高一生物教案：《能量之源──光与光合作用》教学设计。

一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，准备好一份优秀的教案往往是必不可少的。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，帮助教师更好的完成实现教学目标。那么，你知道教案要怎么写呢？下面的内容是小编为大家整理的高一生物教案：《能量之源──光与光合作用》教学设计，希望能对您有所帮助，请收藏。

高一生物教案：《能量之源──光与光合作用》教学设计

1．教学内容

《捕获光能的色素和结构》是人教版高中生物第一册《分子与细胞》第5章第4节《能量之源──光与光合作用》的第1节课教学内容，主要学习叶绿体的结构和色素的种类，掌握提取、分离色素的实验技巧，学习科学家探索光合作用原理的科学思维和科学方法。

2．学生分析

学生在初中生物已经学过光合作用的有关知识；在高中生物第一册第3章中又学习了叶绿体的显微结构及其功能，以及第4章的《细胞的能量“通货”──ATP》一节知道光合作用是合成ATP重要途径之一，至此，学生已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构和光合作用原理的知识基础和兴趣。

在实验操作方面，学生已经能进行研磨、过滤等操作，但纸层析法是首次进行，需老师仔细指导。

由于学生缺乏对基粒（类囊体）微观结构的直观认识，本节课又涉及到物理（光学）、化学知识，对于理解色素吸收色光，掌握有关化学试剂的使用方法与技巧，可能存在一定的难度。

3．设计思想

（1）以问题引发兴趣。整个教学过程要设置好问题，层层展开，层层递进，让新知识与旧知识融为一个整体，让学生在步步上升中攀登到知识的顶峰。

（2）以实验说明结论。生物学的教学就是实验的教学过程，实验的展示形式有学生分组实验、老师示范实验、动画和图片演示实验等，让实验现象说明问题，而不是直接让学生记住结论。

（3）科学探究的思想贯彻始终。用科学家的经典实验来学习科学的实验方法和思维，在学生分组实验中学习设计实验的基本原则，学会分析实验，改进实验，学会科学地评价自己。

4．教学方法

学生自主、探究、合作学习与师生共同探究相结合（含自学、实验、谈话、讨论、讲授等）。

5．教学目标

知识与技能

掌握绿叶中色素的提取和分离的方法及操作技巧。

概述绿叶中色素的种类和作用。

概述叶绿体的结构和功能。

过程与方法

通过实验（含设计）及相关科学方法的学习，培养学生基础的实验操作能力、初步的研究能力和运用相关学科知识解决生物学问题的能力。

通过恩格尔曼的水绵实验的学习，尝试运用科学家的科学思维和科学方法。

通过影响色素的环境因素的学习，加强理论联系实际的能力。

情感态度与价值观

通过恩格尔曼的水绵实验的学习及实验设计与实施，形成科学态度及创新、合作的科学精神。

借助叶绿体的结构与功能的联系分析，形成普遍联系的辨证唯物主义观点和结构与功能相统一的观点。

借助影响色素的环境因素的学习，形成生态学观点，从而学会理论联系实际。

借助实验的自我评价，形成生命科学的价值观，能正确认识自我，评价自我。

6．教学的重点和难点

绿叶中色素的提取和分离的操作技巧。

对实验进行自我评价，总结成功与失败之处。

绿叶中色素的种类和作用。

学习科学家的科学思维和科学方法和探索精神。

7．教学过程

教学内容

教学

环节

活动

时间

教学活动

设计意图

教师活动

学生活动

1．引入新课

1）提出问题：

自然界中的植物叶片多为绿色，是因为叶肉细胞中含有哪一结构呢？这一结构是不是有什么特殊结构或物质存在？

（答：细胞含有叶绿体）

2）示范实验：

光学显微镜观察金鱼藻叶肉细胞及细胞内的叶绿体。引发问题：“叶绿体为什么是绿色的？”

（答：叶绿体中有绿色的色素）

复习旧课，引入新课。

3 min

引导学生观察，提出问题。

示范实验，引导观察。

回忆旧知识，思考、回答问题。

直观认识到叶绿体是绿色的，思考、讨论问题。

通过桌面上的绿色叶片和显微镜下看到的叶肉细胞及叶绿体，结合已有知识，引发学生探究叶绿体中色素种类的兴趣。

2．新课学习

1）实验《绿叶中色素的提取和分离》的原理。

今天我们就来做一个实验，探究绿叶中含有几种色素和学习对色素进行提取和分离的方法。

问题：我们已经推测色素在叶绿体中，而叶绿体又在叶片中，那怎么把色素提取出来呢？（答：磨碎叶片，再过滤，色素在滤液中）

问题：怎么能保证色素一定存在于滤液中？（答：用能溶解色素的溶剂，也就是有机溶剂）

问题：常用的有机溶剂是什么？（答：无水乙醇）

其实，还有其他有机溶剂也可以，例如丙酮、石油醚、苯、汽油等都可以。我们今天是用无水乙醇。

问题：得到色素的滤液后，如何让各种色素分离开来呢？（答：因为色素在层析液中的溶解度不同，而且由于溶解度不同而导致随层析液在滤纸上扩散的速度 不同，这样，一段时间后，色素就会在滤纸上分离开来）

这就是实验的原理。今天我们用的材料是绿叶，大红花（朱槿）叶；药品有无水乙醇、层析液、还有二氧化硅和碳酸钙。后两种药品有什么作用呢？（答：二氧化硅可以加快研磨，而碳酸钙的作用是保护色素）

在研磨过程中，细胞的结构如何变化了？（答：破碎了）所以，液泡里面的有机酸也就出来了，而叶绿素在酸性环境下很容易被破坏，所以碳酸钙的作用是──（答：中和酸性），也就可以保护色素了。

新课教学──“实验原理和药品、材料等”

5 min

引导学生了解实验的原理及有关药品的作用。

检查预习情况。

思考、回答有关问题。

通过问答，学习实验原理、药品的作用，这样既可以检查学生预习的情况，也可以激发学生的兴趣。

2）实验步骤：

现在就来学习实验的步骤了。第一步，提取色素。刚才已经了解了提取的主要步骤是研磨和过滤。但还有什么细节需要注意的？提取主要分为这几步：碎叶，加入药品，研磨，过滤，得滤液。加入哪些药品？（学生回答）是不是加得越多越好？研磨的速度应该快还是慢？得到的滤液对着光观察是什么颜色？带着这些问题大家开始第一部分的实验吧!

（学生开始“色素的提取”实验，老师随堂指导）

实验讨论：色素提取液的颜色应该是绿色；研磨过程应该较快；药品应加得适量。

实验的第二阶段是分离色素，怎么分离呢？我们刚才学习了，应该是让色素随层析液在滤纸上进行扩散。所以我们应该在滤纸上划一条滤液细线，再放入层析液中进行层析分离。现在有一个问题希望大家能想办法解决，就是怎样在滤纸上划一条又细又直，色素含量又多的滤液细线？

（学生讨论）

现在提供给大家的用具有毛细吸管和盖玻片。想到办法了吗？（答：用毛细吸管吸取滤液，再划到滤纸上或是用盖玻片蘸取少量滤液，再印到滤纸上，划或印都要重复多次）

好，同一组两位同学相互比较一下，看哪一种方法效果更好。

划好滤液细线后，就可以将滤纸条放入层析管中，等待层析。有两点要特别注意的：一是试管口要塞好棉花，二是层析液的液面与滤液细线的关系如何？层析液的液面不能超过滤液细线。

好，现在我们就开始做色素的分离。

（学生进行实验，老师随堂指导）

好，在等待层析结果的过程中，我们来分析一下步骤中的某些要点，第一，为什么要塞好试管口的棉塞？（答：防止层析液挥发，层析液还有一定的毒性）

第二，为什么层析液的液面不能超过滤液细线？（答：如果超过，色素会溶解在层析液中，就不会在滤纸上扩散开来，实验就会失败。）

实验最后的结果并不是最重要的，重要的是大家在实验的过程中，是不是真的学到了应该学到的知识和应该得到锻炼的能力。现在大家把实验的评价表中有关实验过程的部分给自己做个比较中肯的评价。如果成功了，要知道自己成功在哪里才是真正的成功。如果失败了，只要知道了自己失败在哪里，也是成功。后面实验结果及进一步探究部分请大家课后完成。再收回，我也会给大家一个评价。

现在我们来看看大家的结果，滤纸条上出现了几种颜色的色带？排序如何？

（答：四种，从上到下依次为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色）

色带的宽窄如何？（答：蓝绿色的最宽，橙黄色的最窄）

排序体现什么？（答：色素扩散的速度）宽窄体现了什么？（答：色素的含量）

新课教学──实验“色素的提取和分离”

