光合作用說課(精)

1、光合作用說課教案 一 、教材地位和作用 光合作用這一課題是在高中生物第三章第三節(jié)。這部分內(nèi)容不僅是第三章的重點內(nèi)容， 也是整本書的重點內(nèi)容之一。 關(guān)于光合作用的知識， 學(xué)生通過初中生物課的學(xué)習(xí)， 已經(jīng)有了 相當(dāng)?shù)幕A(chǔ)。通過學(xué)習(xí)， 使學(xué)生全面認(rèn)識光合作用的過程，實質(zhì)和意義，為以后學(xué)習(xí)呼吸作 用奠定基礎(chǔ)。 二、教學(xué)目標(biāo) 1 1使學(xué)生了解葉綠體的結(jié)構(gòu)以及其中的光合色素，理解其中的色素與光合作用的關(guān)系；理 解光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)的基本過程和相互關(guān)系； 理解光合作用的生理意義以及在生物 界中和對人類生產(chǎn)生活的意義。 2 2讓學(xué)生初步學(xué)會提取、分離葉綠體中色素的方法和技能；通過引導(dǎo)學(xué)生分析光反應(yīng)和暗

2、反應(yīng)的過程，概括物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生分析概括的能力。 3 3通過光合作用的意義的教學(xué)，使學(xué)生在理解綠色植物在維持環(huán)境穩(wěn)定中的作用，理解光 合作用產(chǎn)物對人的生活和生產(chǎn)的意義。 在此基礎(chǔ)上， 增強學(xué)生關(guān)心愛護綠色植物， 關(guān)心發(fā)展 農(nóng)業(yè)的意識從而對學(xué)生進(jìn)行生命科學(xué)價值觀的教育。 重點、難點分析 1 1葉綠體的結(jié)構(gòu)特點以及其中的光合色素的種類和作用， 是本課題教學(xué)的重點之一。 因為： （1 1）葉綠體是光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)， 且這種結(jié)構(gòu)和成分與其光合作用具有一定的適應(yīng)關(guān)系。 學(xué)生清楚地知道這些結(jié)構(gòu)和成分，才能順利地理解光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)發(fā)生的場所。 （2 2）在第一章細(xì)胞部分，學(xué)生接觸了

3、葉綠體色素種類的知識，另外學(xué)生在生活中也經(jīng)?？?到或聽到過有關(guān)葉綠素和胡蘿卜素的知識，但沒有提取和實際看到過各種葉綠體中的色素。 因此學(xué)生對親自從葉片中提取和分離葉綠體色素具有濃厚的興趣和渴望。 做好葉綠體中色素 的提取和分離實驗， 不但可使學(xué)生學(xué)會有關(guān)方法， 還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣， 加深 對有關(guān)知識的認(rèn)識。 2.2.光合作用的過程的內(nèi)容，是教學(xué)的又一重點。因為： （1 1）光合作用過程是本課題的核心內(nèi)容。學(xué)生只有認(rèn)識了光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過 程，才能理解從光能、 ATP ATP 分子中活躍的化學(xué)能到糖類等有機物分子中的穩(wěn)定的化學(xué)能這一 能量轉(zhuǎn)移過程， 掌握光合作用的能量和物質(zhì)

4、變化的本質(zhì)。 使學(xué)生對光合作用的認(rèn)識水平， 在 初中的基礎(chǔ)上前進(jìn)一步。 （2 2）學(xué)生只有知道光合過程的各個環(huán)節(jié)，才能理解內(nèi)外因素對光合作用的影響，才能進(jìn)一 步研究如何提高光合效率的途徑，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的技術(shù)。 因此，學(xué)習(xí)光合作用的過程， 是深 入聯(lián)系生產(chǎn)實際的理論基礎(chǔ)。 3 3光合作用的意義，也是教學(xué)的重點。因為： （1 1） 通過光合作用的意義的教學(xué)，可使學(xué)生理解，當(dāng)今世界面臨的糧食、化石能源、環(huán)境 污染等重大問題的解決與研究光合作用的關(guān)系。 （2 2） 從生物界看，光合作用是最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。光合作用制造的有機物，不 僅供綠色植物本身利用， 也是地球上絕大多數(shù)生物體中有機物的來源

