5.4.2光合作用的原理和应用 教学设计 2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1

第五章第四节 能量之源---光与光合作用 二 光合作用的原理和应用 一、教材分析： 光合作用的原理和应用是人教版《生物.必修１.分子与细胞》第五章第四节的第二部分内容，通过第一课时捕获光能的色素和结构的学习，为光合作用的学习打下基础。本节课的学习同时也是后面生态系统的能量流动学习的基础，因此本节课具有承上启下的作用。光合作用的光反应和暗反应过程是本小节的重点和难点，要让学生重点掌握这两个过程中物质变化和能量变化以及发生的部位和条件，并从物质和能量转变的高度去认识光合作用的意义。 二、 学情分析： 学生在初中学习过光合作用概念，高一学生已具备与光合作用有关的生活经验，在本节课之前也学习了酶、ATP、呼吸作用、叶绿体的结构与功能等背景知识，为本节教学的开展做好了知识与能力储备。光合作用的原理较为抽象、复杂，因此应该主要采用直观教学法。 三、教学目标： 1. 知识目标 ①了解光合作用探究历程，建构光合作用概念。 ②写出光合作用的总反应式，掌握光反应与暗反应的区别由于联系。 ③通过理解光合作用过程的物质和能量变化，初步形成物质和能量观。能够从结构与功能相适应的角度理解光合作用发生的场所和过程。 2. 能力目标 ①在学习、整理、自主建构光合作用过程中，学习分析与处理信息并获取其中核心内容的方法。 ②能用图表的形式总结概括出光反应和暗反应的区别与联系，从比较和鉴别中潜移默化的获得知识。 3. 情感态度与价值观 ①举例说明细胞呼吸、光合作用等科学知识与生活和生产紧密联系，关注原理的广泛应用，认同科学技术的重要价值。 ②认识到光合作用的重要性，确立关爱自然、热爱生命、爱护环境的责任意识，承担社会责任。 ③通过光合作用的探索历程的学习，领悟科学研究的思想和精神，认同科学是在实验和争论中前进的。既能汲取不同的学术见解，又持有批判性思维、创新性见解，促进科学的发展。 四、教学重点、难点： 1. 教学重点 光合作用过程及物质和能量变化。 2. 教学难点 光反应和暗反应的过程。 五、教学方法 直观教学法、讲授法、讨论法 六、教学过程 （一）复习上节课知识点，引入新课。 上节课我们学习了叶绿体的结构，叶绿体中的类囊体薄膜上的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和叶黄素四种色素能够吸收、捕获、转化光能，现在老师有几个问题，请同学们在本节课的学习过程中思考和寻找答案。叶绿体捕获色素后，光合作用怎样进行？光合作用过程是怎样，有什么意义？ （二）新课学习，探究光合作用的发现历程。 1．教师提问。窗户外面的树都是从小小的一粒种子发育而来，正如我们自己身高和体重在不断的增长，请同学们思考大树粗壮的枝干和繁茂的树叶都是从土壤中得来的吗？ 2. 多媒体展示海尔蒙特柳树实验，得出大树成长摄取的成分并非都来自土壤，而是来自水。 3. 过渡。提问大树的成长需要水分外还需要什么？与植物周围的空气有关吗，与光照有关吗？ 4. 展示普利斯特利小白鼠和植物的玻璃罩实验，得出结论植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气。 5. 展示英格豪斯实验，英格豪斯实验说明普利斯特利实验只有在光照射下才能成功，植物只有光照下绿叶才能更新空气。 6．过渡。空气中的成分很复杂，植物更新了空气中的什么成分呢？展示资料，说明直至1785年才明确绿叶在光下吸收CO2,放出O2。 7. 提问实验中的生成物和反应物是什么？根据上述实验可以得出反应物有水、空气和光照。展示资料，德国科学家梅耶根据能量转化与守恒定律指出，植物在进行光合作用时，把光能转化成化学能储存起来。 8. 过渡。光能转化成的化学能储存在哪，展示萨克斯实验。讨论萨克斯实验，回答问题①为什么先对叶片进行暗处理？②为什么对叶片进行一半曝光、一半遮光。得出结论绿色植物在有光条件下将光能转化为化学能储存在淀粉中。 9. 展示恩格尔曼实验，总结光合作用场所是叶绿体，条件是光照，生成物是CO2和糖类，反应物是H2O和CO2。 教师小结。通过科学家的系列实验， 让学生对光合作用的原料、条件、场所、产物形成系统认识， 进而认识光合作用的实质是绿色植物通过叶绿体，利用光能， 将二氧化碳和水转变为储存能量的有机物（如淀粉），并释放氧气的过程。 设计意图。通过实验探究历程的学习，领悟科学研究的思想和精神，认同科学是在实验和争论中前进的。引导学生进行思考，激发学生学习兴趣，培养学生科学研究能力。 （三）光合作用的过程讲解 教师：经过前面的学习我们已经知道光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把水和二氧化碳转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。我们也知道叶绿体这个细胞器是双层膜、有类囊体、基粒和基质。那么光合作用过程中是怎么利用光能形成氧气的呢？这些反应又是发生在叶绿体的什么结构上呢？是在膜上、类囊体上还是基质上呢？回答这些问题前先看一个动画，看