分子與細(xì)胞第5章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用《光與光合作用》教學(xué)設(shè)計高中生物嘉祥王春穎

1、能量之源光與光合作用教學(xué)設(shè)計課題、章節(jié)：人教版高中生物必修一第5章第4節(jié) 第二課時課型：新課教師：成都七中嘉祥外國語學(xué)校 生物組 王春穎教材分析本節(jié)教材內(nèi)容在第3章第二節(jié)細(xì)胞器-系統(tǒng)內(nèi)的分工合作及第五章第4節(jié)第一課時中捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)中已經(jīng)介紹了葉綠體的結(jié)構(gòu)，本節(jié)內(nèi)容通過繼續(xù)介紹植物通過葉綠體進(jìn)行光合作用的條件、原料、產(chǎn)物等發(fā)現(xiàn)歷程，構(gòu)建了光合作用的概念。本節(jié)課的主要內(nèi)容是光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程和光合作用的過程。光合作用發(fā)現(xiàn)歷程體現(xiàn)了科學(xué)理論的認(rèn)識過程和方法，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究的好素材。本節(jié)課光合作用過程略有難度，可以鍛煉學(xué)生思維能力。二、學(xué)情分析學(xué)生對植物由種子長成大樹這一自然界普

2、遍存在的現(xiàn)象并不陌生，對生物實驗中應(yīng)遵循的原則和注意事項已有所了解。但是學(xué)生對植物光合作用的原料、產(chǎn)物、場所、條件是如何確定的還不清楚，對實驗的嚴(yán)謹(jǐn)性分析還沒有系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。三、教學(xué)目標(biāo)1.通過構(gòu)建光合作用的概念，進(jìn)一步理解植物生命活動中結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。2.通過回顧和梳理光合作用發(fā)現(xiàn)歷程，學(xué)習(xí)這一科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實、尊重事實和證據(jù)的科學(xué)態(tài)度。3.通過重做薩克斯經(jīng)典實驗、分析普利斯特利、恩格爾曼、魯賓和卡門的經(jīng)典實驗，提高學(xué)生實驗設(shè)計和實驗分析能力。4、通過梳理光合作用過程，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力。四、教學(xué)重點1.光合作用發(fā)現(xiàn)歷程 經(jīng)典實驗分析2.構(gòu)建光合作用概念3.總結(jié)光合作用過程五

3、、教學(xué)難點1.重做薩克斯經(jīng)典實驗，并嘗試設(shè)計實驗探究O2中氧元素的來源。2.構(gòu)建光合作用概念，完成光合作用反應(yīng)式。3.完成光合作用過程，畫出流程圖。六、如何突破重難點生物科學(xué)史教學(xué)策略：光合作用的發(fā)現(xiàn)史中不僅包含生物實驗的知識和方法，還蘊含著科學(xué)思維以及發(fā)現(xiàn)科學(xué)理論的的過程。教師充分利用這里面的教學(xué)資源，通過重做經(jīng)典實驗、分析設(shè)計實驗、審視經(jīng)典實驗等活動，讓學(xué)科核心素養(yǎng)落地，從而達(dá)到提升學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。教學(xué)過程（一）引入 【視頻】 植物如何從一粒種子長成參天大樹？（二）光合作用的探究歷程1.亞里士多德的假說：植物生活在土壤中，增重來自于土壤。問題一：植物增重來自于土壤嗎？2. 比利時海

4、爾蒙特實驗Q1.實驗結(jié)論是什么？Q2.這個結(jié)論嚴(yán)密嗎？他忽略了環(huán)境中的什么？問題二：空氣在植物生長中有什么作用？3.英普利斯特利實驗Q1.本實驗的自變量和因變量是什么？Q2.實驗結(jié)論是什么？有人重復(fù)了普利斯特利的實驗，卻得到相反的結(jié)論，認(rèn)為植物跟動物一樣能使空氣變污濁。問題三：為什么有人認(rèn)為植物也能使空氣變污濁？4.荷蘭英格豪斯實驗結(jié)論：普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功，植物體只有綠葉才能更新空氣。資料：1785年，人們發(fā)現(xiàn)空氣組成，明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收的是二氧化碳。問題四：光能去哪里了？5.德國梅耶問題五：這種化學(xué)能儲存在什么物質(zhì)中？6.德國薩克斯實驗Q1.為什么讓同

