高一【生物学(人教版)】第5章第4节光合作用与能量转化(第一课时)-教学设计

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(新教材)统编人教版高中生物必修一第五章第4节《光合作用与能量转化》优质教案

(新教材）统编人教版高中生物必修一第五章第4节《光合作
用与能量转化》优质教案
一、教材分析
本课是人教版高中生物必修1第五章《细胞的能量供应和利用》第四节内容。

“光合作用与能量转化”是高中生物必修课程中的核心内容之一，是高中一年级学习的重点内容，属于必修模块一的组成部分。

细胞的能量供应和利用知识是生物学方面最基本的知识，是学习其他模块和章节的基础。

本课以问题探讨导入，分两小节讲解。

第一小节讲述捕获光能的色素和结构。

先通过探究实践活动讲解捕获光能的色素种类，又通过实验介绍了这些色素吸收的差别，然后讲解了这些色素的部位。

接下来讲解了叶绿体的结构适用于进行光合作用。

第二小节讲解光合作用的原理和应用。

先通过介绍科学家做过的一是实验，讲解了光合作用的原理；最后讲述了光合作用原理的应用。

通过本节课内容的学习，学生不仅需要将以前所学的知识由点构成线合理关联起来，更需要在掌握的事实性知识的基础上开始建构并逐步形成基本的科学自然观。

二、教学目标
1.说出绿叶中色素的种类、作用和部位；知道叶绿体的结构和功能。

2.理解光合作用的原理，知道光反应和暗反应的区别和联系，知道影响光合作用强度的环境因素、光合作用原理的应用。

三、核心素养
【生命观念】通过学习光合作用的原理知识，阐明生命活动不仅具有。

5.4.1光合作用与能量转化(第一课时)教案-2023学年高一上学期生物人教版(2019)必修1

第五章细胞的能量供应和利用第四节光合作用与能量转化一、教学目标1.从结构与功能观的角度，分析叶绿体中含有色素，类囊体薄膜和酶的特点与其吸收光能进行光合作用的功能相适应。

（生命观念）2.进行绿叶中色素的提取与分离探究实验，掌握无水乙醇提取法和纸层析分离技术，阐明色素的种类、含量和吸收光谱。

（科学探究）3.讨论分析探索光合作用原理的实验，推理归纳出光反应阶段和暗反应阶段的过程，理解物质和能量的变化。

（科学思维）4.建构表格模型分析比较光反应和暗反应的区别与联系，归纳概括出光合作用的完整过程，并从物质与能量观的角度，理解物质与能量的紧密联系，自主建构光合作用的模型。

（生命观念、科学思维）5.举例说明光合作用原理的应用，并探究环境因素对光合作用强度的影响，理解其对于农作物产量的重要性，对作物养殖提出建议。

（社会责任）二、教材分析本节包括“捕获光能的色素和结构“和”光合作用的原理和应用“两个小节，前一小节为第二小节奠定基础，同时前面章节的叶绿体结构知识利于学生发展结构与功能观的生命观念，除此之外，在光合作用的研究过程中蕴含着丰富的科学史资料，可以培养学生归纳概括的科学思维，渗透科学本质观教育，课标对本节的内容要求为“说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能“，即要理解光合作用的物质与能量转化过程，加深对物质与能量观的理解。

三、学情分析初中阶段学生已经初步学习了光合作用的过程与科学探究史，但是并不知道叶绿体中色素的种类、提取方法以及光合作用具体阶段，在第三章细胞器的内容中学生学习了叶绿体的结构与功能，这为本节的深入学习奠定了基础，但是色素的提取与分离实验以及光合作用的阶段对学生来说比较困难，需要利用小组合作、视频、证据分析和建构模型的方法加深理解。

