第3节 ATP的主要来源——细胞呼吸
教学目标：1.说出线粒体的结构和功能。
2.通过进行酵母菌细胞呼吸方式的探究，说明有氧呼吸和无氧呼吸的异同。
3.说明细胞呼吸的原理，并探讨其在生产和生活中的应用。
教学重点和难点：
学习重点：有氧呼吸的过程及原理。
学习难点：1.细胞呼吸的原理和本质。
2.探究酵母菌细胞的呼吸方式。
温故知新：
胰蛋白酶作用于一定量的某种物质（底物），湿度保持37 ℃，pH保持在最适值，生成物量与反应时间关系如图1-5-4，请回答下列问题：
40 80 120 160
图1-5-4
（1）该酶作用的底物是_____________________。
（2）在140分钟后，曲线变成水平，这是因为____________________。
（3）若增加胰蛋白酶浓度，其他条件不变，请在原图上画出生成物量变化的示意曲线。
（4）若胰蛋白酶浓度和其他条件不变， ( http: / / www.21cnjy.com )反应液pH值由2逐渐升高到10，则酶催化反应的速度将____________________，原因是_______________________。
（5）下图中能正确表示胰蛋白酶对底物的分解速度和温度关系的是
( http: / / www.21cnjy.com )
自主学习与要点讲解：
一、细胞呼吸
1.什么叫做呼吸作用？
2.呼吸作用又称作什么？为什么？
3.呼吸作用和人的呼吸是同一概念吗？
4.呼吸作用与物质的燃烧有什么相同点和不同点？
二.线粒体的结构和功能
1.线粒体结构示意图。
据图回答问题：
（1）写出结构的名称
①__________②___________③________④__________
（2）与细胞呼吸有关的酶存在于_______和_______。
（3）线粒体的功能___________________________。
三.有氧呼吸
1.写出有氧呼吸过程三个阶段的表达式及发生的场所。
2.写出有氧呼吸过程的总反应式。并标明氧元素的来源和去向。
四、无氧呼吸
1.写出无氧呼吸过程中的两个阶段的反应式及反应场所。
2.酵母菌无氧呼吸的总反应式？
3.乳酸菌无氧呼吸的总反应式？
4.无氧呼吸释放能量较少，大部分储存在哪里？
5.有氧呼吸和无氧呼吸有哪些区别和联系？
呼吸类型 有氧呼吸 无氧呼吸
区别 场所
条件
物质变化
能量变化
联系 实质
联系
注意： ①葡萄糖是细胞内的呼吸作用经常 ( http: / / www.21cnjy.com )利用的物质，细胞内的其他物质，脂肪、蛋白质等有机物，都可以作为能源物质被氧化分解。②呼吸作用过程是生物细胞利用酶分解体内物质的过程，是一系列酶促反应，所以，除了缺乏氧气能影响生物的有氧呼吸外，影响呼吸作用最重要的环境因素是温度。
四、呼吸作用原理的应用：用细胞呼吸的原理解释
1.中耕松土，利于植物生长。
2.伤口较深，需注射破伤风抗菌血清。
3.蔬菜、水果放入冰箱或地窖中储存。
总结：影响呼吸作用的外界因素有哪些？
例1：右图为大气中氧的浓度对植物组织内CO2产生的影响，为了有利于贮藏蔬菜和水果，贮藏室内的氧气应调节到图中的哪—点所对应的浓度
例2：无氧呼吸与有氧呼吸区别的根本原因是（ ）。
A.丙酮酸继续发生的化学反应的途径不同
B.丙酮酸继续发生的化学反应的酶不同
C.释放的能量及生成的ATP数量不同
D.全过程都没有分子氧参与
例3：在细胞呼吸过程中，若有CO2的放出，则该过程一定不是（ ）。
A.有氧呼吸 B.无氧呼吸 C.酒精发酵 D.乳酸发酵
例4：生物体吸收的O2用于（ ）
A.在线粒体内合成CO2
B.在细胞质基质中与[H]结合成水
C.部分形成CO2，部分与[H]结合成水
D.在线粒体内与[H]结合成水
例5：测得苹果果实在一段时间内，CO2的释放量比O2的吸收量大，由此推得果实
A.有氧呼吸占优势
B.有氧呼吸与无氧呼吸消耗的葡萄糖相等
C.无氧呼吸占优势
D.既进行无氧呼吸又进行有氧呼吸
例6：法国化学家拉瓦锡把呼吸作用比作碳和氢的“缓慢燃烧过程”，现在理解也有些道理，原因是呼吸作用和物质的燃烧共同点（ ）
①都是物质的氧化分解过程 ②都能产生二氧化碳等产物 ③都能释放能量 ④都能产生ATP ⑤都能在细胞外进行 ⑥都必需在细胞内进行
A.①②③ B.①②③④ C.①②③④⑤ D.①②③④⑤⑥
例7：细胞呼吸方式有所不同，不同细胞呼吸方式也能产生相同的物质和能量是（ ）
A.CO2和ATP B.C2H5OH和ATP
C.乳酸和ATP D.丙酮酸和热量
例8：酵母菌的呼吸方式是（ ）
①C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量
②C6H12O6 2C2H5OH+2CO2+能量
③C6H12O6 2C3H6O3+能量
A.①③ B.①② C.②③ D.①②③
例9：下面的装置图可以用来探究酵母菌呼吸方式，某同学选用它们做如下实验，效果最好的是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )
A.甲在有氧条件产生酒精 B.乙在有氧条件下产生CO2
C.甲在无氧条件产生CO2 D.乙在无氧条件下产生酒精
拓展延伸：
1.下列图解表示的是有氧呼吸过程，关于图解的说明正确的一项是（ ）
( http: / / www.21cnjy.com )
A.①②过程发生在细胞质基质中，③过程发生在线粒体基质中
B.①过程发生在细胞质基质中，②③过程发生在线粒体内膜上和线粒体基质中
C.①②过程释放的热能比③过程多
D.①②过程产生的ATP比③过程多
2.有氧呼吸过程中，氧的作用是（ ）
①参与酶的催化 ②在有氧情况下，丙酮酸进入线粒体
③生成CO2 ④与氢结合成水
A.①③ B.①④ C.②④ D.②③
3.让一只白鼠吸入放射性的18O2，该白鼠体内最先出现含18O的化合物是（ ）
A.二氧化碳 B.水 C.乳酸 D.丙酮酸
4.1 mol葡萄糖在人体内彻底氧化分解 ( http: / / www.21cnjy.com )，可形成38个ATP分子。那么一个人呼吸12 mol的氧气，彻底氧化分解葡萄糖，可形成ATP的分子数是 （ ）
A.38 B.76 C.152 D.456
5.甲酵母菌进行有氧呼吸，乙酵母菌进行发酵，若他们消耗等量的葡萄糖，问他们共同放出二氧化碳和吸入氧气的体积之比是（ ）
A.1:2 B.1:1 C.2:3 D.4:3
6.下图是大气中氧浓度对酵母菌细胞产生二氧化碳的影响。根据图回答：
( http: / / www.21cnjy.com )
①A点酵母菌细胞为什么产生较多的二氧化碳？______________________。
②为什么由A到B，二氧化碳含量越来越少？________________________。
③为什么由B到c酵母菌细胞释放二氧化碳出现新高峰？_______________ 。
7.将酵母菌研磨，离心分离后，得到 ( http: / / www.21cnjy.com )上清液（含有细胞质的基质）和沉淀物（含有细胞器）。把等量的上清液、沉淀物和末离心处理的匀浆分别装入甲、乙、丙三支试管中，分别进行以下4项独立实验（实验一、二、三由供选答案中选一项正确答案代号填充；实验四简答）。
（1）实验一:向3个试管中分别滴加2 ( http: / / www.21cnjy.com ) mol的葡萄糖溶液，甲、乙、丙中的终产物分别是 。
（2）实验二: 向3个试管中分别滴加2 ( http: / / www.21cnjy.com ) mol的丙酮酸溶液，甲、乙、丙中最终产物分别是 。
（3）实验三:在隔绝空气条件 ( http: / / www.21cnjy.com )下，重复实验一，甲、乙、丙中最终产物分别是 。
（4）实验四:向3个试管分 ( http: / / www.21cnjy.com )别加入等量的萤光素（萤光虫尾部提取可以发光物质）。重复实验—、实验二，从理论上讲，发萤光最强的实验是 实验中 试管。
供选答案：A.H2O + CO2 B.乙醇和CO2 C.丙酮酸 D.无反应
8.生物体内葡萄糖分解代谢过程图解如下：据右图解回答：
（1）反应①②③④中，可在人体细胞中进行的是
（2）粮食贮藏过程中，有时会发生粮堆湿度增大现象，这是因为
（3）在反应①②③④中，必须在有氧条件下进行的是
参考答案：
温故知新：
（1）蛋白质
（2）底物量一定，底物已被消耗尽
（3）见图1-5-6
40 80 120 160
图1-5-6
（4）不变 在pH2时酶已经失活
（5）C
自主学习与要点讲解
例1-例9 BBDDDADBD
拓展延伸：1-5 B C B B D
6、①进行无氧呼吸。②随氧的浓度增加，无氧呼吸受到抑制。③氧浓度不断增强，有氧呼吸越来越旺盛。
7、（1）B、D、A （2）B、A、A （3）B、D、B （4）一、丙
8、（1）①②④；（2）呼吸作用产生水；（3）②
生成物的量(mg)
反应时间(分钟)
① ② ③ ④
生成物的量(mg)
反应时间(分钟)酶的作用和本质
第2课时
【学习目标】
1.了解关于酶本质的探索过程。
2. 理解并掌握酶的本质。
【自主学习】自主阅读课本p80-82，完成填空
酶的本质
1.探索历程
科学家 实验推论或结论
法国 巴斯德 糖类变成酒精一定有 存在
德国 李比希 只有在 ，酵母细胞中的某些物质才能引起发酵。
德国 毕希纳 发现不含酵母细胞的提取液同样能引起发酵并将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶
美国 萨姆纳 从刀豆中提取脲酶结晶，并证明其本质是
美国 切赫和奥特曼 发现少数 也具有生物催化功能
2.酶的本质：大多数是 ，少数是 。
【课堂探究】
一、问题探讨
1773年，斯帕兰札尼做了 ( http: / / www.21cnjy.com )一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，然后让鹰把小笼子吞下去。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。
