2021-2022学年高一上学期生物人教版（2019）必修1-5.4.2光合作用的原理和应用说课课件（27张ppt）

(共27张PPT)
（2）光合作用的原理和应用
Principle and application of photosynthesis
第4节 光合作用和能量转化
学情分析
教学目标
教法与学法
1
2
3
5
说课提纲
CONTENTS
教学过程
4
教材分析
教材分析
TEXTBOOK ANALYSIS
1
教材地位与特点
《光合作用的原理和应用》
人教版生物必修一第五章第四节第2课时
生物界物质和能量的基本来源，为生态系统结构和功能的学习奠定基础
与人类社会面临的粮食、资源、环境等问题有着密切联系
高考必考知识点
1
教材分析
TEXTBOOK ANALYSIS
01
教学重点：
光合作用的过程和意义
1
教材分析
TEXTBOOK ANALYSIS
【确定理由】理解光能、化学能的转化过程，掌握光合作用的能量和物质变化的本质。为进一步研究如何提高光合效率的途径，提高农业产量的技术，深入联系生产实际奠定理论基础。
02
03
教学难点一：
光反应与暗反应阶段模型的构建
教学难点二：
光合作用过程中物质与能量的变化与相互关系
学情分析
STUDENT ANALYSIS
2
求知欲旺盛
具备基本知识结构与实验研究方法
具备一定的自主探究、推理归纳的能力
2
学情分析
Learning Analysis
积极因素
消极因素
侧重于对概念的描述，对光合作用的具体过程不了解
缺乏对模型构建的实操
教学目标
TEACHING OBJECTIVES
3
1
4
通过对光合作用相关科学史资料的分析，说明光合作用过程，自主构建光合作用概念模型。（科学探究、科学思维）
联系实际，关注光合作用原理在生产生活中的应用，认同科学技术的的重要价值。（社会责任）
从物质与能量观视角，阐明光合作用过程中物质变化与能量转化的过程，说明光合作用原理和意义。（生命观念）
2
3
4
领悟科学探究方法，认同人类对光合作用的认识过程是逐步的、不断发展的。（科学思维）
3
教学目标
教法与学法
TEACHING AND LEARNING METHODS
4
探究法
直观演示法
讲授法
4
说教法
TALK ABOUT TEACHINGS
【确定理由】探究法是新教材大力推行实施的一种重要教法，强调师生互动、生生互动，根据学生为主，教师为辅的教学理念，通过任务驱动引导学生自主探究，加强互动。然后通过多媒体演示，构建概念模型，将复杂的过程直观的呈现给学生。
自主探索
合作交流
比较分析
【确定理由】通过自主探索对概念有整体了解，然后在自己独特见解的基础上进行小组合作交流，构建模型，充分发挥学生的主观能动性。
4
说学法
STUDY METHOD
教学过程
TEACHING PROCESS
5
5 min
情景导入
15 min
资料分析
构建光反应过程
资料分析
构建暗反应过程
10 min
课后
光合作用原理的应用
10 min
分析比较
归纳总结
5 min
巩固提升
5
教学过程
TEACHING PROCESS
怎么教？
板书
【活动1】情景导入
学生思考叶子概念车（光合作用汽车）的动力原理，回顾初中光合作用概念，并写出光合作用总反应式。
【设计意图】激发学生兴趣，温故而知新。
光合作用
绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放氧气的过程。
【活动2】构建光反应模型——希尔光水解反应
（1）希尔的实验说明水的光解产生氧气，是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？
（2）此过程中，H2O分解生成O2的同时，还生成了什么物质？
（3）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 是否都需要光照？
提问：光合作用释放的氧气来自原料中的水还是CO2？
