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1、光合作用與能量轉化（第 2課時）》教案 一、教材分析 《光合作用的原理和應用》是人教版高中生物【生物】新人教版一《分子 與細胞》第5 章第 5 節(jié)的第二課時的內容?！肮夂献饔谩币还?jié)在綠色植物的 新陳代謝以及整個生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動中，具有十分重要的意 義。主要學習說出光合作用的概念和反應式。教材結合魯賓、卡爾文等科 學家的實驗，介紹了同位素標記法這一生物學經(jīng)常使用的研究方法。 二、核心素養(yǎng)和教學目標 生命觀念：通過對光合作用原理的學習，形成物質與能量的生命觀念。 科學思維：通過對光反應與暗反應的學習，養(yǎng)成分類與比較的科學思維方式。 科學探究：通過探究環(huán)境因素對光合作用影響的實驗

2、，提高制定并實施實驗方案的科學探究 能力。 社會責任：通過對光合作用原理的應用，提高解決生產(chǎn)和生活問題的擔當和能力。 三、教學重難點 【教學重點】 1．綠葉中色素的種類和作用。 2．光合作用的光反應、暗反應過程及相互關系。 3．影響光合作用的環(huán)境因素。 【教學難點】 1．光反應和暗反應的過程。 2．探究影響光合作用強度的環(huán)境因素。 四、教學過程 一、導入新課 復習導入： 綠葉中的色素 類胡蘿卜索 （約占1/4,主 要吸收藍紫光〉 胡蘿卜素 〔［葉黃素I （黃色） 葉綠聿 （約占3禺 主要吸 j收紅光和藍紫光〉 ［ ］（黃綠色）_ 葉綠體 雙層膜

3、 基質中有許多由囊狀結構堆疊而咸的基粒 光合色素分布在類蠹體薄膜上，光合作用的酶分 布在類II體薄膜和基質 二、講授新課 引導學生復習初中時學過的光合作用的反應式和概念 CO尹比O 光能 葉綠體 (CH,O} +O2 光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，將二氧化碳和水轉化成儲存著能量的 有機物，并且釋放出氧氣的過程。 教師引導學生思考，學生閱讀課本P102《探究光合作用原理的部分實驗》相關內容。 葉綠體如何將光能轉化為化學能？ 光合作用如何將化學能儲存在糖類等有機物中的？ 光合作用釋放的氧氣，是來自原料中的水還是二氧化碳呢？ （一）探究光合作用原理的部分實驗 教師

4、引導學生共同總結： 1937 年，英國植物學家希爾發(fā)現(xiàn)，在離體葉綠體的懸浮液中加入鐵鹽或其他氧化劑 （懸浮液中有h2o,沒有co2）,在光照下可以釋放出氧氣。 1941 年，美國科學家魯賓和卡門實驗：同位素標記法。 光照射下的 小球藻懸液 結論：光合作用釋放的氧全部來自水。 1954年，美國科學家阿爾農(nóng)發(fā)現(xiàn)，在光照下，葉綠體可合成ATP。1957年，他發(fā)現(xiàn)這 一過程總是與水的光解相伴隨。 教師總結：上述實驗表明，光合作用釋放的氧氣中的氧元素來自水，氧氣的產(chǎn)生和糖類 的合成不是同一個化學反應，而是分階段進行的。 （二）光合作用的過程 教師結合圖片和動畫，講解光合作用的光反

5、應和暗反應。 光反應：光合色素吸收的光能，一方面使水脫氫，并放出氧氣和產(chǎn)生H+, H+與NADP+ 結合產(chǎn)生NADPH，并且提供能量使ADP生成ATP。強調光反應需要的條件是光、光合色素、 酶。 暗反應：目的是使二氧化碳獲得N ADPH，被還原成為糖類。二氧化碳與C5化合物結合 （二氧化碳的固定），形成2分子C3； —部分C3獲得了NADPH和ATP釋放的能量并被NADPH 還原為糖類；一部分c3形成C5繼續(xù)參與循環(huán)。 在光反應階段，光能被葉綠體內類囊體膜上的色素捕獲后，將水分解為02和H+等，形 成ATP和NADPH，從而使光能轉化成ATP中的化學能；NADPH和ATP驅動在葉綠體基質

6、中 進行的暗反應，將CO2轉化為儲存著化學能的糖類。 師生共同總結，當環(huán)境發(fā)生改變時，C3、C5、ATP、NADPH含量變化。 條件 停止光照 應不変 突然光照 匚6供應不變 光愿不變 停止COJ共應 光照不變 EOj大呈供應 増加 減少 塔加 減少 増加 減少 ATP和 NADPH 減少 K少 CH2D 合感隹率 下釋 増加 下降 教師引導學生以表格的形式再次鞏固光合作用兩個階段的各種變化。以及兩個階段之間 的關系。 光反應 條件 光、酶 不需要光、冬種酶 場所 葉綠體類巽體膜 葉綠體基質

7、物質變化 水的光解 ATP及N/WPH的形成 CO、的固定 G的還眞、q的再生 能董變化 光能NADPH 中活躍的化學能 ATPt NADPH中的比學能 -糖類中穩(wěn)定的化學能 聯(lián)系：光反應為碳反應提供NADPH和ATPo 拓展：教師引導學生思考光合作用與細胞呼吸（有氧呼吸）的關系 區(qū)別： 光合件用 需氧呼吸 條件 光 活細胞 場所 葉綠悴 線粒悴 物質有機物 合成有機救 分解有機物 變化氣體 1ftco2J 放6 吸O”恥6 能量變化 吸能反應 放能反應 光合作用：右」打、 有氧呼吸：有機物+氧氣一二氧化碳+水 聯(lián)系： 物質

8、方面： C： C6暗邑應.（C11Q）呼映? 呼吸 o： H,oSo.?lHJo ^ H； HQ運H-運（CH何■!?蹙』［H］鯉叫HQ 能量方面： 光反應 暗反應 光能 AT卩中活躍化學能 —（CH2O ）中穩(wěn)定的化學能 熱能］細起呼吸 用于各項生命活動 AT卩中活躍的化學能J 三、課堂練習 1．1941 年魯賓和卡門采用同位素標記法進行了如下兩組實驗,下列敘述正確的是 （ D ） A． 為了排除光照的影響該實驗要在黑暗條件下進行 B． A 和 B 相對分子質量之比為9 ： 8 C． 設計該實驗的目的在于證明植物光合作用會釋放氧氣 D． 實驗結果說明植物

9、光合作用釋放的氧氣全部來自水 2．如圖為光合作用示意圖。下列說法錯誤的是（ C ） A. ①表示O2，③表示還原型輔酶II,④表示CO2 B. 暗反應中，CO2首先與C5結合生成C3，然后被還原（CH2O） C. 黑暗條件下，光反應停止，暗反應將持續(xù)不斷地進行下去 D. 增加光照強度或降低CO2濃度，C3的含量都將減少 四、課堂小結 教師與學生一起小結本節(jié)知識，學生邊講教師邊板書，或通過課件展示。 H C ADP + Pi (CUzO ) 就反應階段 （在類養(yǎng)林薄膜上進行） —碳反應階段一 〔在基廣中進行2 葉綠棒中 的色素 拿捌催化 原 > ATP灌