5.4光合作用与能量转化教学设计-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

第五章 第4节　  光合作用与能量转化

二　光合作用的原理

                                            眉山中学生物组   孙超

       教学目标

1.通过资料分析，构建光合作用反应式。（科学思维）

2.通过对系列光合作用探究实验的思考与讨论，构建光合作用中水和二氧化碳转变为氧气和糖的变化过程，提升实验探究、模型建构能力，认同结构和功能相适应的生命观念，认识到细胞中的化学反应是有序进行的，领悟科学研究的思想和精神。（科学探究、生命观念、科学思维）

3.通过图示内容，归纳概括光合作用中物质变化和能量转化，理解光合作用与发展科学技术的意义，培养社会责任意识。（科学思维、社会责任）

       教学重难点

重点:

1.光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。

2.影响光合作用强度的环境因素。

难点:

1.光合作用过程中物质和能量的变化及相互关系。

2.探究影响光合作用强度的环境因素。

       教学方法

采用直观教学法、讲述法、启示法和讨论法等教学方法,准备PPT、实验材料等教学用具。

       课时安排

1课时

       教学准备

多媒体,学案,PPT等。

课堂导入

以绿叶海蜗牛一生只吃一顿饭视频导入引发学生思考，为什么绿叶海天牛可以光合作用过渡

到叶绿体结构的相关知识，展开本节内容。

课堂合作探究案

回顾初中所学光合作用反应式，提出问题：叶绿体是如何把CO2 和H2O转化成氧气和糖类的呢？

合作探究一：O2的生成--以史为证

 

 

 

资料一：1937 年，英国植物学家希尔发现，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有H2O，没有CO2 ），在光照下发现叶绿体有氧气的放出。

像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。

阅读资料，思考：

1. 根据资料尝试补充完整希尔的实验表达式。

 

 

 

2. 希尔实验可以证明O2全部来自于H2O吗？

                                                                                            

 

提出问题：光合作用中O2是否全部来自H2O？

做出假设：                                                                     

实验思路：第一组：给小球藻提供H2O 和C18O2 ，

第二组：给小球藻提供                        ，

检测两组小球藻产生的 O2是否含有18O。

 

 

 

 

由资料二鲁宾和卡门实验得出结论：                                                  

 

 

 

资料三：1954年，美国科学家阿尔农用离体的叶绿体做实验。在给叶绿体光照时发现，当向反应体系供给ADP、Pi时，体系中就会有ATP的产生。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。

阅读资料，思考：

叶绿体在光照下的产物除了O2，还有哪些物质？

                                                                                                 

结合下图，阅读资料，小组讨论下列问题：

 

阅读材料，思考：

（1）水是如何产生氧气的？

                                                                               

                                                                                       

（2）该反应的场所在哪里？

                                                                                   

（3）光反应过程中能量发生了怎样的转化？

                                                                                   

 

请同学们结合板书，小组合作在学案上构建光反应过程的模型。

 

合作探究二：糖类（CH2O）的合成----基于实验的验证

 

 

实验结果：

①光照时间为几分之一秒时，含14C的产物只有C3

②光照时间为5秒时，含14C的产物只有C5、C6

③光照时间为30秒时，含14C的产物有C3、C5、C6

说明：此处C6指糖类（CH2O）

 

请同学们根据实验结果分析14C的转移途径。

                                                                            

 

 

资料五：卡尔文和他的同事继续研究CO2量的变化对C3、C5的影响，实验结果如下图所示：