黑龙江省大庆市铁人中学高中生物5.4能量之源_光与光合作用教案新人教版必修1

必修1 分子与细胞
第5章细胞的能量供应和利用第4节能量之源－光与光合作用
一、教学目标
1.说出绿叶中的色素的品种和作用
2.说出叶绿体的结构和功能
3.阐明光合作用和对它的认识过程
4.尝摸索求影响光合作用强度的环境要素并说出光合作用原理的运用
5.简述化能合成作用
二、重难点
绿叶中的色素的品种和作用
光合作用的光反应和暗反应过程及彼此关系
探求影响光合作用强度的环境要素
三、教学过程（完成导学考虑→明确、细化知识点→成绩交流→巩固训练）
1.完成目标一、二的导学考虑
目标一：说出绿叶中的色素的品种和作用
⑴结合教材回答以下与绿叶中的色素的提取和分离有关的成绩：
①简述该实验的两点原理。

提取原理：色素能够溶解在无机溶剂无水乙醇中。

分离原理：色素在层析液中的溶解度不同，使其随层析液在滤纸上的扩散速度不同。

（运用其他无机溶剂也能够提取色素，如旧教材的丙酮；将此处乙醇浓度与之前的做比较。

）
②简述材料器具中无水乙醇、层析液、二氧化硅和碳酸钙四种试剂的作用？
无水乙醇：提取色素层析液：分离色素
二氧化硅：使研磨充分碳酸钙：防止研磨中色素被破坏
③方法步骤
a.研磨时需求加入的试剂包括，研磨要求迅速、充分的目的是甚么？
无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙
迅速：防止乙醇挥发充分：使色素充分释放
b.过滤时为甚么运用单层尼龙布而不是滤纸？结合试剂特点分析，提取色素时，步骤⑶中“及时用棉塞将试管口塞严”和分离色素时，“用棉塞塞紧试管口”或“用培养皿盖住小烧杯”的作用分别是甚么？
为了减少色素的损失（滤纸对色素有较强的吸附作用）
防止乙醇挥发、防止层析液挥发
c.制备滤纸条时，要求定性滤纸必须是的。

将滤纸条的一端减去两角的目的是甚么？
干燥使层析液在滤纸上均匀扩散（由于层析液在滤纸两角扩散速度快）
d.画滤液细线时，为甚么要细且直？待第一次画的滤液干后，再画一两次的目的是甚么？
避免出现色素带堆叠添加色素的量
e.结合实验原理和层析液的成分分析，分离色素时，为甚么不能让滤液细线触及层析液？
防止色素溶于层析液（而不随层析液在滤纸上扩散）
④简述滤纸条上从上到下，出现的色素带数目、颜色及宽窄？
4条；（从上到下）橙黄、黄、蓝绿、黄绿；（从上到下）最窄、较窄、最宽、较宽
（宽窄表现色素量的多少）
⑵说出绿叶中的色素的品种和作用。

品种：类胡萝卜素（胡萝卜素、叶黄色）、叶绿素（叶绿素a、叶绿素b）
作用：吸收利用可见的太阳光（类胡萝卜素次要
．．吸收蓝紫光，叶绿素次要
．．吸收红光和蓝紫光）
目标二：说出叶绿体的结构和功能
⑴在右图中填出叶绿体结构表示图中各种结构的名称。

⑵结合教材“光合作用的过程”的相关内容，分析叶绿体中
的色素
和与光合作用有关的酶的分布场所。

色素：类囊体薄膜酶：类囊体薄膜、叶绿体基质
2.成绩交流
3.当堂训练
目标三：阐明光合作用和对它的认识过程
1.完成导学考虑
⑴光合作用是指绿色植物经过，利用，把转化成储存能量的，并且释放出的过程。

叶绿体光能 CO2、H2O无机物 O2
（定义角度：主体、场所、条件、底物、终产物、目的）
⑵回答与光合作用认识过程有关的相关成绩：
①结合实验景象分析，萨克斯实验中，把绿叶先在暗处放置几小时的作用是甚么？实验中的对照组和实验组分别是甚么？实验结论是甚么？该实验还可以证明甚么结论？
排除叶片中本来的淀粉对实验结果的干扰（耗费叶片中本来的淀粉）
实验组：遮光组对照组：曝光组
实验结论：光合作用可以产生淀粉还可以证明光合作用需求光
②恩格尔曼实验中好氧细菌的作用是甚么？该实验的条件是甚么？实验的结论是甚么？
确定O2释放的部位（光合作用的部位）
黑暗＋极细的光束照耀；没有空气（排除空气中O2的干扰）；NaHCO3溶液（补充CO2）
实验结论：光合作用的场所是叶绿体
③鲁宾和卡门的研讨手腕是，他们所设计的实验是（对照/对比）实验，他们的实验结论是。

同位素标记法（联系分泌蛋白的合成、运输和荧光标记法）
对比
光合作用释放的O2来自H2O而不是来自CO2
④卡尔文的研讨手腕是，其研讨的意义在于探明了。

同位素标记法
CO2中的碳在光合作用中转化成无机物中的碳的途径（卡尔文循环）
⑶光合作用的过程
①完成光合作用过程图（填图）及相关成绩：
图中a、b、c、d、e所代表的生命活动分别是
，其中a、b两个过程的场所分别是、。

