能量之源__光與光合作用

1、能量之源光與光合作用一、教材分析能量之源光與光合作用 是人教版必修一 “分子與細(xì)胞” 模塊第五章第四節(jié)的內(nèi) 容。這節(jié)內(nèi)容包括兩部分： 第一部分為捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)， 第二部分是光合作用的原理 和應(yīng)用。 與舊教材相比， 本節(jié)內(nèi)容大體上保持了舊教材的難易水準(zhǔn)和編排順序， 僅在以下三 個方面作了調(diào)整：一是對光合作用的探究歷程實行了擴(kuò)充，增加了英格豪斯、梅耶、卡爾文 等科學(xué)家的實驗， 將光合作用的發(fā)現(xiàn)過程闡述的更加完整。 二是新增了環(huán)境因素對光合作用 強(qiáng)度影響的探究實驗， 這個探究實驗的設(shè)計和操作均有一定的難度， 教材為此提供了相關(guān)的 提示和參考案例。 三是葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能、 化能合成作用這兩部分

2、內(nèi)容在舊教材中沒有被 編排在 光合作用 這個節(jié)中， 現(xiàn)為了內(nèi)容的完整性和更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，將這兩部分 內(nèi)容移至本節(jié)中。本節(jié)內(nèi)容不但和初中教材中相關(guān)光合作用的基礎(chǔ)知識密切相關(guān)，而且在高中教材中也 起著承上啟下的作用： 一方面通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)， 能夠進(jìn)一步理解在第三章中為什么把葉 綠體比作“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站” ，另一方面本節(jié)內(nèi)容也為必修 3 中生態(tài)系統(tǒng)的 物質(zhì)循環(huán)和能量流動、選修 3 中生態(tài)工程等內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。二、教學(xué)目標(biāo) 依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生實際情況，將本節(jié)課的三維目標(biāo)確定為：（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）說明光合作用以及對它的理解

3、過程。（4）嘗試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。（5）說出光合作用原理的應(yīng)用。（6）簡述化能合成作用。2水平方面（1）學(xué)會提取、分離綠葉色素的方法（2）通過探究實驗，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗的水平、分析和解決問題的水平以及培養(yǎng)語言 表達(dá)水平。3情感態(tài)度與價值觀（1）通過學(xué)習(xí)科學(xué)家對光合作用原理的探究歷程，使學(xué)生認(rèn)同科學(xué)原理的創(chuàng)立是科學(xué) 家在持續(xù)的觀察、實驗、探索和爭論中建立起來的；認(rèn)同科學(xué)家不但要繼承前人 的科研成果，還要具有質(zhì)疑、創(chuàng)新和勇于實踐的科學(xué)精神與態(tài)度。（2）通過對葉綠體結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，協(xié)助學(xué)生樹立結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一的生物學(xué)觀點(diǎn)（3）通過學(xué)習(xí)光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，使學(xué)生增強(qiáng)STS 的意識

4、。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 1教學(xué)重點(diǎn)（1）綠葉中色素的種類和作用。（2）光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史。（3）光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)過程及相互關(guān)系。（4）影響光合作用的環(huán)境因素。2教學(xué)難點(diǎn)（1）光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程。（2）探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。四、教學(xué)設(shè)計思路要完成教學(xué)的三維目標(biāo)，教學(xué)設(shè)計的思路是化繁為簡，緊扣課標(biāo)，面向全體，注重水平的培養(yǎng)。1、教學(xué)設(shè)計的要點(diǎn)（1）光合作用的過程一直是教學(xué)上的難點(diǎn)，因為光合作用是發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的極其微觀的一系列化學(xué)反應(yīng)，學(xué)生無法直接感知， 為了突破此難點(diǎn)， 我擬采用多媒體演示光反應(yīng)和暗反 應(yīng)的動態(tài)過程，通過簡明的圖解，把復(fù)雜、微觀的化學(xué)變化形象化，使學(xué)生的形象

5、思維和抽 象思維相結(jié)合，形成深刻的表象。另外，組織學(xué)生實行學(xué)習(xí)活動時，應(yīng)鼓勵學(xué)生相互討論， 取長補(bǔ)短，充分利用學(xué)生的智慧。最后，引導(dǎo)學(xué)生列表比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)，通過類比，增 強(qiáng)記憶。這樣設(shè)計，即落實了知識目標(biāo)，又培養(yǎng)了學(xué)生觀察、分析和歸納的水平。（2） “環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度影響”的探究實驗也是教學(xué)中的一個難點(diǎn)。該實驗是一個開放性實驗，探究的問題和實驗設(shè)計的思路能夠有多種選擇，學(xué)生思維上容易出現(xiàn)混亂。為此，能夠先和學(xué)生一起分析教材上的實驗原理和參考案例，然后發(fā)給學(xué)生探究實驗記錄表，通過表格引導(dǎo)學(xué)生一步步完成探究，從實驗中掌握科學(xué)探究的方法。（3） “葉綠體中色素的提取與分離” 實驗屬于引導(dǎo)探

