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2019-2020年高中生物 4.2《光合作用》教案 滬科版第一冊 一、教學目標 知識方面： 1、說出綠葉中色素的種類和作用。 2、說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。 3、說出光合作用以及對它的認識過程。 4、說出光合作用原理的應用。 5、簡述化能合成作用。 能力方面：嘗試探究影響光合作用強度的環(huán)境因素。 情感態(tài)度價值觀：通過研究科學家對光合作用原理的探究過程，認同科學是在不斷地觀察、實驗、探索和爭論中前進的；認同科學家不僅要繼承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意見中的合理成分，還要有質(zhì)疑、創(chuàng)新和勇于實踐的科學精神與態(tài)度。 二、教學重點、難點及解決方法 1、教學重點： ⑴ 綠葉中色素的種類和作用。 ⑵ 光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史。 ⑶ 光合作用的光反應、暗反應過程及相互關(guān)系。 ⑷ 影響光合作用強度的環(huán)境因素。 解決方法： ⑴ 通過色素提取和分離實驗，讓學生仔細觀察分離出的不同色帶，色帶的顏色、分布順序和寬窄，思考其原因及作用。 ⑵ 讓學生從化學反應的角度看光合作用的過程，明確每一個物質(zhì)變化的來龍去脈和相應的能量轉(zhuǎn)化的過程。 ⑶ 讓學生通過探究活動理解光合作用原理的應用。 2、教學難點： ⑴ 光反應和暗反應的過程。 ⑵ 探究影響光作用強度的環(huán)境因素。 解決方法： ⑴ 通過由淺入深的講解，讓學生理解光反應和暗反應的過程，區(qū)別和聯(lián)系。 ⑵ 通過探究活動——環(huán)境因素對光合作用強度的影響，讓學生掌握光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用。 三、課時安排：3課時 四、教學方法：講解、實驗法。 五、教具準備：課件 六、學生活動 1、指導學生閱讀教材，找出需了解的知識點。 2、讓學生討論認識葉綠體的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有哪些適于進行光合作用的特點；光合作用的過程，影響因素等。 七、教學程序 第1課時 [問題探討]結(jié)合教材P97圖討論： 1、用這種方法有什么好處？不用顏色的光照對植物的光合作用會有影響嗎？ 2、為什么不使用發(fā)綠色光的燈管作補充光源？ 導言：追根溯源，對絕大多數(shù)生物來說，能量的最終來源是光能。將光能轉(zhuǎn)換成化學能要靠光合作用，進行光合作用的細胞，首先要能夠捕獲光能，那么捕獲光能的色素有哪些呢？ 一、捕獲光能的色素。 探究綠葉中色素的種類：教師指導學生完成如P97——98的實驗。教師可讓學生帶著下列問題去做實驗： 1、加入SiO2、CaCO3的作用是什么？ 2、研磨時為什么要迅速而充分？ 3、將濾液收集到試管中后，為什么要用棉塞將試管口塞嚴？ 4、濾紙條一端為什么要剪去兩角？ 5、畫濾液細線時應注意什么？ 6、為什么不能讓濾液細線觸及層析液？ 7、濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序怎樣？寬窄如何？這說明了什么？ 教師歸納總結(jié)： 葉綠素a（藍綠色） 葉綠素 葉綠色b（黃綠色） 綠葉中的色素 胡蘿卜素（橙黃色） 類胡蘿卜素 葉黃素（黃色） 教師演示相關(guān)實驗讓學生得知：葉綠素a和葉綠素b吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光，并結(jié)合P99吸收光譜圖講解。 1817年，兩位法國科學家首次從植物中分離出葉綠素，但當時并不清楚葉綠素分布于何處？1865年德國植物學家薩克斯研究葉綠素在光合作用中的功能時，發(fā)現(xiàn)葉綠素并非普遍分布在植物的整個細胞中，而是集中在一個個更小的結(jié)構(gòu)里，后來人們稱之為葉綠體。 