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1、光合作用教学设计光合作用教学设计重点，难点分析：重点，难点分析：【教学重点】光合作用的发现过程；叶绿体中色素的种类；颜色及其吸收的光谱；光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布；光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程；光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义；植物栽培与合理利用光能的关系。【教学难点】光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布；光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义。学习者分析：学习者分析：虽然在日常生活中，学生对绿叶的生长需要阳光，这一常识是知晓的，但是，具体的生物学原理并非懂得，因此，光合作用中的光暗反应是一难点，光合色素的提取实验，需要学生去做，这其中也培养
2、学生的动手能力，老师也应指导，让学生都积极参与其中，所以在教学时，应注意联系学生的生活经验，利用简单教具模拟和图解和加强教学的直观性，增加学生对微观内容的感性认识，使学生在主动获取知识的过程中完成重点、难点知识的学习，锻炼动手能力、提高思维能力。教学目标设计：教学目标设计：一、知识方面1、使学生了解光合作用的发现过程。2、使学生了解叶绿体中色素的种类、颜色及其吸收的光谱；初步学习光合色素的提取方法及其在滤纸上的分布。3、掌握光合作用的概念、实质、总反应式、光反应、暗反应的具体过程、光反应与暗反应的区别与联系及光合作用的意义。4、应用所学的光合作用的知识，了解植物栽培与合理利用光能的关系。二、能
3、力方面1、通过叶绿体色素的提取与分离实验，初步训练学生的实验室操作技能及相关仪器、药品的使用能力。2、通过探讨光合作用的氧来源，初步训练学生的实验设计能力。3、通过分析、讨论光合作用的光反应和暗反应具体过程，培养学生良好的思维品质。三、情感、态度、价值观方面1、通过学生对绿色植物的光合作用意义的理解，增强学生保护生态环境的意识。2、通过学生讨论“如何利用光合作用的原理提高作物产量”这一问题，加强对科学、技术、社会的关注。教学手段：教学手段：板图、挂图、多媒体课件、实验课时安排课时安排：2 课时第 1 页共 7 页教学过程设计：教学过程设计：第一课时第一课时1、引言本节可引入的话题很多，如：可从
4、全世界面临的一些生态危机，如粮食、化石能源、环境污染等入手；或从花卉、农作物、果蔬的栽培方法或增产的措施入手；或从一些自然灾害，蝗灾、沙尘暴等入手；或动物、植物的同化作用区别等等方面切入光合作用；还可通过教材提供的光合作用的发现所列举的几个著名实验为切入点进入光合作用的学习，其中较易作为切入点的实验有：德国科学家萨克斯成功地证明了绿色叶片在光合作用中产生淀粉的实验（学生在初中就做过）；德国科学家恩吉尔曼证明叶绿体是进行光合作用场所，且氧由叶绿体释放出来的实验；20 世纪 30 年代美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法研究证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验。教师应特别重视光合作用发现这部分内
5、容的教学，因为通过分析科学家对光合作用的研究历程，学生可以不仅了解到放射性元素示踪技术在生物学研究中的重要作用，从中也可以深切体会到技术的发现和应用，特别是物理、化学技术的使用对生物学起到的推动作用，因此有人说“技术是人类延长了”2、叶绿体及其光合色素用板图或挂图显示出叶绿体结构模式图，提问复习叶绿体的亚显微结构，教师应适时指出，光合作用所以能在叶绿体中进行一是由于其中含有催化光合作用的酶系，这些酶分布在叶绿体的基质中和片层的薄膜上；二是在基粒片层的薄膜上，有吸收转化光能的色素，这样就引出了叶绿体上的光合色素这一教学内容。（1）学生做实验八 叶绿体中色素的提取和分离可作为探究实验，也可作为验证
