人教版(2019)生物必修1：5.4 光合作用与能量转化 教案设计

高一生物必修1 课型：新授第五章第4节光合作用与能量转化第2课时光合作用的原理【教学目标】1、通过思考与讨论，了解探索光合作用原理的部分实验2、通过阅读课本，理解并掌握光合作用过程中的物质变化和能量变化。

【教学重、难点】光合作用过程中的物质变化和能量变化。

【教学流程】一、导入新课、板书课题上节课，我们学习了捕获光能的色素和结构，这节课我们来学习光合作用的原理。

二、出示目标、明确任务1、了解探索光合作用原理的几个实验2、掌握光合作用过程中的物质变化和能量变化。

三、学生自学、独立思考自学课本P102P104，把知识点、重难点和疑难点作出标记，限时2min。

四、自学指导、紧扣教材自学课本P102P104，限时5分钟，画出重点字词、标出疑惑，思考下列问题：自学指导1探索光合作用原理的实验1.什么是光合作用？其发生场所是哪里？其化学反应式怎么写？2.希尔实验说明水的光解产生氧气，是否说明光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水？3.希尔的实验是否说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应？4.鲁宾和卡门用了什么科学方法？此方法有什么好处？它们的实验是如何操作的？结论是什么？5.阿尔农的发现是什么？自学指导2分析总结光合作用的过程。

1.光合作用分为哪两个阶段？依据是什么？2.光反应阶段需要什么条件？在什么位置进行？有哪些反应？物质如何变化？能量如何变化？3.暗反应阶段需要什么条件？在什么位置进行？有哪些反应？物质如何变化？能量如何变化？4.光反应和暗反应之间的关系是什么？五、自学展示、精讲点拨（一）学生展示（二）点拨1.光合作用反应式的书写。

2.光反应阶段和暗反应阶段以表格的形式进行比较3.不同条件下叶绿体内各种物质的动态变化规律六、课堂小结、构建知识树一．探索光合作用原理的实验1.希尔反应2.鲁宾和卡门实验3.阿尔农实验二．光合作用的过程1.光反应阶段（1）反应发生的场所（2）反应过程2.暗反应阶段（1）反应发生的场所（2）反应过程七、整理知识、背诵记忆光合作用的过程八、当堂训练、巩固运用课本P106练习与应用九、板书设计（同思维导图）十、教学反思。

《光合作用与能量转化》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解光合作用的概念和过程，包括光反应、暗反应等。

2. 掌握光合作用与能量转化的关系，理解绿色植物在能量转化过程中的重要地位。

3. 学会分析光合作用与能量转化相关的实验，能够进行简单的实验设计。

二、教学重难点1. 教学重点：理解光合作用的过程，掌握光合作用与能量转化的关系。

2. 教学难点：实验设计，尤其是对光合作用相关现象的观察和分析。

三、教学准备1. 准备教学PPT，包括相关图片、视频和案例。

2. 准备实验器材，如显微镜、叶绿体模型等。

3. 准备相关资料，包括绿色植物在能量转化中的重要性的资料。

4. 设计一些互动环节，鼓励学生积极参与讨论和思考。

四、教学过程：本节课我们将从以下几个方面展开教学：1. 导入新课：通过展示绿色植物的光合作用图片，引导学生思考植物如何利用光能将二氧化碳和水转化为有机物，并储存能量。

同时，通过问题引导，激发学生探索光合作用与能量转化的兴趣。

2. 讲解光合作用的过程：通过PPT和视频，详细介绍光合作用中的光反应、暗反应两个阶段，让学生了解这个复杂过程的具体细节。

3. 讲解能量转化：在光合作用过程中，能量是如何转化的？引导学生思考这个问题，并通过PPT展示相关的科学研究成果。

4. 实验演示：通过演示绿叶在光照条件下释放氧气的实验，让学生直观感受光合作用的过程。

5. 学生讨论：让学生分组讨论光合作用对生态系统的重要性，以及光合作用过程中的能量转化对生物体和环境的影响。

6. 教师总结：教师对学生的学习情况进行总结，强调光合作用的重要性和意义，以及在能量转化过程中所涉及的科学原理。

同时，鼓励学生在日常生活中注意观察周围环境，关注绿色植物在生态系统中的作用。

7. 课后作业：让学生通过网络或图书馆资源收集有关光合作用和能量转化的知识，进一步加深对这一主题的理解。

通过网络或图书馆资源，学生可以了解到光合作用的详细过程，包括光合色素的吸收和传递，二氧化碳的固定，以及能量转化是如何从光能转化为化学能的。

5.4 光合作用与能量转化课题 5.4 光合作用与能量转化—光合作用的原理和应用第1课时学科生物学段高中年级高一教材人教版2019教学目标1. 让学生基于科学家的证据和逻辑，进行科学思维的训练，建构光合作用过程的概念；2.通过光合作用过程的理解，提升物质和能量观。

教学重点、难点教学重点：光合作用的光反应和暗反应原理。

说出光合作用原理中的物质和能量变化。

教学难点：光合作用的光反应和暗反应原理。

教学方法和手段教学方法：讲述法、演示法、讨论法教学准备：提前准备好课件和练习题教学过程教学主要教学活动设置意图环节创回顾所学：捕获光能的色素和结构复习提设问题情境引入新课①双层膜,内有与光合作用有关的酶②类囊体增大膜面积的结构③有少量的DNA和RNA问上节课所讲的叶绿体的结构，为后面的教学进行铺垫新知学习一光合作用的概念布置学生阅读教材，找到光合作用的相关概念。