5、， 是生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn) 者。這些，是學(xué)生學(xué)習(xí)呼吸作用、生態(tài)系統(tǒng)等內(nèi)容的基礎(chǔ)。 4.4.光合作用中的物質(zhì)和能量變化，是教學(xué)的難點。因為，學(xué)生對有關(guān)的物理和化學(xué)知識木熟 悉，特別是有機化學(xué)知識， 高二第一學(xué)期多數(shù)學(xué)校本學(xué)習(xí)到。 對光合作用中的光能到電能、 電能到不穩(wěn)定的化學(xué)能、 從不穩(wěn)定的化學(xué)能到穩(wěn)定的化學(xué)能的轉(zhuǎn)變的必要性的理解， 對暗反 應(yīng)中的二氧化碳的固定、三碳酸的還原等的必要性的理解都有一定的難度。 四、教材處理 根據(jù)教材的重難點、 學(xué)生的實際情況以及多媒體課件傳遞信息量有的特點， 這部分內(nèi)容 我安排 2 2 個課時。第一課時學(xué)習(xí)光合作用的發(fā)現(xiàn)和實驗； 第二課時學(xué)習(xí)光合作用的過程和意 義，這

6、里主要說明第一課時的教學(xué)方法和教學(xué)過程。 五、教學(xué)方法和手段 利用多媒體課件，創(chuàng)設(shè)形象生動的教學(xué)氛圍，同時應(yīng)用講述法、談話法、比較法、指導(dǎo)讀書 法等， 引導(dǎo)學(xué)生思考一系列問題，使他們積極主動參與到教學(xué)中， 在獲取知識的同時， 培養(yǎng) 學(xué)生觀察、比較和總結(jié)的能力。在獲取知識的同時，培養(yǎng)學(xué)生觀察、比較和總結(jié)的能力。 六、具體的教學(xué)過程 教學(xué)過程設(shè)計 一、本課題的參考課時為二課時。 二、第一課時： 2.2.關(guān)于教學(xué)過程的說明： （1 1）本節(jié)教學(xué)課題的引入，可有多種不同的形式。一種是通過綠色植物的水分和礦質(zhì)代謝 引到有機物和能量代謝。 如，綠色植物在生活中， 除了要從環(huán)境中吸收水分和二氧化碳，以 及礦

7、質(zhì)元素離子等無機營養(yǎng)外，還需要有機物，如糖類、脂類、蛋白質(zhì)等。這些有機物是從 哪里得到的呢？怎樣制造的？由此引出課題。 接著介紹能說明光合作用的場所是葉綠體的有 關(guān)實驗， 引入對葉綠體的分析， 如德國科學(xué)家恩吉爾曼用水綿進(jìn)行光合作用的實驗。 也可以 從光合作用的意義或光合作用的發(fā)現(xiàn)過程， 引入本課題和光合作用的場所的研究。 提出： 為 什么光合作用能在葉綠體中進(jìn)行？這與葉綠體內(nèi)特有的成分和結(jié)構(gòu)有關(guān)。 引入本節(jié)課的學(xué)習(xí) 內(nèi)容。 （2 2）通過提問，復(fù)習(xí)葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)，用板圖或掛圖顯示出葉綠體的外膜、內(nèi)膜、基 質(zhì)、基質(zhì)片層和基粒等結(jié)構(gòu)及成分。 附圖不僅可以強化學(xué)生對葉綠體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識， 也可使學(xué)