讨论1：斯帕兰札尼设计的实验巧妙之处在哪里？
讨论2：这个实验要解决什么问题？
讨论3：是什么物质使肉块消失了？
讨论4：这个实验证明了什么？
讨论5：怎样才能证明你的推测？
二、酶的发现及酶的本质 阅读教材P81资料分析，讨论。
讨论6：巴斯德的观点是什么？
讨论7：李比希的观点又是什么？
讨论8：结束这一争论的是谁？
讨论9：巴斯德和李比希的观点各有什么积极意义？各有什么局限性
巴斯德认为发酵与活细胞有 ( http: / / www.21cnjy.com )关是合理的，但是认为发酵是整个细胞而不是细胞中的某些物质在起作用是不正确的；李比希认为引起发酵的是细胞中的某些物质是合理的，但是认为这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用是不正确的
讨论10：科学发展过程中出现争论是正常的。试分析巴斯德和李比希之间出现争论的原因是什么？这一争论对后人进一步研究酶的本质起了什么作用？
巴斯德是微生物学家，特别强调生物体或细 ( http: / / www.21cnjy.com )胞的作用；李比希是化学家，倾向于从化学的角度考虑问题。他们的争论促使后人把对酶的研究的目标集中在他们争论的焦点上，使科学研究更加有的放矢
讨论11：从毕希纳的实验可以得出什么结论？
讨论12：萨姆纳历时9年才证明脲酶是蛋白质，并因此荣获诺贝尔奖。你认为他成功的主要原因是什么？
萨姆纳历时9年用正确的科学方法，坚持不懈、百折不挠的科学精神，将酶提纯出来。成功属于不畏艰苦的人
讨论13：在萨姆纳之前，为什么很难鉴定酶的本质？
讨论14：你能给酶下一个较完整的定义吗？
讨论15：给你一份某种酶的结晶，你能设计实验鉴定它是不是蛋白质吗？第2节 细胞的能量“通货”——ATP
【学习目标】
1.ATP的化学组成和特点
2.ATP的分子简式
3.ATP在能量代谢中的作用
【学习重点】1.ATP化学组成的特点及其在能量中的作用
2.ATP与ADP相互转化
【学习难点】
ATP与ADP相互转化
【学习过程】
____________是细胞的主要 ( http: / / www.21cnjy.com )能源物质，____________是生物体内储存能量的物质，____________是新陈代谢所需能量的直接来源，____________是几乎所有生命系统中能量的最终源头。
一、ATP分子中具有高能磷酸键
ATP是_______的英文名称缩写。ATP分子的结构式可以简写成__________，A代表____________，P代表____________，~代表_________________。
二、ATP和ADP可以相互转化
ATP与ADP的相互转换（反应式）：__________________________________。
ATP与ADP之间的相互转化过程并不是可逆反应。反应的场所、条件、反应式中的“能量”均不同
ATP合成（反应式从右至左） ATP分解（反应式从左至右）
场所 __________________ 包括细胞内所有需要____________的进行生命活动的结构
条件 由____________酶催化 由____________酶催化
“能量” 合成ATP的能量主要来自有机物分解释放的____________和光合作用中吸收的___________注意：ATP水解释放的能量不会再参与______的合成 ATP水解释放的能量是储存在ATP__________中的化学能
ATP的形成途径 ：生物体内的ATP含 ( http: / / www.21cnjy.com )量很低，所以ATP与ADP总是不断地进行着相互转化。在动、植物细胞内能使ADP转化为ATP的途径有：
动物与人：____________________________________
绿色植物：____________________________________
三、ATP的利用
细胞内吸能反应一般与____________的反应相联系，由____________提供能量；放能反应一般与____________的反应相联系，释放的能量储存在__________中。
ATP的利用举例：________________________________________________
【过关检测】
1.荧火虫发光所用的能量直接来自（ ）
A.葡萄糖 B.磷酸肌酸 C.脂肪 D.ATP
2.下列生命现象中不伴有ATP消耗的是（ ）
A.神经冲动的传导 B.含羞草受到刺激小叶合拢
C.葡萄糖在小肠中被吸收 D.根尖生长点细胞有丝分裂
3.ATP转化为 ADP 可表示如下：式中X代表（ ）
A.H2O B.[H] C.P D.Pi
4.关于动物细胞中ATP的正确叙述是（ ）
A.ATP在动物体细胞中普遍存在，但含量不多
B.当它过分减少时，可由ADP在不依赖其他物质条件下直接形成
C.它含有三个高能磷酸键