提问与光合作用有关的原料、产物、场所、条件，呈现光合作用的总反应式。

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氧气的过程。

(1)光合作用的实质：合成有机物，储存能量。

(2)光合作用的原料、产物、场所、条件是什么？原料：二氧化碳，水产物：有机物(糖类)，氧气场所：叶绿体条件：光能，多种酶二、光合作用的原理问题教材P102设问：（1）叶绿体如何将光能转化为化学能？（2）如何将化学能储存在糖类等有机物中？（3）光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳？探索光合作用原理的部分实验【资料1】19世纪末甲醛→糖基于学生已有的知识基础入手，以问题串过渡到高中光合作用的知识。

培养学生信息提取和科学分析的 CO2 + H2O (CH2O) + O2光能叶绿体19世纪末，科学家普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。

甲醛对植物有毒害作用。

甲醛不能通过光合作用转化成糖【资料2】1937年，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。

光合作用与能量转化教学设计教学目标1.能说出叶绿体色素的种类、颜色、含量和吸收光谱（生命观念）；2.利用比较法掌握叶绿体色素的种类、颜色、含量和吸收光谱（科学思维）；3.掌握提取、分离色素的实验方法（科学方法）；4.能够运用色素解释生产生活中的相关现象（社会责任）。

教学重点能说出叶绿体色素的种类、颜色、含量和吸收光谱。

教学难点提取、分离色素的实验方法。

教学过程教学环节教学活动设计意图导入新课展示正常玉米幼苗和白化苗图片。

白化苗由于缺少色素，不能进行光合作用，在种子中养料耗尽后就会死亡。

可见光合作用与细胞中的色素有关。

引出问题：绿叶中的色素有哪些？它们的含量怎样？颜色有何区别？吸收光谱情况如何？通过生活情境，导入新课，引发学生思考，激发学生兴趣和探究欲讲授新课一、探究·实验绿叶中色素的提取和分离1、实验原理（1）提取色素的原理绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。

（2）分离色素的原理绿叶中的色素不只有一种，它们都能溶解在层析液中，不同的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高的色素随层析液在滤纸上的扩散速度就越快，反之则慢。

学会提取、分离叶绿体中色素的方法；2、材料试剂新鲜菠菜、无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙3、方法步骤（1）提取色素①取材：5g新鲜绿叶，剪去主叶脉，剪碎，置研钵中；②研磨：加入少许二氧化硅和碳酸钙，再放入10ml无水乙醇。

二氧化硅的作用是有助于研磨的充分，碳酸钙的作用是防止研磨中色素被破坏，无水乙醇的作用是溶解色素、提取色素。

③过滤：将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中(单层尼龙布)进行过滤，获取色素滤液。

④收集：塞上棉塞，防止无水乙醇挥发和色素被氧化。

（2）制备滤纸条将干燥的定性滤纸剪成能放入小烧杯的滤纸条，再将滤纸条一端剪去两角，并在距这一端底部1cm处用铅笔画一条细的横线。

（3）画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画一条细线，等滤液干后再重复画线一到两次。

第4节光合作用与能量转化知识点一绿叶中色素的提取和分离[新知导学]1．提取绿叶中的色素(1)原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。

(2)步骤：2．分离绿叶中的色素(1)原理：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)实验步骤：3．叶绿体中的色素和吸收光谱1．实验操作时，为什么要将滤纸条的一端剪去两角？画滤液细线的要求是细、直、齐，且要在干燥后重复画一两次，请分析这样做的原因是什么？提示：①剪去两角的目的是防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快。

②滤液细线要细、直、齐是使分离的色素不重叠，重复画线的目的是增加色素含量使分离的色素带清晰，便于观察。

2．实验结束后，某同学的滤纸条上没有出现色素带，请探讨其实验失败的可能原因。

提示：①忘记画滤液细线。

②层析时滤液细线触及层析液。

[重难探究]1．提取色素的材料、试剂及关键步骤2.分离色素的关键步骤3.滤纸条上色素的分布和对光的吸收(1)从色素带的位置可知，各种色素在层析液中溶解度的高低为：胡萝卜素>叶黄素>叶绿素a>叶绿素b。

(记忆口诀：胡、黄、a、b)(2)从色素带的宽度可知，各种色素的含量一般情况下为：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。

(1)分离色素的原理是利用色素在层析液中的溶解度不同，而不是色素含量的多少，溶解度高的色素含量不一定多。

(2)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等几乎不吸收。

[典题演练]1．学生利用新鲜菠菜叶进行绿叶中色素的提取和分离实验时，由于各组操作不同，出现了下列四种不同的层析结果。

下列分析不合理的是( C )A．甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液B．乙可能是因为研磨时未加入SiO2C．丙是正确操作得到的理想结果D．丁可能是因为研磨时未加入CaCO3解析：甲图中没有提取到任何色素，有可能是用蒸馏水作溶剂，而色素不溶于水；乙图中得到色素的比例是合适的，但量都较少，说明可能是没有加入SiO2，使研磨不够充分；丙图中提取色素的含量较高，但叶绿素的含量低于类胡萝卜素的含量，说明该材料有可能是发黄的叶片；丁图中有可能是破坏了叶绿素，导致叶绿素的含量下降。