1、第一节 光合作用 教学设计 河南省新乡市长垣县第一中学 王伟平课题 光合作用 日期 课时 3 教法 讲授启发，直观 学法 分析对比归纳 教具 示意图重点（1）光能在叶绿体中如何转换成储存在糖类等有机物中的稳定的化学能。（2）提高农作物光合作用效率的主要措施及其原理。难点（1）光能在叶绿体中的转换。（2）C4 植物光合作用的特点。教材分析 考点（1）最终的电子供体和电子受体（2）C4 植物光合作用的场所及特点（3）影响光合作用的因素（4）光饱和点和光补偿点及 CO2 饱和点和 CO2 补偿点知识目标1.光能在叶绿体中如何转换成电能，电能如何转换成 NADPH 和 ATP 中活跃的化学能，以及 N
2、ADPH 和 ATP 中活跃的化学能如何转化成储存在糖类等有机物中的稳定的化学能（知道）。2.C3 植物与 C4 植物在叶片结构上的区别和 C4 植物光合作用的特点（识记），C4 植物固定 CO2 能力明显增高的原因（知道）。3.光合作用效率的概念以及提高农作物光合作用效率的主要措施和原理（知道）。能力目标1通过 C3 植物与 C4 植物叶片结构的比较，培养学生的观察能力。2培养学生的识图能力。教学目标情感目标1通过光合作用机理的学习使学生认识到提高光合作用效率和培育高光效作物产量的有效途径。2通过 C3 途径与 C4 途径的教学向学生渗透结构和功能相统一的观点。教学内容第一课时复习回顾：1
3、光合作用的过程6CO212H 2O C6H12O66O 26H 2O光合作用的过程包括光反应阶段和暗反应阶段，两者的主要区别在于发生的条件不同，场所不同，物质变化和能量变化不同。2 色素的种类及特点类别 颜色 含量 溶解度 扩散速度胡萝卜素 橙黄色 最少 最大 最快叶黄素 黄色 较少 较大 较快叶绿素 a 蓝绿色 最多 较小 较慢叶绿素 b 黄绿色 较多 最小 最慢3 色素的功能：吸收，传递和转换光能一 光能在叶绿体中的转换第二课时二 C3 植物和 C4 植物1 绿色植物分类：依据：固定 CO2 的途径不同C3 植物：CO 2C 52 C3 如：小麦，水稻，大麦，大豆，马铃薯，菜豆和菠菜等。C
4、4 植物：CO 2C 4C 3 如：玉米，高粱，甘蔗和苋菜等。注：C 3 为 3-磷酸甘油酸；C 4 为草酰乙酸；C 5 为 1，5- 二磷酸核酮糖。 2 C 3 植物和 C4 植物叶片结构特点类别 维管束鞘细胞 叶肉细胞C3 植物 小，不含叶绿体 含叶绿体，排列疏松C4 植物 大，含无基粒的叶绿体（多，大） 含叶绿体，有独特的“花环型”结构3 C 3 途径和 C4 途径(1) C4 植物固定 CO2 的途径注：C 3植物 CO2的固定发生在叶肉细胞的叶绿体基质中，故淀粉在叶肉细胞中形成说明：C 4 途径中固定 CO2 的 PEP 羧化酶对 CO2 具有很强的新合力，比 C3 途径中固定 CO
5、2 的1，5-二磷酸核酮糖羧化酶高约 60 倍，它可以促使 PEP 把大气中含量很低的 CO2 以 C4 的形式固定下来，并且使 C4 集中到维管束鞘细胞内的叶绿体中，供维管束鞘细胞内叶绿体中 C3途径的利用。科学家把 C4 植物的这种独特的作用，形象地比喻成“二氧化碳泵”。与 C3 植物相比，C 4 植物大大提高了固定 CO2 的能力，使 C4 植物能够在 CO2 浓度很低的情况下进行光合作用。所以，C 4 植物比 C3 植物的光合速率快，光合作用强，耐高温，干旱等。第三课时三 提高农作物的光能利用率提高农作物光能利用率的途径：（1）延长光合作用时间：提高复种指数，适当延长生育期，人工补充光
6、照（2）增加光合作用面积：合理密植，套种，改变株型（3）增强光合作用效率：（主要是从影响光合作用的因素考虑）1影响光合作用的因素（1）光照（强度，长度和光色）反之则相反（3）温度通过影响酶的活性而影响光合速率，一般情况下，温度低光合速率降低，随着温度升高，光合速率加快，但温度过高时会影响到酶的活性，使光合速率降低。最适温度一般为 2530对于温室大棚，白天适当升温，夜间适当降温，有利于有机物的积累，提高产量。（4）水分既是光合作用的原料，又是体内各种化学反应的介质，还能影响气孔开闭，间接影响二氧化碳进入植物体。（5）矿质元素：N，P ，K，Mg 等2增强光合作用效率的措施光合作用的指标：光合速
7、率真正的光合速率=表观（净）光合速率+呼吸速率光合作用和呼吸作用同时进行：光合作用实际 CO2 消耗量实测的 CO2 消耗量呼吸作用 CO2 释放量光合作用实际产氧量实测的 O2 释放量呼吸作用 O2 消耗量光合作用葡萄糖净产量光合作用葡萄糖生产量呼吸作用葡萄糖消耗量（1） 光照强弱的控制阳生植物：如小麦，玉米，大豆等。阳光充裕阴生植物：如胡椒，人参，三七等。荫蔽光饱和点：在光照强度较低时，植物光合速率随光强增加而增加，当光照强度进一步提高到一定值时，光合速率则不再增加时的光照强度。图示为 b 点。光补偿点：同一叶子在同一时间内，光合过程中吸收的 CO2 和呼吸作用放出的 CO2 相等时的光照
