5.4《光合作用与能量转化》课件+教案+练习

课题

《光合作用与能量转化》

教学目标

1. 知识目标

（1）说明绿叶中色素的种类和作用。

（2）进行绿叶中色素的提取和分离的实验操作。

（3）说明叶绿体的结构和功能。

（4）说明光合作用以及对它的认识过程。

（5）尝试探究影响光合作用强度的环境因素。

（6）说出光合作用原理的应用。

2. 能力目标

（1）以实验“提取和分离绿叶中的色素”为目的，引导学生进行科学实验，培养学生的科学实践操作能力；

（2）让学生基于科学家的证据和逻辑，建构光合作用过程的概念，进行科学思维的训练。

3.情感目标

（1）从宏观到微观的观察，让学生认同生物体结构决定功能的观点；

（2）通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，使学生认识生物科学的价值，从而乐于学习生物科学，同时增强学生的社会责任意识。

教学重点

1.绿叶中色素的种类和作用。

2.光合作用的光反应和暗反应原理。

3.恩格尔曼实验分析。

教学难点

1.光合作用的光反应和暗反应原理。

2.绿叶中色素的提取和分离实验。

3.影响光合作用的环境因素。

教学准备

教师准备：教材、教案、课件、粉笔等

学生准备：教材、笔记本、笔等

教学过程

1.新课导入

【创设情景】自然界的植物的生长离不开阳光，而发生白化苗的植物则无法正常生长，那这是什么原因呢？

从而引出光合作用与绿叶中的色素的教学。

2.整体感知

（1）说出绿叶中色素的种类和作用。

（2）说出叶绿体的结构和功能。

（3）说明光合作用以及对它的认识过程。

（4）尝试探究影响光合作用强度的环境因素。

（5）说出光合作用原理的应用。

（6）通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，使学生认识生物科学的价值，从而乐于学习生物科学，同时增强学生的社会责任意识。

3.探究学习

【学习任务1】捕获光能的色素和结构

引导学生阅读课本上的资料，介绍实验原理，展示实验步骤、实验中要注意的操作等，最终呈现实验结果，分析得到的色素条带，再次回顾分离色素的原理。并就实验过程中的注意事项进行深入分析。（设计意图：明确科学实验的一般操作方法，引起学生的学习兴趣，提高动手能）

【学习任务2】叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱

展示科学家将自然光通过三棱镜后在光屏上形成的色光带，自然光通过色素提取液后，再透过三棱镜后在光屏上形成的色光带，比较两者的区别，分析得出绿叶中色素主要吸收的色光。（设计意图：让学生通过宏观的现象推导得出结论，体现科学思维的过程。）

展示生活中现象，如大棚种植塑料膜颜色的选择，运用本节课的理论知识解释，拓展生态保护方面的知识。

【学习任务3】叶绿体的结构和功能

展示从宏观到微观，使用光学显微镜观察叶绿体结构的显微结构，以及使用电子显微镜观察到的叶绿体亚显微结构，让学生观察总结叶绿体的结构组成。

提问：叶绿体除了吸收光能以外，还有什么功能吗？（从而展开对叶绿体的功能的探究的实验——恩吉尔曼的两则实验）

展示恩格尔曼的第一个实验，分析实验自变量、因变量等要素，得出结论——叶绿体在光照条件下能吸收光能用于光合作用放氧，叶绿体是光合作用的场所。

将恩格尔曼的实验与色素吸收光能的实验相结合，展示恩格尔曼的第二个实验，得出“叶绿体主要吸收红光和蓝紫光用于光合作用放氧”这一结论。

【学习任务4】光合作用的原理和应用

视频播放植物在光照下生长的“秘密”——光合作用。布置学生分析提供的相关资料，找到光合作用的相关概念，提问与光合作用有关的原料、产物、场所、条件，呈现光合作用的总反应式。

