5.4.2光合作用的原理和应用-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

本文围绕“光合作用的原理”展开，承接学生对光合作用初步认识，为后续农业应用奠基。通过资料分析、模型构建等环节，培养学生生命观念、科学思维、探究实践及态度责任等核心素养，如探究光反应过程渗透科学思维与探究实践。 该设计创新点在于以问题组驱动探究，特色教法为合作探究。能提升学生批判性思维，为教师提供清晰授课路径，有效突破教学难点，增强课堂互动性。

第五章 第4节 光合作用的原理 【学习目标】 1.通过资料分析，探究光合作用过程(科学思维、科学探究）。 2.阐明光合作用过程中贯穿着物质与能量的变化（生命观念、科学思维、科学探究）。 3.利用光合作用原理解释农业生产中的有关问题（社会责任）。 【课前准备】 1.查阅资料，了解上海世博会上展出的叶子概念车（光合作用汽车）的工作原理及汽车特色。 工作原理： 汽车特色： 2.查阅资料、阅读教材，列举科学家探究光合作用的经典实验。 3.右图为叶绿体结构示意图。 （1）在图上填写出5个部分的名称。 （2）吸收光能的色素分布在[ ] ； 叶绿体还有许多光合作用所必需的酶，分布在 _________________________________。 4.阅读教材，了解光合作用的有关基础内容： （1）什么是光合作用？ 写出光合作用的反应式 。 （2） 光合作用的过程（尝试填写下列表格） 过程 光反应 暗反应 场所 条件 反应物 产物 二者联系 【课堂探究】 探究一：光反应过程 资料1: （1）1937年将叶绿体破坏后离心，得到类囊体悬浮液，叶绿体基质，分别加入试管中(如图)。然后将①号和②号置于光下，③号和④号置于黑暗中。结果发现:四支试管中只有①号有气泡产生，收集的气体可使带火星的卫生香复燃。 （2）若向4支试管中都加人氧化剂2，6-二氯酚靛酚(一种蓝色染料，会被[H]还原成无色)，发现①号褪色。 （3）1954年，美国科学家阿农等在对叶绿体进行光照时发现:当供给磷酸、ADP时，会有ATP产生。若用同样方法处理四支试管，只有①号有ATP产生。 （4）分别给四支试管提供ATP、CO2、NADPH，只有②④两试管中有糖产生；②④两管不提供ATP、NADPH，两试管均无糖产生。 问题组： 1. 根据资料（1）中的信息分析： ①号试管产生的是什么气体? ①号和②号试管对照，能得出什么结论? ①号和③号试管对照，说明什么? 2.根据资料（2）中的信息分析： ①号试管褪色说明 (试管内) 可能有什么物质产生？ ①号和②号试管对照，说明什么? ①号和③号试管对照，说明什么? 3.根据资料（3）中的信息分析： ①号和②号试管对照，说明ATP的产生场所在哪里? ①号和③号试管对照说明ATP的产生需要什么条件? 根据能量守恒定律分析资料中能量的转换形式是怎样的？ ★合作探究： 光合作用产生的氧气中的氧元素来自原料中的水还是二氧化碳？请以小球藻为实验材料，用同位素标记法设计实验，小组讨论设计实验方案并交流分享。 【模型构建】请根据以上分析，小组合作在展板上粘贴出光反应过程并展示交流（3分钟）。 探究二：暗反应过程 根据资料1中（4）的信息分析： ①号和②号试管对照，说明什么? ②号和④号试管对照，说明什么? 资料2：1946年，美国加州大学放射化学实验室的卡尔文（M.Calvin）和本森（A.Benson）等人采用了两项新技术：①14C同位素标记与测定技术；②双向纸层析技术（能把光合产物分开）。 （1）饲喂14CO2与定时取样。向正在进行光合作用的藻液中注入14CO2使藻类与14CO2接触，每隔一定时间取样，并立即将藻类杀死。 （2）浓缩样品与层析。 （3）鉴定分离物。照光30秒，发现放射性出现在3－磷酸甘油酸（PGA）、核酮糖－1,5－二磷酸（RuBP）、葡萄糖（C6H12O6）等多种化合物上。 问题组2. 根据上述资料思考讨论： （1）如何确定放射性首先出现在哪种化合物中呢？ （2）如何确定碳元素的转移途径是怎样的？ （3）如何确定固定14CO2的是哪种物质呢？ 【模型构建】 小组合作请在展板上粘贴出暗反应过程并展示交流（3分钟）。 【课堂小结】总结本节课的内容并完成表格中的内容 过程 光反应 暗反应 物质变化 能量变化 二者联系 实质 【思维拓展】在适宜培养条件下，用白光照射小球藻一段时间后，突然改用光照强度与白光相同的红光照射，请分析光源改变瞬间，小球藻细胞内葡萄糖的生成速率会如何改变？ 【实践应用】 藏粮于地、藏粮于技。习近平总书记指出，“为粮食生产插上科技翅膀”。目前，以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在生产中发挥着巨大作用。根据本节课所学知识，请讨论如何采取措施提高大棚栽培瓜果蔬菜的产量。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$