人教版 必修1 5 4能量之源——光与光合作用 ( 导学案)

2019-2020年高中生物《5.4 能量之源光与光合作用》导学案新人教版
必Array修
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【模块一】捕获光能的色素和结构：
阅读教材P97“问题探讨”，思考下列问题：
问题一、用这种方法有什么好处？不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？
问题二、为什么不使用发绿色的灯管作补充光源？
（一）：阅读教材P97-99捕获光源的色素，思考下列问题：
问题一、加入SiO2、CaCO3的作用是什么？研磨时为什么要迅速而充分？将滤液收集到试管中后，为什么要用棉塞将试管口塞严？（试用图示法画出提取过程）
问题二、滤纸条一端为什么要剪去两角？画滤液细线时应注意什么？问题三、为什么不能让滤液细线触及层析液？
问题四、绿叶中色素含有几种？分为几类？分别对光的吸收有什么差别呢？
练一练：
1、从绿叶中提取色素，选取最佳的实验材料是（）
A.肥嫩多汁的叶片
B.革职叶片
C.衰老枯黄的叶片
D.鲜嫩、颜色浓绿的叶片
2、在做植物实验的暗室内，为了尽可能的降低植物光合作用的强度，最好安装（）
A.红光灯
B.蓝光灯
C.绿光灯
D.白炽灯
【模块二】：
阅读P99叶绿体的结构有关内容，尝试回答下列问题：
问题一、哪些细胞才含有叶绿体？除了绿色植物的叶肉细胞，还存在于哪些细胞之中？
问题二、仔细观察叶绿体的立体结构示意图，说说它由哪些结构组。

高中生物 5.4 能量之源光与光合作用导学案新人教版必修15、4 能量之源光与光合作用导学案新人教版必修1年代科学家结论1771普利斯特利植物可以更新空气1779英格豪斯只有在光照下只有绿叶才可以更新空气1845R、梅耶植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来1864萨克斯绿色叶片光合作用产生淀粉1880恩格尔曼氧由叶绿体释放出来。

叶绿体是光合作用的场所。

1939鲁宾卡门光合作用释放的氧来自水。

20世纪40代卡尔文光合产物中有机物的碳来自CO2一捕获光能的色素和结构5、4 能量之源光与光合作用二光合作用的原理和应用一、光合作用的过程：光能CO2+H2O* （CH2O）+O*2叶绿体水的光解：H2O →2[H] +1/2O2酶光反应ADP+Pi+光能 ATP光合磷酸化：CO2 + C5 →2C3CO2的固定：暗反应2C3 +[H] 酶 (CH2O)+ C5 CO2的还原：ATP注：1、糖类(CH2O)中各元素和原料的对应关系：C CO2 H H2O O2 H2O2、能量的转移途径：光能 ATP中活跃的化学能 (CH2O)中稳定的化学能3、碳的转移途径：CO2 C3 (CH2O)过程光反应暗反应反应场所基粒（类囊结构薄膜）基质条件光、色素、酶ATP、［H］、多种酶等物质变化①水光解成［H］和O2②ADP+Pi+光能→ATP（1）CO2的固定：（2） C3的还原：能量变化光能光能→活跃化学能ATP 活跃化学能→稳定化学能C6H12O6 联系物质联系：光反应阶段产生的［H］，在暗反应阶段用于还原C3；能量联系：光反应阶段生成的ATP，在暗反应阶段中将其储存的化学能释放出来，帮助C3形成糖类，ATP中的化学能则转化为储存在糖类中的化学能。

或者(光反应为暗反映提供ATP和NADH，暗反应为光反应补充ADP 和NADP+)四、化能合成作用：能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。

高中生物 5.4能量之源光与光合作用导学案新人教版必修1二、光合作用的原理和应用【学习目标】1、认识光合作用的发现历程，能够通过图解、列表的方法归纳比较光反应和暗反应的过程及相互关系。