8、 生直觀地認(rèn)識色素和酶的存在部位。 在此， 教師應(yīng)特別指出， 光合作用所以能在葉綠體中進(jìn) 行，一是由于其中含有催化光合作用的酶系， 這些酶分布在葉綠體的基質(zhì)中和片層的薄膜上； 二是在基料片層的薄膜上，有吸收轉(zhuǎn)化光能的色素。由此引出色素的提取和分離實驗。 （3 3）關(guān)于葉綠體中色素的提取和分離的學(xué)生實驗： 本節(jié)課內(nèi)容多時間緊， 課前要做好實驗準(zhǔn)備?？砂讶~片稱好后， 分發(fā)給學(xué)生，免去學(xué)生稱 量的過程。 在學(xué)生進(jìn)行色素提取實驗前， 教師應(yīng)對實驗原理給予簡要說明。 如，根據(jù)葉綠體中的色素， 在有機溶劑（乙醇、丙酮等）中溶解的特性，用丙酮可將色素從葉片中提取出來；葉綠素在 酸性條件下， 其中的鎂可被氫離

9、子取代， 使葉綠素成為褐色的去鎂葉綠素。 在研缽內(nèi)加入少 許的碳酸鈣，可中和細(xì)胞液中的有機酸。 提醒學(xué)生，整個提取的操作過程，速度要快。減少丙酮的揮發(fā)，減輕對教室環(huán)境的污染。 為減少丙酮的污染和節(jié)省時間， 可簡化該實驗。 如，教師在實驗前， 選取新鮮綠色的葉片 （菠 菜葉、菜豆葉等） ，烘干后磨成粉末狀，分別裝入小試管中（約占試管的五分之一） ，然后分 發(fā)給學(xué)生。實驗開始，學(xué)生直接量取丙酮，倒入小試管中（約至試管的五分之三） 。輕輕振 蕩后，過濾即得葉綠體色素濾液。對研磨葉片的過程簡單介紹即可。 關(guān)于色素的分離。 為節(jié)省時間，教師在實驗前，把濾紙條制備好。 對操作過程不必過多解釋， 先讓學(xué)生按

10、教材要求進(jìn)行操作。 但要提醒學(xué)生在劃濾液線時， 多 重復(fù)幾次（5 56 6 次），所劃的細(xì)線，應(yīng)呈深綠色。待學(xué)生按教材要求完成實驗操作后，在等 待層析結(jié)果的過程中， 教師與學(xué)生討論實驗原理和操作要求。 關(guān)于層析原理， 應(yīng)使學(xué)生清楚： 不同的色素， 在層析液中的溶解度不同以及在濾紙上的吸附力木同， 故在濾紙上的運動快慢 不同， 使不同色素分離開。層析法是分離混合物的常用方法之一。 關(guān)于操作要求， 可提出以 下問題討論： 濾液細(xì)線為什么細(xì)一些、 齊一些好？為什么不要讓層析液設(shè)及濾紙上的濾液細(xì) 線？ 結(jié)果觀察。在學(xué)生觀察的基礎(chǔ)上，總結(jié)共板書（如圖） 。在此，教師應(yīng)指出，在通常情況 下，葉綠素的含量是

11、類胡蘿卜素的 4 4 倍，因此，在春夏季節(jié)我們所見到的葉子通常是綠色。 關(guān)于色素吸收光譜特點。 教師可演示葉綠體的色素吸收光譜的現(xiàn)象。 方法是： 用紅、橙黃、 綠、藍(lán)紫色的薄膜，分別遮住同一光源。把盛有葉綠體的色素提取液的試管，分別放在紅、 橙黃、綠、藍(lán)紫色光前， 讓學(xué)生觀察這些光透過色素提取液的情況。 可明顯地看到， 紅和藍(lán) 紫色光透過的較少 （暗） ，橙黃和綠色光透過的較多（亮） 。引導(dǎo)學(xué)生分析這些現(xiàn)象，得出葉 綠體中的色素， 主要吸收紅光和藍(lán)紫光。 在此基礎(chǔ)上，教師再介紹，人們用更加精密的儀器 測定得知，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光。并板書（如圖 2 2 9 9）

