高中生物人教版（2019）必修一5.4.2光合作用的原理和应用（教案）

第五章 细胞的能量供应和利用
第四节 光合作用与能量转化
二 光合作用的原理和应用
【教学目标的确定】
课程标准与本节对应的要求是：“说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转化并储存为糖分子中的化学能。”根据上述要求和建议，本节课教学目标确定如下：
1.说明光合作用过程中物质和能量的变化。
2.掌握影响光合作用速率的环境因素以及光合作用原理的应用。
【教学重难点】
教学重点：光合作用过程中物质和能量的变化；影响光合作用速率的环境因素。
教学难点：光合作用过程中物质和能量的变化；影响光合作用速率的环境因素。
【教学步骤】
1.新课导入
教师：课件展示植物与阳光的图片，以此引出光合作用。
教师：我们知道光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，将二氧化碳和水转化为储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。这节课让我们来按照科学家的路线，探讨光合作用的原理。
2.新课讲授
一、光合作用的原理
教师：学生阅读课本102页资料，简单总结出科学家们的实验结论。
教师：利用课件依次展示各个实验及其结论。
教师：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？
不能说明。希尔反应仅说明了叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。
教师：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？
能够说明。希尔反应是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬得液中有H20，没有合成糖的另一种必需原料——CO2，因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。
教师：分析鲁宾和卡门做的实验，你能得出什么结论？
光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水，而并不来源于CO2。
教师：尝试用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。
教师：总结光合作用释放的氧气中的氧元素来自水，氧气的产生和糖类的合成不是同一个化学反应，而是分阶段进行的。根据是否需要光能，化学反应可以概括地分为光反应和暗反应（现在也称为碳反应）两个阶段。
教师：引导学生阅读课本光反应和暗反应的内容和图5-14光合作用过程图解，小组同学之间相互讲解过程，引导学生分析光反应和暗反应的物质变化、能量变化、条件和场所。
教师：引导学生简述光反应和暗反应的过程，利用课件的表格讲解光反应和暗反应的异同点。
教师：讲解光反应为暗反应提供ATP和 NADPH，暗反应为光反应提供ADP、Pi、NADP+。
能量联系：光反应为暗反应提供了活跃的化学能，暗反应将活跃的化学能转化为有机物中稳定的化学能。
教师：通过以上的分析，教师可以引导学生总结：光合作用的过程分为两部分，一部分是在有光的条件下进行的，将水分解产生O2和NADPH、ATP，称为光反应；另一部分不需要光，将CO2转化为糖类等有机物，称为暗反应。
二、光合作用原理的应用
教师：引导学生观察光合作用的过程图，分析哪些环境因素可能会影响到光合作用速率。（光照强度、温度、CO2浓度、水分和矿质元素等因素）并一一进行讲解。
教师：展示化能合成作用的相关过程并讲解。
3.板书设计
5.4.2光合作用的原理和应用
一、光合作用的原理
1.光反应
2.暗反应
二、光合作用原理的应用
1.提高光合作用强度的措施
2.探究环境因素对光合作用强度的影响
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