6、实验，但实验过程都应让学生自己看书总结，之后引导学生讨论下面的问题：“想要做好叶绿体中色素的提取和分离实验，学生应注意哪些问题？这个实验是高中生物学实验难度较大的一个，涉及的药品多，实验原理复杂，实验操作也较烦琐，而且实验现象也不是很明显。如何才能顺利地完成这个实验呢？下面就这个实验要注意的问题做一些说明。提取光合色素过程中，关键是速度。提取光合色素过程中，因为光合色素都是脂溶性的，因此用丙酮这种有机溶剂作为提取液，因为丙酮易挥发且有一定毒性，因此提取过程要速度要快，同时提取液要用胶塞塞好，以防止其挥发；利用二氧化硅硬度极大的特点，其粉末可增加研磨时磨擦力，加快研磨的速度；又因为叶绿素容易破坏
7、，因此需要保护，而碳酸钙的作用是防止叶绿素被破坏；把绿叶剪碎的目的也是为了加快研磨速度。第 2 页共 7 页划滤液细线是本实验的结果明显清晰的关键。滤液细线必须待第一次完全干燥后才能划第二遍，重复次数可多一些，滤液细线要齐、细、颜色深，其中齐更重要一些。用纸层析法分离色素时，特别要注意滤液细线一定要处于层析液的上面，否则光合色素会溶解于层析液中，而不会沿层析液向上扩散、分离，这会使实验效果极差，甚至不发生分离，导致实验无效；另外，层析液是石油醚、丙酮、苯等有机溶剂的混合液，具有挥发性且有毒，要注意密闭。正常的实验现象从上到下应为：胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素（a）、叶绿素（b），
8、一般可看到下面三种色素，最上面的胡萝卜素如果操作不适当效果可能不很明显。还有这个实验过程用了有毒的有机药品，因此实验后要用肥皂把手洗干净。在学生观察的基础上，教师总结光合色素的种类、色素颜色、色素的吸收光谱及在滤纸条分布。学生实验结束后，教师可给学生演示叶绿体的色素吸收光谱的现象。方法是：用红、橙黄、绿、蓝紫色的薄膜，分别遮住同一光源。把盛有叶绿体的色素提取液的试管，分别放在红、橙黄、绿、蓝紫色光前、让学生观察这些光透过色素提取液的情况。可明显地看到红和蓝紫色光透过的较少（暗），橙黄和绿色光透过的较多（亮）。引导学生分析这些现象，得出叶绿体中的色素，主要吸收红光和蓝紫光。在此基础上，出示教材中
9、的光合色素吸收光谱曲线，引导学生分析曲线含义，总结光合色素吸收光波的不同特点。教师还可引导学生进一步分析叶绿体结构特点与其光合作用功能相适应的特点，例如：与光合作用有关的各种酶集中分布于叶绿体中，有利于光合反应高效地进行；再如，叶绿体内的片层薄膜，垛叠成基粒，每个基粒由 10100 个片层结构组成，这样的结构可增大叶绿体内的膜表面，扩大色素的附着面，有利于提高光能的利用效率（2）有条件的学校或班级还可引导学生对色素、光合色素有关的问题做较为深入的讨论，比如可讨论下面几个问题：学生知道我们平常吃的韭黄和蒜黄是怎么培育出来的吗？如果土壤短期缺镁，植物的叶片会出现什么现象呢？浅海中自上而下为什么会出
10、现绿藻、褐藻、红藻等藻类植物的分层分布现象？第二课时第二课时1、引言教学时可从光合作用的总反应式入手，或从与初中阶段的光合作用总反应式的比较入手，可采用老师讲授，或学生讨论，或学生根据总反应式提出光合作用第 3 页共 7 页氧来源假设，即水中的氧是来源于水还是二氧化碳，还是共同来源于二者，条件好的班还可让学生想办法证明这些假设，以训练学生的实验设计能力。在搞清楚光合作用中的全部氧气来自于水中的氧后，让学生回忆初中生物学课本中的光合总反应式，并让学生对该反应式配平，要求尤其要求反应式左右氧原子的配平，通过这个工作，可使学生深切认识到，光合作用的反应物与产物中都需要水这一重要生物学事实。2、光合作
11、用的具体过程可以教师讲解为主，可用板图、挂图、或多媒体课件的形式尽量把微观的物质变化形象化。在讲清楚光合作用光反应与暗反应的过程后，应把重点放在光反应与暗反应的区别和联系上，可利用表解的形式让学生分析讨论：暗反应反应性质酶促反应与光无直接关系，在光下和暗处与光的关系必须在光下进行都能进行与温度的关系与温度无直接关系与温度关系密切叶绿体基粒片层结构的场所叶绿体的基质中薄膜上光、叶绿体光合色素、区必要条件多种酶酶别水光解为还原性氢和氧二氧化碳的固定、三碳化合物的物质变化还原、五碳化合的再生气；由 ADP 合成 ATP光能转变 ATP 中活跃的化学能ATP 中活跃的化学能转变为葡光反应光化学反应能量