四、教学重点与难点1.教学重点（1）叶绿体适于光合作用的结构特点（2）光合作用的原理2.教学难点（1）光合作用过程中物质和能量的变化及相互关系。

5.4光合作用与能量转化教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一

5.4光合作用与能量转化教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一
授课内容
授课时数
授课班级
授课人数
授课地点
授课时间
教材分析
本节课选自2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一，第五章第四节“光合作用与能量转化”。本节内容是对光合作用的实质进行深入探讨，包括光合作用的反应过程、能量转化和碳氧平衡等方面。通过本节课的学习，学生应理解光合作用的意义，掌握光合作用的反应过程，并能够运用相关知识解释实际问题。
5.价值观培养：学生能够认识到光合作用对于生物圈的重要性，理解自然界的复杂性和生物多样性的价值。他们应该能够培养对于自然环境的保护和可持续发展的意识。
学生通过本节课的学习，不仅能够掌握光合作用的基本知识，还能够提升自己的科学素养和思维能力。他们将能够将所学知识应用于实际问题中，并为保护环境和可持续发展做出自己的贡献。
4.实验报告：我们将评估学生在实验中的操作能力、观察能力和数据分析能力，以及他们如何将实验结果与理论知识相结合。
5.作业和练习：我们将评估学生完成作业和练习的质量，包括对知识点的理解和应用能力，以及他们的思考深度和广度。
教师评价与反馈：我们将根据学生的课堂表现、小组讨论成果展示、随堂测试、实验报告和作业练习，给予学生及时、具体的反馈。我们将指出学生的优点和需要改进的地方，帮助他们更好地理解和掌握光合作用的知识。同时，我们也会鼓励学生积极参与课堂讨论和实践活动，培养他们的批判性思维和解决问题的能力。通过评价与反馈，我们希望能够激发学生的学习兴趣，提高他们的学习效果，并为他们的进一步学习提供支持。
3.题目：请阐述光合作用过程中能量转化的机制。
答案：光合作用过程中能量转化的机制涉及到ATP和NADPH的生成。在光反应中，水分解生成氧气和[H]，同时将光能转化为ATP和NADPH的能量。ATP和NADPH在暗反应中被用于将CO2还原成有机物，同时将AT链来实现的。

《光合作用与能量转化》第1课时教学PPT课件【高中生物人教版必修1】

吸收光能的四种色素就分布在类囊体薄膜上，众多的基粒和
类囊体极大地扩展了受光面积。
二、讲授新课
（二）叶绿体的结构适于进行光合作用
叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能呢？
资料分析1
极
黑暗，
细
完
无空气
光束
全光
照
照
射
恩格尔曼的实验示意图
二、讲授新课
（二）叶绿体的结构适于进行光合作用
叶绿体除了吸收光能外，还有什么功能呢？
类胡萝卜素叶绿素
二、讲授新课
（一）捕获光能的色素
思维拓展
实验：绿叶中色素的提取和分离
在滤纸的中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，色素随层析液扩散，会得到近似同心环的4个色素圈，由外向内依次是什么色素？分别是什么颜色？
色素：胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
颜色：橙、黄、蓝绿、黄绿
二、讲授新课
三、课堂反馈
1．下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验操作的叙述，正确的是（ D ） A．叶绿体中色素提取的原理是色素能够溶解在层析液中 B．研磨后使用定性滤纸过滤研磨液 C．画出一条滤液细线后紧接着重复画线一到两次 D．不能让层析液触及滤液细线，以防止色素溶解在层析液中
三、课堂反馈
2．关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是（ C ） A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收 C．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中色素吸收用于光合作用 D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由叶绿素合成受阻引起的
（一）捕获光能的色素色素的作用
绿叶色素提取液
绿叶中的色素主要吸收红光和蓝紫光。
二、讲授新课
（一）捕获光能的色素色素的作用

5.4.1光合作用与能量转换(第一课时)课件-高一上学期生物人教版必修一(1)