二、葉綠體的結(jié)構(gòu) 結(jié)合P99圖示講解葉綠體的結(jié)構(gòu)，教師歸納： 外膜 葉綠體 內(nèi)膜 基粒：由兩個以上的類囊體組成，含色素和酶 基質(zhì)：含酶 [資料分析]葉綠體的功能。結(jié)合P100 恩格爾曼的實驗討論下列問題； 1、恩格爾曼實驗的結(jié)論是什么？ 2、恩格爾曼的實驗方法有什么巧妙之處？ 三、總結(jié) 重點總結(jié)捕獲光能的色素有哪些，葉綠體的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)上有哪些特點適用于進行光合作用。 四、作業(yè)布置 P100練習 五、板書設計 第4節(jié) 能量之源——光與光合作用 一、捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu) 1、捕獲光能的色素 葉綠素a（藍綠色） 葉綠素 （含量約占3/4） 葉綠色b（黃綠色） 綠葉中的色素 胡蘿卜素（橙黃色） 類胡蘿卜素 （含量約占1/4） 葉黃素（黃色） 2、葉綠體的結(jié)構(gòu) 1、分布 2、形態(tài) 外膜 3、結(jié)構(gòu) 內(nèi)膜 基粒：由兩個以上的類囊體組成，含色素和酶 基質(zhì)：含酶 4、功能 第2課時 導言：我們知道，光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。人們得出這一認識經(jīng)歷了漫長的探索歷程。讓我們重溫一下這段歷程吧！ 一、光合作用的探究歷程 教師列表呈現(xiàn)相關(guān)內(nèi)容，學生討論回答問題。 年代 科學家 實驗 結(jié)論 思考 1771年 英國的普利斯特利 將點燃的蠟燭與綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不容易熄滅；將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內(nèi)，小鼠也不易窒息而亡。 結(jié)論？ 為什么有人認為植物也能使空氣變污濁？ 1779后 荷蘭的英格豪斯 將普利斯特利所做的實驗裝置分別放在光下和黑暗中做 結(jié)論？ 與前人相比，實驗做了什么改進？ 1845年 德國的梅耶 結(jié)論？ 梅耶得出結(jié)論的依據(jù)是什么？ 1864年 德國的薩克斯 結(jié)論？ 1、為什么要把綠葉先在暗處放置幾小時？2、誰是實驗組，誰是對照組？ 1880年 美國的恩格爾曼 上一節(jié)課已講 1939年 美國的魯賓和卡門 采用同位素標記法分別標記H2O和CO2，進行兩組光合作用的實驗。第一組向綠色植物提供H218O和CO2；第二組提供H2O和C18O2。 結(jié)論？ 二位科學家采用了什么研究手段？ 20世紀40年代 美國的卡爾文 用14C標記14CO2，供小球藻進行光合作用。 討論：1、從人類對光合作用探究歷程來看，生物學的發(fā)展與物理學和化學有什么聯(lián)系？與技術(shù)手段的進步有什么聯(lián)系？2、人類對光合作用的探究過程，你還有哪些感悟？ 二、光合作用的過程。 教師結(jié)合P103圖講解。光合作用總反應式：CO2＋H2O→（CH2O）＋O2 光反應階段 暗反應階段 部位 類囊體的薄膜上 葉綠體的基質(zhì)中 條件 光、色素、水、酶 [H]、ATP、CO2、酶 物質(zhì)變化 ①水的光解：2H2O→4[H]＋O2 ②ATP的形成：ADP＋Pi＋能量ATP ①CO2的固定：CO2＋C52C3 ②2C3 (CH2O)＋C5＋H2O 能量變化 光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學能儲存在ATP中 ATP中活躍的化學能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學能儲存在各類有機物中。 