D.ATP转变为ADP的反应是可逆的
5.以下是对生物体ATP的有关叙述，其中正确的一项是（ ）
A.ATP与ADP的相互转化，在活细胞中其循环是永无休止的
B.ATP与ADP是同一种物质的两种形态
C.生物体内的ATP含量很多，从而保证了生命活动所需能量的持续供应
D.ATP与ADP的相互转化，使生物体内的各项化学反应能在常温常压下快速而又顺利地进行
6.精子在长途跋涉寻找卵细胞的过程中，与反应式ATPADP＋Pi＋能量有关的叙述中，错误的是（ ）
A.在整个过程中，反应式只向右进行不向左进行
B.在整个过程中，反应式既向右进行也向左进行
C.反应向左进行和向右进行时的酶不同
D.反应向左进行和向右进行的能量不同
7.1997年诺贝尔化学奖的一半授予了 ( http: / / www.21cnjy.com )美国的保罗.博耶和英国的约翰·沃克，以表彰他们在研究三磷酸腺苷如何利用能量进行自身再生方面取得的成就。“三磷酸腺苷”简称“腺三磷”，又叫ATP，是腺嘌呤的衍生物，含有三个相连的磷酸基，末端两个磷酸键分解时伴随有较大内能量变化，是生物体内能量转化的中心物质。回答下列问题：
（1）ATP的分子简式是________________________，其中A代表________，T代表________，P代表________，________代表高能磷酸键。
（2）写出ADP和ATP相互转变的反应式：________________________。
（3）在动物细胞中，ADP转 ( http: / / www.21cnjy.com )变成ATP的能量主要来自________作用，通常需要分解________________，消耗________气；对于植物来说，ADP转变成ATP的能量还可来自________作用。在生物体内，ATP水解成ADP时，释放的能量直接用于________________。
参考答案
1-6 D B D A D A
7.（1）分子简式：A—P~P~P 腺苷 三个 磷酸基团 ~
（2）
（3）呼吸作用 葡萄糖 氧 光合作用 进行各项生命活动酶的作用和本质
第1课时
【学习目标】
1.学习并掌握酶的作用。
2.理解酶能够降低化学反应的活化能
3.掌握控制变量的科学方法。
【自主学习】自主阅读课本p78-80，完成填空
一、酶在细胞代谢中的作用
1.细胞代谢：_______每时每刻都进行着许多 _________，是细胞生命活动的______。
2.实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
（1）实验原理过程和现象记录
H2 O2―→_______+_____
新鲜肝脏中有较多的____________。实验中每滴FeCl3溶液中的Fe3+数，大约是每滴研磨液中过氧化氢酶分子数的______倍。
（2）控制变量
自变量：在实验过程中__________的变量。
因变量：随_________变化而变化的变量。
无关变量：除_______外，实验过程中还存在的一些对实验结果__________的可变因素。
对照实验：除了一个因素以外，其余因素都__________的实验
单一变量原则：在对照实验中，除了____________外，其他变量都应当_________。
3.酶的作用原理
（1）活化能：分子从______转变为容易发生化学反应的_________所需要的能量。
（2）原理：同无机催化剂相比，酶__________的作用更显著，因而催化效率更高。
（3）意义：使细胞代谢能在________条件下______进行。
二、酶的催化作用
是细胞生命活动的基础。
（一）相关概念
1.酶促反应：酶所催化的化学反应称为酶促反应。
2.底物：在酶促反应中被酶催化的物质。
3.产物：经酶催化所产生的物质。
4.酶的活性：酶所具有的催化能力。
5.酶的失活（酶失活）：酶失去催化能力。
6.活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
（二）酶具有催化作用
★实验：比较过氧化氢在不同条件下的分解
1.实验原理：过氧化氢在加热、化学催化剂 ( http: / / www.21cnjy.com )Fe3+,生物催化剂酶的作用下，可以分解为水和氧气。化学反应式如下：
2.材料用具：略
3.实验步骤：
试管号 3%的过氧化氢溶液 控制变量 点燃的卫生香检测
实验处理 气泡多少
1 2mL 不处理 基本无气泡产生
2 2mL 90℃左右水浴加热 很少
3 2mL 滴加3.5%FeCl3溶液2滴 较多 燃烧但不猛烈
4 2mL 滴加20%肝脏研磨液2滴 很多 燃烧猛烈
讨论1：与1号试管相比，2号试管出现了什么 ( http: / / www.21cnjy.com )不同的现象？这一现象说明什么？
讨论2：为什么加热能促进过氧化氢的分解，提 ( http: / / www.21cnjy.com )高反应速率？加热起了什么作用？
讨论3：在细胞内能通过加热来提高反应速率吗？