深水层的光线是短波长的光。 ✓ 因此，吸收红光和蓝紫光较多的绿藻分布于海水的浅层，
吸收蓝紫光和绿光较多的红藻分布于海水深的地方。
剪碎
加入无水乙醇
研磨
过滤
探究·实践绿叶中色素的提取和分离 (二).色素的分离
层析液易挥发且有一定毒性应加盖
①准备滤纸条
用铅笔画细线
铅笔线
②画滤液细线
用毛细吸管画滤液细线
滤液细线
③插滤纸条
培养皿
画滤液细线要求：细、直、齐且重复2—3次为什么层析液不能没及滤液线？课本99页
层析液
探究·实践绿叶中色素的提取和分离 (二).色素的分离
///////
海洋中的藻类,习惯上依其颜色分为绿藻、褐藻和红藻，它们在海水中的垂直分布大致依次是浅、中、深。这种现象与光能的捕获有关吗?
✓ 不同颜色的藻类吸收不同波长的光。 ✓ 藻类本身的颜色是反射出来的光所形成的，即红藻反射
出红光，绿藻反射出绿光，褐藻反射出黄色的光。 ✓ 水对红、橙光的吸收比对蓝、绿光的吸收要多，即到达
一捕获光能的色素
///////
叶片是进行光合作用的主要器官；绿色的色素是绿色植物呈现绿色的原因；
白化苗（叶片中不含绿色色素），种子中养分耗尽就会死掉。
看来，叶片中的色素可能与光能的捕获有关。
探究·实践绿叶中色素的提取和分离
实验原理提取原理：绿叶中的色素都能溶解于有机溶剂无水乙醇中。
分离原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，从而分离色素。
层析液易挥发且有一定毒性应加盖
①准备滤纸条
用铅笔画细线
铅笔线
②画滤液细线
用毛细吸管画滤液细线

5.4光合作用与能量转化-第一课时课件【新教材】人教版(2019)高中生物必修一

②加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小
提取液
③未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏
④研磨不充分，色素未能充分提取出来
若色素带颜色较浅，其原因有
同上4点 ⑤划滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少 ⑥层析时，部分滤液细线已触及层析液
色素带 16
总结
类囊体上
绿
叶
色素
中的
色
素
类胡萝卜素
（含量约1/4）
光照到物体表面后，该物体又将这种颜色的光反射出来，就是我们所见到的颜色。对植物而言，除了部分橙光、黄光和大部分绿光被反射外，其他的基本上都被叶绿素分子等所吸收了，所以植物的叶片呈现绿色。
功
能
类囊体上类胡萝卜素（占1/4）
胡萝卜素（橙黄色）上叶黄素（黄色）
：吸收、
5、实验结果
胡萝卜素叶黄素叶绿素a 叶绿素b
讨论：
1.滤纸条上有几条色素带？按什么次序分布？
有四条色素带，从上往下依次为橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色的色素带。
2.滤纸条上色素的分布情况说明了什么？说明绿叶中有4种色素，它们在层析液的溶解度不同，随层析液在滤纸上扩散的速度也不一样。
小试牛刀
色素
（主要吸收：蓝紫光）
传
叶绿素a (蓝绿色）叶绿素（占3/4）叶绿素b（黄绿色）
递、转化
（主要吸收：蓝紫光和红光）
下光
能
课堂训练
1 、从绿叶中提取色素，选取的最佳叶片应（ D）。 A. 肥嫩多汁的叶片 B. 革质叶片 C. 刚刚长出来的小嫩叶 D. 鲜嫩，颜色浓绿的叶片
2 、下列关于 “ 绿叶中色素的提取和分离 ” 的实验描述中，不属于实验要求的是（）C。 A. 提取高等植物叶绿体中的色素 B. 用纸层析法分离色素 C. 了解各种色素的吸收光谱 D. 验证叶绿体中所含色素的种类

