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2019-2020年高中生物 第四節(jié)能量之源 光合作用03教案 新人教版必修1 教 學(xué) 內(nèi) 容 第二章 第二節(jié) 課題：三、光合作用 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo) 進(jìn)一步明確光合作用的概念 掌握光合作用的過(guò)程，認(rèn)識(shí)光合作用的實(shí)質(zhì)和意義 能力目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力 培養(yǎng)學(xué)生的歸納能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力 德育目標(biāo) 通過(guò)講述物質(zhì)和能量的變化，進(jìn)行學(xué)科之間滲透 介紹生物科學(xué)的飛速發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí) 重 點(diǎn) 光合作用的過(guò)程及實(shí)質(zhì) 難 點(diǎn) 光合作用中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)變過(guò)程 教 法 講述、討論、直觀教學(xué) 輔助手段 教學(xué)課件、葉子 環(huán) 節(jié) 教 學(xué) 內(nèi) 容 學(xué)生活動(dòng) 組 織 教 學(xué) 導(dǎo) 入 新 課 復(fù) 習(xí) 提 問(wèn) 講 授 新 課 環(huán)視學(xué)生，安定秩序 （播放植物生長(zhǎng)過(guò)程） 在自然界中，一粒粒種子長(zhǎng)成為枝繁葉茂植株，組成植物體的有機(jī)物從那里來(lái)呢？是土壤嗎？ （板書：三、光合作用） 初中時(shí)我們學(xué)習(xí)過(guò)光合作用，哪位同學(xué)能說(shuō)說(shuō)什么是光合作用呢？ （示字幕：光合作用的概念） 光合作用的反應(yīng)物是什么、產(chǎn)物又是什么呢？哪位同學(xué)能根據(jù)這個(gè)定義試著寫出光合作用的反應(yīng)式？ 光能 6CO2+12H2O—→C6H12O6+6H2O+6O2 葉綠體 這個(gè)反應(yīng)式當(dāng)中，左邊和右邊都有水，說(shuō)明水既是反應(yīng)物，而且反應(yīng)中又有新的水生成。綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所在哪里呢？（示葉綠體的結(jié)構(gòu)圖） 生物體的結(jié)構(gòu)和功能是統(tǒng)一的，作為 生：光合作用把CO2和H2O合成了有機(jī)物 學(xué)生回答 學(xué)生到黑板前寫出，如有錯(cuò)誤教師改正 生：葉綠體 1 環(huán) 節(jié) 教 學(xué) 內(nèi) 容 學(xué)生活動(dòng) 講 授 新 課 光合作用場(chǎng)所的葉綠體具有什么樣的結(jié)構(gòu) 呢？教師強(qiáng)調(diào)葉綠體中酶和色素的分布。 （葉綠體具雙層膜的結(jié)構(gòu)，在基質(zhì)中有 許多圓餅狀的基粒，組成基粒的一層層結(jié)構(gòu)叫做片層結(jié)構(gòu)。我們可以看到基粒是綠色的，是因?yàn)樵诨５钠瑢咏Y(jié)構(gòu)的薄膜上含有葉綠素等色素，在片層結(jié)構(gòu)的薄膜上和基質(zhì)中還分布著許多種與光合作用有關(guān)的酶。） 色素在光合作用中的作用是吸收可見(jiàn)的太陽(yáng)光。我們常見(jiàn)的葉子呈什么顏色？（比較幾種不同的葉子） 葉綠體中應(yīng)含有那幾種色素呢？ （課件展示：葉綠體中的色素） 葉 綠 素 葉綠素a（藍(lán)綠色） 紅光 葉綠體中 葉綠素b（黃綠色） 藍(lán)紫光 的色素 類胡蘿卜素 胡蘿卜素（橙黃色） 藍(lán)紫光 葉黃素 （黃 色） 在日常生活中我們所見(jiàn)的葉子多是綠色的，這是因?yàn)槿~綠體中葉綠素的含量是類胡蘿卜素含量的四倍，但是葉綠素易分解。你們知道為什么秋天綠葉會(huì)變黃呢？ 綠色植物利用色素所吸收的光能作為推動(dòng)力就能把基本不含能量的CO2和H2O變成富含能量的有機(jī)物，這么奇妙的過(guò)程是怎么進(jìn)行的呢？ （邊畫邊講光反應(yīng)過(guò)程） 葉綠體中的色素分子吸收光能以后發(fā)生兩方面的生化反應(yīng)： 一、把水分子分解成氧和氫。 