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1、,光合作用的原理和运用,教材选自：人教版生物 (必修1)分子与细胞 第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 能量的来源光合作用 光合作用的原理和应用,教材分析,光合作用的原理和应用一课，主要介绍了光合作用的探究历程，光合作用的过程和应用，化能合成作用等知识。光合作用的原理和运用这一章节内容按照课标安排2课时。课标要求说明光合作用以及对它的认识过程； 研究影响光合作用速率的环境因素。 在已经学习了酶、ATP和色素的有关知识后学习本节内容，可以进一步理解光合作用的原理。光合作用的探索过程包含了很多经典实验和科学探究的一般方法，是培养学生尝试设计实验的好素材；光合作用的过程介绍了光反应和暗反应过程中物
2、质和能量的变化;光合作用原理的应用通过学习光合作用强度，引导学生探究环境因素对光合作用的影响，使学以致用。光合作用是植物体最基本的新陈代谢，是生物界物质和能量的基本来源。光合作用知识的掌握为生态系统结构和功能的学习奠定基础，当今人类社会面临的粮食、资源、环境等问题与光合作用有着密切联系,所以光合作用知识在全书教材中占有重要地位，是整个高中阶段的重点，也是高考必考的知识点。本节是本章也是整个高中阶段的重点和难点。,知识目标,能力目标,情感目标,第一部分 说教材,2,教学目标,描述光合作用的认知历程概述光合作用的整体过程能够举例说明光合作用原理在生产上的应用，解释有关生产的实际问题。,通过探究光合
3、作用的认知历程，学会科学探究的方法，尝试进行设计实验。通过分析、讨论光合作用的光反应和暗反应，培养学生分析问题、总结问题的能力。,通过对光合作用历程的分析，培养学生养成实事求是的科学态度和一丝不苟的探究精神。通过与实际生活相连接，学生体验到生物科学的价值，强化学习兴趣和使命感。,第一部分 说教材,1、光合作用的探索过程2、光合作用的原理和实质（物质、能量变化）3、影响光合作用速率的环境因素,1、光合作用的探索过程2、光反应、暗反应过程3、探究光合作用速率的环境因素,重 点,难 点,3,教学重难点,高一学生,第二部分 学情分析,探究法,媒体演示讲解法,集体讨论法,第三部分 说教学方法,发现问题,
4、思考问题,解决问题,第二部分 说教学方法,设计思路,经典探究实验,科学设计思路,讲授、引导、讨论,讲述过程和运用,吸收理解、运用,讲解、提问、思考,多媒体课件,多媒体课件,第三部分 说教学过程,光合作用的原理和应用,复习科学探究的6个步骤,提出问题,做出假设,设计实验,进行试验,得出结论,结果分析,光合作用的原理和应用,亚里士多德观点,海尔蒙特的实验过程,PPT展示,PPT展示,海尔蒙特实验 6,小组讨论思考：1、海尔蒙特的实验结论是什么？ 2、你认同他的结论吗？为什么？3、写出海尔蒙特科学探究实验的 6个步骤。,海尔蒙特实验,提出问题,做出假设,设计实验,进行实验,结果分析,得出结论,植物所
5、需营养物质从哪来？,植物所需营养物质从水里来,在花盆中种一颗柳树。栽种前先把花盆中的泥土烘干后称重，柳树也称重，以后的5年中，只给柳树浇水，不天假任何物质，5年后，将柳树和泥土分开称重。,实验结束后，柳树增重80Kg,土壤只减少0.1Kg,植物生长所需营养物质从水中获得,普里斯特利实验 10,小组思考讨论：1、请同学们根据PPT给出的文字写出普里斯特利的实验步骤。2、普里斯特利的实验结论是什么？3、写出科学探究的6个步骤。4、你认为他的实验有哪些不足，应怎样改进？,普里斯特利,提出问题,做出假设,设计实验,进行实验,结果分析,得出结论,植物能更新空气吗,植物能更新空气,点燃的蜡烛与绿色植物，密
6、闭， 蜡烛不熄灭。小鼠与绿色植物，密闭，小鼠不易窒息,植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气,植物可以更新空气,为什么有人重复做同样的实验，却得不出相同的结论？,1779年，英格豪斯实验,实验结论是什么？,1785年，发现空气的组成，人们明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳1845年，德国科学家梅耶，根据能量转化与守恒定律明确指出，植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。,萨克斯实验 7,小组思考讨论：1、萨克斯实验结论是什么？2、为什么要先把叶片在暗处放置几个小时？基于什么原则？3、为什么叶片一半遮光，一半不遮光？4、为什么要用酒精脱色？,光合作用释放的氧气
7、来自水还是二氧化碳？ 10,假设1：光合作用释放的氧气来自于水假设2、光合作用释放的氧气来自二氧化碳C18O ? H218O?设计实验： C18O + H2O CO + H218O预测哪几种实验结果？,1939 鲁宾、卡门实验,结论：光合作用释放的氧气来自水,光合作用产生的有机物又是怎样合成的呢?,小结 5,写出光合作用的化学反应式,原料：CO 、H2O场所：叶绿体条件：光产物：糖类、O2 光合作用的概念,作业,设计实验证明“植物的光合作用需要二氧化碳”。,板书设计,光合作用的原理和运用一、光合作用的探究历程亚里士多德：土壤海尔蒙特：水 普里斯特利：更新空气英格豪斯：光、绿叶梅耶：光能转换成化