聯(lián)系 ①光反應為暗反應提供[H]、ATP，暗反應為光反應提供ADP和Pi。②光反應與暗反應是光合作用全過程的兩個階段。既有區(qū)別又有聯(lián)系，是缺一不可的整體。 三、總結(jié) 人類認識光合作用的歷程和光合作用的過程。 四、布置作業(yè) P106 練習 五、板書設計 二、光合作用的原理和應用 一、光合作用的探究過程 1、普利斯特利的實驗 2、英格豪斯的實驗 3、梅耶的實驗 4、薩克斯的實驗 5、魯賓和卡門的實驗 6、卡爾文的實驗 二、光合作用的過程 1、總反應式 2、過程 3、實質(zhì) 第3課時 導言：上節(jié)課我們學習了光合作用的具體過程。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上為了增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，可采用提高光合作用的強度的措施。那么哪些環(huán)境因素能影響光合作用的強度呢？先讓我們來做個實驗。 一、光合作用原理的應用。 教師指導學生完成P104——105的實驗。 因素 對光合使用的影響 在生產(chǎn)上的應用 光 1、光照強度：光合作用隨光照強度的變化而變化。光照弱時光合作用減慢，光照逐步增強時光合作用隨之加快，但是光照增強到一定程度，光合作用速度不再增加。 2、光質(zhì)不同影響光合速率，白光為復色光，光合作用能力最強。單色光中紅光作用最快，藍紫光次之，綠光最差。 3、日變化，光合速率在一天中有變化，一般與太陽輻射進程相符。 1、適當提高光照強度。 2、延長光合作用時間。 3、增加光合作用面積——合理密植。 4、對溫室大棚用無色透明玻璃。 5、若要降低光合作用則用有色玻璃，如用紅色玻璃，則透紅光吸收其他波長的光，光合能力較白光弱，但較其他單色光強。 溫度 光合作用的光反應和暗反應是酶促反應，溫度直接影響酶的活性，從而影響光合速率。溫度過高，還會影響植物葉片氣孔開度，影響CO2供應，進而影響暗反應，從而影響光合速率。 1、適時播種。 2、溫室栽培植物時，白天適當提高溫度，晚上適當降溫。 3、植物“午休”現(xiàn)象的原因之一。 二氧化碳濃度 二氧化碳是光合作用的原料之一。環(huán)境中二氧化碳濃度的高低明顯影響光合速率。在一定范圍內(nèi)，植物的光合速率是隨CO2濃度增加而增加，但到達一定程度時再增加CO2濃度，光合速率不再增加。 溫室栽培植物時適當提高室內(nèi)CO2的濃度，如施放一定量的干冰或多施農(nóng)家肥。 礦質(zhì)元素 礦質(zhì)元素直接或間接影響光合作用。N、Mg、Fe、Mn、Cu、P、Cl產(chǎn)生直接影響（N影響酶的含量，N、Mg、Fe、Mn影響葉綠素的組成或生物合成）。K、P、B對光合作用產(chǎn)生間接影響。 合理施肥 水 水分是光合作用原料之一，缺少時光合速率下降。 合理灌溉 二、化能合成作用 學生閱讀P105回答：1、什么是自養(yǎng)生物？什么是異養(yǎng)生物？2、自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物的本質(zhì)區(qū)別是什么？3、自養(yǎng)生物有哪些類型？它們的主要區(qū)別是什么？ 教師歸納：自然界中少數(shù)種類的細菌，雖然細胞內(nèi)沒有葉綠素，不能進行光合作用，但是能利用體外環(huán)境中的某些無機物氧化時所釋放的能量來制造有機物，這種合成作用，叫做化能合成作用，如硝化細菌。 2NH3＋3O2→2HNO2＋2H2O＋能量 2HNO2＋O2→2HNO3＋能量 6CO2＋6H2O→C6H12O6＋6O2 三、總結(jié) 重點小結(jié)光合作用受哪些外界因素的影響及化能合成作用。 四、作業(yè)布置：P106 練習二 五、板書設計 一、光合作用原理的應用 1、提高光合作用強度的措施 2、探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響 二、化學合成作用 1、自養(yǎng)生物、異養(yǎng)生物概念、區(qū)別 2、化能合成作用概念、與光合作用的區(qū)別