水中到陆地上生活和繁衍。
光合作用是生物界获得能量、食物以及氧气的根本途径，所以光合作用被称为“地球上最重要的化学反应”。
没有光合作用也就没有繁荣的生物世界。
当今人类社会面临着日趋严峻的食物不足、能源危机、资源匮乏和环境恶化等问题，这些问题的解决无一不与植物的光合作用有着密切的关系。
因此深入探讨光合作用的规律，揭示光合作用的机理，使之更好地为人类服务，愈加显得重要和迫切。
第一节光合作用研究的历史一、光合作用总反应式的确定18世纪以前，人们都认为植物是从土壤中获得生长所需的全部元素的。
1771年英国化学家普利斯特利(J.Priestley)发现将薄荷枝条和燃烧的蜡烛放在一个密闭的钟罩里，蜡烛不易熄灭；将小鼠与植物放在同一钟罩里，小鼠也不易窒息死亡。
因此，他提出植物可以“净化”空气，现在就把1771年定为发现光合作用的年代。
以后又经许多人的研究(见绪论)，到了19世纪末，人们写出了如下的光合作用的总反应式：6CO2+6H2O→ C6H12O6＋6O2 (4-1)从(4-1)式中可以看出：光合作用本质上是一个氧化还原过程。
其中CO2是氧化剂，CO2中的碳是氧化态的，而C6H12O6中的碳是相对还原态的，CO2被还原到糖的水平。
H2O 是还原剂，作为CO2还原的氢的供体。
(4-1)式用了几十年，后来又把它简化成下式：CO2+H2O→(CH2O)＋O2(△G°†＝4.78³105J) (4-2)(4-2)式用(CH2O)表示一个糖类分子的基本单位，比较简洁。
用叶绿体代替绿色植物，说明叶绿体是进行光合作用的场所。
由于葡萄糖燃烧时释放2870 kJ²mol-1的能量，因而每固定1mol CO2(即12g碳)就意味着转化和贮存了约478kJ的能量。
应该注意到光合作用反应式中所有的反应物和产物都含有氧，而上面两式并没有指出释放的O2是来自CO2还是H2O。
很多年来，人们一直以为光能将CO2分解成O2和C，C与H2O 结合成(C H2O )，然而以下三方面研究证实了光合作用释放的O2来自于H2O 。
1.细菌光合作用能进行光合作用的细菌称之为光合细菌(photosynthetic bacteria)。
光合细菌包括蓝细菌、紫细菌和绿细菌等。
其中蓝细菌的光合过程与真核生物相似，紫细菌和绿细菌则不能分解水而需利用有机物或还原的硫化物等作为还原剂。
例如：紫色硫细菌(purple-sulfur bacteria)和绿色硫细菌(green-sulfur bacteria)利用H2S为氢供体，在光下同化CO2：CO2+2H2S→(CH2O)+2S+H2O (4-3)光合细菌在光下同化CO2而没有O2的释放。
因此，细菌光合作用是指光合细菌利用光能，以某些无机物或有机物作供氢体，将CO2还原成有机物的过程。
1931年微生物学家尼尔(C.B.Van Niel)将细菌光合作用与绿色植物的光合作用加以比较，提出了以下光合作用的通式：CO2+2H2A→(CH2O)+2A+H2O (4-5)这里的H2A代表一种还原剂，可以是H2S、有机酸等，对绿色植物而言，H2A就是H2O，2A就是O2。
绿色植物光合作用中的最初光化学反应是把水分解成氧化剂(OH)与还原剂(H)。
还原剂(H)可以把CO2还原成有机物质；氧化剂(OH)则会通过放出O2而重新形成H2O。
绿色植物和光合细菌都能利用光能将CO2合成有机物，它们是光养生物。
从广义上讲，所谓光合作用，是指光养生物利用光能把CO2合成有机物的过程。
2．希尔反应 1939年英国剑桥大学的希尔(Robert.Hill)发现在分离的叶绿体(实际是被膜破裂的叶绿体)悬浮液中加入适当的电子受体(如草酸铁)，照光时可使水分解而释放氧气：4Fe3+＋２H2O→4Fe2+＋４Ｈ+＋Ｏ2 (4-6)这个反应称为希尔反应(Hill reaction)。
其中的电子受体被称为希尔氧化剂(Hill oxidant)，铁氰化钾、草酸铁、多种醌、醛及有机染料都可作为希尔氧化剂。
希尔不但证明了给叶绿体照光可使水分解放氧，氧的释放与CO2还原是两个不同的过程，而且也是第一个用离体的叶绿体做试验，把对光合作用的研究深入到细胞器水平，为光合作用研究开创了新的途径。
以后发现生物中重要的氢载体NADP+也可以作为生理性的希尔氧化剂，从而使得希尔反应的生理意义得到了进一步肯定。
在完整的叶绿体中NADP+作为从H2O到CO2的中间电子载体，其反应式可写为：2NADP+＋2H2O→2NADPH＋2H+＋O2 (4-7 )CO2也可看作为一种生理性的希尔氧化剂，因为向完整的叶绿体悬浮液中充入CO2或加入能产生CO2的试剂如NaHCO3，照光时叶绿体能发生放氧反应。
3.18O的研究更为直接的证据是标记同位素的实验。
1940年美国科学家鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.D.Kamen)等用氧的稳定同位素18O标记H2O或CO2进行光合作用的实验，发现当标记物为H218O时，释放的是18O2，而标记物为C18O2时，在短期内释放的则是Ｏ2。