12、变化联系萄糖等光合产物中稳定的化学能完成阶段：在多种酶的作用下，准备阶段：为暗反应的接受光反应提供的还原性氢和顺利进行准备了还原性ATP，最终将二氧化碳还原为葡氢和能量 ATP萄糖。之后，还可提出一些综合性的问题，加深学生对光合作用的理解，例如可以提出下面的问题：“当光合作用的光反应过程被人为阻断，你认为暗反应会停止吗？反过来，当暗反应过程被人为阻断，你认为光反应会怎样变化？”第 4 页共 7 页通过以上的分析可以看出，光合作用的光反应与暗反应是相互联系的，而它们之间的联系纽带是还原力，即 ATP 和还原性氢。当光反应停止时（如植物在黑暗条件下），暗反应的 ATP 和还原性氢的来源被阻断，暗反
13、应会停止；而反过来，当暗反应停止时（如植物在气孔完全关闭，或无二氧化碳），光反应是不是也受到影响呢？答案是肯定的，暗反应停止，光反应也会随之停止，因为光反应产生的 ATP 和还原性氢没有被暗反应消耗，根据化学平衡的原理，相当于光反应的产物浓度升高，化学平衡会向反向进行，从而光反应就停止了。时间允许的话，还可引导学生讨论影响光合作用的因素，进而讨论“如何提高光合效率的途径”，“采取哪些措施提高农业产量？”等问题，使学生体会到学习生物学理论的实际价值，强化学生学以致用、理论联系的理念。例如，可提出下面的问题供学生讨论：“你能利用光合作用原理，提出在农业生产中提高作物产量的具体措施吗？”对光合作用的
14、影响在生产上的应有光合作用是光化学反应，所以光合作用 延长光合作用时间；通过轮作，随着光照强度的变化而变化。光照弱，延长全年内单位土地面积上绿光合作用减慢，光照逐步增强时光合作 色植物进行光合作用的时间，是用随着加快；但是光照增强到一定程度，合理利用光的一项重要措施。光光合作用速度不再增加，另外，光的波合理密植是长也影响光合作用速度，通常在红光下 增加光合作用面积，光合作用最快，蓝、紫光次之，绿光最 增加光合作用面积的一项重要措施。差。光合作用的暗反应是酶促反应，温度低，酶促反应慢，光合速率降低，随着温度温 提高，光合作用加快；温度过高时会影适时播种：温室栽培植物时，可度 响酶的活性，使光合作
15、用速率降低，一以适当提高室内温度。般植物的光合作用最适温度在 25-30之间。二氧化碳是光合作用的原料，原料增加，产物必然增加，大气中的二氧化碳含量二氧 是 0.03%，如果浓度提高到 0.1%，产施用有机肥：温室栽培植物时，化量可提高一倍。如果浓度提高到一定程 可以适当提高室内的二氧化碳碳度后，产量不再提高。如果二氧化碳浓 浓度。浓度 度降低到 0.005%，光合作用就不能正常进行。第 5 页共 7 页总之，光合作用涉及的知识多、综合性强，在复习时要全面，特别是光合作用的反应场所、总反应式、反应具体过程、条件、反应物、产物、释放能量、光反应与暗反应之间的相互联系与区别、影响光合作用的诸多因素
16、等方面做全面的比较、总结，并注重这些知识能与生产生活等实际相联系，培养分析、综合、读图、理论联系实际的能力。3、进行光合作用的意义的教学时，可以在课前自己收集或让学生收集诸如当今世界面临的粮食、化石能源、环境污染、生物多样性受到破坏等资料，课上可以采取分组讨论的形式，选择几个典型的事例，围绕光合作用的生态意义这个中心，引发学生的思考和讨论，使学生切实体会到“光合作用是生物界最基本的能量和物质代谢”和生产、环境，激发学生学习的兴趣。板书设计：板书设计：第三节植物的光合作用产物：淀粉和氧气光合 原料：二氧化碳和水作用 条件：光和叶绿体意义制造的有机物为各种生物提供物质和能量放出的氧气供本身及其他生物进行呼吸作用吸收二氧化碳使大气中氧气和二氧化碳含量保持相对稳定表皮 表皮细胞：排列紧密，起保护作用叶片保卫细胞：成对存在，围成气孔的结构栅栏组织：近上表皮，排列整齐，细胞质中含叶肉叶绿体海绵组织：近下表皮，排列疏松，细胞质中含叶绿体叶脉：具输导功能 导管：运输水分和无机盐筛管：运输有机物第 6 页共 7 页第 7 页共 7 页