展示希尔的实验，引导学生分析该实验的材料、条件、处理措施及结果，并小组分析讨论下列问题：
1937年，英国植物学家希尔(R.Hill)发现,在离体叶绿体的悬浮液中加入具有氢受体[如NADP+]和铁盐或其他氧化剂的水溶液，在无CO2的条件下给予光照，发现叶绿体可以释放出氧气，生成NADPH（还原型辅酶II）。
如果把光照了的叶绿体移到暗处并供给CO2，则可观察到葡萄糖生成。
【活动2】构建光反应模型——鲁宾和卡门实验
学生阅读1937年鲁宾和卡门的同位素标记实验，思考并得出结论：光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而不是CO2。
【设计意图】锻炼学生分析和归纳问题的能力。
【活动2】构建光反应模型——阿尔农的发现
由阿尔农的发现，说明叶绿体可以合成ATP。让学生用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。
1954年，美国科学家阿尔农(D.Arnon)发现，在光照下，叶绿体可合成ATP。
1957年，他发现这一过程总是与水的光解相伴随。
【设计意图】引导学生进行经典实验分析，亲历科学家科学研究之路。培养归纳推理的科学思维习惯，提升科学探究能力。
【活动2】构建光反应模型
学生综合分析以上实验，找出反应物和产物的对应关系，小组合作构建光反应模型。
场所：叶绿体的内囊体薄膜上
条件：光、色素、酶、ADP、Pi
物质变化：
能量转化：光能 ATP和NADPH中的化学能
水的光解：2H2O 4[H] + O2
ATP的合成：ADP+Pi+能量（光能) ATP
光能
酶
【活动3】构建暗反应模型——阿尔农的发现
提问：CO2中的C是如何变成有机物中的C的？
【资料】20世纪40年代，美国科学家卡尔文(M. Calvin）用14C标记的14CO2供小球藻进行光合作用，追踪放射性14C的去路。向反应体系中充入一定量的14CO2，光照30秒后检测产物，检测到了多种带14C标记的化合物。将光照时间逐渐缩短至几分之一秒时发现，90%的放射性出现在一种三碳化合物(C3）中。在5秒钟的光照后，卡尔文等同时检测到了含有放射性的五碳化合物(C5）和六碳糖(C6)。
你能否建立CO2、C3、C5和C6的转化关系？
依据上述资料，能否写出碳的转移途径？
光反应产生的NADPH和ATP用于暗反应哪一步？
【活动3】构建暗反应模型
小组讨论，修正完善碳转移途径，构建暗反应过程。
场所：叶绿体的基质
条件：酶、CO2、ATP、[H]
物质变化：
能量转化：ATP和NADPH中的化学能 有机物中稳定的化学能
CO2的固定：CO2 + C5 2C3
CO2的还原：2C3 （CH2O）+C5+H2O
[H]
【设计意图】激发学生学习的积极性和主动性，体会科研科学研究要持之以恒的科学精神。
酶
ATP
ADP+Pi
【活动4】分析比较 归纳总结
1. 光反应与暗反应在所需条件、进行场所、物质变化和能量转化上有什么区别？
2. 光反应和暗反应在物质变化和能量转化方面存在什么联系？
光反应 暗反应
所需条件 必须有光 有光或无光均可
进行场所 内囊体膜 叶绿体基质
物质变化 水光解为O2和H+ ATP和NADPH的合成 CO2的固定
C3的还原
ATP和NADPH的分解
能量转化 光能转化为ATP和NADPH中的化学能 ATP和NADPH中的化学能转化为有机物中稳定的化学能
【活动5】光合作用原理的应用
结合整个光合作用过程，探究影响对光合作用的因素。
通过介绍植物工厂，强调光合作用对农作物产量的重要影响。
思考增加农作物产量的措施，展开讨论，阐明个人观点。
【拓展·提升】
蓝细菌——光合作用
硝化细菌——化能合成作用
【设计意图】拓展学生视野，有利于建立生物多样性的概念。
【活动6】巩固提升
教材“练习与应用”题目检测和评价教学的形成性，有利于学生达成本节的学习目标。
感谢倾听
请批评指正
THANKS FOR LISTENING