浙科版(2019)高中生物必修一(教案)光合作用将光能转化为化学能

碳反应一、教材分析本节课选自浙科版高中生物必修1《分子与细胞》第3章第5节，是在完成了光合作用概述以及捕获光能的色素、光反应之后的内容，依据新课标，碳反应是“植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程，转换并储存为糖分子中的化学能”这一重要概念下的子概念，也可以具体表述为“碳反应将CO2还原成糖，并将能量最终储存在糖分子中”，本节课将围绕此概念，以科学史和科学探究的思路展开，分析生产生活实践材料，可培养学生社会责任意识。

二、学情分析在本节课之前的学习中，学生已经掌握了“光合作用的概念”、“叶绿体从太阳光中捕获能量的过程”及“光反应将光能转化为化学能，并产生氧气”等内容，为学生学习本节内容提供良好的知识背景，学生虽然已有“光合作用能将CO2转化为糖”的概念，但对具体CO2转化为糖的过程，特别是这个过程当中的物质和能量变化的认识还比较模糊。

高一学生探究生活现象与规律的兴趣较高，也具备一定的逻辑推理能力，使得探究活动的开展成为可能，但往往会对探究的目的性及过程和结论的形成缺乏理性的思考，这就需要教师的引导。

故本节课教师可提供相关科学史情境，通过对科学家相关实验的学习，理解并强化概念。

三、教学目标1.通过重温卡尔文科学研究实验过程、探究CO2还原成糖的途径，阐述碳反应过程的物质转变和能量转化过程，形成结构与功能观。

（生命观念）2.通过构建碳反应过程的概念图，以文字和图示的方式说明碳反应的过程，发展模型与建模的能力，根据概念图分析条件变化使得五碳糖含量的变化，形成稳态与平衡观。

（科学思维、生命观念）3.重走卡尔文探究碳反应之路，亲身体验科学探究的具体过程，领域科学探究的意义和价值所在。

（科学探究、社会责任）四、教学重难点1.教学重点：碳反应中的物质变化和能量变化2.教学难点：NADPH和ATP中的化学能如何转化到糖分子中五、教学过程（一）提出问题，作出假设在学生已建构起光合作用整体概念的基础上，教师提出问题：光合作用是如何将CO2转化为糖的？学生通过分析CO2和糖都属于含碳化合物，作出假设：CO2是通过许多中间产物转化为糖的，也可以将这个过程称之为光合作用过程中碳的转移途径【设计意图】学生在此之前已经掌握了光合作用的概念，对光合作用能将CO2转化为糖的概念有着模糊的认识，教师通过引导学生对其进行分析，辨析其本质上是碳的转移过程，也会后续提出碳反应的概念奠定基础。

光反应一、教材分析本节课选自浙科版高中生物必修1《分子与细胞》第3章第5节，是在完成了光合作用概述以及捕获光能的色素之后的内容，依据新课标，光反应是“植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程，转换并储存为糖分子中的化学能”这一重要概念下的子概念，也可以具体表述为“光能在类囊体膜上转化为活跃的化学能，并释放氧气”，本节课将重点介绍光能如何转变成生物体能够利用的化学能，使学生充分理解光反应的过程是在特定的场所发生，需要部分条件的支撑，建构结构与功能观，理解物质是能量的载体，建构物质与能量观。

二、学情分析学生在初中阶段已初步了解光合作用的原料、产物和发生场所，在本节课学习之前学生已完成光合色素提取和分离实验活动的学习，因此对光合作用的发生过程有一个模糊的了解。

除此之外，学生已经知道细胞中的能量形式有化学能、势能、电能等、知道能量是可以转化的，也知道生命活动所需能量的直接来源和细胞的储能物质、光和色素能吸收、传递和转化光能等。

但是不知道光能如何转化成生物体能够利用的化学能?氧气是如何释放的?这部分内容可以由教师提供实验情境，通过学生的探究活动来理解和强化概念，使学生的科学探究能力和科学思维得到锻炼与增强。

对于高一学生来说，其探究生活现象与规律的兴趣很高，也具备一定的逻辑推理能力，使得探究活动的开展成为可能，但往往会对探究的目的性及过程和结论的形成缺乏理性的思考，这就需要教师的引导。

三、教学目标1.通过对实验现象的分析，构建光反应的概念，认识细胞结构和功能的关系，体验物质与能量观。

（生命观念）2.通过对希尔反应的实验验证，学生以小组为单位完成实验操作、观察现象并记录，分析数据得出实验结论，在这过程中掌握科学探究的基本思路。

（科学思维、科学探究）3.通过探究活动得出的结论，总结并阐明光反应过程中伴随的物质和能量变化。

（科学思维）四、教学重难点1.教学重点：光反应中的物质变化和能量变化2.教学难点：NADPH和ATP的形成；光能如何转变为NADPH和ATP中的化学能五、教学过程（一）复习导入，设疑激趣教师引导学生复习光合作用总反应式，认识光合作用的本质是一个氧化还原反应。

光合作用将光能转化为化学能【教学目标分析】1．知识与技能：说明光反应和碳反应过程及相互联系；概述光合作用的意义；说出绿叶中色素的种类和作用。

2．过程与方法：培养处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力；训练语言表达能力、思维能力和掌握思维的方法。

3．情感态度与价值观：通过光合作用发现史的学习，形成科学的精神和态度，认同科学方法在科学发展上的重要性。

【教学重难点】重点：光反应和碳反应过程与意义；绿叶中色素的种类和作用难点：光反应和碳反应的过程与联系教学流程设计】1. 问：叶绿体中含量最多的色素种类和颜色分别是什么？2. 问：推测色素位于叶绿体的哪个结构上？3.告知学生：与光合作用有关的酶位于类囊体薄膜和叶绿体基质中。