15 min

引导学生掌握实验的操作方法，提出问题，激发学生探究问题的兴趣。

指导学生进行实验。

对实验过程及结果进行评价。

对学生不熟悉的操作，仔细分析、强调要点，用同组比较的方法让学生在实践中得出结论。

指导学生进行实验。

对实验过程及结果进行评价。

引导学生进行正确的自我评价。强调评价应该是多方面的，体现多种能力的，而不仅仅是一个最标准的实验结果。

总结实验结果。

学习步骤，完成实验，思考问题。

进行实验。

对实验过程及结果进行自我评价。

学习步骤，思考问题。

进行实验。

对实验过程进行自我评价。正确地从知识的掌握、能力的锻炼、思维的练习等多方面评价自己。

随着老师的引导，观察结果，思考、回答问题。

先学后实践，学生独立完成实验的第一阶段，锻炼学生的动手操作能力。

学生对第二阶段的实验操作要点不熟悉，需要老师仔细指导。第二阶段实验重在学习层析的方法和正确的进行实验评价。

3）绿叶中色素的种类和作用

从刚才的实验结果我们可知，绿叶中的色素主要有四种，它们的名称分别应该是什么呢？（答：橙黄色的是胡萝卜素，黄色的为叶黄素，蓝绿色的为叶绿素a，黄绿色的为叶绿素b）由于结构上的相似性，它们可以被分为两大类，即胡萝卜素和叶黄素共归为类胡萝卜素，叶绿素a和叶绿素b共归为叶绿素。类胡萝卜素总体上呈黄色，叶绿素总体上呈绿色，使叶片呈现许多美丽的颜色。那为什么叶片多数为绿色的呢？（答：叶绿素的含量比类胡萝卜素多）

那为什么许多植物到了秋天叶子就变黄了？（答：秋天气温低，叶绿素不稳定，容易分解，这样黄色就呈现出来了。）

你知道还有哪些因素可能影响叶绿素的结构？

（提示：碳酸钙的作用──pH值，无机盐（Mg2+）的作用等）

枫叶为什么是红色的呢？

（枫叶的颜色不是由于叶绿体中的色素，而是由于液泡中的花青素的作用）

这些就是绿叶中的色素的种类，它们都能捕获光能，那么它们倒底吸收哪些颜色的光呢？我们给大家介绍一个实验。

介绍实验装置……

将色素的提取液放于光源与三棱镜之间，观察光屏上颜色的变化。为什么这样能够确定色素吸收哪些光呢？我们给大家介绍一下原理。

所有的可见光（答：即白光）通过三棱镜会发生什么变化？（答：形成七色光的一个连续光谱）如果我在各种色光前进的途中放入色素溶液，又假设色素能吸收黄色光，那么光屏上原来黄光的位置会发生什么变化？（答：没有光了，即表现为暗带）所以我们只需观察光屏上哪一位置出现暗带，即意味着什么？（答：意味着那种色光被吸收了）

现在我们回过头去看看实验情况。当把色素提取液放于光源与三棱镜之间，光屏上发生了什么现象？（答：红光区和蓝紫光区出现了暗带）说明什么？（答：叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光。）

如果想知道各种色素吸收色光的不同，可以用不同色素的溶液分别做这个实验就行了。

但这种方法只能大概测定色光，具体的吸收量就不能测定了。现在有更好的仪器可以用来测定，就是分光仪。它的原理与刚才的装置非常相似。介绍分光仪。

通过分光仪及相关仪器的检测，我们可以得到各种色素的吸收光谱。如：叶绿素a，从图中可以看出叶绿素a主要吸收的光是哪些光？（答：红光和蓝紫光）吸收最少的是？（答：绿光）与此类似，其他色素的吸收光谱是这样的，我们请同学来分别归纳一下各种色素吸收光的情况。（答：叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光）

这就是色素吸收光能的情况。

根据你刚刚学习的内容，判断一下，温室的顶棚用红色玻璃还是绿色玻璃好？

（答：红色玻璃好。因为太阳光或者说白光通过红色玻璃后只剩下红光，植物吸收红光能进行较强的光合作用；如果用绿色玻璃只剩下绿光，而植物吸收绿光很少，几乎得不到光能，不能正常进行光合作用）

新课学习──绿叶中色素的种类和作用（吸收光能）

13 min

归纳色素的种类及颜色。

分析色素与叶片颜色的关系以及影响叶绿素的环境因素。

展示实验：色素的吸收光谱的测定方法。

分析实验原理，介绍实验装置，如三棱镜、分光仪等。

分析色素吸收光能的吸收光谱，总结其差异性和相似性。

联系实际，引导学生运用知识。

回忆实验结果，归纳色素种类。

思考、回答问题。

思考、讨论、回答问题。

应用物理学科的知识，了解连续光谱和吸收光谱的知识。

思考、回答问题。

看吸收光谱图，归纳各色素吸收色光的差异性。

系实际，思考、讨论、运用知识。

从实验的结果，归纳色素的种类比较容易，通过联系生活中的常见实例，更好地掌握色素的性质以及与叶片的颜色关系。激发学习的兴趣。

色素的作用部分涉及一些物理的光学知识，需做一定的铺垫再讲述，学生较易接受。通过学习三棱镜的色散作用、分光仪的原理以及色素的吸收光谱，让学生学习看图、并能从实验现象得出推论的能力。

