2019-2020年高中生物 第四節(jié)能量之源 光合作用教案 新人教版必修1

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1、2019-2020年高中生物第四節(jié)能量之源光合作用教案新人教版必修1 教學目的：光合作用的發(fā)現(xiàn)過程（知道） 葉綠體中色素的種類和作用（理解）教學重點：葉綠體中色素的種類和作用教學難點：光合作用發(fā)現(xiàn)過程的幾個著名實驗的設計思想教學媒體：各個實驗過程的投影片、葉綠體結構的投影片、色素吸收光譜的投影片教學方法：講述法與科學探索活動相結合 教學過程： 教師活動 教學過程 學生活動 引言 出示問題 板書提問 板書 通過初中生物課的學習，我們已經(jīng)知道，植物的每一片綠葉就好像是一個“綠色工廠”源源不斷地生產(chǎn)有機物，綠色在植物生產(chǎn)有機物的過程是通過什么生理過程完成的呢？第三節(jié)：光合作用什

2、么是光合作用呢？（答：略） 那么，如果我們將綠葉比喻為綠色工廠，其中的廠房、動力、原料和產(chǎn)物各是什么？ （答：葉綠體，光能，二氧化碳和水，有機物和氧。 我們可以將光合作用的生理過程總結成這樣一個化學反應式 光能 佗+鈦。（理0）+。2 這個生理過程到底是怎體的呢？這就是今天我們所要學習的內(nèi)容。首先我們來了解一下科學家們是怎樣發(fā)現(xiàn)光合作用這一生理過程的。 一、光合作用的發(fā)現(xiàn)這要追溯到很久以前。過去，人們一直以為，種子之所以能夠長成參天大樹，完全依靠于土壤。1648年，一位比利時的科學家海爾蒙特對此產(chǎn)生了懷疑，于是他設計了這樣一個實驗：他把一棵重2.5kg的柳樹苗栽種到一個木桶里，木

3、桶里盛有事先稱過重量的土壤。以后，他每天只用純凈的雨水澆灌樹苗。為防止灰塵落入，他專門制作了桶蓋。五年以后，柳樹增重80多千克，而土壤卻只減少了100g，海爾蒙特為此提出了建造植物體的原料是水分這一觀點，但是當時他卻沒有考慮到空氣的作用。是誰首先想到植物的生長與空氣的作用有關的呢？是一位英國科學家普利斯特利。（學生閱讀“普利斯特利”后回答： 蠟燭燃燒和小白鼠呼吸需要的是什么氣體呢？ 實驗說明了什么問題？（答：綠色植物在光照下吸收了二氧化碳，產(chǎn)生了氧氣。 思考、回答 自學、思考、回答 自學、思考、回答 自學、思考、回答 教師活動 教學過程 學生活動 提問 提問 提問

4、 板書 由于當時科學發(fā)展水平的限制，普利斯特利只聯(lián)想到植物可以更新空，但不知道是空氣的成分，也沒有認識到光在其中的關鍵作用。后來，又經(jīng)過許多科學家的實驗，才逐漸發(fā)現(xiàn)了光和作用的場所、條件、原料和產(chǎn)物。下面我們再來介紹其中幾個著名的實驗。同學們注意這些實驗的設計思想。學生閱讀“綠葉在光下制造淀粉的實驗”后回答：1.為什么對天竺葵先進行暗處理？2.為什么讓葉片的一半曝光，另一半遮光呢？3.這個實驗的說明什么問題？（答：1.將葉片內(nèi)原有的淀粉運走耗盡。2.進行對照。3.證明綠葉在光下制造了淀粉。）學生閱讀“德國科學家恩吉爾曼實驗”后回答 1?好氧細菌集中于葉綠體所有受光部位的周圍，這說明了什么問

5、題呢？2.為什么選用水綿做實驗材料？3.為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？4.為什么先用極細光束照射水綿，而后又讓水綿完全曝露在光下？ （答：1.氧是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進行光合作用的場所2.選用水綿作為實驗材料，是因為水綿不僅有細而長的帶狀葉綠體，而且螺旋分布于細胞中，便于進行觀察和分析研究。3.先選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境，是為了排除實驗前環(huán)境中光線和氧的影響，確保實驗的準確性。4.先選極細光束，用好氧細菌檢測，能準確判斷水綿細胞中釋放氧的部位；而后用完全曝光的水綿與之做對照，從而證明了實驗結果完全是光照引起的，并且氧是由葉綠體釋放出來的。）隨著科技手段的進步，人們對光合作