新教材人教版高中生物必修1第五章第四节光合作用与能量转化教学课件

【探究应用】 1.学生利用新鲜菠菜叶进行绿叶中色素的提取和分离实验时,由于各组操作不同,出现了下列四种不同的层析结果。下列分析不合理的是( )
A.甲可能是因为误用蒸馏水作提取液和层析液 B.乙可能是因为研磨时未加入SiO2 C.丙是正确操作得到的理想结果 D.丁可能是因为研磨时未加入CaCO3 答案 C 解析色素不溶于水,但能溶解于有机溶剂,甲图中没有色素带出现,可能误用蒸馏水做提取液和层析液;二氧化硅能使研磨得充分,色素释放出来,所以乙可能是因为研磨时未加入SiO2而导致色素相对含量低;正确操作得到的理想结果应该是离点样处较远的色素含量少,而离点样处较近的色素含量多,所以丙是不正确操作得到的结果;碳酸钙能防止研磨中色素尤其是叶绿素被破坏,丁中显示叶绿素含量较低,所以可能是因为研磨时未加入CaCO3而导致叶绿素被破坏。
【归纳提升】
1.色素的提取和分离
实验步骤注意事项
作用
提取研磨要迅速、充分
提取较多色素、防止溶剂挥发
色素盛滤液试管口加棉塞防止溶剂挥发
分离色素
滤纸条的一端剪去两角
防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快
滤液细线重复画一两次,且使分离的色素带清晰要求细、直、齐
滤液细线不能触及层析液防止色素溶解到层析液中
2.叶绿体是植物进行光合作用的细胞器,下面有关叶绿体的叙述,正确的是
() A.叶绿体中的色素都分布在类囊体的薄膜上 B.叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上 C.与光合作用有关的酶只分布在叶绿体基质中 D.与光合作用有关的酶只分布在外膜、内膜和基粒上答案 A 解析叶绿体中的色素都分布在类囊体的薄膜上。在叶绿体的基粒上和基质中,含有许多进行光合作用所必需的酶。
2.与叶绿体有关的几点注意事项 (1)与光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上和基质中,但光合色素只分布在类囊体的薄膜上。 (2)叶绿体以囊状结构堆叠成基粒的方式增大膜面积。 (3)叶绿体基粒是由类囊体堆叠而成,每个基粒含2~100个类囊体,基粒之间不是孤立的,它们可通过薄膜相连。

5.4 光合作用与能量转化(第一课时)高一生物课件(2019人教版必修1)

提示应选择无色透明的玻璃、塑料薄膜更有利于植物光合作用。提示红叶不是叶绿体中的色素造成的，而是由液泡中的花色素造成的。
与生活的联系
根据色素对不同波长的光的吸收的特点，想一想温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？
选无色透明的塑料薄膜，为了让各种波长的太阳光都穿过塑料薄膜，即让植物吸收更多的光能；大棚内照明灯在功率相同的情况下，最好选蓝紫光和红光；
1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时，发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中，而是集中在一个更小的结构里，后来人们称之为叶绿体。
叶绿体的结构
叶绿体的结构
结构：双层膜结构的细胞器功能：进行光合作用
DNA、RNA
双层膜
外膜极大的扩展了受光面积
内膜基粒
由两个以上的类囊体堆叠而成，类囊体薄膜上含色素和酶
10ml无水乙醇：溶解色素
叶绿体色素的提取与分离
实验注意
①色素提取时所用试剂及作用？无水乙醇：溶解色素；二氧化硅：使研磨更加充分；碳酸钙：保护色素免于被破坏。
②菠菜叶放置24-36小时的原因？防止水分过多影响提取效果。
③研磨时应注意什么？原因为何？
迅速且充分。保证色素释放的更加充分且挥发量少。
知识拓展正常绿色叶色变黄叶色变红
植物色素
正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色
寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，叶片显示出类胡萝卜素的颜色而变黄
秋天降温时，植物体为适应寒冷环境，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶片呈现红色