光反应、暗反应、C3的还原、CO2的固定、水在光下分解类囊体薄膜叶绿体基质
②比较光反应和暗反应的区别和联系
区别：
光反应暗反应
场所类囊体薄膜叶绿体基质
内部光照有光无光均可
次要条件
内部色素、（光反应）酶（暗反应）酶
水的光解 CO2的固定
次要环节
ATP的构成 C3的还原
底物 H2O（ADP、Pi、NADP＋） CO2（[H]、ATP、C5）
产物 O2（ATP、[H]）（CH2O）（ADP、 Pi、NADP＋、C5）能量转换光能→ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能→（CH2O）中不变的化学能
次要影响要素光照、温度 CO2浓度、温度
联系：紧密联系、缺一不可（前者为后者提供ATP、[H]，后者为前者提供ADP、 Pi、NADP
＋）
（注：暗反应在无光条件下也能进行的前提条件是有足够的[H] 、ATP）⑷写出光合作用的反应式
（注：正确书写、氧的去路）
2.成绩交流
3.当堂训练
1.完成目标四、目标五的导学考虑
目标四：尝摸索求影响光合作用强度的环境要素并说出光合作用原理的运用
⑴结合光合作用的过程，说出影响光合作用的次要内部要素和环境要素。

内因：色素、酶、C5等外因：光照（强度）、CO2浓度、温度、水、无机盐
⑵光照强度对光合作用强度的影响
①分析教材105页实验“探求光照强弱对光合作用强度的影响”中，自变量及其控制、因变量及其检测目标、无关变量及其控制。

自变量：光照强度控制：相反瓦数的台灯与实验安装的不同距离（或不同瓦数的台灯等距照耀）
因变量：光合作用强度检测目标：相反工夫内，安装内小圆形叶片浮起的数量
无关变量：温度、反应工夫、CO2浓度等控制：相反且合适
②光合曲线的分析
a.该曲线阐明甚么？（分段描述）
在必然光强范围内，增大光强，光合作用强度加强；光强达到必然值时，增大光强，光合作用强度达到必然值，不再增大。

（注：前一阶段次要影响要素为光强，后一阶段为CO2浓度、温度）
b.曲线上
．．．a、b、c三点的含义分别是甚么？
a点：光照强度为0，植物只进行呼吸作用（a点数值表现呼吸值）
b点：在该点对应的光照强度下，植物光合作用强度等于呼吸作用强度
c点：在该点对应的光照强度下，植物光合作用强度达到最大值
（注：光照强度对光合作用强度的影响还要补充光补偿点、光饱和点，和相关点的挪动（温度变化，a点的挪动；阴生（阳生）植物b、d点的挪动；缺镁条件下，植物b、d点的挪动；温度不变，CO2浓度增大（降低），植物b、d点的挪动。

）
⑶分析CO2浓度、温度、水和无机盐对光合作用的影响
CO2浓度：
影响（→暗反应CO2的固定）
光合曲线
（注：根据植物对CO2利用特点的不同次要分为两种：C3、C4植物，光合曲线也一切不同，特别在起始段，暂不做要求。

）
温度：
影响（→酶的活性→光（暗）反应
光合曲线（与温度对酶活性影响的曲线相反）
水：
直接→光反应（由于植物吸收水份只需1～5％用于光合作用等，普通不考虑直接影响）
影响→无机物的运输
间接
→气孔的开闭→CO2的供应→暗反应CO2的固定（例如：午休景象）（注：水对光合作用的影响，重在间接影响，特别是影响气孔的开闭，充分利用教材106
页拓展1）
无机盐：
影响→与光合作用有关的化合物的构成（例如：N、P、Mg）
例：举出与光合作用有关的含N、含P、既含N，又含P、含Mg的化合物
目标五：简述化能合成作用
⑴化能合成作用与光合作用的次要相反点是，次要区别在于。

作为化能合成作用生物的典型例子的硝化细菌能将土壤中的氧化成，并进一步氧化成，利用这两个化学反应中释放的，将合成为。

都能将无机物制成无机物（都属于自养生物）制造无机物利用的能量来源不同
NH3 HNO2 HNO3化学能 CO2和H2O 糖类
⑵说出自养生物与异养生物的次要区别，并举出两类生物的常见例子。