这清楚地指出光合作用中释放的Ｏ2来自于 H2O。
CO2+2 H218O→(CH2O)+ 18O2+H2O（4-8）为了把CO2中的氧和H2O中的氧在形式上加以区别，表明光合作用中释放的Ｏ2全来自于H2O，而CO2中的一个O又被还原成H2O，因此，可用下式作为光合作用的总反应式。
CO2+2H2O →(C H2O )+ Ｏ2+2 H2O (4-9)二、光反应和暗反应光合作用需要光，然而是否其中每一步反应过程都需要有光呢?20世纪初英国的布莱克曼（Blackman）、德国的瓦伯格(O.Warburg)等人在研究光强、温度和CO2浓度对光合作用影响时发现,在弱光下增加光强能提高光合速率，但当光强增加到一定值时，再增加光强则不再提高光合速率。
这时要提高温度或CO2浓度才能提高光合速率。
据测定，在10～30℃的范围内，如果光强和CO2浓度都适宜的话，光合作用的Q10＝2～2.5(Q10为温度系数，即温度每增加10℃，反应速度增加的倍数)。
按照光化学原理，光化学反应是不受温度影响的，或者说它的Q10接近1；而一般的化学反应则和温度有密切关系，Q10为2～3，这说明光合过程中有化学反应的存在。
用藻类进行闪光试验，在光能量相同的前提下，一种用连续照光，另一种用闪光照射，中间隔一定暗期，发现后者光合效率是连续光下的200%～400%。
这些实验表明了光合作用可以分为需光的光反应(light reaction)和不需光的暗反应(dark reaction)两个阶段。
1954年美国科学家阿农(D.I.Arnon)等在给叶绿体照光时发现，当向体系中供给无机磷、ADP和NADP时，体系中就会有ATP和NADPH 产生。
同时发现，只要供给了ATP和NADPH+，即使在黑暗中，叶绿体也可将CO2转变为糖。
由于ATP和NADPH是光能转化的产物，具有在黑暗中同化CO2为有机物的能力，所以被称为“同化力”(assimilatory power)。
可见，光反应的实质在于产生“同化力”去推动暗反应的进行，而暗反应的实质在于利用“同化力”将无机碳(CO2)转化为有机碳(CH2O)。
图 4-1 光合作用中“光”反应与“暗”反应的主要产物光合作用中光反应和碳同化（暗反应）分别在叶绿体的不同区域内。
光反应所需要的ATP和NADPH底物合成的一系列反应发生在叶绿体类囊体膜上。
光反应产物在碳同化反应中一系列的基质酶的作用下固定CO2转化为碳水化合物。
当然，进一步研究发现光、暗反应对光的需求不是绝对的。
即在光反应中有不需光的过程(如电子传递与光合磷酸化)，在暗反应中也有需要光调节的酶促反应。
现在认为，“光”反应不仅产生“同化力”，而且产生调节“暗”反应中酶活性的调节剂(图4-1)，如还原性的铁氧还蛋白。
三、光合单位释放一个氧分子需要吸收几个光量子?需要多少个叶绿素分子参与?在研究这些问题的过程中，提出了“光合单位”的概念。
在研究光能转化效率时，需要知道光合作用中吸收一个光量子所能引起的光合产物量的变化(如放出的氧分子数或固定CO2的分子数)，即量子产额(quantum yield)或叫量子效率(quantum efficiency)。
量子产额的倒数称为量子需要量(quantum requirement)即释放1分子氧和还原1分子二氧化碳所需吸收的光亮子数。
1922年，瓦伯格等计算出最低量子需要量为4，而他的学生爱默生(R.Emersen)等则测定出最低量子需要量为8。
后来的实验证据都支持了爱默生的观点，于是8的最低量子需要量得到了普遍的承认，这个数值相当于0.125的量子效率。
根据光化学定律(一个分子吸收一个量子，发生一次光化学变化)，如果植物的每个叶绿素分子都能进行光化学反应，按还原1个CO2和释放1个O2需吸收8个光量子算，则每当有8个叶绿素分子在一起时，一次足够强的闪光就会造成1个O2的释放。
但在1932年，爱默生及阿诺德(W.Arnold)对小球藻(chlorella)悬浮液做闪光试验，计算每次闪光的最高产量是约2 500个叶绿素分子产生1个O2分子，似乎在光合组织中是以2 500个叶绿素分子组成1个集合体进行放氧的，于是当时就把释放1分子氧或同化1分子CO2所需的2 500个叶绿素的分子数目称作1个“光合单位”(photosynthetic unit)。
以后又认为，光合是以吸收光量子开始的，应以量子基础计算“光合单位”，1个光合单位应是300(2 500÷8≈300)个叶绿素分子。
为什么要300个叶绿素分子吸收1个光子?其解释是：闪光可能被几百个叶绿素分子吸收，可是激发能需传递到1个能够产生光化学反应的“反应中心”(reaction center)区域才能有效。
这个反应中心的反应中心色素分子(reaction center pigment)是一种特殊性质的叶绿素a分子，它不仅能捕获光能，还具有光化学活性，能将光能转换成电能。