讨论4：3号和4号试管未经加热，也有大量气泡产生，这说明什么？
讨论5：3号试管与4号试管相比，哪支试管中的反应速率快？这说明什么？为什么说酶对于细胞内化学反应的进行至关重要？
4号试管的反应速率比3号试 ( http: / / www.21cnjy.com )管快得多。说明过氧化氢酶比Fe3+的催化效率高得多。细胞内每时每刻都在进行着成千上万种化学反应，这些化学反应需要在常温、常压下高效率地进行，只有酶能够满足这样的要求，所以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行至关重要。
4.实验的结论
5.实验中的相关变量
自变量 在实验中人为改变的变量 试管2
试管3
试管4
因变量 随自变量变化而变化的变量
无关变量 除自变量外，实验中对实验结果造成影响的变量
6.对照实验：
（三）酶的作用原理第4节 能量之源——光与光合作用
一、教学目标
1.知识目标：
①简述叶绿体中色素的种类和作用，描述叶绿体的结构和功能。（Ⅰ）
②说明光合作用以及对它的认识过程。（Ⅱ）
③比较光反应与暗反应的区别和联系。（Ⅱ）
④尝试探究影响光合作用强度的环境因素。（Ⅲ）
⑤说出光合作用原理的应用。（Ⅰ）
⑥简述化能合成作用。（Ⅰ）
2.技能目标：
正确使用实验器材，完成“绿叶中色素的提取和分离”的实验操作。
3.情感目标：
体验前人探索光合作用的研究历程，并作出相关的评价；关注农业生产中的实际问题，讨论提高光合作用效率的意义。
二、教学重点、难点分析：
1.教学重点：
①叶绿体中色素的种类及其作用。
②光合作用的发现及研究历史。
③光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
④影响光合作用强度的环境因素。
了解叶绿体中色素的种类和 ( http: / / www.21cnjy.com )作用，有助于理解光合作用过程中能量的捕获和转化。光反应和暗反应是光合作用相互联系、相互影响的两个过程，弄清其中物质和能量的转化，才能算是真正理解了光合作用的原理，才能分析和讨论哪些环境因素将对光合作用产生什么样的影响。分析前人的研究历程，评价他们的研究方法，得出对科学研究的一般规律性的认识，结合当代科学研究的成果，将所学的知识运用于对实际问题的探索和讨论，对于巩固所学的知识，培养理论联系实际的能力有重要的意义。
2.教学难点：
①光反应和暗反应的过程。
②探究影响光合作用强度的环境因素。
光反应和暗反应过程中物质和能量的变 ( http: / / www.21cnjy.com )化，以及光照强度、温度、大气中CO2含量、植物体内H2O的含量、叶龄、矿质元素、呼吸作用、蒸腾作用等等因素综合在一起，都将对光合作用产生影响，要引导学生理解这其中的知识，并进行相关的讨论，是教学中的一大难点。
三、课时安排：
4课时（其中1课时为本章练习、讲评、复习）
四、教学设计：
（第1课时，实验：绿叶中色素的提取和分离）
学习活动 教学说明(课堂时间安排)
“问题探讨”教材P97。一、捕获光能的色素和结构太阳的光线中有能量，我们制造出太阳能电 ( http: / / www.21cnjy.com )池板可以捕获其中的能量并转化为电能。绿色植物也要捕获并转化太阳光中的能量，那么，绿叶中通过什么物质或结构捕获并转化光能呢？下面，我们来做一个实验。实验：绿叶中色素的提取和分离远在1.5×1011m之遥的太阳发 ( http: / / www.21cnjy.com )出的光到达地球表面时是混合光，其中的可见光束看起来是白色的，但它通过三棱镜就会分成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫7色连续光谱，其波长在380～760nm之间。我们看到的红旗呈现红色，桑叶呈现绿色，是由于光线照射到物体表面后，该物体又将这种颜色的光波反射出来（称为反射光）而造成的，绿叶反射了绝大部分的绿色光，所以绿叶呈现出绿色。如果，你透过一片绿色的玻璃看天空 ( http: / / www.21cnjy.com )，你看到的是透过绿色玻璃的绿色光（透射光），而其它波长的光或者被玻璃反射，或者在透过绿色玻璃时基本上被绿色玻璃吸收了。我们做的这个实验，主要目的是提取叶绿体中的色素，并设法将这些色素分离开。实验原理：①用有机溶剂无水乙醇提取绿叶中的色素。（因为绿叶中的色素能够溶解在其中）②利用层析液将提取的色素在滤纸上进行层析时把原本混杂在一起的色素分开。（不同的色素在层析液中的溶解度不同）方法步骤：1.提取绿叶中的色素。问题：①加入SiO2和CaCO3的目的分别是什么？②为什么要用棉塞将试管口塞严？2.制备滤纸条。3.画滤液细线。问题：细线如果画得过粗，对实验结果有何影响？4.分离绿叶中的色素。问题：如果层析液加入过多，淹没了滤纸条上的滤液细线，对实验结果有何影响？5.观察与记录。注意色素带的颜色、宽窄、间距。分别能说明什么问题。 学生进行实验操作。学生展示实验结果，并进行问题探讨。