6、究式實驗，即教師提供探究框架， 學(xué) 生參與探究，但是因為學(xué)生很容易從教材中看到葉綠體中有幾種色素及其顏色，所以僅以此 作為實驗的探究點(diǎn)， 容易使探究實驗流于形式， 實驗的本質(zhì)不自覺中成了驗證性實驗。 故在 此實驗中，能夠增加了幾個探究點(diǎn)， 如有無比菠菜更適合的實驗材料？為何濾紙條的一端要剪去兩角？為何層析液不能觸及濾液細(xì)線等等，這樣既能引起學(xué)生的探究興趣，又有利于學(xué)生對實驗中的一些操作步驟知其所以然。（4）“光合作用的探究歷程” 是生物科學(xué)史的內(nèi)容， 生物教學(xué)史是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的生 動教材。因為課堂上時間、條件等因素的限制，學(xué)生無法實行全程探究活動，所以我設(shè)計由教師表現(xiàn)科學(xué)家探究的過程， 讓

7、學(xué)生推導(dǎo)出各個探究實驗的結(jié)論，并引導(dǎo)學(xué)生對實驗中的一些問題實行思考，再穿插一些科學(xué)家的曲折和艱辛，這種部分探究的思想實驗既能讓學(xué)生明確光合作用的探究歷程，也很好的落實了情感態(tài)度和價值觀的教育。2、教學(xué)設(shè)計的策略本節(jié)內(nèi)容安排3課時，擬將“捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)”安排一課時； “光合作用的探究 歷程和光合作用的過程”安排一課時；“光合作用原理的應(yīng)用和化能合成作用” 安排一課時, 具體設(shè)計的策略如下：教學(xué)內(nèi)容基本策略導(dǎo)入新課利用白化苗的圖片創(chuàng)設(shè)問題情境，弓1入本節(jié)第一部分。光合色素的種類引導(dǎo)學(xué)生完成綠葉中色素的提取和分離的實驗，得出結(jié)論。光合色素的作用利用屏幕顯示4種色素分別放在陽光和三棱鏡之間得到的

8、4張光譜圖，并結(jié)合教材上的圖5-10,得出結(jié)論。葉綠體的功能介紹恩格爾曼的實驗，得出實驗結(jié)論并分析實驗方法的巧妙處。葉綠體的結(jié)構(gòu)通過觀察葉綠體的立體結(jié)構(gòu)示意圖，理解葉綠體的基本結(jié)構(gòu)以及與其 功能相適合的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。光合作用的探究歷程以教材中表現(xiàn)的重要事件作為線索，通過表格形式引領(lǐng)學(xué)生沿著科學(xué) 家的發(fā)現(xiàn)思路作一次思想探究。光合作用過程通過多媒體展示光合作用的過程，引導(dǎo)學(xué)生觀察、討論、歸納、比較。光合作用原理的應(yīng)學(xué)生匯報調(diào)查收集的關(guān)于“提升農(nóng)作物光合作用強(qiáng)度措施”的資料，用并選擇其中一種因素完成“環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度影響”的探究實 驗。化能合成作用弓1導(dǎo)學(xué)生自學(xué)教材，總結(jié)出化能合成作用的概念，并與

9、光合作用比較。五、教學(xué)實施的程序教學(xué) 進(jìn)程教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生活動教學(xué)意圖導(dǎo) 入 新 課屏幕上出示白化苗圖片并提問：1. 為什么白化苗很快就會死亡？2. 為什么沒有色素，植物就不能實行光合作 用？學(xué)生根據(jù)已知知 識和經(jīng)驗作出回 答從實例分析入 手，創(chuàng)設(shè)問題情 境，引入新課光 合 色 素 的 種 類綠葉中的色素究竟有哪些種類？它們分別又 是什么顏色？以及各種色素在綠葉中的含量 是否相冋呢？帶著這些問題我們一起來做綠葉中色素的提取和分離實驗。1. 教師講解實驗原理，指導(dǎo)實驗程序。2. 增加探究點(diǎn)：a. 你們所帶的材料中， 有無比菠菜更適合 的實驗材料？b. 為何濾紙條的一端要剪去兩角？C.為何層析