【公开课教案】5-4《光合作用与能量转化(第1课时)》

《光合作用与能量转化（第1课时）》教案一、教材分析《捕获光能的色素和结构》是人教版高中生物【生物】新人教版一《分子与细胞》第5章第4节《光合作用与能量转换》的教学内容，主要学习绿叶中色素的种类和作用,并提取和分离绿叶中的色素。

叶绿体的结构和功能。

本节内容是对第5章细胞结构知识的提升,又是后面学习光合作用原理和应用的基础。

二、核心素养和教学目标生命观念：通过叶绿体结构和功能相统一的学习，培养结构与功能相适应的生命观念。

科学探究：通过探究绿叶中色素的提取光和分离，提高实验设计和实验结果分析的科学探究能三、教学重难点【教学重点】1．绿叶中色素的种类和作用。

2．光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。

3．影响光合作用的环境因素。

【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。

四、教学过程一、导入新课万物生长靠太阳。

光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。

植物是靠什么物质和结构捕获光能的呢？二、讲授新课教师展示正常玉米植株（绿色）和白化玉米植株（白色）的图片，玉米白化苗不能进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。

教师引导学生思考并得出结论：光合作用与细胞中的色素有关。

那么，绿叶中究竟有哪些色素呢？引出后面的探究实验。

（一）捕获光能的色素（观看视频：绿叶中色素的提取和分离。

）1．绿叶中色素的提取和分离实验：纸层析法（1）提取绿叶中的色素①原理：绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中。

②过程：a．取5 g新鲜绿叶→剪碎置于研钵中。

b．加入少许二氧化硅和碳酸钙，再放入10 mL无水乙醇，迅速、充分地进行研磨。

➢引导学生思考：研磨时加入的三种试剂有什么作用？二氧化硅：研磨更充分。

碳酸钙：防止研磨中色素被破坏（主要是叶绿素）。

无水乙醇：溶解并提取色素。

➢引导学生思考：某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，可能的原因有哪些？研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加碳酸钙或加入过少，色素分子部分被破坏。

高中生物第4节光合作用与能量转化教学设计上学期人教版必修1

第5章第4节光合作用与能量转化一、教学分析（一）课标分析课程标准中对本节课的内容要求是“2.2.3说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能”，在课程标准的“教学提示”中针对概念2的教学有两条是（4）提取和分离叶绿体色素（5）探究不同环境因素对光合作用的影响。

由课程标准要求可知，本节内容侧重引导学生从物质与能量视角探索光合作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化。

（二）教材分析1.本节的教学目标（1）能从结构与功能观的角度，解释叶绿体的结构是进行光合作用的内在因素。

能从物质和能量观的角度，阐明光合作用的原理及其在生态系统中的重要地位。

（2）能采用归纳与概括、审辨与创新、比较与综合等方法分析、探究、论证与光合作用相关的实验，并能阐明个人观点。

（3）能基于给定的条件，完成绿叶中光合色素的提取与分离实验，设计与光合作用相关的实验，并对结果进行交流与讨论。

（4）能利用所学知识参与植物工厂的建设、植树造林的意义等社会事务的讨论与践行。

（三）学情分析学生对光合作用有一定认知，但不了解光合作用的物质基础和结构基础，无法体会植物精巧结构与复杂生理功能间的协调，同时也不能从物质变化和能量转化的角度认识光合作用，因此无法深刻体会光合作用在生产实践中的应用。

但高中生具备一定的观察、认知能力，并具有强烈的探索欲，因此，能理性对探究实验进行分析，进而获得真知。

二、课时教学方案第1课时（一）教学目标1.能从结构与功能观的角度，解释绿叶中色素提取和分离的操作原理。

2.能认识到对光合色素的研究需基于科学事实，并通过绘制曲线等方式分析光合色素的吸光特点，得出合理的结论。

3.能基于给定的条件，完成绿叶中光合色素的提取和分离实验。

4.能利用所学知识对植物工厂的建设提供意见和建议。

（二）教学重难点绿叶中色素的种类和作用。

（三）教学策略用教材“问题探讨”及学生参观植物工厂后的体会做导入，既结合现代农业，又与课题《光合作用与能量转化》紧密联系。

人教版高一生物必修第1册第5章第4节光合作用与能量转化(第一课时)