12、。 （ 4 4）在分析葉綠體中色素的種類和吸收光譜的特性后，回過頭再進(jìn)一步分析，葉綠體 的成分和結(jié)構(gòu)特點與光合作用的關(guān)系。如，葉綠體內(nèi)的片層薄膜， 垛疊成基粒，每個基粒由 1010100100 個片層結(jié)構(gòu)組成，可增大葉綠體內(nèi)的膜表面，擴大色素的附著面，有利于提高光能 的利用效率； 又如， 與光合作用有關(guān)的各種酶集中分布于葉綠體中， 有利于光合反應(yīng)高效地 進(jìn)行等。使學(xué)生理解生物的結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的特點。 三、第二課時： 2 2關(guān)于教學(xué)過程的說明： （1 1） 開始可以提問復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容。如，為什么在葉綠體中能發(fā)生光合作用？（引導(dǎo)學(xué) 生回答出： 葉綠體中分布有光合作用有關(guān)的酶、 色素種類） 這些

13、酶和色素分布在葉綠體的什 么部位？（使學(xué)生回答出：酶分布在片層薄膜上和基質(zhì)中、色素分布在基粒片層薄膜上。 ） （2 2） 在復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上，提問學(xué)生光合作用的反應(yīng)式（如果學(xué)生不能完整答出，教師要給予 提示），并板書。接著指出，該反應(yīng)式概括了光合作用的條件、原料和產(chǎn)物。在葉綠體中， 是怎樣利用二氧化碳和水合成有機物的？引出光合作用的過程。 （3 3） 關(guān)于光反應(yīng)的過程， 可以教師講解為主。 邊講解邊板圖 （如圖 2 2 1 0 1 0 ） 。說清以下幾點： 光合作用是從葉綠體色素吸收光能啟動的。色素吸收光能傳遞給部分葉綠素 a a,葉綠素 a a 接受一定量的光能后，迅速射出一個高能電子（光能轉(zhuǎn)變

14、為電能） ，此時該葉綠素分子被激 發(fā)，出現(xiàn)電子虧缺，并形成強烈的奪得電子的能力，導(dǎo)致水分子分解成 0202 和 H+H+，使該色 素分子得到電子。 射出的高能電子，經(jīng)過一系列的傳遞，最終與 H+ H+ 起被某種受體接受（可如圖 2 2- 1010 表 示人在傳遞過程中， 釋放能量并把 ADPADP 和 PiPi 轉(zhuǎn)變成 ATPATP。這樣就把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲存 在 ATP ATP 中。從葉綠體的色素吸收光能開始到此,依賴于光能的推動,因此,把上述反應(yīng)稱 為光反應(yīng)。 概括光反應(yīng)。把水分解為 0202、: H H;把光能轉(zhuǎn)變成活躍的化學(xué)能貯存在 ATPATP 中。光反應(yīng) 在葉綠體內(nèi)基粒片層的薄膜

15、上進(jìn)行。 （板書） 如果有時間, 教師可介紹有關(guān)證明光合作用釋放的氧來自水的實驗。 如, 美國科學(xué)家魯賓 和卡門用氧的同位素 180180， 標(biāo)記 H2OH2O 和 CO2CO2， 使它們分別成為 H H。180180 和 C18O C18O 2 2,然后向 一組植物提供 H2180 H2180 和 C C 0202;向另一組植物提供 H H 對和 C180 C180 2 2 。在相同的條件下,植物 進(jìn)行光合作用,并對其產(chǎn)生的氧氣進(jìn)行分析。發(fā)現(xiàn)前者釋放的氧氣中的氧全是 “0202,后者釋 放的氧氣中的氧都是 0202。證明,光合作用釋放的氧全是來自水。 接著教師指出，光反應(yīng)產(chǎn)生的】H H 和