能否将无机物制成无机物
自养生物：化能合成作用细菌（如硝化细菌）、光合作用生物（绿色植物、藻类、光合细菌）异养生物：动物、真菌、绝大多数细菌（营腐生、寄生生活）（除化能合成作用细菌、光合细菌外）
2.成绩交流
3.当堂训练四、板书设计
光合作用
一、绿叶中的色素
1.实验“绿叶中色素的提取和分离”
①原理
②材料器具
材料：新颖的绿叶
器具：（干燥的定性）滤纸、研钵、毛细吸管、尼龙布
试剂（名称、作用）
③步骤
研磨（试剂及作用）（迅速、充分）
提取
过滤（单层尼龙布）（棉塞）
制备滤纸条（干燥）（一端剪去两角）
画滤液细线（细、直）（滤液干后
．．，再画一、二次）
分离（加塞或加盖）（留意）
④景象（色素带数目、颜色、地位、宽窄）
2.色素的品种和作用
①品种胡萝卜素（橙黄） C40H56
类胡萝卜素（区别类胡萝卜素与胡萝卜素，叶绿体色
素与叶
叶黄素（黄）C40H56O2绿素）
叶绿素a（蓝绿色）C55H72O5N4Mg
叶绿素
叶绿素b（黄绿色）C55H70O6N4Mg
②作用（联系叶片为甚么是绿色）（考查：不同玻璃罩内植物长势、室内补充光照成绩）二、叶绿体双层膜（内膜区别线粒体内膜）
结构（模式图）基粒←类囊体（增大膜面积，联系线粒体“嵴”）
基质
色素（分布）
重要化合物（光合作用）酶（分布）
少许DNA
其他：分布（部分植物细胞）、观察（实验：选材、制片、能否需求染色等）
三、探求历程（重要科学家研讨的方法、材料、实验设计、实验结论）
方法：黑暗处理（目的）；（脱色处理）
1.萨克斯实验设计：对照组、实验组判断
实验结论：光合作用产生淀粉（还能证明：光合作用需求光）
材料：水绵（联系衣藻、小球藻，区别蓝藻）；好氧细菌（目的）
条件：
2.恩格尔曼实验设计：
对照：光束照耀部位（叶绿体与否）
实验结论
（教材100页基础3，恩格尔曼另一实验）
方法：
3.鲁宾和卡门实验设计：
实验结论：
材料：
4.卡尔文方法：
意义：
四、过程（阶段、场所、物资和能量变化）
1.过程图
①[H]和ATP（光合作用与呼吸作用比较）
相反：还原性物资
[H] ATP（不同）：来源、去路
不同：本质、来源（产生场所）、作用
②O2来源和去路；CO2来源和去路
来源：物资（H2O）、场所（类囊体薄膜内侧）→穿膜成绩
O2
去路：释放（经过气孔）、线粒体（联系呼吸作用）联系光合作用与呼吸作用
来源：环境（经过气孔）、线粒体（联系呼吸作用）
CO2
去路：暗反应（卡尔文循环）
③暗反应的含义
④C5的作用；C3和C5含量的变化
↓
正常条件下二者含量绝对不变
环境条件变化对C3和C5来源、去路构成影响导致其含量发生变化 2.光反应、暗反应的比较（区别、联系）
（先由先生完成相关导学考虑－关于过程的填图；再让先生用言语描述光合作用过程；以后再对过程中一些重要内容进行细化）
五、反应式（正确书写、氧的来源去路）
例：H218O→（CH218O）？18O2→（CH218O）？
六、光合作用原理的运用（研讨影响光合作用的要素运用于农业消费理论）
1.光合作用强度（或光合速率）
↓做差法测量O2、CO2、无机物的变化量
真光合…＝净光合…＋呼吸…
（真：理论、总量、光合作用制造（固定、产生）等；净：积累、植物吸收（释放）等；呼吸：黑暗条件下测量）
2.影响光合作用的要素
①内因：色素、酶、C5等
②外因：光照、CO2浓度、温度、水、无机盐
a.光照强度（光质、光照工夫也影响）
影响：纵坐标含义（真？净？）
光合曲线分段描述（及每段次要影响要素）
曲线上a、b、c点含义
光补偿点、光饱和点
↓
（开始光合与开始积累无机物的区别）（该光强下，植物能否
生长）
a点←温度
阴生（阳生）植物b、d点挪动
点的挪动缺镁条件下生长的植物b、d点挪动
温度不变，CO2浓度变化，b、d点挪动
b.CO2浓度
影响（→暗反应CO2的固定）
光合曲线（注：根据植物对CO2利用特点的不同次要分为两种：C3、C4植物，光合曲线也一切不同，特别在起始段，新课标教材不做要求，即使考查也该当有所
提示。

）
c.温度
影响（→酶的活性→光（暗）反应
光合曲线（与温度对酶活性影响的曲线相反）
d.水
直接→光反应（植物吸收的水份只需1～5％用于光合作用等代谢，故普通不考虑直接影响）
影响→无机物的运输
间接
→气孔的开闭→CO2的供应→暗反应CO2的固定（例：午休景象教材106页拓展1）
e.无机盐
影响→与光合作用有关的化合物的构成（例如：N、P、Mg）
3.运用（分析相关消费措施的原理）
适当添加光照强度、CO2浓度、温度
合理密植（介绍叶面积指数与理论光合速率、净光合速率、呼吸速率关系曲线）
保持昼夜温差；连续阴雨天温室内适当降温
七.化能合成作用
1.化能合成作用与光合作用的比较及其代表生物
2.自养生物与异养生物的区别及各自代表生物。