视频选自人民教育电子音像出版社
探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》
1.层析液的成分及注意事项？层析液由苯、丙酮、石油醚按一定比例混合而成。使用时应注意盖好盖子并避免洒出。层析过程应在通风处进行，结束时应用肥皂将手洗干净。
2.滤液细线的划线原则？细、直、匀。
3.分离后的色素有几种？有何差异？
小结
1.绿色植物通过光合色素捕获光能，色素有四种：叶绿素a和叶绿素b合称叶绿素，胡萝卜素和叶黄素合称类胡萝卜素。
2.利用绿叶中的光合色素溶解于有机溶剂的特点，可通过研磨、过滤的方法提取得到。
3.利用绿叶中的四种光合色素在层析液中的溶解度不同，可通过纸层析法进行分离。橙黄色）
叶黄素叶绿素a 叶绿素b
（黄色）（蓝绿色）（黄绿色）
绿叶中光合色素的种类
捕获光能的色素
叶绿素
（含量约占3/4）
叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）
类胡萝卜素
（含量约占1/4）
胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）
捕获光能的色素
图片截自人民教育电子音像出版社
2.菠菜叶放置24-36小时的原因？防止水分过多影响提取效果。
3.研磨时应注意什么？原因为何？迅速且充分。保证色素释放的更加充分且挥发量少。
探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》
分离色素的方法：分离色素的方法是“纸层析法”。层析法是利用待分离物质中不同组分的某些理化
性质的差异而建立起来的一种分离技术。
捕获光能的色素
你还能提出哪些关于色素的提取与分离的探究性实验呢？
1.不同种类叶片中四种色素的比例是否相同？ 2.长势相同的同种叶片分别置于光照、黑暗环境相同时间后，是否会影响到色素提取及分离的效果？

人教版高中生物必修15.4光合作用与能量转化教学设计第一课时

7. 培养学生的社会责任意识，通过将理论知识与实际生产和生活情境相结合，使学生意识到生物学知识在解决实际问题中的重要性。
教学反思与总结
在今天的课堂教学中，我主要采用了问题驱动法、案例分析法和小组合作法进行教学。通过提问和情境创设，激发学生的学习兴趣和求知欲，引导他们主动探索光合作用的奥秘。在讲授新课时，我注重突出光合作用的过程和机制，以及其在生态系统中的重要作用，帮助学生理解和掌握核心知识。
在教学过程中，我注意引导学生运用光合作用的知识解决实际问题，例如提高作物产量和改良土壤质量。同时，通过小组合作和讨论，促进学生之间的交流与合作，培养他们的团队协作精神。在课堂提问环节，我鼓励学生积极思考和回答问题，提高他们的参与度和积极性。
2. 教学总结
然而，在教学过程中，我也发现了一些问题。部分学生对光合作用过程的理解仍然较为模糊，需要进一步加强指导和辅导。此外，部分学生在讨论实际问题时，难以将理论知识与实际情境相结合，需要更多的案例和实践机会。
3. 认识叶绿体在光合作用中的重要作用，并理解其对生命系统的重要性。
4. 能够将光合作用的知识应用于解释自然界和农业生产中的实际问题，例如提高作物产量和改良土壤质量。
5. 培养学生的生命观念和科学思维，通过观察和分析光合作用的过程，加深对生命系统能量转换的理解，提升科学探究的能力。
6. 发展学生的交流与合作能力，通过小组合作和讨论，促进学生之间的交流与合作，增强团队协作精神。
教学难点与重点
1.教学重点
（1）光合作用的过程：包括光反应和暗反应，以及它们之间的联系。
（2）光能转换为化学能的机制：理解光合作用过程中光能如何转换为有机物中的化学能。
（3）光合作用在生态系统中的作用：掌握光合作用对生命系统能量流动的重要性。