8、强度。图示为 a 点。说明：一般 C3 植物的光饱和点要小于 C4 植物的光饱和点；若图示为阳生植物，如果变为阴生植物，则 b 点要左移。（2）CO 2 的供应适当增加，增加 CO2 的措施有三：通风透光增施有机肥料或使用 CO2 发生器施用 NH4HCO3 肥料若全球范围 CO2 浓度升高温室效应全球变暖冰川融化，海平面上升，气候异常。CO 2饱和点：在一定 CO2浓度范围内，植物的光合速率随 CO2浓度增加而增加，但到达一定程度时再增加 CO2浓度时，光合速率不再增加时的外界 CO2浓度。图示为 b 点。CO 2 补偿点：当光合作用吸收的 CO2 量等于呼吸作用放出的 CO2 量时外界的
9、CO2 浓度。图示为 a 点。说明：若光照适当增强，a 点会左移，b 点会右移；反之则相反。（3）必需矿质元素的供应N：光合作用过程中各种酶， NADP+和 ATP 的重要组成成分。P：叶绿体膜及 NADP+和 ATP 的重要组成成分。K：与糖类的合成和运输有关。Mg：叶绿素的重要组成成分。N 元素主要存在于绿色植物的叶片中，故若 N 肥施用过多，会造成农作物倒伏，从而影响光能利用率的提高；P 主要存在于果实和种子中； K 主要存在于茎杆中； Mg 则是叶绿素的成分。典型1006 四川理综）将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室 CO2 浓度，在适宜光照强度下测定例题叶片光合作用的强度
10、（以 CO2 吸收速率表示），测定结果如下图。下列相关叙述，正确的是 A如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点左移 B如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点右移 C如果光照强度适当增强，a 点右移，b 点右移 D如果光照强度适当增强，a 点左移，b 点右移22005 全国卷 III 理综）右图表示在适宜的温度、水分和 CO2条件下，两种植物光合作用强度的变化情况。下列说法错误的是A、当光照强度增加到一定程度时，光合作用强度不再增加，即达到饱和B、C 3植物比 C4植物光合作用强度更容易达到饱和C、C 4植物比 C3植物光能利用率高D、水稻是阴生植物，玉米是阳生植物3（2004 北京理综）
11、在相同光照和温度条件下，空气中 CO2 含量与植物光合产量（有机物积累量）的关系如图所示。理论上某种 C3 植物能更有效地利用 CO2，使光合产量高于 m 点的选项是A. 若 a 点在 a2，b 点在 b2 时 B. 若 a 点在 a1，b 点在 b1 时C. 若 a 点在 a2，b 点在 b1 时 D. 若 a 点在 a1，b 点在 b2 时42005 北京理综）下列能鉴别野牛草是否为 C4植物的简便方法是A、制作叶表皮临时装片，观察气孔大小 B、制作叶横切临时装片，观察叶脉结构C、分离、测定叶片中各种色素的含量 D、用碘液测定叶片中淀粉的含量52005 江苏生物）夏季中午强烈的阳光会导致植
12、物气孔关闭。此时下列植物中光合作用强度最高的是A、高粱 B、水稻 C、大豆 D、小麦 62007 全国理综）回答下列问题玉米和小麦在适宜条件下光照一段时间后，将叶横切片用碘液染色，在显微镜下观察这两种植物的维管束鞘细胞和叶肉细胞，结果发现玉米叶片的维管束鞘细胞被染色，小麦叶片的_被染成 ，被染色的原因是_ _。由此可知，玉米属于_植物，小麦属于_植物。当用碘液对某一植物照光后的叶横切片染色时，却发现被染色的叶片同时出现上述玉米和小麦叶片的染色结果。据这个实验现象可推知：从光合作用角度来说，该植物具有_植物的特点，其光合作用固定 CO2形成的最初化合物有_ _种，即_ _【答案】叶肉细胞 蓝色
13、光合作用积累的淀粉与碘液反应变成蓝色 C4 C3 C3 与 C4 2 三碳化合物和四碳化合物72007 全国理综）下图表示光照强度对 A、B 两种 C3植物光合作用强度的影响。据图回答：（1）A、B 两种植物光合作用过程中对光能利用的差异是_。（2）在农业生产中，与 B 植物相比，A 植物应种植在_条件下。【答案】（1）在低于 P 光照强度下 B 植物光能利用率比 A 植物高，在高于 P 光照强度下 A植物光能利用率比 B 植物高。 （2）较强光照教学后记本节内容与生产实践和环境保护有着密切的联系，在教学中要注意多联系实际，以激发学生的学习兴趣和提高学生运用知识分析问题的能力，尤其是提高光能利