6、用的認識也越來越深刻，到20世紀30年代，隨著物理學和化學的發(fā)展，一些先進的科學技術手段被廣泛采用，如用同位素標記法來研究光合作用的問題，這使人們對光合作用的認識更深入了一步。那么，什么是同位素標記法？請同學們閱讀課本中的小資料。 20世紀30年代，美國科學家魯賓和卡門，利用同位素標記去成功地進行了另一個光合作用的實驗。（用幻燈演示。）這個實驗目的是為了弄清楚在光合作用中產(chǎn)生的氧到底是來自水還是二氧化碳？同學們考慮一下，應標記哪一種元素？如何設計這個實驗呢？ （引導學生討論，與學生共同完成實驗設計，同時演示幻燈片：用氧的同位素18O分別標記H2O和CO2，使它分別 思考、回答自學、思考、

7、回答 自學、思考、回答 自學、思考、回答 教師活動 教學過程 學生活動 成為H218O和C18O2，然后進行兩組光合作用的實驗：第一組向綠色植物提供H218O和CO2；第二組向同種綠色植物提供H2O和C18O2。在相同的條件下，對兩組光合作用實驗釋放出的氧進 學生閱讀 出示問題 行分析，結果表明，第一組釋放的氧全部是1802,第二組釋效 板書 的氧全部是02。） 提問 這個實驗證明了光合作用中釋放的氧全部來自水。 由此可以看到。幾代科學豕歷經(jīng)二百多年，才對光合作用的生理 自學、思 過程有了比較清楚的認識。可見，科學的發(fā)展道路是很艱難，

8、這 考、回答 提問 里不僅包含著科學家們的艱辛勞動與智慧，還與社會科學技術的進步與發(fā)展密切相關。 前面我們已經(jīng)了解了光合作用的發(fā)現(xiàn)過程，那么，在綠葉這個“綠 自學、思 色工廠”中，光合作用這一生理過程，到底是怎樣進行的呢？在 考、回答 提問 學習這個問題以前，我們還是先來認識一下它的“廠房”一一葉綠體。 我們已經(jīng)學習過葉綠體的有關知識，同學們回憶一下，葉綠體存在于植物的哪一個部位？它有什么功能？葉綠體的結構是怎樣的？電子顯微鏡下觀察葉綠體的超薄切片，看到的葉綠體的基粒，是不是一個單純的圓柱體呢？（不是，是由一層一層的結構重疊而成的。） 講述：很好，這個圓柱體是

9、由一個個囊狀的結構垛疊而成的。（取出一硬幣。）假如這就是一個由膜圍成的囊狀結構；將其一個個垛疊起來，就形成了一個圓柱體，也就是一個基粒。葉綠體內(nèi)含有的幾個到幾十個基粒擴大了葉綠體內(nèi)的膜面積，這有什么作用呢？（答：有利于光合作用的一系列化學反應的進行。）為什么春夏兩季植物的葉子翠綠醉人，而深秋樹葉則金黃斑斕 思考、回 呢？葉綠體中的色素分為兩大類：葉綠素和類胡蘿卜素。葉綠素 答 又分為兩類：葉綠素a,呈藍綠色；葉綠素b,呈黃綠色。類胡蘿卜素也分為兩類：胡蘿卜素，呈橙黃色；葉黃素，呈黃色。由于葉綠素含量約占總量的四分之三，而類胡蘿卜素僅占四分之一，所以通常植物的葉子總是翠綠醉人的。

10、這是由于葉綠素掩蓋了類胡蘿卜素顏色的緣故。但是，葉綠素很容易被破壞。秋天葉綠素會因為“忍受”不了氣溫下降等因素的影響而分解消失；胡蘿卜素和葉黃素則比較穩(wěn)定，終于在沒有葉綠素干擾時“重見天日”。（教師在這里可簡要介紹黃櫨、楓樹“霜葉紅于二月花”的原因，指出是由于葉綠素分解時，葉中的糖分轉(zhuǎn)變成紅色的花青素造成的。） 教師活動 教學過程 學生活動 囊狀結構上存在的這些色素有什么作用呢？可以吸收、傳遞 思考、回 和轉(zhuǎn)化光能。冋學們觀察哪些波長的光吸收量大，哪些波長的光 答 出示問題 吸收量取少？ 板書 （答：主要吸收紅橙光和藍紫光，而對綠光吸收量最少。） 學

