光合作用的原理和应用（第一课时）[上学期]

光合作用的原理和应用（第一课时）
【教学目标】
本节课通过学习光合作用的发现史，了解科学实验的基本思路及科学家对真理执着追求的精神；学会通过实验验证真理。通过多媒体投影对光合作用过程图解的分步展示，使学生能运用化学知识理解物质和能量变化，理顺所学知识的逻辑顺序，启迪学生的形象思维，培养学生观察联想、归纳综合、灵活应用知识的能力。
1.知识目标
（1） 光合作用的发现（知道）
（2） 光合作用过程（理解）
2.能力目标
（1） 通过光合作用发现史的学习，培养学生实验探究的能力。
（2） 培养学生知识迁移能力，掌握知识的内涵和外延，培养分析综合能力。
（3） 通过生物结构和生理功能相统一，物质代谢和能量代谢相联系等生物科学知识的学习和理解，帮助学生树立辨证唯物主义的观点。
【教学重点、难点】
1、教学重点
光合作用的发现及研究历史
光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系
2、教学难点
光反应和暗反应的过程
【教学方法】
启发式为主，兼用比较分析小结法（讲述和多媒体课件相结合）
【教学实施的程序】
教学过程 教学内容 教学手段 目标达成
复习旧课 复习上节内容：叶绿体的结构叶绿体中色素的种类及功能提问：植物用叶绿体来完成什么生理过程？ 多媒体课件展示 进一步加深对叶绿体结构及色素种类的认识
引入新课 叶绿体是植物进行光合作用的场所，那么什么是光合作用？顾名思义，在光下合成物质的作用就是光合作用，那么在光下合成什么物质，用什么原料来合成物质，下面我们来看科学家们是如何探究光合作用过程的。 提出问题 引出新课内容
新课学习 (学生阅读教材P101-P102) 学生阅读教材 培养自学能力
一、光合作用的探究历程：(问题：大家想一想，根据你的生活经验，你认为植物从土壤中得到什么？)
1771年，英国科学家普利斯特利通过实验证实，植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气。(解释有人重复普利斯特利的实验却得到相反的结论) 多媒体课件展示 使学生直观得认识到光合作用能更新空气
1779年，荷兰科学家英格豪斯证明植物只有在光下才能更新空气。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是氧气，吸收的是二氧化碳。1845年，德国科学家梅耶指出，植物通过光合作用把光能转化为化学能。总结：到此为止，人们已经知道植物进行光合作用吸收水分和二氧化碳，放出氧气，那么光能转化成的化学能又是贮存在什么物质中呢？
1864年，德国科学家萨克斯实验成功证明了光合作用的产物中还在淀粉。 多媒体课件展示 直观的验证了光合作用的产物中有淀粉
总结：光合作用吸收水分和二氧化碳，放出氧气，同时生成淀粉，而且必须在光下，还得通过叶绿体。 启发总结 由上面的实验结果，顺理成章得出光合作用的原料、产物及所需条件
P103思考与讨论问题1：二氧化碳+水 淀粉+氧气上述式子中二氧化碳和水中都有氧，那么，生成的氧气中的氧是来自二氧化碳还是来自水？
1939年，美国科学家鲁宾和卡门得用同位素标记法探究证明光合作用释放的氧气来自水。(同位素标记法)20世纪40年代，美国科学家卡尔文用同位素标记法探明了光合作用产物中的碳来自反应物中的二氧化碳(卡尔文循环)。 多媒体课件展示 形象、直观
总结：通过上面的学习，同学们总结一下，科学家们是如何巧妙的设计实验并得出结论的，你从中得到什么启示。(尤其是萨克斯的实验，如果要你完成你会怎样设计) 启发引导 通过上述实验过程，让学生自己总结，并从中得到启发，从而指导他们以后的学习和工作
二、光合作用的概念：光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物并且释放出氧气的过程。
三、光合作用过程：光合作用的反应式：（补充老教材光合作用的反应式） CO2+H2O (CH2O)+O2（6CO2+12H2O C6H12O6+6H2O）
光合作用过程：（1）光反应部位：叶绿体类囊体的薄膜上条件：光、色素和酶物质变化：水的光解：2H2O → 4[H] + O2ATP的形成：ADP + Pi + 能量 → ATP能量转换：光能转变成ATP中的活泼的化学能 多媒体课件演示 直观明了，加深印象