联系实际，增强学生学习知识的兴趣，更好地理解、运用知识。

4）叶绿体的结构和作用

色素存在于细胞中的哪一结构呢？（答：叶绿体，这是由萨克斯通过光学显微镜发现的）那么把叶绿体放到电子显微镜下又会观察到什么样的结构呢？

展示图片：叶绿体的亚显微结构

所谓亚显微结构就是指在电子显微镜下看到的结构。可以看到叶绿体大概分为四个部分，你能说出它们的名称吗？（答：1是内膜，2是外膜，3是基质，4是基粒）对。哪里是绿色的呢？（答：基粒）基粒又是怎样的结构呢？（展示图片：基粒的结构）可以看到基粒是由一个个小圆饼堆叠而成。每一个小圆饼其实是一个囊状结构，我们称之为类囊体。基粒是绿色是因为类囊体是绿色的，类囊体是绿色又是由于什么物质的存在呢？（答：色素就存在于类囊体的膜上）现在我们学到的叶绿体比前面在第三章学的更微观。

正是由于叶绿体中含有色素，所以叶绿体能够吸收光能。那么叶绿体就只能吸收光能了吗？有没有其他功能呢？

有很多科学家也对此产生了疑问，并且通过自己的思考、实验得出一些结论。我们来学习一下他们的成果。

资料一，恩格尔曼的水绵实验。展示水绵结构图，介绍其叶绿体。恩格尔曼设计了一个非常巧妙的实验。大家阅读一下资料一，思考两个问题，一是从实验中可以得出什么结论？二是这个实验的巧妙之处在哪里？

学生阅读教材，思考并回答问题，老师评价、总结。结论：氧气是由叶绿体产生的，叶绿体是进行光合作用的场所。巧妙之处有：一是实验材料选择好。水绵有带状的叶绿体，方便观察；用好氧细菌标记氧气产生较多的部位。二是实验条件控制好。放在没有空气的黑暗环境中，排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果，等等。

我们知道，一项科学研究的成功，离不开一定的技术手段，但在科技水平有限时，如果有科学、巧妙的方法，也能达到同样的效果。

恩格尔曼的成功当然也离不开前人的经验，在下一节课我们会和大家一起来学习光合作用探索的历史。这节课后大家可以先预习一下这一部分，着重学习科学家是如何设计实验，如何得出恰当的结论的。

还有第二个资料，叶绿体的基质和基粒上都含有进行光合作用必需的酶。说明什么？（答：叶绿体是进行光合作用的场所）

现在我们来总结一下，叶绿体有哪些功能？（答：吸收光能，进行光合作用）具有这些功能的结构基础是什么？（叶绿体的基粒的类囊体的膜上有色素，基粒和基质中都含有光合作用所必需的酶）叶绿体有什么适于分布酶和色素的结构？（答：基粒及其类囊体形成巨大的膜结构，为色素和酶的分布提供了附着位点）

