光合作用的探究历程及过程
一 教材分析
【在教材中的地位】
光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢，是高中生物中的重要内容。其中的光合作用探究历程蕴含科学探究的一般方法，是培养学生创新精神和实践能力的良好素材。
【教学目标】
1、知识目标：
(1)了解光合作用的探究历程
(2)理解并掌握光合作用的过程
2、能力目标：
(1) 通过光合作用探究历程的学习，体验前人设计实验的技能和思维方式，学会科学探究的一般过程以及对照实验中如何设置对照的方法,培养学生实验探究的能力
(2)培养学生对图形的识别能力，运用对比学习的方法
3、情感目标：
(1)通过对实验的探究，激发学生的科学兴趣，培养学生不断探索的科学精神
(2)通过生物结构和生理功能相统一，光反应和暗反应之间辨证关系的学习，使学生树立科学的辨证观点
【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 光合作用过程中物质和能量转化
二 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：
捕获光能的色素的种类及其存在部位
叶绿体的结构
提问：植物用叶绿体来完成什么生理过程？
多媒体课件展示
进一步加深对色素种类及叶绿体结构、功能的认识
引入
新课
叶绿体是植物进行光合作用的场所，那么光合作用到底是如何进行的？科学家们对其进行了长期的探究，下面我们就来重温科学家们的探究历程。
提出问题
引出新课内容
新课
学习
一、光合作用的探究历程：
最早对光合作用进行探究的是比利时一位名叫海尔蒙特的医生。在他之前，人们认为，植物质量的增加，全部来源于土壤。他做了这样一个有趣的实验。把十分容易生根成活的一段柳树枝条种植在一个大瓦盆里。在种植之前，他称量了柳树枝条的质量和瓦盆中干燥沙土的质量。此后，只向盆中浇雨水，不再添加其他东西。5年以后，当海尔蒙特再次进行称量时，发现柳树增加的质量远远大于土壤减少的质量。所以，根据这个实验，海尔蒙特认为，使柳树生长并增加质量的物质，主要来源于雨水，而不是土壤。
提问：你认为海尔蒙特的实验结论是否正确？ 为什么？
（忽略了空气中二氧化碳的影响）
提问：同学们能否自己设计一个实验：探究光合作用的进行，除了需要水，是否还需要有二氧化碳？
指导学生设计实验，并归纳出实验设计的一般过程。
多媒体课件展示、学生设计、教师引导
通过实验设计，了解探究的一般过程，培养学生实验设计的能力
学生阅读教材P101—102 “光合作用的探究历程”
通过表格的填写，学生总结归纳
年代
科学家
结论
1771
普利斯特利
?
1779
英格豪斯
?
1845
梅耶
?
1864
萨克斯
?
1880
恩格尔曼
?
学生阅读教材、多媒体课件展示
培养学生自学能力
通过上述探究历程，总结出：光合作用的进行需要光照，原料有CO2、H2O，产物有O2和糖类。科学家们都有一双质疑的眼睛，他们针对这个，提出了两个问题：
1、叶绿体进行光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2，或者两者兼而有之？
2、光合作用产生的有机物中的碳 ，是否来自CO2呢？
引出鲁宾、卡门和卡尔文运用同位素标记法进行的实验
多媒体课件展示、教师引导
学生体验运用同位素标记法设计实验
二、光合作用的概念
通过上面的学习，学生顺理成章的得出光合作用的场所、动力、原料、产物，并用一句话归纳光合作用的概念。
启发引导总结
通过上述实验过程，让学生自己总结
三、光合作用过程：
学生阅读教材P103-P104 “光合作用的过程”（结合教材图5—1“光合作用过程的图解”），思考并讨论屏幕上的问题。
学生阅读教材
培养自学能力
光反应阶段
A、反应场所
提示：体现叶绿体的结构与功能相适应。
B、反应物
C、生成物及去向
提示：[H]是一种十分简化的表示方式，实际上是一种复杂的化合物。O2释放到大气中，[H]和ATP参与暗反应
（2）暗反应阶段
A、反应场所
B、从外界吸收CO2 的结构
提示：CO2从气孔进入叶绿体被固定生成C3
C、C3 的去路
提示：卡尔文循环