其中的氫是活潑的還原劑，將參加下一步反應(yīng)；其中的氧以分子狀態(tài)釋放出去，我們常說(shuō)綠色植物產(chǎn)生氧氣、消耗二氧化碳，它所產(chǎn)生的氧氣是來(lái)自于二氧化碳嗎？ 二、光合磷酸化。 生：回答葉綠體的結(jié)構(gòu)。 學(xué)生觀察 生：綠色、黃綠色等 引導(dǎo)學(xué)生回答 生：秋天葉綠素被分解，類胡蘿卜素顯現(xiàn)出來(lái) 生：來(lái)自于被光解的水 2 環(huán) 節(jié) 教 學(xué) 內(nèi) 容 學(xué)生活動(dòng) 講 授 新 課 在酶的作用下，ADP和Pi合成ATP。還需要什么條件呢？所需的能量從哪能得到呢？這樣，光能轉(zhuǎn)變成了活潑的化學(xué)能儲(chǔ)存ATP的高能磷酸鍵中。 （課件演示光反應(yīng)過(guò)程，教師引導(dǎo)觀察） 這個(gè)反應(yīng)沒(méi)有光可以進(jìn)行嗎？所以我們把這一整個(gè)過(guò)程叫“光反應(yīng)階段”。 光反應(yīng)階段應(yīng)發(fā)生在葉綠體的什么部位？（提示：吸收光能的色素分子在基粒片層結(jié)構(gòu)的薄膜上） 反應(yīng)式中，H2O在光反應(yīng)中被分解，CO2又是怎樣變化的呢？ （邊畫邊講暗反應(yīng)過(guò)程） 通過(guò)葉表的氣孔被吸收以后，首先與葉綠體基質(zhì)中的一種五碳化合物結(jié)合形成兩個(gè)三碳化合物， 這一過(guò)程叫“固定”。 三碳化合物的性質(zhì)活潑，又經(jīng)過(guò)一系列的生化反應(yīng)步驟被還原成葡萄糖。想一想這一過(guò)程都需要哪些條件？（在學(xué)生回答時(shí)將圖畫完整） 這樣，ATP中活潑的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能儲(chǔ)存在葡萄糖中，這一過(guò)程叫“C3的還原”。 （課件演示暗反應(yīng)過(guò)程，教師引導(dǎo)觀察，強(qiáng)調(diào)C3—→C5的途徑及意義） 這一階段的反應(yīng)過(guò)程有沒(méi)有光的參與？有光無(wú)光都可以進(jìn)行，相對(duì)于前面的光反應(yīng)階段，我們把這個(gè)階段叫“暗反應(yīng)階段”。暗反應(yīng)是與光反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行的，不過(guò)，它是在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的。 這個(gè)循環(huán)過(guò)程是由美國(guó)的生物學(xué)家卡 生：還需儲(chǔ)存能量 生：光能 學(xué)生觀察 生：必須在光下進(jìn)行 生：基粒片層結(jié)構(gòu)的薄膜上 生：1、還原劑[H] 2、多種酶催化3、儲(chǔ)存能量 學(xué)生觀察 生：無(wú)光的參與 3 環(huán) 節(jié) 教 學(xué) 內(nèi) 容 學(xué)生活動(dòng) 講 授 新 課 爾文等人用了十多年的時(shí)間得出的，又叫“卡爾文循環(huán)”它揭示了綠色植物利用無(wú)機(jī)物制造有機(jī)物的機(jī)理，但至今我們不能把它應(yīng)用于實(shí)踐；如果以后我們能利用現(xiàn)代生物工程的手段人工模擬光合作用的過(guò)程，相信糧食就會(huì)在工廠中生產(chǎn)出來(lái)了。 卡爾文等人是利用放射性同位素跟蹤測(cè)試的方法研究光合作用的。什么是同位素呢？因它具有放射性，我們可以用儀器檢測(cè)到它在化學(xué)反應(yīng)中的變化。 如果用18O標(biāo)志反應(yīng)物H2O中的氧，經(jīng)過(guò)光合作用，這個(gè)18O將位于那種產(chǎn)物中呢？ 讓我們來(lái)比較光合作用的兩個(gè)階段： 這兩個(gè)階段，分別在葉綠體的什么部位進(jìn)行？光反應(yīng)階段有哪些物質(zhì)變化？暗反應(yīng)階段有哪些物質(zhì)變化？光反應(yīng)階段能量是怎樣變化的？暗反應(yīng)階段能量是怎樣變化的？光反應(yīng)階段產(chǎn)生了哪幾種物質(zhì)，它們的去向如何？ （隨學(xué)生回答用課件列表） 靜聽(tīng) 生：同位素指質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的一類元素。