新课学习──叶绿体的结构和作用

7 min

引导学生复习叶绿体的显微结构。

用图片展示叶绿体的亚显微结构，重点是类囊体。

用两个资料学习叶绿体具有进行光合作用这一功能。重点介绍水绵实验，引导学生思考、讨论、学习水绵实验设计的巧妙之处。学习科学家的科学思维和科学方法。

布置预习作业，激发学生科学探究的意愿。

总结叶绿体的功能，及其相应的结构基础。

复习旧知识，回答问题。

学习叶绿体的亚显微结构。

阅读资料一，思考、讨论、回答有关问题。

学习科学家科学的思维和科学的方法。

跟随老师总结。

从旧知识“叶绿体的显微结构”到学习新知识“叶绿体的亚显微结构”，遵循学习知识的规律，能够较易掌握。

从资料分析叶绿体的其他功能，有实验现象作支持，较易接受。

通过让学生阅读学习资料，培养学生阅读资料、从资料中获取信息的能力。

从经典实验的介绍，学习实验设计的科学性、巧妙性。

5）小结和练习

2 min

引导学生完成小结和练习

进行小结。完成练习。

巩固知识，建构知识网络。

相关知识

高一生物复习要点：能量之源——光与光合作用

高一生物复习要点：能量之源——光与光合作用

一、应牢记知识点
1、追根溯源,绝大多数活细胞所需能量的最终源头是太阳光能.
2、将光能转换成细胞能利用的化学能的是光合作用.
3、叶绿体中的色素及吸收光谱
⑴、叶绿素(含量约占3/4)
①、叶绿素a——蓝绿色——主要吸收蓝紫光和红光
②、叶绿素b——黄绿色——主要吸收蓝紫光和红光
⑵、类胡萝卜素(含量约占1/4)
①、胡萝卜素——橙黄色——主要吸收蓝紫光
②、叶黄素——黄色——主要吸收蓝紫光
4、叶绿体中色素的提取和分离
⑴、提取方法：丙酮做溶剂.
⑵、碳酸钙的作用：防止研磨过程中破坏色素.
⑶、二氧化硅作用：使研磨更充分.
⑷、分离方法：纸层析法
⑸、层析液：20份石油醚：2份酒精：1份丙酮混合
⑹、层析结果：从上到下——胡黄ab
⑺、滤液细线要求：细、均匀、直
⑻、层析要求：层析液不能没及滤液细线.
5、叶绿体中光和色素的分布——叶绿体类囊体薄膜上
6、光合作用场所——叶绿体
叶绿体是光合作用的场所;
叶绿体基粒类囊体膜上,分布着与光化作用有关的色素和酶.
7、光合作用概念：
是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物,并且释放出氧气的过程.
8、光合作用反应式：
光能
CO2+H2O——→(CH2O)+O2
叶绿体
光能
6CO2+12H2O——→C6H12O6+6H2O+6O2
叶绿体
9、1771年,英国科学家普利斯特利(J.Priestly,1773—1804)实验证实：植物能更新空气.
10、荷兰科学家英格豪斯(J.Ingen–housz)发现：只有在阳光照射下,只有绿叶才能更新空气.
11、1785年明确了：绿叶在光下吸收二氧化碳,释放氧气.
12、1845年,各国科学家梅耶(R.Mayer)指出：植物进行光合作用时,把光能转换成化学能储存起来.
13、1864年,德国科学家萨克斯(J.von.Sachs,1832——1897)实验证明：光合作用产生淀粉.
⑴、饥饿处理——将绿叶置于暗处数小时,耗尽其营养.
⑵、遮光处理——绿叶一半遮光,一半不遮光.
⑶、光照数小时——将绿叶放在光下,使之能进行光合作用.
⑷、碘蒸汽处理——遮光的一半无颜色变化,暴光的一侧边蓝绿色.
14、1939年,美国科学家鲁宾(S.Ruben)卡门(M.Kamen)同位素标记法实验证明：光合作用释放的

氧气来自水.
⑴、同位素标记法三要点：
①、用途：指用放射性同位素追踪物质的运行和变化规律.
②、方法：放射性同位素能发出射线,可以用仪器检测到.
③、特点：放射性同位素标记的化合物化学性质不改变,不影响细胞的代谢.
⑵、用18O标记H2O和CO2,得到H218O和C18O2.
⑶、将植物分成两组,一组提供H218O,另一组提供C18O2.
⑷、在其他条件都相同的情况下,分别检测植物释放的O2.
⑸、结果,只有提供H218O时,植物释放出18O2.
15、卡尔文循环——卡尔文(M.Calvin,1911——)实验
⑴、用14C标记CO2得14CO2
⑵、向小球藻提供14CO2,追踪光和作用过程中C的运动途径.
14CO2—→14C3—→14C6H12O6
⑶、结论：
16、光合作用过程
⑴、光合作用包括：光反应、暗反应两个阶段.
⑵、光反应：
①、特点：指光合作用第一阶段,必须有光才能进行.
②、主要反应：色素分子吸收光能;分解水,产生[H]和氧气;生成ATP.
③、场所：叶绿体基粒囊状膜上.
④、能量变化：光能转变成ATP中活跃化学能.
⑶、暗反应
①、特点：指光合作用第二阶段,有光无光都能进行.
②、主要反应：固定二氧化碳生成三碳化合物;[H]做还原剂,ATP提供能量,
还原三碳化合物,生成有机物和水.
③、场所：叶绿体基质中.
④、能量变化：活跃化学能转变成有机物中稳定化学能.
⑷、过程图(P-103图5-15)
二、应会知识点
1、光合作用中色素的吸收峰(P-99图5-10)
2、叶绿体结构(P-99图5-11)
⑴、具有内外双层膜.
⑵、具有基粒——由类囊体色素.
⑶、二氧化硅作用：使研磨更充分.
3、化能合成作用
⑴、概念：指利用环境中某些无机物氧化时释放的能量,将二氧化碳和水制造成储存能量的有机物的合成作用.
⑵、典型生物：硝化细菌、铁细菌、瘤细菌等.
⑶、硝化细菌：原核生物,能利用环境中氨(NH3)氧化生成亚硝酸(HNO2)或硝酸(HNO3)释放的化学能,将二氧化碳和水合成为糖类.
⑷、能进行化能合成作用的生物也是自养生物