11、生閱讀 提問 色素吸收的光，都能用于光合作用。由于色素對綠光的吸收量最少，綠光會被反射出來，所以葉綠體才呈現(xiàn)出綠色。 色素能夠吸收光能，還能傳遞和轉(zhuǎn)化光能。根據(jù)結構與功能 的統(tǒng)一，光合作用中與光有關反應會發(fā)生在什么部位？為什么？ 自學、思 提問 細胞內(nèi)的任何化學反應都需要酶來催化?？茖W家發(fā)現(xiàn)在囊狀結構薄膜上不僅分布有色素，還分布有大量的酶。同時在葉綠體內(nèi)的基質(zhì)中也分布有多種酶。那么，光合作用是否只在囊狀結構 考、回答 提問 的薄膜上進行呢？ 自學、思考、回答 （答：不是，根據(jù)還有一些酶分布在基質(zhì)中這一結論，冃定光合作用還可以在與光無關的部分即基質(zhì)中進行。） 講

12、述 很好，通過以上學習我們可以看到，葉綠體這個廠房，不僅為光合作用的進行在結構方面做好了準備，同時也為光合作用的 提問 進行做好了物質(zhì)上的準備。當我們了解這一切時，不得不贊嘆大自然的神奇！ 今天這節(jié)課里，我們首先介紹了光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程。對于這部分內(nèi)容，同學們不要只記住結論，更重要的是理解科學家們 講述 的設計思想。同時，同學們應該從結構與功能相統(tǒng)一的觀點出發(fā)，掌握第二個大問題葉綠體和其中的色素。 鞏固練習：教材中的復習題 提問 評講 課堂作業(yè)：課課練P39 評講 思考、回 課堂檢測：15分鐘P11、12評講 答 2019-20

13、20年高中生物第四節(jié)能量之源光合作用教案1新人教版必修1 光合作用與當今世界面臨的糧食問題、環(huán)境問題等關系十分密切；光合作用總的反應方程式的確立歷經(jīng)了科學家們293年的艱辛探索，滲透著科學思維和科學方法；光合作用整個生理過程復雜而抽象，它包含發(fā)生在葉綠體中的一系列的化學反應，蘊含著物質(zhì)轉(zhuǎn)變、能量轉(zhuǎn)化，涉及到較復雜的概念、原理、規(guī)律。因此，一般的教學媒體、方法，難以使絕大部分學生準確、全面、高效地掌握知識、發(fā)展能力和培養(yǎng)情感，我們借助CAI、優(yōu)化教學過程（含教學目的、教學內(nèi)容、教學方法及教學模式等要素的優(yōu)化組合），充分激活學生較高層次的思維，引導學生主動地學、合作地學，以提高學生的生物科學素質(zhì)

14、。 1、教學目標 知識目標：1 2 3 智能目標：1 2 確定教學目標 了解光合作用的結構和物質(zhì)基礎； 理解光合作用的反應方程式、概念、過程、意義；掌握光合作用的過程、圖解和實質(zhì)及在實際中的應用。 自學研究史，了解科學家的科學思維和科學方法；通過試驗（含設計）及相關科學方法的學習，培養(yǎng)初步的研究能 力和運用相關學科知識解決生物學問題的能力； 3. 運用原理分析影響光合作用的因素，加強理論聯(lián)系實際的能力 思想教育目標：1.通過研究史的學習及實驗設計與實施，培養(yǎng)科學態(tài)度及創(chuàng)新、合 作等科學精神； 2. 借助光合作用的物質(zhì)和結構及動態(tài)變化全過程的分析，認識普遍聯(lián)系、運動

15、變化、內(nèi)因與外因等辨證唯物主義觀點和結構與功能相統(tǒng)的觀點； 3. 借助光合作用意義分析，滲透生物學進化觀點、生態(tài)學觀點、生命科學價值觀等的教育。 2、教學重點 1）理解光合作用的反應式和概念 2）掌握光合作用連續(xù)的全過程圖解和實質(zhì)、構建植物代謝知識結構體系 3）掌握生命科學研究的一些基本方法，著力培養(yǎng)初步的研究和創(chuàng)造能力 4）分析光合作用的意義和影響因素，深刻理解生命科學的價值3、教學難點 （1）科學實驗方法的教育 2）完整知識結構的構造 2）光合作用在生產(chǎn)實際中的應用4、教學方法 學生自主型與師生共同探究型相結合（含自學、實驗、談話、討論、講授等）5、教學手段： （1）

16、CAI：①臭氧層是怎樣形成的？怎樣減緩溫室效應? ② 設計實驗，證明進行光合作用的場所是葉綠體 ③ 設計實驗，探索葉綠體中色素接受何種波長的光 ④ 動畫演示光反應過程、暗反應過程 設計實驗，證明光合作用過程中產(chǎn)生了氧設計實驗，證明光合作用過程中產(chǎn)生的氧來自于水設計實驗，光合作用過程中需要原料二氧化碳 設計實驗，探索光合作用過程中碳的循環(huán)途徑 ⑤ 光合作用在世紀之交的研究動向 （2）分組實驗：色素的提取和分離 6、課型：新授課 7、課時：2課時 二、教學方案與教學策略設計 依據(jù)教學設計的實施模式（見下圖），在明確了教學目標的前提下，設計光合作用一課的教 教學組織習實施