16、ATPATP 是非?；钴S的，在葉綠體中不能大量積累，它們 具有很強的還原能力,推動光合作用的下一步的進(jìn)行。由此,引出暗反應(yīng)。 （4 4） 關(guān)于暗反應(yīng)的過程,可以從 C02 C02 的利用入手,逐步分析其固定、還原、五碳化合物的 再生以及光合產(chǎn)物形成過程。 如果學(xué)生條件較好, 可以通過介紹卡爾文的實驗, 討論暗反應(yīng) 的過程。在討論中注意講解以下幾點： 邊講邊板圖（如圖），和光反應(yīng)過程的圖解聯(lián)系成整體圖，幫助學(xué)生直觀地理解這一 過程。 C02C02 的固定是在酶的作用下，將葉片吸收的或自身呼吸釋放的一分子 C02C02,首先和五碳 化合物（二磷酸核酮糖）結(jié)合，再分解為兩分子的三碳化物（磷酸甘油酸）

17、 ，這樣氣體 CO2CO2 被固定。 還原過程，是三碳化合物在 ATPATP 供能和加氫的情況下，變成三碳糖的過程。在此過程中， 原屬 C02 C02 中的 C C 進(jìn)入糖的分子中，并把活躍的、不穩(wěn)定的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能貯存 在糖分子中 兩個三碳糖經(jīng)過一系列的復(fù)雜的變化， 一部分再形成五碳化合物補充原消耗的五碳化 合物，一部分最終形成葡萄糖等有機物。 概括暗反應(yīng)。 在此反應(yīng)指出： 暗反應(yīng)是在葉綠體的基質(zhì)中， 需要多種酶催化進(jìn)行的； 在光 反應(yīng)產(chǎn)生的 H H 和 ATP ATP 的推動下，把 C02 C02 原成有機物并把活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué) 能貯存在有機物中。把概括的內(nèi)容，簡捷地

18、板書出來。 （5 5） 在暗反應(yīng)過程學(xué)習(xí)后， 以討論的形式， 分析光合作用過程中的光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系。 在此， 教師可利用已有的板圖， 討論出： 沒有二氧化碳的固定形成的三碳酸，光反應(yīng)的產(chǎn)物 HH和ATPATP 就會積累，使光反應(yīng)很快停止；沒有光反應(yīng)提供 HH和 ATPATP，三碳酸就不能還原 成三碳糖， 就木會有五碳化合物的木斷再生以及最終有機物的合成。 五碳化合物迅速減少和 三碳酸的積累， 必然導(dǎo)致二氧化碳固定的停止。即沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無法持續(xù)地進(jìn)行。所 以，光反應(yīng)和暗反應(yīng)是光合作用全過程的兩個階段，它們是相互依存的。 （6 6） 對比完兩個反應(yīng)后，要引導(dǎo)學(xué)生概括光合作用的全過程的物質(zhì)和能量變化，對照反應(yīng) 式，指出原料和產(chǎn)物之間的來龍去脈， 由學(xué)生配平光合作用的總反應(yīng)式。 指出光合作用的物 質(zhì)和能量變化的本質(zhì)，也由此引出光合作用的意義。 （7 7） 關(guān)于光合作用的意義的教學(xué)，可以討論的形式，概括出以下幾點： 光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。 通過討論植物、 動物等其它生物體 中的有機物及其中的化學(xué)能， 歸根結(jié)底是光合作用制造的。 在生態(tài)系統(tǒng)中， 通過食物鏈和食 物網(wǎng)，逐級進(jìn)入各種生物體中。因此，綠色植物是生態(tài)系統(tǒng)中的產(chǎn)生者。 光合作用制造的有機物， 是人類食品、 醫(yī)藥以及需要農(nóng)產(chǎn)品為原料的工業(yè)品中的有機物和 能量來源。人類普遍使用