2021-2022學(xué)年新教材人教版必修第一冊(cè) 光合作用的原理和應(yīng)用 教案

1、人教版（2019）必修一分子與細(xì)胞第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化二光合作用的原理和應(yīng)用一、教學(xué)目標(biāo)的確定課程標(biāo)準(zhǔn)與本節(jié)對(duì)應(yīng)的要求是：“說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在”二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)能。根據(jù)上述要求和建議，本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)確定如下：1.說明光合作用的過程。2.闡明光合作用物質(zhì)和能量的變化。3.掌握影響光合作用速率的環(huán)境因素以及光合作用原理的應(yīng)用。二、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)1.光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程及相互關(guān)系。2.影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。教學(xué)難點(diǎn)1.光合作用過程中物質(zhì)和能量的變化及相互關(guān)系。2.探究影響光合

2、作用強(qiáng)度的環(huán)境因素三、教學(xué)步驟1.新課導(dǎo)入教師活動(dòng)：播放光合作用的故事的視頻。教師活動(dòng)：在初中的課堂上我們就學(xué)過光合作用，哪位同學(xué)可以說一下光合作用的概念？教師活動(dòng)：光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。教師活動(dòng)：講解光合作用的化學(xué)反應(yīng)式。講解光合作用需要二氧化碳、水和陽光，但是只有葉綠體可以利用他們生成有機(jī)物。2.新課講授一、光合作用的原理）教師活動(dòng)：（利用課件展示探究光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)。教師活動(dòng)：當(dāng)展示希爾的實(shí)驗(yàn)時(shí)，提問：希爾實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明光合作用產(chǎn)生的氧氣中氧元素全部來自于水？如果不能，換作是你應(yīng)該怎樣做？（提示：不能說

3、明。希爾反應(yīng)僅說明了離體教師活動(dòng)：物質(zhì)變化：水的分解：2H2O4H+O2葉綠體在適當(dāng)條件下可以發(fā)生水的光解，產(chǎn)生氧氣該實(shí)驗(yàn)沒有排除葉綠體中其他物質(zhì)的千擾，也并沒有直接觀察到氧元素的轉(zhuǎn)移。）教師活動(dòng)：展示魯賓和卡門的有關(guān)實(shí)驗(yàn)并提問：魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)?zāi)芊褡C明光作用產(chǎn)生的氧氣中的氧元素來源于水而非來源于二氧化碳？教師活動(dòng)：當(dāng)展示完阿爾農(nóng)的相關(guān)試驗(yàn)后。引導(dǎo)學(xué)生思考ATP的合成過程。教師活動(dòng)：之前科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)講解了水的光解和ATP的合成過程，并沒有涉及到有機(jī)物。光合作用的過程產(chǎn)生糖類，那么糖類的轉(zhuǎn)化和水的光解是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)嗎？（提示：希爾反應(yīng)是將離體葉綠體置于懸浮液中完成的，懸浮液中有H2O，沒有合成

4、糖的另種必需原料CO2，因此，該實(shí)驗(yàn)說明水的光解并非必須與糖的合成相關(guān)聯(lián)，暗示著希爾反應(yīng)是相對(duì)獨(dú)立的反應(yīng)階段。）教師活動(dòng)：光合作用其實(shí)是一個(gè)很復(fù)雜的過程，包括一系列的化學(xué)反應(yīng)。教師活動(dòng)：那么H2O是怎么轉(zhuǎn)變形成O2的呢，CO2中的C元素是怎樣進(jìn)入有機(jī)物的呢，光能是怎么轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存在淀粉等有機(jī)物中的呢？教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本光反應(yīng)和暗反應(yīng)的內(nèi)容和圖5-14光合作用過程圖解，小組同學(xué)之間相互講解過程，引導(dǎo)學(xué)生分析光反應(yīng)和暗反應(yīng)的物質(zhì)變化、能量變化、條件和場(chǎng)所。教師活動(dòng)：首先講解光反應(yīng)階段。教師提出問題后學(xué)生回答。）教師活動(dòng)：光反應(yīng)的場(chǎng)所在哪兒？（葉綠體類囊體的薄膜上。教師活動(dòng)：請(qǐng)學(xué)生簡(jiǎn)述光

5、反應(yīng)的過程。（葉綠體中的色素吸收的光能，有兩方面的用途，部分將水分解成O2和H+，O2釋放出去，而H+與NADP+結(jié)合，形成NADPH，NADPH作為還原劑，參與暗反應(yīng)；另一部分在酶的催化作用下，促使ADP和Pi結(jié)合形成ATP，從而將光能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?chǔ)存在ATP中的化學(xué)能。）教師活動(dòng)：由此我們看出光反應(yīng)的條件是什么？（光反應(yīng)需要有光照、光合色素和酶才能發(fā)生。）教師活動(dòng)：光反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化是怎樣的？酶酶ATP形成：ADP+Pi+能量（光能）ATP能量轉(zhuǎn)變：光能ATP和NADPH中活躍的化學(xué)能，教師活動(dòng)：學(xué)生閱讀課本“光合作用的原理”的“暗反應(yīng)階段”查看光合作用過程的圖解。）教師活動(dòng)：暗反應(yīng)的場(chǎng)

6、所在何處？（葉綠體基質(zhì)。教師活動(dòng)：請(qǐng)學(xué)生簡(jiǎn)述暗反應(yīng)的過程。教師活動(dòng)：在暗反應(yīng)階段，通過氣孔從外界吸收進(jìn)來的CO2，首先與葉綠體內(nèi)的C3結(jié)合，很快形成兩個(gè)C3（三碳化合物）分子。在有關(guān)酶的催化下，C3接受ATP和NADPH釋放的能量并被NADPH還原。其中一部分C3經(jīng)過一系列反應(yīng)形成糖類，另一部分C2則又重新形成C3，這一暗反應(yīng)過程也稱為卡爾文循環(huán)。教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生思考課本104頁關(guān)于光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系的相關(guān)問題，講解要點(diǎn)為：1.本問題可以用列表的形式解決。所需條件進(jìn)行場(chǎng)所物質(zhì)變化光反應(yīng)必須有光類囊體膜水光解為O2和H+；ATP和NADPH暗反應(yīng)有光或無光均可葉綠體基質(zhì)CO2的固定；C

7、3的還原；ATP和NADPH的的合成能量轉(zhuǎn)化光能轉(zhuǎn)化為ATP和NADPH中的化學(xué)能分解ATP和NADPH中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能2.物質(zhì)聯(lián)系：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和NADPH，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP、Pi、NADP+。能量聯(lián)系：光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了活躍的化學(xué)能，暗反應(yīng)將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能。教師活動(dòng)：通過以上的分析，教師可以引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：光合作用的過程分為兩部分，一部分是在有光的條件下進(jìn)行的，將水分解產(chǎn)生O2和NADPH、ATP，稱為光反應(yīng)；另一部分不需要光，將CO2轉(zhuǎn)化為糖類等有機(jī)物，稱為暗反應(yīng)。二、光合作用原理的應(yīng)用教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生觀察光合作用的過程圖，分析哪些環(huán)境因素可能會(huì)影響到光合作用速率。（光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度、水分和礦質(zhì)元素等因素）教師活動(dòng)：課件展示課本實(shí)驗(yàn)“探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)過程。詳細(xì)講解光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度對(duì)光合作