多媒体课件演示，教师引导
初步检验学生自学
组织学生完整地观看光合作用的动画过程，并对其进行完整的总结。通过总结得出，光合作用的实质就是把CO2和H2O等无机物转变成糖类等有机物，并把光能转变成有机物中稳定的化学能。
多媒体课件演示
直观明了，加深印象
学生相互讨论完成屏幕上的表格（光反应和暗反应的区别与联系）。一大组同学总结光反应的相关知识，另一大组同学总结暗反应的相关知识，大家第三大组共同总结它们之间的联系。看哪组同学表现得出色？
光反应和暗反应的区别与联系
比较项目
光反应
暗反应
反应场所
条 件
物质变化
能量变化
联 系
列表比较，教师引导、多媒体显示
对比法，形成清晰的知识线索。同时培养学生的综合能力和配合精神
补充：
A、光反应阶段一定需要光照才能进行，暗反应没有光能也可以进行。
B、光反应为暗反应提供了还原剂[H]和ATP，所以光反应是暗反应的基础；暗反应接受光反应提供的[H]和ATP，把CO2同化为糖类等有机物并为光反应的进行提供原料ADP和Pi，所以暗反应是光反应的继续。即在光合作用过程中，这两个阶段是一个统一的整体，既相互制约，又密切联系。
总结：通过本节课的学习，我们了解了光合作用的探究历程和科学探究的一般方法，并重点学习了光合作用的过程。光合作用的过程，到目前为止还有很多有待深入研究的课题，需要同学们去探索！
【课堂练习】
1. 光合作用过程中，ATP、ADP的移动方向是 ( )
A. ATP与ADP同时由类囊体膜向叶绿体基质移动
B. ATP与ADP同时由叶绿体基质向类囊体膜移动
C. ATP由叶绿体基质向类囊体膜移动,ADP方向相反
D. ATP由类囊体膜向叶绿体基质移动,ADP方向相反
2.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
3、下面为一测定叶片光合作用强度装置的示意图，其中叶室为透明玻璃材料制成。装置运行后，仪器气路管道中的气体流速满足正常测定的需求。据图回答相关问题：
（1）叶片的叶肉细胞叶绿体内进行的光合作用总反应式为:(要求标出氧气的来源)＿＿＿＿＿＿＿＿ 。
（2）若采用一台精密酸度计作为CO2分析仪，进行叶室内CO2含量分析，则随着照在叶室上光照强度的增加（适宜范围内），仪表的PH将会由＿＿＿变＿＿＿。
（3）若突然中断CO2气体的供应，则短时间内C3的相对含量的变化为＿＿＿＿ ， C5的相对含量的变化为＿＿＿＿。
【教学反思】
课前准备工作是由教师完成的，学生没有参与进来。绿色植物的光合作用探究历程和过程这部分知识是《分子与细胞》只是模块的一个重点，也是一个难点。为了上好这节课，我们生物组进行了认真、充分的准备，对于学生较难理解的知识，根据他们的思维及心理特点来制作了多媒体课件加以展示，并设置了一个学生自己进行探究的实验让学生进行自主学习。但是学生在这个过程中还是很被动的，他们只限于上课认真听讲、认真考虑老师提出的问题，虽然学到了知识，但这是一种封闭的教学，学生主动地去体验知识、发现知识的过程很少。
教学内容相对较多，而时间太紧，使得教学内容只停留在浅层次而无法深入，无法培养学生举一返三利用所学知识解决实际问题的能力。
课件22张PPT。二 光合作用的探究历程和过程设计、执教人：
湘潭市第三中学马红浪叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。它能够为光合作用的进行提供所需的酶和吸收光能的色素分子。五年后 1642年，海尔蒙特(J.B. van Helmont)柳树增重74.47kg
土壤减少0.06kg海尔蒙特认为，使柳树生长并增加质量的物质，主要来源于雨水，而不是土壤。一、光合作用的探究历程海尔蒙特认为，使柳树生长并增加质量的物质主要来源于雨水，他的结论是否正确？不正确，他忽略了空气对柳树生长的影响。你能否设计一个实验探究：植物光合作用的进行除了需要水，是否还需要CO2？参考实验设计
1、取生长状况大致相同的两盆健壮天竺葵，在暗处放置一昼夜。
2、将两盆植物分别用一个透明的相同玻璃罩罩住，编号A、B。在A中放置一个盛有一定量NaOH溶液的小烧杯；在B中放置一个盛有等量蒸馏水的小烧杯。并将玻璃罩密封。