绿体的结构图推知色素位于类囊体膜上。

绍色素，确定色素及酶的具体场所，为光反应和碳反应具体场所、条件的推导埋下伏笔。

三、展现科学史，体会探究乐趣（一）探究光合作用产生的O2中O 的来源1.分组讨论：光合作用释放的O2 是来自同是气体的CO2 ，还是H2O ，还是两者兼有？如何用实验证明？2. 在副板上根据学生描述画出实验简图。

3. PPT 展示经典实验及实验结果，请学生说出实验结论：（二）借助科学史探究光反应过程1. 探究光反应的物质变化（1）光反应中除了水的分解之外，是否还存在其他物质变化？以音频的形式配合图片展示科学史——资料1：美国科学家阿尔农将叶绿体从植物中分开展合作学习：学生四人一组就实验方法和具体实验操作步骤展开讨论。

小组代表发言：①可以利用同位素标记法进行实验证明O2中的O 的来源。

② O的同位素为18O 。

③描述实验思路：取两支试管，编号为A和B。

A 试管加入C18O2 和H2O，B 试管加入CO2 和H2 18 O 。

观察产生的O2 是否带有标记。

实验结论：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。

根据资料1 推断学生通过分组讨论，锻炼了实验设计的能力，也明白了光合作用产生的氧气全部是来自水。

2019-2020年高中生物浙科版必修1教学案：第三章 第五节 光合作用(含答案)1．叶绿体是进行光合作用的场所，叶绿体中所含的光合色素有叶绿素(叶绿素a 和叶绿素b)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素 等)；叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素主要吸收蓝 紫光。

2．不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在 滤纸上扩散得快，反之则慢。

3．光合作用的光反应和碳反应两个阶段同时进行，相辅相成。

光反应为碳反应提供NADPH 和A TP ；碳反应利用A TP 和 NADPH ，促进光反应的进行。

光反应的场所是类囊体薄膜， 产物是O 2、NADPH 和A TP ；碳反应在叶绿体基质中进行，产 物是糖类等有机物，但蔗糖在叶绿体外合成。

4．当光照突然减弱时，短时间内C 3(三碳酸)含量上升，C 5(RuBP) 含量下降。

当CO 2含量减少时，短时间内C 5(RuBP)含量上 升，C 3(三碳酸)含量下降。

5．光合速率受光强度、温度和二氧化碳浓度等因素的影响。

在 其他条件都适宜的情况下，在一定范围内，光合速率随光强度提高而加快。

对应学生用书 P60光合色素的提取和分离 1．原理绿叶中的光合色素能溶解在有机溶剂95%乙醇中。

不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。

2．实验用品及作用[连线]3．实验流程提取色素⎩⎪⎨⎪⎧新鲜叶片烘干粉碎后，取2 g 放入研钵中加入少量SiO 2、CaCO 3和2～3 mL95%乙醇→研钵→研磨→过滤→收集到试管内并塞紧管口↓制备滤纸条⎩⎪⎨⎪⎧剪滤纸条：将滤纸剪成长10 cm 、宽1 cm的滤纸条，并在一端剪去两角↓铅笔画线：在距去角一端1 cm 处用铅笔画 一条细的横线↓画滤液细线⎩⎪⎨⎪⎧用毛细吸管吸取少量滤液↓画线：沿铅笔线均匀地画出一条细线 ↓待滤液干后，重复画细线2～3次↓色素分离⎩⎪⎨⎪⎧①倒入试管3 mL 层析液②将滤纸条有滤液细线的一端插入层析液中③棉塞塞紧试管口↓观察结果：滤纸条上色素带有四条，如下图乙所示：[巧学妙记]四种光合色素在滤纸上自上而下的分布依次是“胡叶ab ”。

光合作用将光能转化为化学能学习目标】1．理解实验“绿叶中色素的提取和分离”的实验原理和方法，掌握基本操作技能2．了解色素的种类和功能及叶绿体的结构和功能3．分析人类对光合作用的探究历程。

4．阐明光合作用的过程和原理，了解光反应和暗反应及其相互关系。

5．探究影响光合作用强度的环境因素。

学习重点难点】1．绿叶中色素的种类和作用。

2．光合作用的光反应和暗反应的过程及相互关系。

3．影响光合作用强度的环境因素。

学习探究】、基础知识（一）光合作用的过程1．自养生物是指能____________________________ 的_ 生物，例如___________ ；异养生物是指________________________________ 的_ 生物，例如___________ 。

2．光合作用的概念：绿色植物通过___ ，利用________ ，把 ______ 和_______ 转化成储存能量的有机物，并且释放出______ 的过程3．光合作用的过程4．写出光合作用的总反应式并标明其中产生的氧气中的氧的来源5．光合作用的实质：把_____ 转变成________ ，把________________ 转变成有机物中的 ______ 。

（二）色素的提取1、原理：叶绿体中的色素能溶解于_____ 。

叶绿体中的色素在__________ 中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得___________ ；反之则___________ 。

2、结果：色素在滤纸条上的分布自上而下：__________ 、___________ 、____________ 、 _________ 在层析液中溶解度最高的是__________ 。

3、注意：95%乙醇的用途是 __________________ ，层析液的的用途是___________ ；石英砂的作用是___________ ，碳酸钙的作用是______________________ ；分离色素时，层析液不能没及滤液细线的原因是_______________________ ；4、色素的位置和功能叶绿体中的色素存在于________________________ 上。