能量之源——光与光合作用

作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，教师要准备好教案，这是教师工作中的一部分。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收，帮助教师缓解教学的压力，提高教学质量。你知道如何去写好一份优秀的教案呢？下面是小编为大家整理的“能量之源——光与光合作用”，欢迎阅读，希望您能阅读并收藏。

第4节能量之源——光与光合作用（3课时）

一、教学目标：

：

说出绿叶中色素的种类和作用（了解）

说出叶绿体的结构和功能（了解）

说明光合作用以及它的认识过程（理解）

研究影响光合作用强度的因素

：

通过了解光合作用的探索过程，认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和用于实践的科学精神与态度。

：

进行有关的探究和实验，学会提取、分离绿叶中的色素，在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中，运用语言表达的能力以及分享信息的能力。

二、教学重难点：

重点：

绿叶中色素的种类和作用；光合作用的发现和研究历史；光合作用的光反映、暗反应过程以及相互关系；影响光合作用强度的环境因素。

难点：

光反映和暗反应的过程；探究影响光合作用强度的环境因素。

三、教学用具：

实验材料；ppt课件

四、课前准备：

五、教学过程

教学内容

教师活动

学生活动

（一）引入

光合作用对自然界的意义：生成氧气，进而紧接形成地球的臭氧层；直接或间接为其他生物提供能源；促进碳的循环。（二）光合色素

实验：探究光合色素的的种类

讲述光合色素的种类、吸收光谱（三）叶绿体的结构

通过图片和问题的引导，讲述叶绿体的结构及其适应光合作用的特点。

对恩格尔曼的两个实验进行讨论，并进行表达交流

（四）光合作用的探究历程

利用学生初中学过的关于光合作用的反应式，利用填空的方式，展示光合作用的定义。

引导学生对几个主要的探索历程资料进行阅读，并找出相关阶段的研究成果或观点。特别讲述用同位素追踪氧元素走向和碳元素走向的实验（五）光合作用的过程

光反应：以光合色素捕获的光能的用处入手，并辅以板话，能量的是水脱氢，并放出氧气和产生[H];并且使ADP生成ATP。强调了光反应需要的条件是光、光合色素、酶。

暗反应：目的是二氧化碳获得H，被还原成为葡萄糖。二氧化碳与C5化合物结合（二氧化碳的固定），成城2分子C3；一部分C3获得了[H]被还原为葡萄糖；一部分C3形成C5继续参与循环。

归纳光合作用的本质：把利用光能，产生[H]，把二氧化碳还原为葡萄糖，并把光能储存在更加稳定的糖类中。

以表格的形式再次巩固光合作用两个阶段的各种变化。以及两个阶段之间的关系。教学活动

教师活动

学生活动

（六）影响光合作用强度的因素以及呼吸作用与光合作用的关系

设计情景，引导学生了解二氧化碳浓度、光照强度、温度对植物光合作用强度的影响。利用哈密瓜之类的例子，分析呼吸作用和光合作用的关系。（七）化能作用

自养生物；异氧呼吸的概念，并且通过例子来讲述叶绿体的苦恼。

新人教版高一生物必修1知识点：能量之源-光与光合作用

新人教版高一生物必修1知识点：能量之源-光与光合作用

本节包括绿叶中色素的种类和作用、叶绿体的结构和功能、光合作用以及对它的认识过程、探究影响光合作用强度的环境因素、光合作用原理的应用、化能合成作用六个知识点。叶绿体中色素的种类和作用，需要掌握绿叶中色素的提取和分离实验的原理、用到的材料、操作步骤和实验结果，并注意提取的时候用提取液，分离的时候用的是层析液，叫纸层析法，并明确实验的一些注意事项。明确叶绿体增大膜面积的方式。需要掌握光合作用探索历程中的几个重要实验，如萨克斯的实验——光合作用的产物除氧气外还有淀粉、恩格尔曼的实验——叶绿体是进行光合作用的场所、鲁宾和卡门的实验——光合作用产物中的氧气来自参与反应的水、卡尔文循环等。光合作用的过程是本节的核心内容，需要详细掌握。根据条件不同分为光反应阶段和暗反应阶段，光反应阶段有光才能进行，暗反应阶段不需要光，光反应为暗反应提供能量和还原剂——ATP、[H]，暗反应为光反应提供——ADP和Pi，所以，二者相互影响，正常情况下，不能分别持续进行。