2、要求学生能举例说明光合作用原理的应用，理解影响光合作用强度的环境因素。

3、使学生能认识到科学发展的艰难、科学研究方法的重要。

【教材助读】1、光合作用的总反应式。

2、光合作用的原料是，产物是，场所是，动力是。

3、根据光合作用是否需要光，将光合作用分成阶段和阶段。

4、影响光合作用的外界因素有、、、。

5、能进行光合作用的绿色植物、进行化能合成作用的生物都属于生物。

【课堂探究】一、光合作用的探究历程实验者实验结论普利斯特利植物可以更新污浊的空气英格豪斯绿叶只有在阳光照射下才能更新空气梅耶植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来萨克斯绿色叶片在光合作用中产生了淀粉恩格尔曼氧是叶绿体释放出来的，叶绿体是植物进行光合作用的场所鲁宾和卡门光合作用释放的氧全部来自水卡尔文二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径注意：（1）萨克斯的实验目的：验证光合作用的产物。

（2）对植物进行一昼夜的暗处理目的：为了将叶片中原有的淀粉运走耗尽。

（3）让叶片的一半曝光，另一半遮光。

目的：设置对照实验。

二、光合作用的过程（1）A、B、C、D、E代表的生理过程依次是、、、、。

（2）a、b、c、d、e代表的物质名称依次是、、、、。

（3）光反应为暗反应提供；暗反应为光反应提供。

【巩固训练】1、叶绿体中色素的作用是（）A、吸收光能，分解水和形成ATPB、固定CO2C、形成葡萄糖D、还原CO22、光合作用过程中，ATP的形成和三碳化合物的还原场所分别是（）A、都在叶绿体内的囊状结构上B、都在叶绿体基质中C、前者在叶绿体内的囊状结构上，后者在叶绿体基质中D、前者在叶绿体基质中，后者在叶绿体内的囊状结构上3、光合作用的暗反应中，与CO2固定有关的物质是（）A、水B、[H]C、ATPD、五碳化合物4、如果提供含18O的二氧化碳，让其参与植物的光合作用，发现18O最先出现在（）A、氧气中B、三碳化合物中C、五碳化合物中D、ATP中5、光合作用包括光反应和暗反应两个阶段，下列参与暗反应必需的物质是（）A、H2O、CO2、ADPB、CO2、[H]、ATPC、H2O、CO2、ATPD、[H]、H2O、ADP6、光合作用过程中，ATP的形成和三碳化合物的还原场所分别是（）A、都在叶绿体内的囊状结构上B、都在叶绿体基质中C、前者在叶绿体内的囊状结构上，后者在叶绿体基质中D、前者在叶绿体基质中，后者在叶绿体内的囊状结构上7、下列措施中不会提高温室蔬菜产量的是（）A、增大O2浓度B、增加CO2浓度C、增强光照强度D、调节室温8、生长于较弱光照条件下的植物，提高CO2浓度时，其光合作用速度并未随之增加，主要限制因素是（）A、呼吸作用和暗反应B、光反应C、暗反应D、呼吸作用。

第五章第四节能量之源——光与光合作用一、教材多维研读【学习目标】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．说出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【学习重点】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【学习难点】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【学法指导】学案导学法、比较法【易错易混知识点】二、课前预习（一）捕获光能的色素和结构1．捕获光能的色素有哪些？2．四种色素对光的吸收有何差别？它们存在于细胞中的什么部位？3．为什么不能用蒸馏水提取绿叶中的色素？4．叶绿体有哪些适于进行光合作用的特点？5．能进行光合作用的生物一定有叶绿体吗？6. 温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜？或怎样补充光源？（二）光合作用的原理和应用1. 光合作用过程分为哪几个阶段？2. 什么是光反应阶段? 该阶段发生的场所在哪里？需要哪些条件？物质和能量变化是如何转变的？3. 什么是暗反应阶段？该阶段发生的场所在哪里？需要哪些条件？物质和能量变化是如何转变的？4. 如果CO浓度突然下降（其它条件不变）C和C5会怎样变化？如果光照突然下降（其它条件不变）C3和C5会怎样变化？5. 光合作用受哪些外界因素的影响？这些因素是怎样有相关合作用的？提高光合作用强度的措施有哪些？6. 什么是化能合成作用？硝化细菌化能合成的原理是什么？7. 自养生物和异养生物的根本区别是什么？8. 光合作用与化能合成作用的区别是什么？三、规律方法导航知识点1：捕获光能的色素和结构1. 绿叶中色素的提取和分离（1）实验原理：提取的原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。

