資源簡介

5.4.2光合作用的原理和應用的教案
【教學目標】
1.通過探究光合作用原理的實驗，認識科學探究的基本思路和方法。
2.用物質和能量觀闡明光合作用過程。
3.基于事實證據，進一步理解光合作用原理。
與核心素養對接：
1.科學探究--根據實驗目的, 設計探究實驗。
2.科學思維---分析與綜合：分析光合作用光反應和暗反應過程，認同兩個階段既有區別又有聯系。
3.社會責任----- 能夠根據光合作用原理指導生產實踐。
【教學重難點】
教學重點
1.光合作用的光反應、暗反應過程及相互關系。
2.影響光合作用強度的環境因素。
教學難點
1.光合作用過程中物質和能量的變化及相互關系。
2.探究影響光合作用強度的環境因素
【新課導入】
教師利用在第一節課中了解的恩格爾曼的實驗，得出葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧的結論。接著再提問生活中早上起來公園里的空氣格外清新，這是為什么？與植物有什么關系？植物也在生長，它所需要的營養物質從何而來？學生結合初中對光合作用的的學習，讓學生嘗試說出答案。
【新課講解】
光合作用的原理
1.圖解：
探究1.關于光合作用過程
（1）有人認為：光反應必須在有光的條件下進行，暗反應必須在無光條件下進行，這種說法是否正確？
（2）分析光合作用過程，思考哪些過程不需要酶的催化，哪些過程需要酶的催化？
（3）利用同位素標記法分析光合作用過程中各元素的轉移途徑
①用放射性同位素18O標記H2O中的氧，則能在光合作用的哪些物質中檢測到放射性？
②若用14C標記CO2中的C呢？
③總結光合作用中各元素的去向（用箭頭表示）
碳的轉移：CO2 → C3 →(CH2O)
氧的轉移：H2O → O2 ； CO2 → C3 → (CH2O)
氫的轉移：H2O → → (CH2O)
小結：
2.光合作用總反應式：
3.光反應與暗反應的比較
比較項目 光反應 暗反應
場所 類囊體的薄膜上（基粒） 基質
原料 H2O、（ADP+Pi） CO2 、C5、（ + ATP）
產物 O2 、ATP、 C6H12O6 、 C5、H2O、（ADP+Pi）
條件 光、色素、酶、（水） 多種酶、不需光、（+ATP）、CO2
物質變化
能量變化 光能 → ATP中活躍的化學能 ATP中活躍的化學能→（CH2O）穩定的化學能量
聯系 ①光反應為暗反應提供 和ATP ，且只用于暗反應的 C3的還原 階段 ②暗反應為光反應提供 ADP和Pi 。
實質 物質變化：CO2和H2O → 有機物 能量變化：光能 → 化學能 光合作用是生物界最基本的物質代謝和能量代謝
探究2.分析在無光條件下，暗反應能否長期進行？若暗反應停止，光反應能否持續進行？
4.光合作用中改變某一條件后，產物及中間產物的變化規律：（短時間內的相對含量變化）
條件 光照減弱， CO2供應不變 光照增強 CO2供應不變 光照不變 CO2供應減少 光照不變 CO2供應增加
C3 增加 減少 減少 增加
C5 減少 增加 增加 減少
、ATP 減少 增加 增加 減少
O2 減少 增加 減少 增加
(CH2O)含量 減少 增加 減少 增加
探究3.植物甲：持續光照10分鐘，植物乙：光照5分鐘后再暗處理5分鐘，如此交替進行20分鐘，植物丙：光照5秒鐘后再暗處理5秒鐘，如此交替進行20分鐘。若其他條件不變，則甲、乙、丙三種植物①所制造的有機物總量：丙﹥乙﹥甲？②積累的有機物總量？
小結：相同時間內，若光照和黑暗間隔處理比一直光照的有機物積累多
∵、ATP基本不積累，利用充分；但一直光照會造成和ATP的積累，利用不充分
光合作用原理的應用
1．光合作用強度
(1)概念：植物在單位時間內通過光合作用制造糖類的數量。
(2)表示方法：用一定時間內原料消耗或產物生成的數量來定量表示。
(3)影響因素
①光合作用的原料——水、CO2。
影響CO2供應的因素：環境中CO2濃度和葉片氣孔開閉情況等。
②動力——光能。
③場所——葉綠體。
影響葉綠體的形成和結構的因素：無機營養和病蟲害。
④酶：影響酶活性的因素，如溫度。
2．探究光照強度對光合作用的影響
取材
↓
排氣
↓
沉水
↓
分組：取3只小燒杯，分別倒入20 mL富含二氧化碳的清水、分別放入10片小圓形葉片
↓
光照：分別對這3個實驗裝置進行強、中、弱三種光照
↓
觀察并記錄：同一時間段內各實驗裝置中小圓形葉片浮起的數量
3．在生產實踐中的應用
實例 原理
間作套種 不同植物對光照的需求不同
冬季大棚溫度白天適當提高，晚上適當降低 白天提高溫度，促進光合作用，夜間降溫，抑制呼吸作用
“正其行、通其風” 增大CO2濃度，有利于光合作用的進行
合理灌溉 水缺少導致氣孔關閉，CO2供應不足
【板書】
第5章 第4節 細胞呼吸的原理和應用
二 光合作用的原理和應用
一、探究光合作用的經典實驗
二、光合作用的原理
三、影響光合作用的外界環境因素
（1）光照強度
（2）CO2濃度
（3）溫度
【課后反思】
在本部分內容教學中，教學目標達成，重點難點得到突破，體現了新課標的思想-----注重實驗設計能力的培養和科學素養的培養。
在實際教學活動的實施過程中，學生表現出濃厚的學習興趣，積極參與討論和探究, 有關知識探究很全面，但重點不夠突出，總結提升部分也做得不是很系統,且課堂教學時間不容易控制，完成教學計劃所需要的時間比預計時間長了許多，導致后面練習方面時間不夠，還好本節內容還有第二課時，可在第二課時給予適當彌補；另外學生在探究性學習過程中對實驗的分析、討論、設計以及語言表達等方面都顯得比較薄弱，有待于多加強訓練；還有對課堂生成問題應加強組織討論,調控的能力，不一定所有問題都在課堂上統一結論，但要珍視學生有價值的提問，要敢于適當開放。

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