影响光合作用的环境因素通常考查光照强度、二氧化碳浓度、温度、矿质元素等等对光合作用速率的影响。光照是光合作用的基本条件，直接影响作物的光合作用效率，不同的作物对光照的强弱需求不同，不同颜色的光对农作物的光合作用效率有一定的影响;在一定浓度范围内，光合作用强度随CO2浓度的增加而加强，达到一定浓度后，光合作用强度不再随CO2浓度的改变而改变;必需矿质元素的供应对光合作用的影响，缺乏氮时，植株矮小，叶片发黄，影响光合作用，过多时，易倒伏;缺乏磷时，蛋白质合成受阻，抗性降低;钾影响糖类的合成和运输，促进蛋白质的合成，是各种酶的辅助因子等等。

化能合成作用是另外一种自养型生物的代谢类型，如硝化细菌，称为化能自养型。能进行光合作用的生物称为光能自养型。简单掌握就可以。

本节是高中生物代谢部分的重中之重，在平时测试和高考中都具有较大的出题比例，出题的类型灵活，形式多变，知识的考查方面也比较多。再就是考查光合作用的时候肯定离不开呼吸作用的考查，因为能进行光合作用的生物肯定要进行呼吸作用。高考中对影响光合作用的因素的考查或对光合作用速率的研究通常出综合性简答题。

色素的提取和分类的实验注意提取和分离是两个步骤，方法和原理不同，用的试剂也是不一样的，提取的时候用的是提取液，提取液是有机溶剂，是纯净物，如无水乙醇或丙酮等，而分离的时候用的是层析液，是混合物，必须准确区分。为什么用有机溶剂提取色素呢，因为色素不溶于水，但溶于有机溶剂。再就是准确把握光反应和暗反应的过程，来分析不同条件下或改变条件时ATP、[H]、三碳化合物、五碳化合物等的含量的变化。

《能量之源-----光与光合作用》教学设计

《能量之源-----光与光合作用》教学设计

一、教学设计思路：

光合作用的过程是光合作用这一节内容的重点，也《是细胞的能量供应和利用》这一章的重点，本节为第二课时内容，是在学生学习色素分布与功能、叶绿体的结构后开展的。该知识点的系统性很强，但也很抽象，鉴于本节内容的以上特点，本节课采用了以下教学思路以强化重点、突破难点。

课堂设计采用“四步十二法”教学模式。

首先利用多媒体引导学生观看植物生长视频，然后提出问题让学生独立解决，激发学生兴趣，引出本节课题。课前小组活动学习光合作用的探究历程，通过课堂展示、汇报，梳理知识点，学生提出质疑，最后教师加以总结并指出不足。光合作用的过程是重难点，通过精心设置问题，引导学生独立思考理解光合作用过程中的重点知识。再利用多媒体动画演示光合作用的过程（包括分步演示和连续演示两种形式），这样既能让学生掌握每一步反应的实质，又让学生在大脑中形成关于光合作用完整的过程。最后，由学生结合动画讲解光合作用的过程，通过其他同学提出质疑的方式，再次加深学生的理解，并引导学生总结出光反应与暗反应的关系。利用多媒体展示光反应与暗反应比较的表格，让学生课下讨论完成，作为拓展练习，这样又能进一步加深对两个过程关系的理解。最后利用课堂讨论和练习，深化学生对光合作用过程的理解。

二、教学目标：

1、知识目标

（1）说明光合作用以及对它的认识过程

（2）理解光合作用的反应式和概念

（3）掌握光合作用的过程、图解和实质

2、能力目标

（1）让学生带着问题观察多媒体课件中的动画和图片，培养学生的观察力

（2）通过分析光反应和暗反应过程，培养学生分析问题和总结规律的能力

3、情感态度与价值目标

（1）在教学中，通过学习人类对光合作用的探究历程，了解物理学和化学的研究进展对生物学的发展和推进作用

（2）通过对光合作用原理的认识，紧密联系生产和生活中的现象让学生分析和解释

三、教学内容分析：

“光合作用”是新课标必修1《分子与细胞》第五章第四节的内容。本节介绍了捕获光能的色素和结构及光合作用的原理和应用，它与前面所学的叶绿体的结构和功能、主动运输、细胞的能量通货——ATP及呼吸作用等内容有着密切的联系，也为今后学习其它生命活动及规律奠定基础。

1、教学重点：

（1）光合作用的发现及研究历史

通过课前让学生收集资料，教学中由小组代表向同学们汇报，教师加以总结，肯定学生的成绩，同时指出不足，让学生在融洽的气氛中增长见识

(2)光合作用的生理过程

通过讲述、思考、多媒体Flash动态图，连环图解和课堂练习，反复强化来突出重点。

2、教学难点：

（1）光反应和暗反应的场所与条件、物质与能量转换的关系

（2）光反应和暗反应的区别和联系

（1）引导学生思考、理解光合作用过程图，学习写分步反应式，强调场所和条件，物质与能量的变化总是同时发生，才能表达其完整性和科学性

（2）通过列表比较光反应和暗反应，启发学生归纳总结二者在物质和能量上的联系

四、学情分析：

光合作用的内容学生在初中阶段已有初步的了解，但对光合作用中的物质和能量的变化过程，发生的部位和条件需要学生从亚显微的结构去认识和理解。借助多媒体（Flash）等手段，学生可以直观的理解此过程，并引导学生对光反应和暗反应两个过程的区别和联系进行比较分析，归纳总结，提高学生分析总结能力。