分离的原理是利用色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的在滤纸上扩散的快，反之则慢。

第五章第四节能量之源——光与光合作用（二）【教学目标】1.说明光合作用以及对它的相识过程。

2.简述出光合作用的原理、原料、产物、条件和反应场所。

【教学重点】1.光合作用的探究历程。

2.光合作用的过程、反应场所、原料、产物和反应条件。

【教学难点】1.光合作用的发觉及探讨历史。

2.光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。

【课时支配】 3课时第2课时【教学过程】导入：同学们，通过初中生物课的学习，我们已经知道，植物的每一片绿叶就似乎是一个“绿色工厂”，源源不断地生产着有机物，绿色植物生产有机物的过程是通过什么生理过程完成的呢？完成这项生理过程的场所是哪里？反应物、生成物以及反应条件分别是什么？带着这些疑问，我们今日来共同学习光合作用的相关学问点。

进而绽开本节内容。

自主学习一：请同学们细致默读课本P101--102页“光合作用的探究过程”部分内容。

完成下列填空：1.公元前3世纪，古希腊哲学家亚里士多德认为：植物生长所需的物质全来源于土中。

2.1648年，海尔蒙特（比利时）做了盆栽柳树称重试验，得出柳树生长所需的养分物质是从水中获得。

他没有相识到空气中的物质参加了有机物的形成。

3.1771年，英国的普里斯特利做了一个出名的试验，通过试验他得出了结论：_________________________________________________________。

但他并没有发觉光的重要性。

4.1779年，荷兰的英恩豪斯证明5.1785年，由于发觉了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是______________________，汲取的是_____________________________。

6.1804年，法国的索叙尔通过定量探讨进一步证明二氧化碳和水是植物生长的原料。

7.1845年，德国的梅耶依据能量转化与明确指出8.1864年，德国的萨克斯发觉光合作用产生淀粉。

他做了一个试验，通过试验，胜利的证明9.1880年，美国的恩格尔曼发觉叶绿体是进行光合作用的场所，氧是由叶绿体释放出来的。

高中生物第五章第四节能量之源——光与光合作用学案(新人教版)必修1【考点解读】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。

学习重难点：1、说出叶绿体中色素种类及作用。

2、光合作用的发现和研究历史。

3、光合作用的光反应和暗反应过程及相互关系。

4、探究影响光合作用强度的环境因素。

【自主探究】1、学海导航：知识点观察与思考归纳与结论一、捕获光能的色素二、叶绿体的结构1、通过“绿叶中色素的提取和分离”实验得出色素的种类和颜色。

①②③④2、色素的作用及吸收光谱的情况：（1）作用：_________________（2）吸收的有效光：①叶绿素：____________②类胡萝卜素：____________问：有些蔬菜大棚用无色透明的塑料薄膜，有的温室内悬挂红色或蓝色光的灯管。

请解释这么做的原因。

3、填出叶绿体的结构组成：①② ③ ④1、写出左侧滤纸条上四条色素带对应的色素种类及颜色：①_____________、___________色②_____________、____________色③_____________、___________色④_____________、___________色2、请在坐标系中绘出叶绿素和类胡萝卜素吸收的光谱情况吸收的光能的百分率400500600700 波长/nm______________________________________________________ ___________________________3、（1）组成①_________，②__________的基本骨架是_________________。

