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

《光合作用的原理》教学设计 课题 光合作用的原理 课型 新授课 学科 生物学 班级 高一9班 时间 章节 必修1第5章第4节 教学目标： 1. 通过对光合作用过程中物质变化和能量变化的学习，形成物质与能量的生命观念。 2.通过构建光合作用光合作用的过程模型图，提高建构模型的科学探究能力。 3.通过对光反应与暗反应的学习，认同两个阶段既有区别又有联系。养成分类归纳与比较的科学思维。 4.通过对光合作用原理的学习，光合作用概念的归纳，认同光合作用对生命世界的重要性。 教学重难点： 重点：光合作用的原理，光合作用过程中物质和能量的变化。 难点：光反应和暗反应的物质和能量的变化及相互关系. 学情分析： 虽然学生在初中已经学习了光合作用相关的简单知识，但间隔时间较长，学生对光合作用的记忆较模糊，所以，在高中阶段还要从比较基本的知识入手。且学生对资料分析归纳的能力较弱，需要提高. 教学思路: 本节课用视频引起学生的兴趣，由光合作用的部分实验展开分析光合作用的原理，实验讲解完后，让学生归纳总结光合作用的光反应和暗反应阶段的场所、条件、物质变化、能量变化，加深学生影响的同时检测学生的学习情况，然后，师生一起构建光合作用的过程模型图，提高学生模型建构的能力，最后，通过整节课的学习，引导学生得出光合作用的概念及反应式。 教学方法： 问答法、讨论法、演示法、归纳法、构建模型法 教学过程 教学环节 教学内容 学生活动 设计意图 环节一： 导入 【播放光合作用视频】 光合作用是如何进行的？过程中物质变化和能量转化是怎样的? 学生观看视频 利用精美的视频，激发学生学习兴趣 环节二：探索光合作用原理的部分实验 接下来，我们就来学习绿色植物是怎样进行光合作用的。 【回顾】1881 年，恩格尔曼的水绵实验 结论: 氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 【资料1】19世纪末，科学界普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C与H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。 问：这个实验主张什么呢？ 【资料2】1928年，科学家发现甲醛对植物有毒害作用，甲醛不能通过光合作用转化成糖。 初步推断：氧来自二氧化碳的可能性较小，较可能来源于水。 【资料3】希尔实验发现：在例题叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在光下可以释放出氧气，并生成NADPH。 问：希尔的实验可以得出什么结论？ 讨论1：希尔的实验能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？ 讨论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？ 思考：若要证明氧气全部来自于水或二氧化碳，用什么方法？ 【过渡】1941年美国科学家鲁宾和卡门和你们想的一样。 【资料4】鲁宾和卡门“同位素标记”实验。 讨论3：分析鲁宾和卡门做的实验得出什么结论？ 延伸思考：该实验有对照组吗？满足对照原则吗？ 【资料5】1954年，美国阿尔农等用离体的叶绿体做实验 尝试利用氧化还原等化学知识，写出该实验涉及到的物质变化和能量变化 (请同学到讲台上来, 把讨论的结果写在黑板上) 思考:光能被光合色素吸收后会转化为? 【资料6】20世纪50年代，美国生物化学家卡尔文用14C标记的CO2供小球藻实验，在不同时段（间隔1s、5s、30s等）追踪检测其放射性, 探明CO2中的C的转移途径, 如下图。 思考：结合上述现象大致描述CO2转化成有机物过程中C的转移途径? （学生板书绘图） 如果在光下突然中断CO2的供应，三碳化合物的量会急剧减少，而一种五碳化合物的量增加。 如果反应过程中突然停止光照，则三碳化合物的浓度急速升高，而五碳化合物的浓度急速降低。 因此卡尔文认为这个反应是一个循环反应。 【任务】请同学们根据资料6的内容，画出卡尔文循环中物质的变化。 （结合教师讲解，完善卡尔文循环） 在三碳化合物的还原过程中，还需要利用能量，从哪里来？ 【过渡】三碳化合物还原成的糖类是什么呢？在初中，我们做过验证光合作用产物的实验，发现叶片遇碘变蓝，是因为产生了？ 在学习糖类时，我们知道了淀粉是植物的储能物质。 所以，卡尔文循环中发生了什么能量转化？ 答：主张氧气来源于二氧化碳。 小组讨论，得出结论 答：同位素标记法 答：光合作用释放的O2中的氧元素全部来源于H2O，而并不来源于CO2。 对比实验。 小组讨论，写出相关反应式。 吸收的光能转化为NADPH和ATP中的化学能。 分析实验现象，得出结论 学生尝试画出物质变化。 光照下合成的ATP和NADPH。 答：淀粉。 ATP和NADPH中活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。 通过希尔反应引导学生思考问题，从整体认知光合作用，明确其分阶段进行。培养学生推理分析的科学思维习惯。 帮助学生理解科学研究基于实证。 通过对科学家的实验设计分析，提升科学探究能力，加深对暗反应阶段碳元素去向的理解。 认识到科学研究是一个不断发现、不断探索和不断完善的过程。 环节三： 光合作用的概念和反应式 【任务】 现在, 同学们能得出光合作用的概念了吗? 反应式又要怎么写？ 学生根据自己的理解概括出光合作用的概念和反应式。 培养学生表达能力和归纳概括能力。 环节四: 光合作用的过程 【过渡】 光合作用过程十分复杂，包括一系列的化学反应。光合作用根据是否需要光能可以分为光反应阶段和暗反应阶段。（板书） 【任务】完善光合作用的过程。 归纳已学内容, 加深对光合作用的理解。 环节五： 构建光合作用过程图 【过渡】暗反应阶段不需要光就能进行，但是需要依赖光反应阶段产生的产物来推动，所以，光反应和暗反应阶段是存在联系的。 我们如何将光反应和暗反应阶段很好的联系起来呢? 【任务】请同学们翻开书本106页, 完善光合作用过程图。 学生填写书本106页光合作用过程图。 让学生明确光合作用是一个复杂有机整体，形成“局部与整体观”。提高构建能力。 小结 光合作用产生的有机物，不仅供植物自身利用，还养活了你我在内的所有异养生物，让光能成为了生命世界的最终能源物质。 光合作用在生活中的应用也非常多，期待同学们能够发现！ 强调光合作用在生活中的作用，引导学生课后了解更多相关信息。 布置作业 列表比较光合作用的光反应阶段和暗反应阶段及其联系。 通过表格的形式，加深学生对光合作用的印象。 板书设计 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $