2020届人教版高中生物必修一学案：5.4.2 光合作用的探究历程和光合作用的过程含答案
高中生物必修1教学设计13：5.4.2 光合作用的探究历程、光合作用的过程 教案
光合作用的探究历程、光合作用的过程教学目标1．知识目标：1.知道光合作用被发现的基本过程2.简述出光合作用的原料、产物、条件和反应场所。
2．能力目标：1.重新走进科学家发现光合作用的有关实验，学会运用科学探究的手段发现问题、解决问题，发展科学探究能力；2.在实验探究中掌握科学探究的一般原则，重点是对照实验原则和单因子变量原则3.过读书和师生的讨论活动，培养学生自学和主动探索新知识的技能、技巧。
3．情感、态度和价值观目标：1．体验科学探究历程，体会科学概念是在不断观察、实验、探索和争论中形成；2.认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同学科中的有关知识，还要具有质疑、创新及勇于实践的科学精神和科学态度；3.学会参与、合作和交流探究的内容和结果；4.认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观。
教学重点难点重点：光合作用的发现及研究历史过程中的各实验设计、优缺点和结论。
难点：光合作用的发现过程中各实验如何巧妙地连接起来，如何过渡，如何引导学生进行思考探究从而得出正确结论。
学情分析学生在初中生物课中学习过有关光合作用的知识，而且生活实践中也对光合作用有所了解。
但是，对于光合作用的发现历史却很陌生，关键对于我们这节课要达到的目标“科学探究的一般方法”知之甚少。
高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。
在教学过程中，教师要尽量创设学生活动的机会，让学生成为学习活动的主体，教师只是为学生的学习提供必要的指导和知识铺垫。
教学方法探究式教学，结合问题、讨论、比较、归纳多种教学方法，并配以多媒体辅助教学，引导学生再现科学发现过程，并进行分析、讨论、归纳和总结。
新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习课前准备1. 学生的学习准备学生收集了解关于光合作用研究历史。
5.4.2光合作用的原理和应用教学设计高一上学期生物人教版必修1(1)
第五章第4节光合作用与能量转化光合作用的原理和应用第一课时【教学目标】1.通过思考与讨论，了解探索光合作用原理的部分实验2.通过阅读课本，理解并掌握光合作用过程中的物质变化和能量变化。
【教学重、难点】光合作用过程中的物质变化和能量变化。
【教学流程】一、导入新课，板书课题上节课，我们学习了捕获光能的色素和结构，这节课我们来学习光合作用的原理。
二、出示目标、明确任务1.了解探索光合作用原理的几个实验2.掌握光合作用过程中的物质变化和能量变化。
三、科学设计，自学指导自学指导1：阅读课本P102103思考讨论，回答下列问题（5min）1.光合作用定义是？场所是？反应式怎么写？2.19世纪末科学界认为糖怎么合成?1928年科学家发现了什么？3.希尔、鲁宾和卡门、阿尔农分别做了什么实验？这些实验说明了什么问题？4.完成讨论题14。
自学指导2：阅读课本P103104，回答下列问题（5min）1.光合作用分为哪两个阶段？依据是什么？2.光反应阶段需要什么反应条件？过程是？场所是？物质如何变化？能量如何变化？四、学生自学，独立思考五、展示交流，精讲点拨（一）学生展示（二）点拨点拨一：1.光合作用定义：指绿色植物通过________，利用_______，把__________和____转化成储存着______的_________，并且释放出_______的过程。
2.反应式：CO2+H22O)+O23.光合作用的探究历程（1）1928年科学家发现甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖（2）1937年，在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在光照下可以释放出氧气。
（3）用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它们分别成为H218O和C18O2。
进行两组光合作用的实验，结论：光合作用释放的O2全部来自于H2O（4）1946年开始，美国的卡尔文等用放射性同位素14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向，称为卡尔文循环。
高中生物必修1教学设计2：5.4.2 光合作用的探究历程、光合作用的过程 优质教案
光合作用的原理和应用
新课总结：光合作用的原
料、场所、
条件、产物及反
应式
二、光合作用的过程
1、光反应阶段：
场所：类囊体的薄膜上
条件：光、色素、酶、
水
物质变化：
光
①水的光解
H2O →[H]+O2
②ATP的合成
酶
ADP+Pi + 光能→ ATP
能量变化：
光能→ATP中活跃的化
学能
2、暗反应阶段：
场所：叶绿体基质中
条件：ATP [H] 多种酶
物质变化：
① CO2的固定
酶
CO2+C5→ 2C3
进行总结。
教师提问：光反应
与暗反应的区别与
联系？
究历程的
学习，对光
合作用的
过程进行
总结。
学生阅读
教材，并从
场所、条