5、一葉片一半曝光，另一半遮光？Q2.實驗的自變量是什么?因變量是什么?Q3.為什么把植物放置在暗處幾個小時?為什么葉片要用酒精隔水煮沸？Q4.這個實驗還可以得出什么結(jié)論？問題六：光合作用的場所究竟在哪里呢？7.美國恩格爾曼Q1.實驗材料有什么特點/優(yōu)點？水綿很明顯的特點是：綠體呈螺旋帶狀排列在細(xì)胞里。 好氧細(xì)菌：準(zhǔn)確判斷釋放O2的部位【呈現(xiàn)實驗現(xiàn)象演示】Q2.把裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中的原因？Q3.為什么用極細(xì)光束照射水綿？為什么又將臨時裝片暴露在光照下？【光合作用探究歷程小結(jié)】（三）光合作用的概念Q1.光合作用的原料、產(chǎn)物、場所和條件是什么？試陳述光合作用概念，寫出化學(xué)反應(yīng)式?！拘〗M活動】

6、簡述實驗思路：探究O2中的氧元素來自CO2還是H2O8.美魯賓、卡門實驗實驗方法：同位素標(biāo)記法9.美卡爾文實驗Q1.從人類對光合作用的探索歷程來看，生物學(xué)的發(fā)展和物理學(xué)化學(xué)有什么聯(lián)系？與技術(shù)手段的進(jìn)步有什么關(guān)系？請舉例說明。（四）光合作用的過程【閱讀思考】教材P103-104通過書上圖5-15一步一步來引導(dǎo)學(xué)生【光反應(yīng)階段】Q1：光反應(yīng)在哪里進(jìn)行？Q2：利用到了哪種原料？Q3：水在光反應(yīng)階段發(fā)生了怎樣的變化？Q4：色素吸收的光能除了使水分解以外，還發(fā)生了什么變化？Q5：剛才的一系列變化都需要什么參與？過渡：我們把發(fā)生在葉綠體類囊體薄膜上的這一化學(xué)變化稱為光反應(yīng)。那么，同學(xué)們能不能歸納一下，整個

7、光反應(yīng)階段物質(zhì)和能量是怎樣轉(zhuǎn)變的？從物質(zhì)變化的角度來看，一是把水分解成了O2和具有強(qiáng)還原性的H，二是把ADP和Pi合成了ATP；從能量變化的角度來看，把光能轉(zhuǎn)化成了ATP中活躍的化學(xué)能。過渡Q:光反應(yīng)一共產(chǎn)生了三種產(chǎn)物，還原性很強(qiáng)的H和儲存有活躍化學(xué)能的ATP又到哪里去了呢？下面我們就繼續(xù)看看暗反應(yīng)是怎樣進(jìn)行的?！景捣磻?yīng)階段】Q1：暗反應(yīng)在哪里發(fā)生？Q2：利用了哪種原料？Q3：在暗反應(yīng)過程中，二氧化碳發(fā)生了怎樣的變化？Q5：經(jīng)二氧化碳固定所產(chǎn)生的C3又發(fā)生了什么變化呢？Q6:這一系列變化需不需要光？Q7：那是不是一定要在黑暗中進(jìn)行呢？總結(jié)暗反應(yīng)概念，請同學(xué)來歸納一下整個暗反應(yīng)階段物質(zhì)和能量進(jìn)行了怎樣的轉(zhuǎn)變？從物質(zhì)變化的角度來看，二氧化碳經(jīng)過“固定”和“還原”兩個過程，最終被還原成（CH2O）和C5；從能量轉(zhuǎn)變的角度來看，ATP中活躍的化學(xué)能變成了穩(wěn)定的化學(xué)能儲存在糖類等有機(jī)物中?！揪毩?xí)】1、判斷正誤（1）光合作用的光反應(yīng)階段在白天進(jìn)行，暗反應(yīng)階段在晚上進(jìn)行。（2）暗反應(yīng)在黑暗條件下無法持續(xù)進(jìn)行。（3）活細(xì)胞始終進(jìn)行細(xì)胞呼吸。2、將植物栽培在光照、溫度、CO2濃度都適宜的