（与教材P98的归纳的4种色素结合学习）接下来再加两个演示操作。将各小组试管中剩余的滤液收集到一起，取 ( http: / / www.21cnjy.com )一个50ml的小烧杯，量取10ml滤液，加入5ml无水乙醇稀释，混均后，量取10ml加入一支大试管中，试管口加棉塞，备用。演示1：调整好分光三棱镜，在投射屏上出现七色光谱，如下图： ( http: / / www.21cnjy.com )在入射光路上置入绿叶色素提取液试管，再引导学生仔细观察投射屏上的光谱。如图： ( http: / / www.21cnjy.com )这一现象说明了什么？问题：如果层析液加入过多，淹没了滤纸条上的滤液细线，对实验结果有何影响？5.观察与记录。注意色素带的颜色、宽窄、间距。分别能说明什么问题。 学生进行实验操作。学生展示实验结果，并进行问题探讨。（与教材P98的归纳的4种色素结合学习）接下来再加两个演示操作。将各小组试管中剩余的滤液收集到一起 ( http: / / www.21cnjy.com )，取一个50ml的小烧杯，量取10ml滤液，加入5ml无水乙醇稀释，混均后，量取10ml加入一支大试管中，试管口加棉塞，备用。演示1：调整好分光三棱镜，在投射屏上出现七色光谱，如下图： ( http: / / www.21cnjy.com )在入射光路上置入绿叶色素提取液试管，再引导学生仔细观察投射屏上的光谱。如图： ( http: / / www.21cnjy.com )这一现象说明了什么？演示2：取出预先准备好的两个小纸盒及手电筒，如下图进行演示： ( http: / / www.21cnjy.com )（纸盒开孔处可透光，其余部分均不透光）现象1：入射光：白色 透射光：绿色 ( http: / / www.21cnjy.com )（纸盒开孔处可透光，其余部分均不透光）现象2：入射光：白色 “反射光”：暗红色引导分析：如果绿叶中色素的提取液的“反射光”看 ( http: / / www.21cnjy.com )起来和绿色玻璃的反射光看起来是一样的绿色，那么绿叶中的色素也就没有什么特殊之处了。暗红色的“反射光”究竟说明了什么？根据科学研究，绿叶中的色素分子吸收光线 ( http: / / www.21cnjy.com )中的能量，某些色素分子从基态上升到激发态，而激发态由于含有较高的能量，不稳定，又要以光的形式辐射出能量返回到基态，辐射出的能量由于有所损耗，因此辐射的光波变长，成为暗红色的光线，这就是我们看到暗红色的“反射光”，但实际上不能算是纯粹的反射光，人们称之为荧光现象。荧光现象的存在，证明了绿叶中的色素能够捕获光能。衍生出的问题：①现象1中不存在荧光现象？（现象1中也存在荧光现象，只是由于入射光线较强，掩盖了荧光现象，凭肉眼无法观察到）②为什么要在“暗盒”中才能看到荧光现象？（因为荧光较弱，如果有其它较强光线的干扰，用肉眼就观察不到荧光现象，所以要用在如图的“暗盒”中才能看到荧光现象）③如果将一片绿叶置于同样的“暗盒”中，代替装有色素提取液的试管，能否看到荧光现象？（结构完好的绿叶中，色素 ( http: / / www.21cnjy.com )捕获光能后，辐射出的能量，大部分用于后续的反应，最终将能量储存在有机产物中，因此，绿叶的荧光现象只有用很灵敏的科学仪器才能检测出来，用肉眼无法观察到。而试管中提取液里的色素捕获光能后， ( http: / / www.21cnjy.com )由于进行光合作用的结构已被破坏，辐射出的能量无法被吸收和传递，只能以荧光的形式散发出去，所以荧光现象相对较强，用肉眼就能观察到。）……从上述讨论中，我们认识到 ( http: / / www.21cnjy.com )，光合作用应该在一定的结构中进行，这一结构必须保持完好，色素按一定的方式存在，能量按一定的途径传递，反应按一定的顺序进行，才能合成最终的有机产物。结合学习教材P99“叶绿体的结构”作业：①完成“资料分析——叶绿体的功能”②完成教材P100课后练习。 ③以表格的形式总结叶绿体的结构特点。 思维热身，引导学生从光的波长（质）和光的强度（量）两个方面来认识光对植物光合作用的影响。（3’）提出思考的问题。讲解相关的物理基础知识，为后面做好辅垫。（3’）弄懂方法和原理，不能为完成操作而做实验。（2’）问题可由学生发现并提出，其他小组回答或修正，老师给予修改、评价。（3’）提醒观察的内容和注意的对象。教师巡视、指导，参与某些小组的实验和问题探讨。收集实验情况。引导学生分析实验结果和现象，总结经验。（12’）增加两个演示实验，能够更好地说明绿叶中的色素具有捕获光能的作用。（5’）引导学生观察，解释现象。（说明白光是混合光，通过三棱镜分光后可以分为七色可见光的连续光谱。）这是要观察的重要现象，结束教材P99图5－10，引导学生对可见光谱中明显的暗带进行分析说明。说明了：①绿叶中的色素能够捕获光能 ( http: / / www.21cnjy.com )。②不同波长的光被吸收的情况有所不同：红光和蓝紫光被吸收得多，而绿光被吸收得最少。