件、物质变
化、能量变
化等几个
方面了解
光反应与
暗反应过
程。
学生结合
板书、多媒
体课件的
内容进行
归纳、总
结。
同时锻炼学生的归
纳、总结能力。
学生通过自主
学习以及教师的讲
解深入了解光合作
用的过程。
通过学生的回
答，了解学生的掌
握情况，以便教师
有针对性地进行补
充、说明。
培养学生理论
联系实际的能力，
使学生更深入地理
解光合作用。
高中生物人教版必修一导学案：5.4-光合作用的原理和应用(二)
第五章第四节能量之源——光与光合作用（二）【教学目标】1.说明光合作用以及对它的相识过程。
2.简述出光合作用的原理、原料、产物、条件和反应场所。
【教学重点】1.光合作用的探究历程。
2.光合作用的过程、反应场所、原料、产物和反应条件。
【教学难点】1.光合作用的发觉及探讨历史。
2.光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
【课时支配】 3课时第2课时【教学过程】导入：同学们，通过初中生物课的学习，我们已经知道，植物的每一片绿叶就似乎是一个“绿色工厂”，源源不断地生产着有机物，绿色植物生产有机物的过程是通过什么生理过程完成的呢？完成这项生理过程的场所是哪里？反应物、生成物以及反应条件分别是什么？带着这些疑问，我们今日来共同学习光合作用的相关学问点。
进而绽开本节内容。
自主学习一：请同学们细致默读课本P101--102页“光合作用的探究过程”部分内容。
完成下列填空：1.公元前3世纪，古希腊哲学家亚里士多德认为：植物生长所需的物质全来源于土中。
2.1648年，海尔蒙特（比利时）做了盆栽柳树称重试验，得出柳树生长所需的养分物质是从水中获得。
他没有相识到空气中的物质参加了有机物的形成。
3.1771年，英国的普里斯特利做了一个出名的试验，通过试验他得出了结论：_________________________________________________________。
但他并没有发觉光的重要性。
4.1779年，荷兰的英恩豪斯证明5.1785年，由于发觉了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是______________________，汲取的是_____________________________。
6.1804年，法国的索叙尔通过定量探讨进一步证明二氧化碳和水是植物生长的原料。
7.1845年，德国的梅耶依据能量转化与明确指出8.1864年，德国的萨克斯发觉光合作用产生淀粉。
他做了一个试验，通过试验，胜利的证明9.1880年，美国的恩格尔曼发觉叶绿体是进行光合作用的场所，氧是由叶绿体释放出来的。
人教版生物必修一5.4.2《光合作用的探究历程》教案
分析讲解
学生活动设计
【提问】
1．生命活动所需要的直接能源是？ATP
2．人体内形成ATP的途径是？呼吸作用
3．呼吸作用分解有机物释放能量，那生物体内的有机物来自哪里？来自光合作用合成
4．什么是光合作用？光合作用的场所？
二、光合作用的原理和应用
【投影】学习目标
【课题概述】植物的光合作用是植物重要的生理功能，通过光合作用产生有机物，直接或间接地为各种动物提供食物来源，并更新空气。此过程常常和呼吸作用联系在一起，是高考中的重点考察知识点。
两位科学家当然不会对这种方法视而不见，他们用这种方法进行了探究。大家讨论应怎样设计实验？
结论：光合作用释放的氧气，全部来自水。
那么，有机物的合成过程又是怎样的呢？能利用同位素标记法吗？
9、20世纪40年代，卡尔文实验
用14C标记CO2，供小球藻光合作用，追踪检测其放射性，得到了卡尔文循环，其中包括的主要分阶段为：
叶绿体
引入正课
师生一实验设计中各个变量
那么，光是必要条件，光到那里去了呢？
5、1845年梅耶
根据能量转化与守恒定律，指出光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。
这些化学能储存在什么物质中？O2中能量很少，这些能量应该是存在于有机物中，这种有机物是什么？
6、1864年，萨克斯（德）的实验
黑暗处理→一半照光、一半遮光→酒精脱色→碘液显色（遮光处颜色没有变化，照光处变深蓝色。
CO2→C3化合物→糖类CO2→C3化合物→五碳化合物
抛开卡尔文实验，根据上述实验，你能总结出光合作用的反应式吗？
经历了近200年的时间，科学家们才对光合作用的生理过程有了比较清楚的认识。因此科学发现是艰难的。没有科学的研究方法，以及综合利用各学科的成果和研究手段，不会有科学的发现。
高中生物必修1教学设计10：5.4.2 光合作用的探究历程、光合作用的过程 教案
第5章细胞的能量供应和利用第4节第2课时光合作用的探究历程、光合作用的过程一、教学思想本节课的设计紧贴课程标准强调的宗旨：培养学生的科学素养；结合探究实验，使得学生对知识的认识从感性过渡到理性；充分发挥学生的自主性学习，通过自主学习完成对知识的初步认识和理解，充分体现了学生在课堂中的主体地位；充分发挥教师的主导作用，通过教师的重点指引和难点突破，帮助学生完成从对知识的初步认识和理解升华到对知识的综合理解和应用，从而真正转化为能力和素养。
二、学情分析对于本节内容，学生在初中已有一定的知识基础，学生的基本情况如下：对光合作用大体内容基本了解对光合作用发现史有待于系统研究对光合作用详细的过程有待深入探究三、教材分析光合作用的原理和应用一课，主要介绍了光合作用的探究历程，光合作用的过程和应用等知识。
教材介绍的与光合作用有关的几个经典实验，有利于培养学生的科学精神和严谨的科学态度，培养学生掌握生物科学的研究方法。
光合作用的过程介绍了光反应和暗反应过程中物质和能量的变化，光合作用原理的应用通过学习光合作用强度，引导学生探究环境因素对光合作用的影响，使知识得到迁移和应用。
知识结构：四、教学目标1.知识目标了解光合作用的发现过程，并能简述出光合作用的原料、产物、条件和反应场所。
2.能力目标学习各位科学家的发现过程，帮助学生学会运用探究的手段发现问题、解决问题，并完成教材的探究活动—探究环境因素对光合作用强度的影响。
3.情感目标（1）通过光合作用发现过程的学习，使学生认识到科学发现的艰辛、科学研究方法的重要性，进而说明学习方法的重要性，领悟自然界生命活动的复杂性和有序性。
（2）学生通过体验科学探究一般过程，了解科学研究的一般方法、养成勇于实践的科学精神，培养学生严谨的科学态度，激发创新意识和创新精神。
五、教学重难点及确立依据：1.教学重点（1）光合作用的发现及研究历史。
（2）光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
人教版高中生物必修一教案设计54 光合作用的探究历程
教学特色与反思教学特色：从生命现象看本质（光合作用实验到光合作用反应式)，从个体水平到分子水平，通过学习课本实验进行教学，利用问题激发学生学习兴趣，引导学生观察思考，通过分析得到实验结果，利于培养学生科学的思维和探究能力，利于提高学生的核心素养。
反思：首先，学会抓住一节课的重点，本节课旨在认识光合作用总反应式（反应物来源，产物），所以应根据每个实验一步步建构概念，学生记忆更深。
第二，明确实验学习方法，观察实验，分析实验，得到结果，推出结论。
高中生物必修1教学设计3：5.4.2 光合作用的探究历程、光合作用的过程 优质教案
光合作用的原理和应用一、教学目标1.说出绿叶中色素的种类和作用。
2.说出叶绿体的结构和功能。
3.说明光合作用以及对它的认识过程。
4.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
5.说出光合作用原理的应用。
6.简述化能合成作用。
二、教学重点和难点1.教学重点（1）绿叶中色素的种类和作用。
（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。
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。
三、教学策略创设情境：用教材“问题探讨”的蔬菜大棚中为提高产量和改善品质而使用不同颜色的光，特别是红光或蓝紫光的作用导入本节的学习，既结合了现代农业，又紧扣“能量之源──光与光合作用”的课题。
讲授新课：本节内容从“捕获光能的色素和结构”开始，学生对光合作用有一定知识基础，但还很不深入，因此教师要在学生已有的知识基础上帮助学生建构内涵更丰富的光合作用的概念。
在学习捕获光能的色素和叶绿体结构的知识时，实验非常重要。
关于色素提取和分离的实验，除课本所介绍的用具和方法外，也可用成套的微量提取器来做这个实验，这样可以降低操作难度，效果也更明显。
实验中要让学生仔细观察分离出的不同色带，注意色带的不同颜色、分布顺序和宽窄，思考其中的原因。
将提取的色素液放在光源和分光棱镜之间可以发现在红光和蓝紫光部分呈现暗带，说明这部分波长的光被色素吸收。
由此让学生思考色素吸收的光用来做什么。
有条件的学校还可以让学生观察色素的荧光现象，并简单介绍荧光现象产生的原因，让学生了解色素吸收了光能的事实。
色素是植物吸收光能的物质，但是这些物质主要分布在小小的叶绿体内，这是科学家通过实验发现的。
可以先将恩格尔曼的实验介绍给学生，让学生讨论恩格尔曼的两个设计巧妙的实验说明了什么问题，然后再让学生认识叶绿体的基本结构以及这种结构适于分布色素和多种酶的特点。
在介绍光合作用过程之前首先让学生了解光合作用研究的历史，注意让学生以教材中展现的光合作用研究历史中的重要事件为线索，遵循科学家的探索思路，总结出光合作用的探究历程。
高中生物必修1学案3：5.4.2 光合作用的探究历程、光合作用的过程
第5章细胞的能量供应和利用第4节第2课时光合作用的探究历程、光合作用的过程【预习新知】一、预习目标1.了解光合作用的探究历程2.理解光合作用的过程和原理二、预习内容（一）光合作用的概念:光合作用是绿色植物通过，利用，把和合成储存能量的，并且释放的过程。
（二）光合作用的探究历程：根据课本给出资料，完成下列空白（三）光合作用的过程：光反应：⑴场所：叶绿体的。
⑵条件：等。
⑶物质变化：，.⑷能量变化：光能转变为。
暗反应：⑴场所：叶绿体的中。
⑵条件：。
⑶物质变化①CO 2的固定：C5+CO2 。
②C3的还原：2C3+[H]。
⑷能量变化：ATP中活跃的化学能变为。
【课内探究】探究一、光合作用的探究历程1．德国植物学家萨克斯的实验思考：（1）自变量是什么？如何控制的？（2）实验是否设置对照组？若有，哪一个是对照组？2.美国科学家鲁宾(S.Ruben)和卡门(M.Kamen)的实验提出问题：光合作用产生的氧是来自于水还是二氧化碳?作出假设：设计实验（设计思路）进行实验：分析结果：光合作用释放的氧气。
得出结论：光合作用释放的氧气全部是。
本实验的实验方法叫。
探究二、光合作用的过程1根据光合作用的探究过程，说出光合作用的原料、产物、场所和条件是什么？请用一个化学式表示。
（标出CO2中C原子和H2O中O原子的去向）2请将这两个阶段用图示表示出来，在理解的基础上进一步阐述光合作用3列表比较，说出光反应和暗反应的区别和联系？4条件突然发生改变，光合作用过程中某些物质的含量短时间内含量有何变化？【课后练习】1．植物固定二氧化碳的场所是( )A．细胞质基质B．叶绿体囊状结构C．叶绿体基质D、质网膜上2．光合作用过程中，C元素的转移途径依次是( )①二氧化碳②三碳化合物③五碳化合物④有机物A．①②④B．④③②C．①③②D．③①②3．如图是验证光合作用某过程的实验装置，请据图分析回答下列问题：(1)当用氧的同位素18O分别标记通入乙装置的C18O2和甲装置的H218O时，可以证明。
高中生物必修1教学设计11：5.4.2 光合作用的探究历程、光合作用的过程 教案
光合作用的探究历程、光合作用的过程一、教学目标1.知识目标a.概述光合作用的概念及研究历史。
b.说明光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
2.能力目标通过光合作用探究史，学会控制变量、设立对照和重复实验。
3.情感目标认同科学是在不断观察、实验、继承、争论中不断向前发展的。
二、教学重点a.光合作用的概念及研究历史。
b.光反应、暗反应过程及相互关系。
三、教学难点光反应、暗反应过程。
四、教学流程2.光合作用的探究历程中的几个重要实验分析（1）普利斯特利的实验实验过程及现象：密闭玻璃罩＋绿色植物＋蜡烛（不易熄灭）[或小鼠（不易窒息死亡）]。
实验分析①缺少空白对照，实验结果说服力不强，应将点燃的蜡烛和小鼠分别单独置于玻璃罩内，作为空白对照。
②没有认识到光在植物更新空气中的作用，而将空气的更新归因于植物的生长。
③限于当时科学发展水平的限制，没有明确植物更新气体的成分。
（2）萨克斯的实验实验过程及现象黑暗中饥饿处理的绿叶一半曝光用碘蒸气处理变蓝，另一半遮光用碘蒸气处理不变蓝。
实验分析①设置了自身对照，自变量为照光和遮光，因变量是颜色变化（有无淀粉生成）。
②实验的关键是饥饿处理，以使叶片中的营养物质消耗掉，增强了实验的说服力。
为了使实验结果更明显，在用碘处理之前应用热酒精对叶片进行脱绿处理。
③本实验除证明了光合作用的产物有淀粉外，还证明了光是光合作用的必要条件。
（3）鲁宾和卡门的实验实验过程及结论H218O＋CO2→植物→18O2；H2O＋C18O2→植物→O2。
光合作用释放的O2全部来自水。
实验分析设置了对照实验，自变量是标记物质（H218O和C18O2），因变量是O2的放射性。
（4）恩格尔曼的实验选择水绵作为实验材料的原因是：水绵有带状叶绿体，螺旋分布在细胞中，便于观察和分析。
将临时装片放在黑暗和无空气的环境中是为了排除环境中光线和O2的影响。
设置细光线和好氧菌的好处：能够准确判断出水绵细胞中产生氧气的部位。
5.4.2光合作用的原理教学设计2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1
作用与目的：
- 巩固学生在课堂上学到的光合作用的基本原理和相关技能。
- 通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。
- 通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。
教学资源拓展
1. 拓展资源：
（1）光合作用的发现历史：介绍光合作用的发现过程，包括普利斯特利实验、英格豪斯实验、萨克斯实验等，帮助学生了解光合作用的研究历程。
典型例题讲解
例题1：
题目：请简述光合作用的过程及意义。
答案：光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段在叶绿体的类囊体薄膜上进行，通过叶绿素吸收光能，将水分解为氧气和[H]，同时产生ATP和NADPH。暗反应阶段在叶绿体的基质中进行，利用ATP和NADPH将无机物转化为有机物，同时释放氧气。光合作用的意义在于为生物体提供了有机物和氧气，是生物体能量的重要来源，对维持生物圈的碳氧平衡具有重要意义。
2. 拓展建议：
（1）让学生结合自己的生活经验，举例说明光合作用的应用，如观察身边的植物生长过程，了解光合作用对植物生长的影响。
（2）组织学生进行小研究，探究光合作用在不同环境条件下的变化，如在不同光照、温度、二氧化碳浓度等条件下，植物的光合作用强度如何变化。
（3）引导学生阅读光合作用相关的科普文章或研究论文，提高学生的科学素养，如《自然》、《科学》等期刊发表的光合作用相关研究论文。
教学反思与改进
1. 设计反思活动：
- 安排学生进行课堂小测试，评估他们对光合作用的理解程度，包括光反应和暗反应的过程以及光合作用的意义。
- 组织学生进行小组讨论，让他们分享自己在实验中的观察和心得，以及在学习过程中的疑问和困惑。
高中生物必修1教学设计4：5.4.2 光合作用的探究历程、光合作用的过程 优质教案
光合作用的原理和应用[设计理念]以高中生物课程标准的“提高科学素养；面向全体学生；倡导研究性学习；注重与现实生活的联系”的课程理念为指导方针，以有助于学生较深入地理解生命活动中物质的变化、能量的转换；领悟观察、实验、比较、分析和综合等科学方法及其在科学研究过程中的应用；科学地理解生命的本质，形成辩证唯物主义自然观为目的来设计教学过程。
[教学背景分析]1、教材分析光合作用是整个第五章乃至整个必修一教材中处于重要地位。
本章节内容按照课标安排应2课时完成，第一课时学习“光合作用的探究历程”和“光合作用的过程”。
第二课时学习光合作用原理的应用和化能合成作用，其中还要完成探究“环境因素对光合作用强度的影响”。
2、学情分析：学生在初中生物课中学习过有关光合作用的知识，而且生活实践中也对光合作用有所了解。
曾做过观察叶片结构实验和绿叶在光下制造有机物的实验，观察了光合作用放氧的演示实验等。
这些知识、经验和技能是学好本节内容的重要基础，在教学中不要忽视学生已有的知识经验。
但是，对于光合作用的发现历史却很陌生，关键对于我们这节课要达到的目标“科学探究的一般方法”知之甚少。
高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。
而且光合作用的原理学生感到抽象难懂，光反应和暗反应的内在本质理解比较困难，因此在介绍光合作用过程之前首先让学生了解光合作用研究的历史，注意让学生以教材中展现的光合作用研究历史中的重要事件为线索，遵循科学家的探索思路，总结出光合作用的探究历程。
因为教材上介绍的历史非常经典，所介绍的都是在光合作用探索历程中所出现的问题和解决的方法，学生认真了解其重要过程，等于沿着科学家的发现思路作了一次思维的探究，这对于学生认识和掌握光合作用的具体过程是有必要的。
[教学目标]知识目标：说明光合作用的过程及对它的认识过程，能力目标：通过光合作用探究历程的学习和光合作用过程中光反应阶段和暗反应阶段的学习，培养学生领悟观察、实验、比较、分析和综合等科学方法及其在科学研究过程中的应用。
2020秋高一生物人教版必修1学案：第5章第4节第2课时光合作用的原理1
第2课时光合作用的原理学习目标核心素养1.了解光合作用的探究历程，说出光合作用的概念。
2.掌握光合作用的光反应和暗反应过程以及二者的关系。
1.生命观点：阐明在光合作用过程中物质与能量的变化，形成物质与能量观。
2.科学思维：分析光合作用过程图示，归纳与概括光反应与暗反应过程及异同。
3.科学探究：体验和学习光合作用的探究历程中的科学实验设计思路。
知识点一探索光合作用原理的部分实验1．光合作用的概念：绿色植物通过□01叶绿体，利用□02光能，把□03二氧化碳和水转化成□04储存着能量的有机物，并且释放出□05氧气的过程。
2．反应式：CO2＋H2O――→光能叶绿体(CH2O)＋O23．探索光合作用原理的部分实验4．总结：通过以上实验得出：光合作用释放的□15氧气中的氧元素来自□16水，氧气的产生和糖类的合成不是同一化学反应，而是分成□17光反应和□18暗反应两个阶段。
问题思考希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？提示：是。
因为希尔实验是在没有CO2的情况下进行的，没有碳参与反应，而糖的合成需要碳的参与。
问题思考模拟鲁宾、卡门的实验时，能不能对同一实验中的CO2和H2O 同时进行标记观察？提示：不能，CO2和H2O中的氧均标记，则难得出正确结论。
题型一探索光合作用原理的部分实验[例1]科学是在实验和争论中前进的，光合作用的探究历程就是如此。
在下面几个关于光合作用的实验中，相关叙述正确的是()A．恩格尔曼的实验定量分析了水绵光合作用生成的氧气量B．科学家发现甲醛是光合作用的原料C．希尔发现离体叶绿体在适宜条件下可释放O2D．鲁宾和卡门的实验中，用18O分别标记H2O和CO2，证明了光合作用产生的氧气来自CO2而不是H2O解题分析恩格尔曼的实验证明了水绵光合作用生成氧气，没有定量分析生成氧气的量，A错误；甲醛对植物有害，不能作为原料参与光合作用，B错误；鲁宾、卡门实验证明O2中的氧来自于H2O，D错误。
高中生物必修1学案5：5.4.2 光合作用的探究历程、光合作用的过程
第5章细胞的能量供应和利用第4节第2课时光合作用的探究历程、光合作用的过程预习案【学法指导】1.课前通读教材。
2.联系上一节有关叶绿体的结构和功能的知识。
3.识记光合作用的概念和相关反应方程式。
【教材助读】叶绿体不同部位（膜和基质）所含酶的种类不同，催化的化学反应也不同。
【预习自测】1.光合作用释放的氧气来自。
2.光合作用发生的部位是。
3.光反应为暗反应提供的物质是和。
4.光合作用的总反应式。
5.光合作用的探究历程①光合作用的原料有__________________，产物是__________________，场所是______________，条件是__________________。
②有关科学家的经典实验：1）18世纪中叶认为植物体内全部营养物质，都是从__________________中获得；2）英国普利斯特利的实验：蜡烛和小白鼠分别与绿色植物在一起的实验证明植物可以__________________；3）德国萨克斯的实验：暗处处理几小时的绿叶一半曝光一半遮阴，然后用碘液处理，结果_________，说明了__________________；4)美国恩格尔曼证明叶绿体被光照时释放O2，证明了植物光合作用的场所是_____________；5)美国鲁宾、卡门证明光合作用的氧气全部来自水，所用的实验方法__________________。
③光合作用的过程：分__________________两个阶段。
光反应阶段：场所是________________。
过程是叶绿体中的色素，吸收________________，一是将水分解成氧和__________________，氧以分子形式释放出去，______________作为活泼的还原剂。
二是在有关酶的作用下，促成ADP与Pi发生化学反应，形成_____________，光能就转化为储藏在A TP中的__________________。
高中生物必修1教学设计8：5.4.2 光合作用的探究历程、光合作用的过程 教案
第5章细胞的能量供应和利用第4节第2课时光合作用的探究历程、光合作用的过程a.水的光解:b.ATP 形成:能量转变:中活跃化学能光能ATP →小结：在下图中总画出光合作用光反应过程多媒体演示：细胞质基质中暗反应的动态变化过程，引导学生观察，并组织小组讨论回答问题： 问题七：(1)暗反应的场所在何处？(2)暗反应的条件是什么？是否一定不能有光? (3)CO 2发生了哪些变化？(4)暗反应中物质变化和能量变化是怎样？ 试写出用反应式。
师生共同归纳：暗反应物质和能量变化 物质变化a.CO 2固定:352C 2C CO −→−+酶； b.C 3化合物还原:52/]H /[ATP 3C O ）CH (C 2+−−−−→−酶。
能量转变:ATP 中活跃化学能→有机物中稳定化学能。
过渡：反应与暗反应并非是两个完全独立的过程而它们之间有联系吗?出示图表：画出光合作用暗反应反应过程、比较解，并跟着老师试着写反应式学生独立完成填图学生思考并回答问题七： （1）发生部位:叶绿体基质中 （2）反应条件：多种酶、CO 2、不需要光 （3）CO 2被固定和还原（4）学生积极理解，并跟着老师试着写反应式学生填表培养学生通过主动思考获得知识的能力对照板书适时巩固，对较难理解的寻求老师帮助。
培养了学生归纳和类比的能力教学反思:光合作用探究历程中，教学活动课堂气氛活跃，学生的自主探究和合作探究都很深入，学生之间的互动评价学习得到充分的发展，学生真正成为了学习的主体，培养和提高了学生的学习能力。
光合作用的过程这部分相对比较难懂，学生学起来感到困难，先让学生自学，对这一部分有个大概的了解，再通过完成光反应和暗反应的比较，更进一步理解光反应和暗反应，再通过疑难解答掌握光反应和暗反应的关系，最后通过多媒体教学手段再现光合作用的整个过程，使课堂容量加大，教学进度加快，课堂效率提高，加深了学生的理解和体会。
让微观的生命过程直观化，有得于学生对光反应和暗反应的理解，这样的教学充分体现了以学生主体，学生自主学习为主，教师只是起到组织者和引领者的作用，这样提高了学生学习兴趣，提高了教学效果，又培养了学生多种能力，激发了学生主动学习的乐趣。
人教版高中生物必修一教案设计：5.4 光合作用的探究历程
1779年，英格豪斯
1：请同学们观察实验，说出实验自变量，因变量，无关变量？
2：分析实验变量，再观察实验现象，什么现象呢？
3：根据现象得到什么结论呢？
1785年，发现空气的组成
展示英格豪斯另一个实验（图片）
1：知道了空气的组成，我们可以用什么方法验证光合作用产生的是不是氧气呢？
2：只有吸收光能之后，光合作用才能进行，那么光合作用的反应物是什么，产物是么，在什么场所进行，科学家前后用了200多年的时间才探究到，那么今天我们就跟随科学家的脚步一起来揭秘光合作用。
回顾旧知，引入新知。通过设问引
发学生兴趣。
1分钟
2．光合作用的探究历程
17世纪，海尔蒙特
展示柳树实验（图片，表格）。
质量描述: 能运用物质与能量观等观念，举例说明光合作用中的物质与能量
转换。
教学方式与策略
讲授：通过引导学生观察实验过程与现象，分析实验，得到实验结论。
教学活动设计
活动内容
活动意图
时间分配
一．导入
回顾“绿叶中色素的提取的分离”实验：
1：从菠菜叶中获得了四种色素，那么在植物的光合作用中，叶子中的色素究竟有什么作用呢？
教材在介绍光合作用之前，首先让学生了解光合作用的历史，通过教材中展示的重要事件为线索，总结出光合作用的探究历程。因为教材中介绍的均为经典实验，所介绍的均是探索历程中所出现的问题和解决的方法，故学生可沿科学家的发现思路进行思维探究，对于学生认识和掌握光合作用的具体过程非常有必要。
教学目标
核心素养：生命观念、科学思维、科学探究。
3：实验二有什么实验现象？
2020学年新教材高中生物5.4.2光合作用的原理和应用学案新人教版必修1(最新整理)
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第2课时光合作用的原理和应用一、光合作用的概念[填图]二、光合作用的原理及探索1．探索光合作用原理的部分实验科学家实验过程或依据实验结论19世纪末科学界普遍认为,在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放,C与H2O结合成甲醛，然后甲醛缩合成糖甲醛对植物有毒害作用，而且甲醛不能通过光合作用转化成糖1937年英植物学家希尔在离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂（悬浮液中有水，没有二氧化碳)，在光照下可以释放出氧气离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。