五、教学策略设计：

1、教学策略

（1）安排学生收集光合作用的探索历程的相关资料，向同学们展示自己的成果

（2）教师借助Flash多媒体课件帮助学生理解光合作用的光反应和暗反应过程

（3）引导学生尝试通过比较分析，总结出光反应和暗反应的区别和联系

2、学法指导

（1）指导学生收集相关的资料，培养学生对信息的分析和处理的能力

（2）鼓励学生大胆发言，允许发表个人的见解和观点，培养学生发散性思维和提高表达能力，教师及时发现问题，纠正和弥补出现的差错和漏洞。

六、教学过程：

新课引入：

多媒体播放植物生长视频，学生谈观后感。提出问题“植物具有旺盛的生命力，生长的动力何在？”引出本节课题。

新课内容：

展示本节聚焦：

1、了解光合作用的探究历程2、理解光合作用的过程

（一）自主学习

1、光合作用的探究历程

小组展示成果，学生代表讲解光合作用的探究历程，学生质疑，教师总结。

（1）1771年英国科学家普利斯特利（植物可以更新空气）

（2）1779年荷兰科学家英格豪斯实验（植物只有在光下才可以更新空气）

（3）1785年明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳

（4）1845年德国科学家梅耶（光能转化成化学能）

（5）1864年德国科学家萨克斯（光合作用的产物除了氧气外还有淀粉）

（6）1880年美国科学家恩格尔曼水绵和好氧细菌的实验（光合作用的场所是叶绿体）

（7）1939年美国科学家鲁宾和卡门同位素标记法实验（氧气来自水）

（8）20世纪40年代卡尔文探索实验（C在光合作用中的循环途径）

引导学生体会探究历程，感受科学家不断探索，刻苦钻研的精神。

2、光合作用的概念

通过书写光合作用总反应式，强调光合作用的原料、条件、场所、产物，引导学生总结光合作用的实质。

光合作用实现了能量转化和物质转化：将光能转化为化学能；将无机物转化为有机物。

提出疑问，光合作用如何实现物质和能量的转化？引出本节课学习重点，光合作用的过程。

（二）引领探究

1、再次展示鲁宾和卡门的探究实验，讲解同位素标记法的原理和过程，渗透设计实验的单一变量原则和对照原则。

（1）实验目的：探究氧的来源

（2）方法：同位素标记法

（3）示踪元素：18O

（4）过程：

C18O2+H2O→(CH2O)+O2

CO2+H218O→(CH2O)+18O2

（5）结论：

光合作用释放的氧全部来自于水

2、提出问题，层层质疑，培养学生的综合分析能力，突破难点

探究一：水在常温常压下很稳定，为什么在光合作用中会分解，分解条件是什么？反应在哪儿进行？

学生小组讨论，让学生自学教材回答，教师引导总结。

光能作为推动力，在酶的催化作用下，水在叶绿体的类囊体薄膜上被分解（强调原因：吸收光能的色素分布在类囊体的薄膜上）。另一部分光能用于ATP的合成。

教师板书水的光解、的作用、ATP的形成过程及进行场所，引出光反应。

结合光合作用总反应式，指出光反应只有水参与，引导学生总结二氧化碳与有机物的形成有关，从而引出新问题。

探究二：如何将二氧化碳转化为含碳有机物，能量从何而来？

CO2…→…(CH2O)

小组讨论，让学生自学教材，学生发言、质疑，教师引导，师生共同总结。

教师板书二氧化碳的固定，三碳化合物的还原及反应场所，分析反应与光的关系，引出暗反应。

3、多媒体动画演示光合作用全过程

学生带着问题边看边思考

（1）充足光照下，无二氧化碳，光反应能否进行？

（2）暗处，暗反应能否进行？

引导学生总结光反应和暗反应的关系，加深对光合作用过程的总体认识。

4、课外拓展

小组讨论形式，分析光反应和暗反应的区别（建议表格形式展示）

5、由学生结合动画讲解光合作用的过程，通过其他同学提出质疑的方式，再次加深学生的理解。

（三）训练检测

巩固提高，知识迁移

（四）总结升华

教师总结光合作用全过程，建立知识的整体性。