（与教材P99第一、二行黑体字结合学习）看到的透射光是绿色，这就好比前面说到的透过一片绿色的玻璃看天空，看到的是透过绿色玻璃的绿色光（透射光）。（2’）看到的“反射光”是暗红色的。绿色 ( http: / / www.21cnjy.com )的玻璃反射的是绿色光，但是绿色的提取液的“反射光”看起来却不是绿色的？这是为什么呢？这里激发学生产生一个求知的欲望。（3’）让学生展开想象的翅膀，大胆设想，哪怕是听起来毫无根据的“乱想”，只要学生敢想、能想，总比一潭死水要好得多呀！（2’）了解了这些知识，学生有些什么新的想法呢？鼓励他们提出来，并尝试着进行解释，活跃思维。（5’）口头讨论时，并不要求答案多么的严密，只要不悖离科学道理就行。总结，引申。（4’）
（第2课时）
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复习上节课内容。引入本节课学习的主题。二、光合作用的原理和应用（一）光合作用的探究历程让学生阅读教材P101～P102的内容，自己设计表格，总结比较前人探究光合作用实验。（下面给出样例）1.英国科学家普利斯特利（J.Priestley）的实验：实验时间1771年实验方法把点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内将小鼠与绿色植物一起放在一个密闭的玻璃罩内实验现象蜡烛不容易熄灭小鼠不容易因窒息而死亡实验说明的问题植物可以更新空气未解决的问题①不知道植物更新了空气中的哪种成分。②没有发现光在这个过程中所起的关键作用。你对该实验的看法2.荷兰科学家英格豪斯（J.Ingen-housz）的实验实验时间1779年实验内容做了500多次植物更新空气的实验。新发现①普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功。②植物体只有绿叶才能更新污浊的空气。未解决的问题①依然没弄清植物吸收和释放的究竟是什么气体。②光能哪里去了？起什么作用？后续补充直到1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳你对该实验的看法 按小组进行阅读，设计表格（全部内容）。教师巡视，参与某些小组的活动。每个实验的总结选某个小组汇报，别的小组进行补充、修正。自己设计表格，自己总结比较，让学生体验前人的探索历程和方法，感悟科学探索的一般方法。最初的探究在现在看起来是低层次的，但是人类对科学的探索正是从看似简单的问题入手。提出问题：你认为应该如何设计实验，才能有这两个发现？
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3. 德国科学家梅耶（R.Mayer）的推论时间1845年内容植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来科学依据能量转换和守恒定律存在的问题光能转换成化学能储存于什么物质中？你对这一推论的看法4.德国植物学家萨克斯（J.von Sachs）的实验实验时间1864年实验方法①将绿色植株放在暗处几个小时，目的是消耗掉叶片中的营养物质。②选定叶片，对叶片的一半进行遮光处理，另一半曝光。③光照一段时间。④用碘蒸气处理该叶片实验现象曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半没有颜色变化实验结论证明光合作用的产物除氧气外还有淀粉你对该实验的看法5.美国科学家鲁宾（S.Ruben）和卡门（M.Kamen）的实验实验时间1939年实验方法利用同位素标记法进行探究。用18O分别标记H2O和CO2，使它们分别成为H218O和C18O2，分两组进行实验：第一组实验的原料第二组实验的原料H2O和C18O2H218O和CO2其他实验条件都相同。实验结果光合作用释放的氧气全部是O2。光合作用释放的氧气全部是18O2。实验结论光合作用释放的氧气来自水你对该实验的看法 体会科学家的思维。学习实验设计的方法简要介绍同位素标记法。
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至此，人们对光合作用的研究似乎已经很深入了，但是仍然有悬而未决的问题，是什么呢？那就是光合作用的具体过程是如何进行的？有机物是如何合成的。我们将在下一节课来学习这一内容。通过以上的总结比较，我们不难得出这 ( http: / / www.21cnjy.com )样一个认识，技术手段的进步能够促进科学的发展，而发展了的科学理论又能进一步指导技术手段的更新，两者相互促进。同样，科学的各门学科之间也是相辅相成的，互相促进，共同发展。作业：①完成教材P103思考与讨论的内容。 ②用本节课的方法，自己设计表格，总结卡尔文的实验。 总结引申提高认识
（第3课时）