(2)叶绿体内含有很多③____________，极大的增大了受光面积。

（2）光合作用的酶存在于_________ 和_______；光合作用的色素存在于________________上。

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。

5.4 能量之源——光与光合作用【课程目标】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.叶绿体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。

【教学活动】活动一：捕获光能的色素和结构1.叶绿体中色素的提取和分离实验实验原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，可以用提取绿叶中的色素；绿叶中的色素在中的溶解度不同，随在滤纸上的扩散速度不同，因而可用（方法）分离色素。

实验过程：实验结果：种类颜色溶解度◆思考：（1）在研磨时加入少许SiO2，目的是；加入少许CaCO3的目的是；加入无水乙醇的目的是；（2）分离色素时，不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液，防止，影响实验效果。

（3）叶绿素a和叶绿素b主要吸收光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收光；温室和大棚种植蔬菜时，应选择颜色的玻璃或塑料薄膜。

2.叶绿体中的色素3.叶绿体的结构：活动二：光合作用的原理和应用2.光合作用的过程3.光合作用的物质变化和能量变化（光反应和暗反应阶段的比较） 阶段项目 光反应阶段暗反应阶段所需条件 进行场所物质变化能量转换◆思考：a 从物质的角度讲，光反应为暗反应提供 ，暗反应为光反应提供 ；b 光合作用总反应式：①CO 2 + H 2O (CH 2O) + O 2② ；c 在光合作用过程中，水的分解和生成分别发生在 和 阶段；产生ATP 的阶段是 ，场所在 。

4.光照与CO 2浓度的变化对植物细胞内物质合成量的影响（卡尔文循环的应用）活动三：影响光合作用的环境因素1.光照强度条件 C3 C5 [H]和ATP停止光照，CO 2供应不变 增强光照，CO 2供应不变 光照不变，停止CO 2供应 光照不变，增加CO 2供应 光照不变，CO 2供应不变2.二氧化碳的浓度3.温度4.不同状况下，同一植物气体代谢特点及代谢相对强度的表示方法（1）黑暗时，植物只进行呼吸作用，左图能进行的是；（2）弱光下，植物进行呼吸作用和光合作用。

第五章细胞的能量供给和利用第 4 节能量之源——光与光合作用一、教学设计目标知识方面：1、说出绿叶中色素的种类和作用。

2、说出叶绿体的构造和功能。

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：试尝试究影响光合作用强度的环境要素。

感情态度价值观：经过研究科学家对光合作用原理的研究过程，认可科学是在不停地察看、实验、研究和争辩中行进的；认可科学家不单要继承古人的科研成就，并且要擅长汲取不一样建议中的合理成分，还要有怀疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。

二、教学设计要点、难点及解决方法1、教学设计要点：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光合作用的光反响、暗反响过程及互相关系。

⑷影响光合作用强度的环境要素。

解决方法：⑴经过色素提取和分别实验，让学生认真察看分别出的不一样色带，色带的颜色、散布次序和宽窄，思虑其原由及作用。

⑵让学生从化学反响的角度看光合作用的过程，明确每一个物质变化的前因后果和相应的能量转变的过程。

⑶让学生经过研究活动理解光合作用原理的应用。

2、教学设计难点：⑴光反响和暗反响的过程。

⑵研究影响光作用强度的环境要素。

解决方法：⑴经过由浅入深的解说，让学生理解光反响和暗反响的过程，差别和联系。

⑵经过研究活动——环境要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、教学设计方法：解说、实验法。

五、教具准备：课件六、学生活动1、指导学生阅读教材，找出需认识的知识点。

2、让学生议论认识叶绿体的构造，这类构造有哪些适于进行光合作用的特色；光合作用的过程，影响要素等。

七、教学设计程序第 1课时[问题商讨 ]联合教材P97图议论：1、用这类方法有什么利处？不用颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗？2、为何不使用发绿色光的灯管作增补光源？导言：追根溯源，对绝大部分生物来说，能量的最后根源是光能。

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。