如14C與12C等 生：氧的變化是H2O—→O2 學(xué)生回答問(wèn)題（見(jiàn)下表） 光反應(yīng) 暗反應(yīng) 場(chǎng) 所 基粒片層結(jié)構(gòu)薄膜 基 質(zhì) 物質(zhì)變化 ⑴水的光解 酶 H2O—→1/2O2+2[H] 能量 ⑵合成ATP 酶 ADP+Pi—→ATP 能量 ⑴CO2的固定 酶 CO2+C5—→2C3 ⑵CO2的還原 酶 2 C3—→C6H12O6 ATP*[H] 能量變化 光能→活潑化學(xué)能（ATP） 活潑化學(xué)能→穩(wěn)定化學(xué)能 意義 食源、能源、氧源 通過(guò)比較我們可以得出，從實(shí)質(zhì)上說(shuō)光合作用包含了兩個(gè)方面的內(nèi)容： 物質(zhì)的變化：CO2和H2O—→C6H12O6能量的變化：光能—→化學(xué)能 4 環(huán) 節(jié) 教 學(xué) 內(nèi) 容 學(xué)生活動(dòng) （邊說(shuō)邊在反應(yīng)式上標(biāo)出實(shí)質(zhì)） 光合作用制造了有機(jī)物，儲(chǔ)存了能量，并且放出氧氣，對(duì)于自然界有什么意義呢？請(qǐng)同學(xué)們討論，看哪組同學(xué)能表述出光合作用的意義。 光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。 （教師號(hào)召學(xué)生綠化祖國(guó)保護(hù)環(huán)境） 生：食源、能源、氧源 小 結(jié) 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了光合作用的過(guò)程、實(shí)質(zhì)和意義。俗話說(shuō)：“萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)”沒(méi)有光合作用，就沒(méi)有這個(gè)生機(jī)勃勃的世界。如果改變光合作用過(guò)程中的某個(gè)條件時(shí)，對(duì)光合作用會(huì)有什么影響呢？（演示練習(xí)題） 鞏 固 練 習(xí) 一、學(xué)生討論后回答： 1、生長(zhǎng)于較弱光照條件下的植物，當(dāng)提高CO2的濃度時(shí)，其光合作用的速度并未隨之增加，主要限制因素是（） A呼吸作用和暗反應(yīng) B光反應(yīng) C暗反應(yīng) D呼吸作用 2、將植物栽培在適宜光照、溫度和充足的CO2條件下： ⑴當(dāng)CO2濃度突然降低至極低水平時(shí)，發(fā)現(xiàn)植物葉片中的五碳化合物含量突然上升，這是因?yàn)椋? ）缺少時(shí)，植物體內(nèi)的五碳化合物不能形成（ ）。 ⑵如果降低CO2濃度時(shí)，停止光照，則不出現(xiàn)上述五碳化合物上升現(xiàn)象，這是因?yàn)榘捣磻?yīng)所必需的（ ）供應(yīng)不足，使（ ）不能形成五碳化合物。 二、學(xué)生搶答以下選擇題。 1、光合作用過(guò)程中，光能轉(zhuǎn)移的途徑是： A光能—→葉綠素—→ATP B光能—→ADP—→ATP C光能—→ATP—→葡萄糖 D光能—→ATP—→三碳化合物 2、下列有關(guān)光合作用的敘述錯(cuò)誤的是： A暗反應(yīng)在黑暗中才能進(jìn)行 B光反應(yīng)在光下才能進(jìn)行 教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)圖解回答問(wèn)題： 1、B 2、CO2、三碳化合物、[H]和ATP、三碳化合物 5 環(huán) 節(jié) 教 學(xué) 內(nèi) 容 學(xué)生活動(dòng) 鞏 固 練 習(xí) C光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了[H]和ATP D光合作用釋放的氧來(lái)自于水 3、把陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡的連續(xù)七色光譜，用來(lái)照射培養(yǎng)綠藻，其釋放氧氣最多的部分所在的光譜區(qū)是： A黃光和藍(lán)紫光 B紅光和藍(lán)紫光 C紅光和黃綠光 D綠光和藍(lán)紫光 4、用14C的CO2追蹤光合作用中的碳原子，其轉(zhuǎn)移的途徑是： A CO2 —→葉綠體—→ATP B CO2—→三碳化合物—→ATP C CO2—→三碳化合物—→葡萄糖 D CO2—→葉綠體—→葡萄糖 5、生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝是： A呼吸作用 B光合作用 C合成作用 D分解作用 學(xué)生搶答： 1、C 2、A 3、B 4、C 5、B 板 書 設(shè) 計(jì) 教 后 記