5.4.2光合作用的原理教学设计-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

该高中生物学教学设计聚焦光合作用的原理，通过我国科学家“凭空造粮”的视频情境导入，结合希尔反应、鲁宾和卡门实验等探索历程，引导学生理解氧气来源，衔接细胞结构、酶与ATP基础，阐明光合作用过程及物质能量变化。 特色在于情境导入联系科技前沿增强社会责任感，实验探究历程分析培养科学思维与探究实践能力，运用AI生成对比表格、筛选习题及思维导图构建，深化物质能量观等生命观念，助力教师突破重难点，提升学生知识整合与科学探究能力。

教学设计 课程基本信息 课题 光合作用的原理 课型 新授课 学科 生物学 年级 高一 学段 高中 版本章节 人教版必修一第五章第四节 教学目标 1.通过对探索光合作用原理相关实验的资料分析，能够阐明光合作用的过程，认识到光合作用过程中的物质与能量变化。 （生命观念，科学探究） 2.通过对光反应与暗反应过程的比较归纳，及对光合作用过程的总结，领悟科学探究方法，体会人类对光合作用的认识是逐步的、不断发展的； （科学思维、社会责任） 教学重难点 1. 光合作用的基本原理及其反应过程；光反应和暗反应的区别与联系。（重点） 2. 光合作用中元素的来源和去向；光反应和暗反应的能量变化及其相互关系。（难点） 学情分析 学生已掌握细胞结构、酶与ATP等基础，能理解光合作用的场所与能量基础，但对光反应与暗反应的物质/能量转化逻辑易混淆，尤其难理解两者“依存又独立”的关系。学生抽象思维较弱，对类囊体膜上的复杂过程（如电子传递）、卡尔文循环的物质变化，易停留在死记硬背，缺乏对“光合作用如何将光能转化为化学能”的整体认知。 教学准备 1. 相关情境视频的下载 2. 制作ppt课件 教学过程 教学任务 教学内容 设计意图 创新设计（含AI应用） 1、 情境导入（5min） 学生阅读资料，并观看视频，我国科学家是如何“凭空造粮”的。 进而思考： 绿色植物光合作用的过程究竟是怎么样进行的呢？ 观看视频，跟随教师引导进行深入思考。 从科技前沿中获取真实情境信息，学有所用，对祖国科技发展有深刻认识，增强学生社会责任感。 二、光合作用的原理（10min） 任务一 阅读教材，完成对光合作用的概念及反应式的自主学习 1. 概念：指绿色植物通过 ，利用光能，把 转化成储存着能量的有机物，并且释放出 的过程。 2.反应式： 思考：光合作用释放的氧气是来自原料中的水还是二氧化碳呢？ 任务二 阅读资料，分析光合作用原理的部分探索历程 19世纪末，很多年来，人们一直以为：甲醛→糖，1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖类。 初步判断：氧来自二氧化碳的可能性较小，较可能来源于水。 1937年希尔反应，学生分析该实验，小组合作回答下列问题：1．希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？ 提示：不能说明。希尔反应的实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也没有直接观察到氧元素的转移。 2．希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？ 提示：能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料-CO2，因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。 1941年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法，研究了光合作用中氧气的来源。学生讨论并回答。 1．鲁宾和卡门用了什么科学方法？ 提示：鲁宾和卡门利用的是同位素示踪法。 2．该实验的自变量是什么？其他变量应如何处理？ 提示：该实验的自变量是同位素氧原子的标记位置；其他变量应保持相同且适宜。 3．该实验可以得出来的实验结论是什么？ 提示：光合作用释放的氧气中的氧元素全部来自水，而并不来自CO2。 1954年，美国科学家阿尔农发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。 请同学们尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。 学生自主完成任务一的学习，增强自学能力。 通过学生分析资料回答问题，逐步引导学生接近光反应的原理，同时培养学生信息提取和科学分析的能力。让学生体验科学家探究光合作用的历程，认同科学是在不断的观察、实验、探索中前进的。 学生自主学习构建光合作用的概念模型 三、光合作用的过程 （15min） 任务三 阅读教材，完成对光合作用过程的自主学习 光反应阶段 光合作用第一阶段的化学反应， 才能进行，这个阶段叫作光反应阶段。 暗反应阶段 光合作用第二阶段的化学反应， 都能进行，这个阶段叫作暗反应阶段。暗反应阶段的化学反应是在 中进行的。在这一阶段，CO2被利用，经过一系列反应后生成糖类。 任务四 列表比较光反应和暗反应阶段的区别与联系 任务五 根据过程模型，分析光合作用中元素的转移 任务六 运用不同方法，分析叶绿体在不同条件下，C3、C5、NADPH、ATP含量的动态变化 在经典实验分析、视频展示和阅读教材的基础上，引导学生分析光反应阶段和暗反应阶段的场所、条件、物质和能量变化；再通过光合作用示意图的分析，帮助学生建立光合作用的概念模型；最后用表格展示光反应和暗反应的区别使知识更为清晰，同时培养学生语言表达能力和概括能力。 应用AI生成的表格 四、化能合成作用 （5min） 1.概念: 能够利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物。 2.过程: 3.进行化能合成作用的生物属于自养还是异养生物？ 学生能够通过教材内容总结相应知识点 AI软件提供所需图片 五、课堂训练 （3min） 完成ppt相应课堂训练题 学生能够学习后通过习题进一步巩固 根据学生实际情况由豆包筛选出习题。 课堂小结（2min） 学生构建思维导图总结 训练学生综合能力 作业设计 完成课后教材配套练习题 板书设计/课堂小结 教学反思 光合作用这部分内容一直是生物学的难点，切入点就是当下科学研究前言，激发学生兴趣，进一步通过科学家的研究过程，让学生循序渐进的理解过程，让学生在探究中自主学习，合作学习，充分发挥学生的潜能，使每一个学生素养得到提升。但是课堂内容较多，需要在课前完成一部分自主学习，提升课堂效率。总之，这节课达成了基本的学习目标，从自身角度讲，应该注重课堂语言的精炼性，或将问题更多的抛向学生，让学生完成大部分课堂活动，使自己的教学更完美。 学科网（北京）股份有限公司 $