说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应1941年美科学家鲁宾和卡门光合作用释放的O2全部来自H2O1954年美科学家阿尔农在光照下，叶绿体可合成ATP，并发现这一过程总是与水的光解相伴随光照下叶绿体中发生的水的光解过程伴随ATP的产生20世纪用14C标记CO2探明了CO2中的碳在光合40年代卡尔文作用中转化成有机物中碳的途径,即卡尔文循环2.光合作用的过程（1）过程及分析［据图填空]（2）反应式CO2＋H2O错误!（CH2O）＋O2三、光合作用原理的应用1．光合作用强度（1）概念:植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
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第2课时 光合作用的探究历程和光合作用的过程学习目标1．描述光合作用的探究历程(重点)。
2.说出光合作用的概念(重点)。
3.阐述光合作用过程中的物质变化和能量变化(重难点)。
|基础知识|一、光合作用的探究历程 1．光合作用的概念(1)场所：绿色植物的叶绿体中。
(2)能量转化：光能→储存在有机物中的化学能。
(3)物质转化：二氧化碳和水→有机物和氧气。
2．光合作用的探究历程(连线)答案 ①－c ②－d ③－e ④－a ⑤－f ⑥－b 二、光合作用的过程1．写出图中标号代表的含义。
(1)生理过程：Ⅰ.光反应。
Ⅱ.暗反应。
(2)物质：①叶绿体中的色素。
②O 2。
③C 3。
④ATP 。
2．写出Ⅰ和Ⅱ的反应场所。
Ⅰ：类囊体的薄膜。
Ⅱ：叶绿体基质。
3.总反应式：CO 2＋H 2O ――→光能叶绿体(CH 2O)＋O 2|自查自纠|1．没有叶绿体的植物细胞不能进行光合作用( )2．只有植物细胞才可以进行光合作用( )3．光合作用是将简单的无机物转化为复杂的有机物，并将光能转变为化学能贮存于有机物中( )4．普利斯特利发现植物可以更新空气，他还发现植物只有在光下才能更新空气( ) 5．光反应的场所是叶绿体中的类囊体薄膜，光反应产生的O2、ATP和[H]都用于暗反应( )6．暗反应包括CO2的固定和C3的还原，两个阶段都在叶绿体基质中进行( )7．整个光合作用过程中，能量的转化是：光能→ATP中活跃的化学能→有机物中稳定的化学能( )8．光合作用释放的O2都来自水( )答案 1.√ 2.× 3.√ 4.× 5.× 6.√7.√8.√|图解图说|★恩格尔曼实验现象。
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________★光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存着能量的有机物，并释放出O2的过程。
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________★同住素标记法探究小球藻光合作用产生的O2来源：O2来自H2O中的O，而非CO2中的O。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________为什么暗反应不能较长时间地在黑暗条件下进行？提示：暗反应过程中必须依靠光反应提供[H]和ATP。
________________________________________________________________________________________________________________________________________________探究点一光合作用的探究历程1．萨克斯的实验根据萨克斯实验过程图解，探讨下列问题：(1)该实验的自变量和因变量分别是什么？提示是否遮光(或是否接受到光照)；处理后叶片的颜色。
(2)为什么要先将绿叶置于暗处几个小时？提示目的是消耗掉叶片中的营养物质。
2．鲁宾和卡门的实验(1)实验方法：同位素标记法。
(2)图中的A、B物质分别表示：A.O2，B.18O2。
(3)在鲁宾和卡门的每一分组实验中，能否用18O同时标记CO2和H2O？为什么？提示不能，因为如果同时标记，则无法探究被标记的氧气来自CO2还是H2O。
(4)鲁宾和卡门的实验结论是：光合作用产生的O2全部来自水。
光合作用探究历程中的重要结论(1)植物可以更新空气(普利斯特利)。
(2)证明了光和绿叶在更新空气中不可缺少(英格豪斯)。
(3)叶绿体是进行光合作用的场所(恩格尔曼)。
(4)植物将光能转化为化学能储存起来(梅耶)。
(5)光合作用的产物有淀粉(萨克斯)。
(6)光合作用释放的氧气来自水(鲁宾和卡门)。
(7)CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳(卡尔文)。
【典例1】 (2016·通化高一检测)德国科学家萨克斯将绿色叶片在暗处“饥饿”处理数小时后，然后把此叶片一半遮光，一半曝光。
经过一段时间后，用碘蒸气处理叶片。