10、液不能觸及濾液細(xì)線？3學(xué)生實驗遇到問題時，給予必要引導(dǎo)。學(xué)生分組實行探 究實驗，分析實驗 結(jié)果，得出結(jié)論。包括綠葉中色素 的種類、顏色、含 量多少，最佳的實 驗材料、濾紙條剪 去兩角的原因，層 析液不能沒及濾 液細(xì)線的原因等。使學(xué)生學(xué)會提 取、分離綠葉中 色素的方法，培 養(yǎng)學(xué)生的探究意 識和科學(xué)素養(yǎng)。光 合 色 素 的 作 用1. 屏幕上出示圖片：將4種色素分別放在陽 光和三棱鏡之間，要求學(xué)生從連續(xù)光譜中 觀察明顯變暗的區(qū)域，并分析原因。2. 指導(dǎo)閱讀教材上圖5-10 :葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜。仔細(xì)觀察分析屏 幕上的四張圖，對 4種色素主要吸 收的光初步得出 結(jié)論。再通過閱讀 教材上的圖

11、進(jìn)一 步證實。指導(dǎo)學(xué)生讀圖， 嘗試從圖形中獲 取信息，培養(yǎng)學(xué) 生的圖文轉(zhuǎn)換水 平。過渡這些光合色素分布在細(xì)胞的什么部位？直到1865年，德國植物學(xué)家薩克斯發(fā)現(xiàn)葉綠素集 中在一個個更小的結(jié)構(gòu)中，稱為葉綠體。那么 葉綠體有什么功能呢？傾聽，準(zhǔn)備學(xué)習(xí)葉 綠體的功能。承上啟下，引入 下一部份內(nèi)容。葉綠體的功能引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材上的材料分析：恩格爾曼的實驗。思考：1. 恩格爾曼的實驗的結(jié)論是什么？2. 恩格爾曼的實驗方法有什么巧妙之處？根據(jù)恩格爾曼的 實驗思路，思考回 答問題。充分利用教材中 的資料，引導(dǎo)學(xué) 生分析資料得出 結(jié)論。葉綠 體的 結(jié)構(gòu)屏幕上出示葉綠體的立體結(jié)構(gòu)示意圖，引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考：1.

12、葉綠體有哪些結(jié)構(gòu)組成？2. 葉綠體有哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是與其功能相適 合？（第一教時結(jié)束）觀察葉綠體的立 體結(jié)構(gòu)示意圖，思 考結(jié)構(gòu)和功能之 間的關(guān)系。協(xié)助學(xué)生掌握葉 綠體的基本結(jié) 構(gòu)，樹立結(jié)構(gòu)和 功能相統(tǒng)一的生 物學(xué)觀點(diǎn)。引入葉綠體是實行光合作用的場所，那么，什么是學(xué)生根據(jù)初中所從學(xué)生已有的知第二教時光合作用？光合作用的過程是如何被人們一 步步揭示出來的呢？學(xué)的知識及教材 上的黑體字能回 答出第一問。識入手，設(shè)疑激 趣，引入新內(nèi)容。光合 作用 的探 究歷 程屏幕上顯示表格(見附表 1)，表格中表現(xiàn)了 科學(xué)家實行探究實驗的過程，要求學(xué)生推導(dǎo)出 各個實驗的結(jié)論并思考實驗中相關(guān)問題。分析并體會實驗 過程，

13、思考其相對 應(yīng)的結(jié)論及實驗 中的相關(guān)問題。創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué) 生重走科學(xué)家探 究之路，體驗科 學(xué)豕的科學(xué)態(tài)度 和探索精神。光合作 用 的 過 程1 演示類囊體上光反應(yīng)的動態(tài)變化過程，引導(dǎo)學(xué)生觀察，并組織小組討論：a. 光反應(yīng)的場所在何處？b. 光反應(yīng)的條件是什么？C.色素吸收的光能有哪兩個方面的用途？d. 光反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化是怎樣？ 試用反應(yīng)式寫出物質(zhì)變化。e. 光反應(yīng)中產(chǎn)生的H和ATP到哪里去了？2. 演示葉綠體基質(zhì)中暗反應(yīng)的動態(tài)變化過程， 引導(dǎo)學(xué)生觀察，并組織小組討論：a. 暗反應(yīng)的場所在何處？b. 暗反應(yīng)的條件是什么？是否一疋不能有光？C.C02發(fā)生了哪些變化？d.暗反應(yīng)中物質(zhì)變化和