8、学能萨克斯：产物淀粉鲁宾、卡门：氧气来源于水卡尔文：光合作用有机物的C来源于二氧化碳二、,第二课时,复习光合作用的概念、 反应式（反应物、条件、场所、产物）、引入光合作用的具体过程,通过复习导入新课，引起学生的求知欲望,第三部分 说教学过程 第一课时,动画展示光（暗）反应过程提出问题让学生观察思考详细讲解过程总结光（暗）反应过程的场所、条件、物质变化、能量变化总结光反应、暗反应的比较总结光合作用的实质,引起学生兴趣思考、分析总结,PPT展示,H2O,ATP,ADP + Pi,类囊体膜,色素,酶,2C3,C5,(CH2O),供氢,酶,供能,还原,叶绿体基质多种酶,固定,光反应阶段,暗反应阶段,C
9、O2,PPT展示,提出问题：影响光合作用强度的因素有哪些？讲解光合作用强度的概念，坐标曲线详细讲解各个因素的影响总结光合作用的应用提高农作物产量的措施简述化能合成作用,引起兴趣学以致用,影响光合作用强度的因素光照强度,光照强度,光补偿点,光饱和点,CO2呼吸量,CO2释放量,在黑暗中呼吸所有放出的CO2量,净光合作用,总光合作用,真正光合速率=净光合速率+呼吸速率,一天的时间,光合作用效率,O,光照强度,12,13,11,光合作用效率与光照强度、时间的关系,A,B,C,D,E,10,15,14,光合作用的强度,CO2的浓度,a,b,c,d,e,a-b:CO2太低，农作物消耗光合产物B-c：随C
10、O2的浓度增加，光合作用强度增强C-d：CO2浓度再增加，光合作用强度保持不变D-e；CO2深度超过一定限度，抑制光合作用,延长光合作用时间增加光合作用面积,增加光能利用率,提高光合作用效率,控制光照强弱控制光质控制温度控制CO2供应控制必需矿质元素供应控制H2O供应,提高复种指数（轮作）温室中人工光照,合理密植间作套种,通风透光在温室中施有机肥，使用CO2发生器,阴生植物阳生植物,应用提高农作物产量的措施,红光和蓝紫光,适时适量施肥,合理灌溉,保持昼夜温差,时间安排,复习导入2,动画演示（光反应和暗反应过程）,思考讨论,分析总结,重点讲解光合作用的过程,影响光合作用强度的因素,简述化能合成作
11、用,练习巩固,18,20,光合作用的过程,学习目标：概述光反应和暗反应过程说明光反应和暗反应的物质变化和能量变化比较光反应和暗反应,光合作用：,光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。,CO2 + H2O (CH2O)+O2反应物：条件：场所：产物：,光能,叶绿体,CO2 、 H2O,光,叶绿体,(CH2O) 、O2,根据是否需要光能，将光合作用分为： 光反应阶段 暗反应阶段,光反应阶段：,光合作用第一个阶段中的化学反应，必须有光才能进行，这个阶段叫做光反应阶段。,H2O,ATP,ADP + Pi, 水的光解,光反应阶段,释放,进
12、入叶绿体基质，作为活泼的还原剂参与暗反应, ATP的形成,场所：条件：物质变化：能量变化：,类囊体薄膜,光、色素、酶,水的光解 ： H2O H +O2ATP的形成：ADP+Pi+能量 ATP,光能,酶,光能,ATP中活跃的化学能,类囊体膜,色素,酶,供暗反应使用,这里的H是一种十分简化的表示方式，这一过程实际上是辅酶与电子和质子结合，形成还原型辅酶,吸收、传递和转换光能,暗反应阶段：,光合作用第二个阶段中的化学反应，有没有光都可以进行，这个阶段叫做暗反应阶段。,H2O,ATP,ADP + Pi,类囊体膜,色素,酶,2C3,C5,(CH2O),供氢,酶,供能,还原,叶绿体基质多种酶,固定,光反应
13、阶段,暗反应阶段,CO2,ATP,场所：条件：物质变化：能量变化：,叶绿体基质,H、酶、ATP,ATP中活跃的化学能,2C3,C5,(CH2O),供氢,酶,供能,还原,叶绿体基质多种酶,固定,暗反应阶段,有机物中稳定的化学能,CO2的固定：CO2+C5 2C3C3的还原：2C3 (CH2O)+C5,酶,酶,ATP、H,H,ADP + Pi,CO2,ATP,2C3,C5,(CH2O),供氢,酶,供能,还原,叶绿体基质多种酶,固定,暗反应阶段,H,ADP + Pi,CO2,分析光下的植物突然停止光照之后，植物体内的C3化合物和C5化合物的含量如何变化？,C3增多、C5减少,光反应停止,停止光照,H
14、、ATP减少,分析光下的植物突然停止CO2的供给之后，植物体内的C3化合物和C5化合物的含量如何变化？,C5增多,固定停止,CO2停止,C3减少,思考：光反应和暗反应的区别与联系？,H2O,ATP,ADP + Pi,类囊体膜,色素,酶,2C3,C5,(CH2O),供氢,酶,供能,还原,叶绿体基质多种酶,固定,光反应阶段,暗反应阶段,CO2,O2,光反应阶段和暗反应阶段的联系,光反应是暗反应的基础，光反应为暗反应提供还原剂H和能量ATP，暗反应是光反应的继续，暗反应合成的ADP和Pi为光反应合成的ATP提供原料。如果光反应停止，那么暗反应也会随之停止；如果暗反应受阻，那么光反应也会因产物积累而不能正常进行。,光反应阶段和暗反应阶段的比较,类囊体薄膜,叶绿体基质,光、酶、色素,ATP、H、酶、不需要光,水的光解 2H2O 4H+O2ATP的形成 ADP+Pi ATP,CO2的固定 CO2+C5 2C3C3的还原2C3 C5+(CH2O),光能 ATP中活跃的化学能,ATP中活跃的化学能 有机物中稳定的化学能,