14、用率这一部分，扩展性，综合性题目出的几率非常大。2008-04-25 人教网新课改理念下光合作用教学设计与构思 作者： 李刚 ( 高中生物 贵州黔西南生物一班 ) 评论数/浏览数： 1 / 233 发表日期： 2010-07-29 13:38:53 新课改理念下光合作用教学设计与构思设计理念 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”的课程理念来设计教与学的过程。最想突出的原理： 1还原科学研究的历史面貌，突出生物学的“实验学科”特点；2以实验探究贯穿整个教学。教材分析光合作用是整个第三章乃至整个高中教材中处于重要地位。本章节内容按照课标安排应 2
15、课时完成，我准备改为 3 个课时：第一课时只学习“光合作用的发现”，第二课时“通过实验学习有关光合色素的知识”，第三课时具体学习“光合作用的过程”。本节教学设计是该节的第一课时内容。光合作用研究的历史，本来不需一个课时的时间，但我准备让学生以经典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。 了解科学家探究科学的艰辛历程和学会探究的一般方法，为以后的学习打下基础。 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
16、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。一、教学目标 1、知识方面 光合作用以及对它的认识过程； 光合作用的概念及反应式 2、过程与方法 通过分析科学家发现光合作用的过程，尝试提出问题、做出假设，设计方案验证假设。理解假设的提出要有实验和观察的依据，需要严谨的推理和大胆的想象，并通过观察和实验进一步验证和完善。同时，理解实验技术的
17、进步所起的作用。3、情感、态度、价值观关注“能量之源光与光合作用”与人们生活的关系，认识生物科学的价值；讨论科学史上的经典人物和实验，避免知识“去背景”和“简单化”。明确科学的研究态度在实验探究中的重要性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 。学会参与、合作和交流4、能力方面掌握科学实验探究的一般原则，重点是对照实验原则和单因子变量原则；培养观察、分析综合能力二 教学过程教学过程教学环节教师活动 学生活动设计意图创设情景播放绿色植物硕果累累的图片；人和其他动物吃的各种食物的照片。结合初中所学知识谈谈你对绿色植物进行光合作用的了解？讨论，踊跃发言。
18、激情引趣，引起学生对光合作用的重视。提出问题引入课题在听取学生发言并给以肯定后，提出：那么光合作用是怎么发现的呢？激发学生的探究欲望和学习兴趣。实验一：1648年，赫尔蒙特(Helmont)柳树【课件显示】 “公元前 3 世纪，亚里士多德提出，植物生长在土壤中，土壤是构建植物体的唯一原料。”提出问题：你认为他的观点正确吗？你能设计一个什么实验装置学生的讨论，提出大胆猜想“不对”，并设计出实验装置。通过情景导入使学生尝试提出问题，作出假设。来探究你的假设吗？老师给以引导，在总结学生方案的基础上出示 1648 年，赫尔蒙特(Helmont)柳树实验装置（如图一）：讨论得出结论：植物生长所需的大部分
19、物质并非来自于土壤；而得出：水分是建造植物体的唯一原料！培养学生的概括能力、语言表达能力和理解能力。实验进一步提问：这个结论又科学吗？ 忽略空气对植物的影响。提出矛盾，激发学生思考，再逐步释疑，效果更好。出示动画（如图二中的动画截图） 观看动画演示 观察能力的培养1、这两组实验的现象是什么？单独密封的蜡烛很快熄灭、老鼠很快死去，与绿色植物一起的蜡烛暂时不会熄灭、老鼠会存活很长时间。2、有无植物的两组实验装置，起什么作用？ 实验说明什么问题？对照作用、绿色植物可以 更新空气。根据实验内容，提出问题3、该实验装置中玻璃罩有什么作用？ 排除干扰因素（外界空气的影响）。了解对照实验原则、单因子变量原则
20、实验中的相关应用。实验二：1771年普里斯特利(J.Priestley)实验教师指出：当时他并不知道植物更新了空气的哪种成分，也没有发现光在这个实验中的关键作用。当然现在我们知道所更新的是氧气。让学生认识到技术的发展在科学研究中的作用。提出问题 但是，后来很多科学家在重复普里斯特利的实验时，总是有时成功，有时却会失败！这是什么原因呢？ 学生大胆猜想。 设疑引发兴趣实验三、英格豪斯 实验 重复普里斯特利的实验，但始终在光下进行确定了植物的绿色部分，只有在光下才能起到 “净化”空气的作用。（吸收 CO2,放出 O2）培养学生尊重科学且用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观 。自然过渡 设疑：光合作用除了生成气体，更新空气外，还有其他物质生成吗？ 回答问题。 实验四、1864年，德国萨克斯实验（课件动画展示）模拟萨克斯实验 观察动画演示，看书52 页。 锻炼学生观察能力。