对上述实验的分析和结论合理的是( )A．本实验没有对照实验B．本实验证明叶绿体利用光照将二氧化碳转变成了淀粉C．实验初始时遮光与曝光区域仍有淀粉存在D．有无光照是遮光和曝光区域显现不同结果的唯一原因解析本实验的遮光区和曝光区形成对照，A错误；本实验只证明光合作用有淀粉产生，但不能证明是由二氧化碳转变而成，B错误；由于实验要经过几个小时的“饥饿”处理，所以实验初始已经没有淀粉存在，C错误；本实验的自变量是有无光照，所以有无光照是遮光区和曝光区出现不同结果的唯一原因，D正确。
答案 D【跟踪训练】1．如图表示德国科学家萨克斯做的实验，将绿叶在暗处放置一段时间后，用锡箔覆盖一部分叶片，光照24 h，经脱色、漂洗并用碘蒸气处理，结果有锡箔覆盖的部分呈棕色，而不被锡箔覆盖的部分呈蓝色。
本实验说明( )①光合作用需要CO2②光合作用需要光③光合作用需要叶绿素④光合作用放出氧⑤光合作用制造淀粉A．①②B．③⑤C．②⑤D．①④解析光照24 h，叶片裸露部分进行光合作用，经脱色、漂洗后用碘蒸气处理变蓝，说明有淀粉生成，应选⑤；有锡箔覆盖的部分，因没有光，不能进行光合作用，未产生淀粉，用碘蒸气处理不变蓝，所以可说明光合作用需要光，还应选②。
答案 C探究点二光合作用的过程1．光反应阶段(1)光反应阶段的条件：光照和酶。
(2)光反应阶段的反应物和产物：①反应物：水。
②产物：O2、ATP和[H]。
(3)光反应阶段中物质和能量的变化：①物质变化：水被水解成O2和[H]，并产生ATP。
②能量变化：光能转变成ATP中活跃的化学能。
2．暗反应阶段(1)暗反应阶段的条件：CO2和酶。
(2)暗反应阶段中的物质和能量变化：①物质变化⎩⎪⎨⎪⎧CO2的固定：CO2＋C5――→酶2C3C3的还原：2C3――→ATP、[H]酶(CH2O)＋C5＋H2O②能量变化：ATP中活跃的化学能变成有机物中稳定的化学能。
3．光反应和暗反应的相互关系(1)光反应与暗反应之间的物质供应关系： ①光反应：为暗反应提供ATP和[H]； ②暗反应：为光反应提供ADP 和Pi 。
(2)在无光条件下，暗反应能否长期进行？若暗反应停止，光反应能否持续进行？ 提示 暗反应不能长期进行，因为缺乏光反应提供的ATP 和[H]。
如果暗反应停止光反应也不能持续进行，因为两者是相互依存的关系。
4．外界环境骤变对光合作用中物质含量的影响当外界因素中光照强度、CO 2浓度骤然变化时，短时间内将直接影响光合作用过程中C 3、C 5、[H]、ATP 及(CH 2O)的生成量，进而影响叶肉细胞中这些物质的含量，总结规律填写下表：条件C 3 C 5 [H]和ATP 光照变弱，CO 2供应不变 增加 减少 减少 光照变强，CO 2供应不变 减少 增加 增加 光照不变，CO 2浓度变小 减少 增加 增加 光照不变，CO 2浓度变大 增加减少减少1．光反应和暗反应的区别和联系 项目 光反应暗反应 场所 叶绿体的类囊体薄膜上 叶绿体的基质中 条件光、色素、酶、水多种酶、[H]、ATP 、CO 2 物质变化①水的光解： 2H 2O ――→光O 2＋4[H]②ATP 的形成：ADP ＋Pi ＋光能――→酶ATP①CO 2的固定： CO 2＋C 5――→酶2C 3 ②C 3的还原： 2C 3――→酶(CH 2O)＋C 5能量变化 光能→ATP 中活跃的化学能ATP 中活跃的化学能→(CH 2O)中稳定的化学能联系①光反应为暗反应提供[H]和ATP ；暗反应为光反应提供ADP 和Pi②没有光反应，暗反应无法进行；没有暗反应，光反应最终也会停止 (1)氧元素⎩⎪⎨⎪⎧H 2O ―→O 2CO 2―→(CH 2O )＋H 2O(2)碳元素：CO 2―→C 3―→(CH 2O) (3)氢元素：H 2O ―→[H]―→(CH 2O)＋H 2O (4)叶绿体中[H]、ATP 、ADP 和Pi 的运动方向。
①[H]和ATP：类囊体薄膜―→叶绿体基质。
②ADP和Pi：叶绿体基质―→类囊体薄膜。
【典例2】图为光合作用的过程图解，请回答下列问题：(1)写出图中各标号所代表的物质：①________，④________，⑦________。
(2)叶绿体中色素吸收的光能，有两方面用途，分别是________和________。
(3)C3的两个去向是形成________和________。
(4)光合作用中，CO2中的C的转移途径：CO2→________→________。
解析突破口：结合光合作用过程图解，依次分析每个小题。
具体分析如下：①④⑦分别是H2O、ATP和CO2；叶绿体中色素吸收的光能，分别用于水的光解和ATP的形成；C3的两个去向是形成C5和(CH2O)；光合作用中，CO2中的C的转移途径是CO2→C3→(CH2O)。
答案(1)H2O ATP CO2(2)水的光解ATP的形成(3)C5(CH2O)(4)C3(CH2O)C3、C5含量变化分析(1)首先明确C3产生于CO2的固定过程，消耗于C3的还原过程；而C5产生于C3的还原过程，消耗于CO2的固定过程。
(2)CO2浓度改变影响的是CO2的固定过程，当浓度变大时，短时间内CO2的固定过程加快，而C3的还原速度不变，所以C3的产生速度变快，C5的消耗速度变快，所以C3含量增加而C5的含量减少；反之，则C3的含量下降，同时C5的含量增加。
(3)光照强度直接改变的是光反应速度，或ATP和[H]的产生速度，ATP和[H]影响暗反应中C3的还原速度：当光照强度增大时，由于ATP和[H]增加，短时间内所以C3的还原速度加快，而CO 2的固定速度不变，即C 3的消耗速度较快，C 5的产生速度加快，所以C 3的含量减少，C 5的含量增加。