14、能量變化是怎樣？ 試用反應(yīng)式寫出物質(zhì)變化。3. 引導(dǎo)學(xué)生列表比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū) 別和聯(lián)系。4. 引導(dǎo)學(xué)生寫出光合作用的總反應(yīng)式。(第二教時結(jié)束)學(xué)生通過觀察回 答問題，書寫光、 暗反應(yīng)的反應(yīng)式 時相互討論，并相 互找出不完善之 處。學(xué)生討論后列出 表格。(見附表2)通過簡明的圖 解，增加學(xué)生的 感性理解，有利 于學(xué)生掌握光合 作用的過程，同 時培養(yǎng)學(xué)生的觀 察水平和分析歸 納水平。培養(yǎng)了學(xué)生歸納 和類比的水平。引入第三教時掌握了光合作用的過程，在生產(chǎn)實踐中有什么 應(yīng)用呢？準(zhǔn)備學(xué)習(xí)光合作 用原理的應(yīng)用提出問題，激發(fā) 學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣光 合 作 用 的 原 理 的 應(yīng) 用1 請學(xué)生匯報上節(jié)課布置

15、的“調(diào)查和收集提 升農(nóng)作物光合作用強(qiáng)度的具體措施”。2 選擇其中的一種因素，通過實驗來探究它 對光合作用的影響。(1) 分析教材上的實驗原理。(2) 分析教材上的參考案例。(3) 分發(fā)給學(xué)生探究實驗的記錄表(見附表3)引導(dǎo)學(xué)生實行科學(xué)探究。(4) 探究過程中遇到問題時，給予必要的指導(dǎo)。學(xué)生展示調(diào)查和 收集的材料，包括 適當(dāng)提升光照強(qiáng) 度，適當(dāng)提升C02 的濃度，適當(dāng)提升 溫度等。學(xué)生分組實行探 究實驗，并填寫探 九頭驗記錄表，取 后實行表達(dá)交流。培養(yǎng)學(xué)生收集資 料和整理資料的 水平。教會學(xué)生科學(xué)探 究的方法，培養(yǎng) 學(xué)生設(shè)計實驗的 水平、分析和解 決問題的水平及 表達(dá)交流的水 平。過渡自然界中，

16、除了植物能把無機(jī)物合成有機(jī)物學(xué)生依據(jù)教材回引入化能合成作夕卜，還有其他生物也能夠把無機(jī)物合成有機(jī)物 嗎？答。用?；芎铣勺饔媒M織學(xué)生閱讀教材P105化能合成作用的知識，思考：1 硝化細(xì)菌的化能合成作用是怎么樣的？2. 硝化細(xì)菌為什么和植物一樣，也屬于自養(yǎng) 生物？3. 化能合成作用和光合作用的主要區(qū)別在哪？學(xué)生閱讀教材并 思考回答問題。培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué) 水平，使學(xué)生對 化能合成作用有 較為清晰的理 解。小結(jié) 及反 饋矯 正引導(dǎo)學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容實行總結(jié)，評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。（第三教時結(jié)束）總結(jié)本節(jié)所學(xué)知 識，完成練習(xí)。鞏固本節(jié)課的學(xué) 習(xí)成果。六、教學(xué)反思1充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段是教學(xué)改革的趨勢，但若

17、所有內(nèi)容都通過多媒體來表現(xiàn)，教 學(xué)容量太大，且學(xué)生基本不能做筆記， 不利于學(xué)生復(fù)習(xí)，若能將板書與多媒體有效結(jié)合, 讓學(xué)生邊聽邊記筆記，效果會更好。2探究實驗中，教師指導(dǎo)的“度”的把握非常關(guān)鍵，教師指導(dǎo)得過多，將限制學(xué)生的自主 建構(gòu)活動，而指導(dǎo)不到位，又無法把學(xué)生引到探究活動中去，所以教師的指導(dǎo)不但要即 時，而且適度。附表1年代科學(xué)家實驗過程結(jié)論思考1771年英國普利斯 特利密閉的玻璃鐘罩內(nèi)，同時放 有點(diǎn)燃的蠟燭和活小鼠，一 段時間后，蠟燭不滅，小鼠 不死為什么普利斯 特利的實驗有時成功 有時失?。?779年荷蘭的英 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 中做英格豪斯當(dāng)時是否清楚植物更新了空氣中的那種成分？1785年發(fā)現(xiàn)空氣的組成1845年德R.Mayer（略）1864年德薩克斯暗處理后的葉片一半遮光， 半曝光，后經(jīng)碘烝氣處 理，曝光一半