（2）暗反应部位：叶绿体基质中 条件：多种酶物质变化：CO2的固定：CO2 + C5 → 2C3C3的还原:2C3 +[H]→(CH2O) + H2O能量转换：ATP中的活泼的化学能转变成有机物中的稳定的化学能 多媒体课件演示 直观明了，加深印象
四、光反应和暗反应的区别与联系比较项目光反应暗反应反应部位叶绿体类囊体的薄膜上叶绿体基质中条 件 光，叶绿素等色素，酶许多有关的酶物质变化水的光解：2H2O → 4[H] + O2ATP的形成：ADP + Pi + 能量 → ATPCO2的固定：CO2 + C5 → 2C3C3的还原:2C3+[H] → (CH2O) 能量变化光能→ATP中的活泼的化学能ATP中的活泼的化学能 →有机物中的稳定的化学能联 系光反应为暗反应提供ATP和还原剂，暗反应为光反应补充ADP和Pi. 列表比较 对比法，形成清晰的知识线索
总结：我们这节课主要学习了光合作用的概念,光合作用的发现以及光合作用过程.重点要掌握光合作用过程中物质和能量的变化,光反应发生在类囊体的薄膜上,暗反应则发生在叶绿体的基质中.光合作用最终使光能转换为化学能,贮存在生成的糖类中
【课堂练习】
1.光合作用发生的部位: ( )
A.叶绿素 B.叶绿体
C.类囊体的薄膜 D.叶绿体的基质
2.光合作用形成ATP的部位: ( )
A.叶绿体外膜 B.叶绿体内膜
C.叶绿体基质 D.类囊体
3.下列物质中,暗反应阶段所必需的是: ( )
A.叶绿素 B.ADP C.ATP D. O2
4.光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段,下列叙述正确的是: ( )
A.暗反应在细胞质基质中进行 B.光反应不需要酶,暗反应需要酶
C.光反应消耗水,暗反应消耗ATP D.光反应固定CO2,暗反应还原CO2
5.科学家用含有14C的CO2来追踪光合作用中的碳原子,这种碳原子的转移途径是: ( )
A.CO2→叶绿素→ADP B. CO2 →叶绿体→ATP
C.CO2 →乙醇→糖类 D. CO2 →三碳化合物→糖类
【板书计划】
光合作用的原理和应用
一、光合作用的探究历程：
1771年，英国科学家普利斯特利通过实验证实，植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气。
1779年，荷兰科学家英格豪斯证明植物只有在光下才能更新空气。
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是氧气，吸收的是二氧化碳。
1845年，德国科学家梅耶指出，植物通过光合作用把光能转化为化学能。
1864年，德国科学家萨克斯实验成功证明了光合作用的产物中还在淀粉。
1939年，美国科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法探究证明光合作用释放的氧气来自水。
20世纪40年代，美国科学家卡尔文用同位素标记法探明了光合作用产物中的碳来自反应物中的二氧化碳(卡尔文循环)。
二、光合作用的概念：
光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物并且释放出氧气的过程。
三、光合作用过程：
1、光合作用的反应式：
CO2+H2O (CH2O)+O2
2、光合作用过程：
（1）光反应
部位：叶绿体的类囊体薄膜上
条件：需光、色素分子和酶
物质变化：水的光解：2H2O → 4[H] + O2
ATP的形成：ADP + Pi + 能量 → ATP
能量转换：光能转变成ATP中的活泼的化学能
（2）暗反应
部位：叶绿体基质中
条件：需多种酶和CO2
物质变化：CO2的固定：CO2 + C5 → 2C3
C3的还原:2C3 + [H] →(CH2O) + H2O
能量转换：ATP中的活泼的化学能转变成有机物中的稳定的化学能
──→
光能
叶绿体
酶
酶
酶
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光能
ATP
叶绿体
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光
叶绿体
酶
酶
酶
酶
酶
酶
酶
酶
酶
酶
酶
酶
ATP
ATP
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光能
叶绿体