17、與管理 學方案。 1、教學內(nèi)容設計 在注重學科知識完備性、整體性、動態(tài)性、多維性、開放性的前提下，將其分成：（1）進行光合作用的結構和物質(zhì)基礎（葉綠體和葉綠體色素）；（2）光合作用具體過程及其連續(xù)性；（3）光合作用的實質(zhì)和意義；（4）與生產(chǎn)實際的聯(lián)系，引入研究史，探索性實驗設計。重構教學內(nèi)容，進一步體現(xiàn)系統(tǒng)性、層次性、生命性、邏輯性。 2、教學媒體的設計 光合作用一課教學媒體選擇計算機，設計一套人機交互型的CAI課件，力求直觀、動態(tài)地描述微觀世界中的生化反應，輔助學生完成“模擬實驗”，且每個知識點和能力目標落實的途徑（形成性測試等）均在桌面有一個按鈕，學生可以實時與計算機互換信息，使

18、學生主動參與性增強、興趣提高。 3、教學方法的設計 ① “探索性實驗”采用發(fā)現(xiàn)式教學法 提出問題一T引導探究、提出假設一T分析、論證、檢驗一T總結并教學最優(yōu)化遷移 ② “光合作用具體過程”采用自學與討論相結合的教學法 自學一T觀看CAI動畫演示一T伴CAI討論一T學生總結 ③ “光反應和暗反應的區(qū)別和聯(lián)系”采用CAI個別化教學法 4、認知模式設計 實驗/觀察（葉綠體、葉綠體色素）一TCAI演示光合作用過程一T理論（概念）一9實踐（在生產(chǎn)實際中的應用） 宏觀（葉）一9微觀（葉綠體、光合作用）一9宏觀（應用） 5、智能培訓設計分析溫室效應，臭氧層的形成，引導學生關注社會；動手實

19、驗，葉綠體色素的提取和分離；提出問題；設計實驗、預測結果、分析歸納……，綜合培養(yǎng)了觀察、實驗、思維等能力。 在此基礎上，設計課堂教學結構，完成教學流程圖的設計。 討論：①臭氧層是如何形成的 ②如何減緩溫室效應 設; 合' 計設驗證 乍討論場所②產(chǎn)物氧來自?于反應物水取和分 師生活動）②碳原子的的色移途 行光乍用演示學 生葉綠體 光譜 討論：影響因素、在生產(chǎn)實際中的措施 討論：光合作用連續(xù)過程簡圖， 總結光合乍用總反應式及實質(zhì) 教師引導：光合作用在世紀之交的研究動向 討論：光合作用對生物界、自然界等的意義 學生活動 說明: 討論光反應和暗反應的 和

20、區(qū)別 師生共同進行邏輯判斷 三、教學流程圖的設計 * 四、教學后記 1、“光合作用”教學設計體現(xiàn)了生物是一門以實驗為基礎的自然科學，強化“提出目標T提供可供選擇的實驗材料一T學生設計實驗一T實驗結果分析一T結論”的訓練：培養(yǎng)學生善于發(fā)現(xiàn)問題，并選擇合適的方法解決問題的技巧；注重相關學科間的知識聯(lián)系；親自體驗科學思維方式、態(tài)度；提高了學生的研究能力、創(chuàng)新能力。 2、教學設計中“學生自學一T學生觀察CAI演示的光合作用過程一T伴CAI學生分步討論具體過程一T伴CAI、學生對比光、暗反應的區(qū)別與聯(lián)系一T總結”，學生在認知過程中輔之以CAI宏觀地再現(xiàn)葉綠體的亞顯微結構，動靜結合地描述全過程，學生對知識掌握準確、記憶清晰、理解深刻、分析透徹。 3、整個教學過程實現(xiàn)了五個轉(zhuǎn)變： 教師角色的轉(zhuǎn)變：講授者一T指導者 學生地位的轉(zhuǎn)變：被動的接受者一T主動參與的學習主體 媒體作用的轉(zhuǎn)變：演示工具一T學生的認知工具 教學過程的轉(zhuǎn)變：設疑、分析、講授一T學生發(fā)現(xiàn)、探索、構建知識、培養(yǎng)能力 教學模式的轉(zhuǎn)變：教師講授式一T自主型與探究型的結合 這五大轉(zhuǎn)變努力讓學生參與概念和原理的建立過程、生物知識結構的構建過程及生物問題的解決過程，充分體現(xiàn)了過程性、主體性、發(fā)展性的教學思想。