3、将A、B置于相同且适宜的条件下培养。
4、一段时间后，分别取A、B玻璃罩内的叶进行脱色处理后，再碘蒸气处理。植物进行光合作用除了需要水以外，是否需要空气中的CO2 ？植物进行光合作用需要CO2 A内，NaOH吸收了CO2， 叶片不能进行光合作用产生淀粉，遇碘不变蓝色；B内，有CO2，叶片进行光合作用产生了淀粉，遇碘变蓝色。植物进行光合作用需要CO2提出问题作出假设预期结果设计实验现象分析得出结论1、分组编号
2、控制变量
3、实验结果的表述光合作用探究历程植物可以更新空气只有在光照下绿叶才可以更新空气植物在进行光合作用时把光能转变成了化学能储存起来氧气由叶绿体释放，叶绿体是光合作用的场所绿色叶片光合作用产生了淀粉1、叶绿体进行光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2，或者两者兼而有之？ 2、光合作用产生的有机物中的碳 ，是否来自CO2呢？1939年，（美）鲁宾和卡门
2、用同位素标记法进行实验，可以弄清楚“在光合作用中产生的氧到底是来自水还是二氧化碳？或者两者兼而有之？”请同学们思考，应标记哪一种元素？如何设计这个实验呢？
1、同位素标记法(追踪物质的运行和变化规律） 用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它们分别成为H218O和C18O2，然后进行两组实验：O218O2光合作用释放的O2全部来自于H2O20世纪４0年代,美国科学家卡尔文( CH2 O)+O214CO2+ H2O14光合作用产生的有机物中的碳 ，是否来自CO2呢？同位素标记法探明了光合作用产生的有机物中的碳全部来自于反应物中的CO2。 通过以上的研究和探索，你知道光合作用的场所、动力、原料、产物分别是什么吗？3.原料：二氧化碳 水1.场所：叶绿体 2.动力：光4.产物：糖类 氧气 光合作用：是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着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。光反应
反应场所：
反应物：
生成物及去向：
类囊体的薄膜上H2O、ADP、PiO2、[H]、 ATP ；O2释放， [H]和ATP参与暗反应暗反应
反应场所：叶绿体基质C3的去路：从外界吸收CO2的结构：气孔转变成有机物和C5光反应与暗反应的区别与联系光反应暗反应区 别场所条件物质变化水的光解能量变化类囊体薄膜上叶绿体基质中需光、色素、酶不需光和色素；需酶光能→ATP中活跃化学能活跃化学能→有机物中稳定化学能联系ATP的生成CO2的固定C3的还原光反应暗反应小结：
通过本节课的学习，我们了解了光合作用的探究历程和科学探究的一般方法，并重点学习了光合作用的过程。光合作用的过程，到目前为止还有很多有待深入研究的课题，需要同学们去探索！ 2.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D1.光合作用过程中，ATP、ADP的移动方向是 ( )
A. ATP与ADP同时由类囊体膜向叶绿体基质移动
B. ATP与ADP同时由叶绿体基质向类囊体膜移动
C. ATP由叶绿体基质向类囊体膜移动,ADP方向则相反
D. ATP由类囊体膜向叶绿体基质移动,ADP方向则相反
D课堂练习 ： 3、下面为一测定叶片光合作用强度装置的示意图，其中叶室为透明玻璃材料制成。装置运行后，仪器气路管道中的气体流速满足正常测定的需求。据图回答相关问题：低高（1）叶片叶肉细胞的叶绿体内进行的光合作用总反应
式为:(要求标出氧气的来源)＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 。（2）若采用一台精密酸度计作为CO2分析仪，进行叶室内CO2含量分析，则随着照在叶室上光照强度的增加（适宜范围内），仪表的PH将会由＿＿＿变＿＿＿。
（3）若突然中断CO2气体的供应，则短时间内C3的相对含量的变化为＿＿＿＿ ， C5的相对含量的变化为＿＿＿＿。减少增多谢谢各位指导湘潭市第三中学生物教研组谢谢各位同学的积极参与