5.4光合作用与能量转化第1课时教案2023-2024学年高一上学期生物人教版(2019)必修一

教师活动：教师展示白化苗图片，通过问题引发学生思考。

提问：白化苗由于不能进行光合作用，待种子中储存的养分耗尽就会死亡。

这一现象说明了什么？由此导入新课——细胞呼吸的原理与应用。

教师活动1展示图片，引导学生提出问题：1.提出问题（1）绿叶中含有几种色素？（2）各种色素在绿叶的含量相同吗？（3）如何提取和分离这些色素？2.作出假设：教师活动：根据筛选出的值得探究的问题，引导学生如何作出假设。

3.实验方案教师引导学生根据实验原理，设计实验方案1.用无水乙醇提取叶绿体中的色素。

2.用纸层析法对提取的色素进行分离。

3.观察现象，得出结论。

4.设计实验教师活动：引导学生思考：如何去设计实验？④进行实验，记录结果教师活动：教师播放“绿叶中色素的提取和分离”视频，让学生观看视频，引领学生完成实验结果的记录。

⑤分析结果，得出结论教师活动：引领学生分析实验结果，得出结论。

绿叶中含有4种色素。

⑥表达和交流：第2课时在实验室进行。

教师活动：结合实验的整个过程，教师引领学生思考实验时需要考虑哪些细节？有哪些注意事项？可通过设置问题串的形式引导学生思考。

问题1：实验的原理是什么？问题2：为什么要选取鲜嫩、色浓绿的绿叶？研磨教师活动1师生根据实验结果，共同总结叶绿素的种类及各种色素的特征。

教师出示吸收光谱图，根据光谱图引导学生总结各种色素主要吸收的可见光类型。

教师出示迁移应用问题，引导学生思考（1）有的温室大棚内悬挂红色或蓝色的灯管有什么好处？（2）为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？师生共同总结叶绿素的功能教师活动教师活动：展示叶绿体电镜图片，引导学生观察并完成如下问题：（1）①~⑤各代表什么？（2）在⑤上分布有光合作用所需的_____和_____，在④中也分布有光合作用所需的_____。

（3）叶绿体是如何增大受光面积的呢？2.出示恩格尔曼实验材料：资料1：资料2：在类囊体膜上和叶绿体的基质中，含有多种进行光合作用必需的酶。

5-4光合作用与能量转化(教学课件)-高中生物人教版(2019)必修一

①.绿叶中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以用无水乙醇可提取叶绿体中色素（萃取法）。 ②.色素都能溶解在层析液中，但不同的色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上的扩散得快，反之则慢。因此，绿叶中的色素随层析液在滤纸条上的扩散速度不同，将不同的色素分离（纸层析法）。
（一）实验——绿叶中色素的提取与分离
2. 实验材料用具
新鲜的绿叶（深绿，色素含量高。如菠菜的绿叶）无水乙醇（可用体积分数95%的乙醇，加入适量无水碳酸钠，除去乙醇中水分）层析液（石油醚∶丙酮∶苯=20∶2∶1）二氧化硅和碳酸钙（研磨充分/防止研磨中色素被破坏）
（一）实验——绿叶中色素的提取与分离 3. 实验步骤 3.1 提取色素
二、光合作用的原理和应用（一）光合作用
1、光合作用的概念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着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
2、光合作用的反应式
CO2 + H2O
光能叶绿体
（CH2O) + O2
（二）光合作用的原理
探究光合作用原理的部分实验
1、19世纪末，科学家普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O 被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。
探究光照强弱对光合作用强度的影响二、方法步骤： 5.向3只小烧杯中各放入10片圆形小叶片，分别置于强、中、弱光下
探究光照强弱对光合作用强度的影响
二、方法步骤：
6.观察并记录结果
项目烧杯
小圆形叶片
1
10片
加富含CO2 的清水 20 mL
光照强度强
叶片浮起数量
多
2
10片
20 mL