教师结合图片和动画，讲解光合作用的光反应和暗反应。

光反应：光合色素吸收的光能，一方面使水脱氢，并放出氧气和产生H+，H+与NADP+结合产生NADPH，并且提供能量使ADP生成ATP。强调光反应需要的条件是光、光合色素、酶。

暗反应：目的是使二氧化碳获得NADPH，被还原成为糖类。二氧化碳与C5化合物结合（二氧化碳的固定），形成2分子C3；一部分C3获得了NADPH和ATP释放的能量并被NADPH还原为糖类；一部分C3形成C5继续参与循环。

在光反应阶段，光能被叶绿体内类囊体膜上的色素捕获后，将水分解为O2和H+等，形成ATP和NADPH，从而使光能转化成ATP中的化学能；NADPH和ATP驱动在叶绿体基质中进行的暗反应，将CO2 转化为储存着化学能的糖类。

教师引导学生以表格的形式再次巩固光合作用两个阶段的各种变化以及两个阶段之间的关系——光反应为暗反应提供ATP 和 NADPH；暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+等原料。

师生共同总结，当环境发生改变时，C3、C5、ATP、NADPH含量变化。也进而引出影响光合作用强度的因素。

【学习任务5】探究环境因素对光合作用的影响

教师引导学生根据光合作用反应式进行分析：影响光合作用的因素有哪些？

提示：外因——光（光照强度、光质、光照时间）、CO2的浓度、H2O、矿质元素、温度等。

内因：酶的种类、数量、色素的含量、叶龄不同等。

图片展示各外因第光合作用速率的影响曲线图，着重分析光照强度、温度、CO2浓度对光合作用的影响。并进行及时的随堂训练。

4.巩固提升

（1）光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（D ）

 A.叶绿体类囊体膜上进行光反应和暗反应

 B.叶绿体类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应

 C.叶绿体基质中可进行光反应和暗反应

 D.叶绿体基质中进行暗反应,不进行光反应

（2）下图为植物细胞代谢的部分过程简图，①～⑦为相关生理过程。下列叙述错误的是(　C　)

A．若植物缺镁，则首先会受到显著影响的是③

B．②的进行与⑤⑥密切相关

C．蓝细菌中④发生在叶绿体基质中

D．叶肉细胞③中O2的产生量小于⑥中O2的吸收量，则该细胞内有机物的总量将减少

（3）光合作用过程的正确顺序是（　D ）

    ①二氧化碳的固定  ②氧气的释放  ③叶绿素吸收光能④水的光解⑤三碳化合物被还原

    A.④③②⑤①                  B.④②③⑤①

    C. ③②④①⑤                 D.③④②①⑤

（4）在光照充足的环境里，将黑藻放入含有18O的水中，过一段时间后，分析18O放射性标记，最先（         ）

    A、在植物体内的葡萄糖中发现    

    B、在植物体内的淀粉中发现

    C、在植物体内的淀粉、脂肪、蛋白质中均可发现     

    D、在植物体周围的空气中发现

5.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是（A）

 A.光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物的量与30℃时相等

 B.光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有机物的量最多

 C.温度高于25℃时，光合作用制造的有机物的量开始减少

 D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等

5.课堂小结

课后作业

完成相应的课后练习

板书设计

       光合作用与能量转化  

一、捕获光能的色素

色素的种类：

色素的含量：

二、叶绿体的结构适于进行光合作用

叶绿体结构：

叶绿体功能：

三、光合作用的过程

1.光反应阶段

①场所及条件：

②物质变化：

③能量变化：

2.暗反应阶段

①场所及条件：

②物质变化：

③能量变化：

四、光合作用的影响因素

教学反思

本节课知识比较多，也是高中生物阶段的重难点之一，实验比较多，资料分析部分也比较多。所以本节教学要着力培养学生的科学探索精神和科学思维的形成。在这堂课的教学中，这两点上，处理的有点急躁，应适当放慢脚步，慢慢引导学生。