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二、光合作用的原理和应用展示部分学生总结的卡尔文实验。6.美国科学家卡尔文（M.Calvin）的实验实验时间20世纪40年代，卡尔文用了十年时间研究发现的实验方法利用同位素标记法进行探究。用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，然后追踪检测其放射性出现在哪些部分、哪种物质中实验结果最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。（1961年12月10日获第61届诺贝尔化学奖）你对该实验的看法（二）光合作用的过程光合作用的过程是十分复杂的，根据是否需要光能，将这些化学反应概括地分为光反应和暗反应两个阶段。小组研讨学习教材P103～P104光合作用过程的知识，并总结归纳出知识结构表。A.请某些小组派代表展示学习所得，介绍光反应和暗反应的过程。B.请某些小组派代表阐述光 ( http: / / www.21cnjy.com )反应和暗反应的联系。并分别分析下列情况：①如果光照强度减弱，②如果CO2的摄入量减少，③如果光照过强、温度过高导致植物气孔关闭，④如果植物体内H2O的供应量减少，（其他条件不变的情况下），短时间内下表中各物质的量将如何变化？ 条件[H]ATPADPC5C3①光强↓↓↓↑↓↑②CO2↓↑↑↓↑↓③气孔关闭↑↑↓↑↓④H2O↓↓↑↓↓↑（↑表示增加，↓表示减少） 学生参与点评、补充。（5’）开动脑筋进行学习，还要动手进行归纳总结，写出知识结构表，加深理解和记忆。（15’）学会的知识，要能讲得出来，讲得正确，那么掌握的情况一定不差。将学会的知识用于分解问题、解决问题，能进一步加深对知识内在联系的理解，也能培养知识的运用能力。（表中各项答案红色箭头空缺，待学生讨论回答后，教师对学生回答点拨、指正，再分步显示答案）
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结合教材P103图5－15分析解决上述问题，学会分析的方法。 ( http: / / www.21cnjy.com )引导学生总结：1．光反应（1）部位：叶绿体片层结构薄膜上。（2）条件：需要光、H2O、色素分子和酶。（3）物质变化：水的光解：2H2O→4[H]+O2（4）能量转换：光能→ATP和NADPH中的活泼的化学能2．暗反应：（1）部位：叶绿体基质中。（2）条件：需要光反应的产物ATP、NADPH、多种酶和CO2（3）物质变化：（4）能量转换：ATP、NADPH中的活泼的化学能→有机物中的稳定的化学能。光合作用的反应式： 好好地运用这张图，充分地挖掘这张图所蕴含的知识，可以解决光合作用的许多难题。（5’）归纳、总结（5’）
将上述内容总结在一个表格中，便于比较、分析和记忆。
内容 光反应 暗反应
部位 叶绿体片层结构薄膜上 叶绿体基质中
条件 光、H2O、色素分子和酶 需要光反应的产物ATP、NADPH、多种酶和CO2
物质变化 水的光解：2H2O→4[H]+O2
能量转换 光能→ATP和NADPH中的活泼的化学能→有机物中的稳定的化学能
联系 光反应为暗反应准备了还原剂[H ( http: / / www.21cnjy.com )]和能量ATP，暗反应是光反应的继续，最终完成物质和能量的转化。在光合作用过程中，光反应阶段与暗反应阶段既有区别又紧密联系，是缺一不可的整体。
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（三）光合作用原理的应用参照教材P104－P105探究案例的思路，广 ( http: / / www.21cnjy.com )泛搜集资料，通过小组讨论，确定并实施本小组的实验方案，写出实验设计，待教师审阅后，与生物实验室联系，而后利用课余时间分别安排各小组到生物实验室完成本小组的实验。提供一些思路供同学借鉴，当然还可以自己创出更有新意的实验。①光照强度的变化②不同波长的光（红光、绿光）③不同的温度（过度、适宜、过低）④水分对植物光合作用强度的影响三、化能合成作用按小组学习教材中这部分的内容，提取这二个自然段中的主要内容，然后小组派代表说说从这部分内容中获得些什么知识。讲清：①自养生物（光能自养、化能自养及区别），②异养生物。结合上一节（第3节 细胞呼吸）的内容，全面划分生物的代谢类型。 理论联系实际，研究影响光合作用速率的环境因素，关注农业生产（5’）既是学习新知识，也是对已学过知识的提高（5’）
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课堂练习：尝试将下列生物按代谢类型画连线：代谢类型生物自养需氧型异养需氧型异养厌氧型兼性厌氧型乳酸菌硝化细菌醋酸杆菌酵母菌小球藻西红柿植株蛔虫蚯蚓萤火虫鲤鱼人作业：①完成教材P106的练习 ②学习教材P107的本章小结，并针对自己的情况进行本章的复习、总结。 让学生对具体的生物的代谢类型有一个认识，不能只停留在理论的层面上。（5’）
叶绿体
光能