5.4光合作用与能量转化第1课时教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1

5.4 光合作用与能量转化课题 5.4 光合作用与能量转化—光合作用的原理和应用第1课时学科生物学段高中年级高一教材人教版2019教学目标1. 让学生基于科学家的证据和逻辑，进行科学思维的训练，建构光合作用过程的概念；2.通过光合作用过程的理解，提升物质和能量观。

教学重点、难点教学重点：光合作用的光反应和暗反应原理。

说出光合作用原理中的物质和能量变化。

教学难点：光合作用的光反应和暗反应原理。

教学方法和手段教学方法：讲述法、演示法、讨论法教学准备：提前准备好课件和练习题教学过程教学主要教学活动设置意图环节创回顾所学：捕获光能的色素和结构复习提设问题情境引入新课①双层膜,内有与光合作用有关的酶②类囊体增大膜面积的结构③有少量的DNA和RNA问上节课所讲的叶绿体的结构，为后面的教学进行铺垫新知学习一光合作用的概念布置学生阅读教材，找到光合作用的相关概念。

提问与光合作用有关的原料、产物、场所、条件，呈现光合作用的总反应式。

概念：，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氧气的过程。

(1)光合作用的实质：合成有机物，储存能量。

(2)光合作用的原料、产物、场所、条件是什么？原料：二氧化碳，水产物：有机物(糖类)，氧气场所：叶绿体条件：光能，多种酶二、光合作用的原理问题教材P102设问：（1）叶绿体如何将光能转化为化学能？（2）如何将化学能储存在糖类等有机物中？（3）光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳？探索光合作用原理的部分实验【资料1】19世纪末甲醛→糖基于学生已有的知识基础入手，以问题串过渡到高中光合作用的知识。

培养学生信息提取和科学分析的 CO2 + H2O (CH2O) + O2光能叶绿体19世纪末，科学家普遍认为，在光合作用中，CO2分子的C和O被分开，O2被释放，C和H2O结合成甲醛，然后甲醛分子缩合成糖。

甲醛对植物有毒害作用。

甲醛不能通过光合作用转化成糖【资料2】1937年，希尔发现，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H2O，没有CO2），在光照下可以释放出氧气。

【生物课件】光合作用与能量转换第1课时2023-2024学年高一生物教学课件(人教版2019必修1)

—黄色(叶黄素) —蓝绿色(叶绿素a) —黄绿色(叶绿素b) 色素分离后的结果
绿叶中光合色素的种类
叶绿素a 叶绿素（蓝绿色）
（含量约占3/4）
叶绿素b
（黄绿色）
胡萝卜素类胡萝卜素（橙黄色）
（含量约占1/4）
叶黄素
（黄色）
想一想：为什么秋天植物叶片会变黄？
思考：假设同学甲在进行色素提取实验时，一次加入大量无
(1)色素提取时所用试剂及作用？
(2)研磨时应注意什么？原因为何？
迅速且充分，保证色素释放的更加充分且无水乙醇挥发量少。
分离色素的方法：纸层析法
分离色素的原理：不同色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解度低的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。
①实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的优点是叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；需氧细菌的优点是可确定释放氧气多的部位。
②没有空气的黑暗环境排除了氧气和光干扰。
③用极细的光束照射，叶绿体上可分为有光照和无光照的部位，相当于一组对照实验。
恩格尔曼水绵和好氧细菌实验
④临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。
必修一第五章第4节
第4节光合作用与能量转换（1）
教师：
一、捕获光能的色素
光合作用
主要是呼吸作用细胞呼吸分解的
ATP水解
绝大多数生命
合成ATP所需有机物中的能量的能量来源于？主要来源于？
活动所需的直
接能量来源于？
捕获光能的色素
太阳能
光合作用的能量来源于？
谁来吸收太阳能呢？
光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。而叶片中的色素可能与光能的捕获有关。