4.4.1《光反应》第2课时 教学设计高中生物北师大版（2019）必修一

教 学 设 计
教学基本信息
课题 第4章第四节 一 光反应（第2课时）
学科 生物学 学段： 高中 年级 高一年级
教材 书名：《分子与细胞》出版社：北京师范大学出版社 出版日期： 2019年第1版
教学目标及教学重点、难点
教学目标：（1）在理解光反应的基础上,形成物质与能量观,阐明光反应的实质是发生了物质和能量的变化；在总结光反应过程的基础上上，形成结构与功能观，建立叶绿体类囊体膜结构与功能的对应关系。（2）在对光反应过程的发现史资料分析过程中,建立证据与结论的科学逻辑关系,促进科学推理能力的发展和提升;（3）在理解光反应过程的基础上，为运用光反应的相关知识解决农业生产题出合理建议做出铺垫。
教学过程
教学环节 主要教学活动 设计意图
导入 问题导入：通过上一节课的学习我们明确了叶绿体是光合作用的场所，叶绿体中的色素能够吸收、转化和传递光能。对于光合作用的过程你还有哪些了解哪些方面的内容呢？举例：光合色素吸收的光能是如何传递和转化的？作为一个化学反应，有哪些酶参与了催化？ 二氧化碳和水能否直接反应生成淀粉和氧气？ 氧气是来自于二氧化碳还是水？ ......提问：先来研究其中一个问题，即光合作用中二氧化碳和水是不是直接反应生成了淀粉和氧气？ 从化学反应的角度引导学生提出问题，渗透光合作用的实质
光反应概念的提出 分析：教材118页材料2信息梳理：光下→释放电子、H+，生成NADPH、氧气 无二氧化碳→不能合成有机物结论：光合作用可以分成两个相对独立的阶段，一个阶段在光下产生氧气，称为光反应，一个阶段以二氧化碳为原料合成有机物，称为碳反应。 训练学生对材料中的信息进行有效提取并进行整合；进而提出光反应和碳反应的概念，使学习更有条理
光反应中的物质变化和能量变化 提问：如果氧气来自于光反应，二氧化碳参与碳反应，那氧气就应该来自与水（可结合总反应式分析），是不是这样的呢？分析：教材118页材料3梳理：光合作用产生的氧气来自于水的光解，即H2O → 2H+ + 2e- + 1/2O2NADP+ + 2e- + H+ → NADPH水为什么会分解，是因为色素吸收的光能激发了水的分解，因此该过程称为水的光解。水的光解除了产生了氧气，还产生了氢离子和电子，电子通过电子传递链传给NADP+，生成NADPH，NADPH从而获得了电子中的能量，光能因此转化为NADPH中活跃的化学能。提问：以上这些反应发生在叶绿体什么部位？回答：叶绿体类囊体膜上（因为色素在膜上）提问：类囊体膜上是否还发生了其它反应？分析：教材118页材料4分析：类囊体膜上还生成了ATP。ATP中含有活跃的化学能，也就是说光能转化为ATP中活跃的化学能问题：ATP生成的直接驱动力是什么？H+的浓度梯度势能。 H+的浓度梯度是怎么形成的？结合材料2、材料3进行判断H+来自于水的光解。 有了光反应的大概概念之后，通过材料3、材料4去分别细化概念、逐一解决物质变化和能量变化。
总结 通过材料2、材料3、材料4我们就理清了光反应中的物质变化和能量变化：讲授：叶绿体类囊体膜上的光合色素分子捕获了光能，将光能传递给位于反应中心的色素分子，该色素分子被激发，释放出一个高能电子，失去电子的色素分子有很强的夺电子能力，它们从水中夺得电子，使水分解成H+和O2，O2扩散进大气。色素分子失去的电子通过类囊体膜上的电子传递链传递给NADP+，NADP+获得电子后与H+结合，生成NADPH（即[H]），同时，叶绿体基质中的H+被泵入类囊体腔内，导致类囊体与叶绿体基质之间形成H+浓度梯度，类囊体腔中的H+通过ATP合成酶顺浓度梯度返回叶绿体基质，推动了ATP的生成，光能转化为ATP和[H]中活跃的化学能。总结：物质变化：能量变化：光能转化为ATP和[H]中活跃的化学能反应条件：光、色素、酶反应场所：叶绿体类囊体膜（叶绿体基粒的片层结构为色素、酶、电子传递体等附着提供了可能，使光反应能够高效有序的进行）。 分别讨论后再进行汇总，建立光反应的完整概念，符合学生的学习规律和认知规律。通过总结反应场所再次强调结构与功能的关系，建立结构功能观