人教版必修1光合作用的原理和应用教案
5.4光合作用的原理和应用教案2022-2023学年高一上学期生物人教版必修1
《光合作用的原理》教学设计一、教学内容分析《光合作用的原理》是人教版高中《生物学·必修1·分子与细胞》第5章“细胞的能量供应和利用”的第4节第2课时内容，分为光合作用的原理和应用两部分，根据学情计划分别用两个课时完成。
主要的目的是认识细胞生命活动中物质和能量的统一，探索该过程中发生的物质变化和能量转化。
结合本章第3节“细胞呼吸的原理和应用”，共同体现生命系统的物质与能量观。
二、学情分析授课对象是高一学生，学生通过对前面知识的学习已经了解了光合色素、叶绿体的结构、酶、ATP等相关知识，在初中阶段的学习已经对光合作用有了大体的认识，如“光合作用制造氧气，制造营养”，但是学生对光合作用详细的过程有待深入探究。
高中学生具备了一定的观察、认知能力以及小组合作能力，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。
所以在教学过程中，应创设学生活动的机会，并进行适当的引导，让学生成为学习活动的主体。
三、教学目标及重难点《普通高中生物学课程标准（2017年版）》明确要求学生能“从物质和能量的视角，探索光合作用，阐明光合作用过程中贯穿的物质和能量变化”。
因此，物质与能量观是“光合作用的过程”教学要向学生渗透和阐释的一项重要的生命观念。
依据上述要求，结合学生学情，制订本节课的教学目标如下。
（1）阐明光反应和暗反应阶段的物质和能量变化；认同细胞生命活动过程始终贯穿着物质和能量的变化，形成物质和能量观等生命观念。
（2）分析科学史资料，在问题串的驱动下不断进行小组合作探究，进行光合作用概念的模型建构，深化对概念的理解，培养搜集处理信息以及表达交流能力，发展科学思维。
（3）课外查阅资料和搜集信息，将课堂探究与课外探究相结合，对现实问题进行科学分析，学会科学解决现实生活中的问题，担负社会责任。
四、教学策略本节课通过分析科学家研究光合作用的科学史资料，在问题串的不断驱动下，引导学生自主建构光合作用的概念模型，理解光合作用的原理，提高学生解决问题的能力，发展学生的科学思维。
人教版必修1 生物：5.4.2 光合作用的原理和应用 教案
《光合作用的原理和应用》重难点创新知能准备【教学目标】知识与技能：1.了解光合作用的探究历程，写出光合作用的反应式。
2.说出光合作用的过程，写出光反应和暗反应的反应式。
3.理解并说出光合作用中的能量转化和物质变化。
4.说出影响光合作用的因素。
5.理解各种因素对光合作用的影响规律。
6.说出进行化能合成作用的例子。
过程与方法：1.学会和小组其他成员讨论，标出各种元素的来龙去脉。
2.学会表述光合作用过程，和小组成员总结归纳光合作用中的反应式。
情感态度与价值观：1.理解农业中各种农耕措施的意义。
2.联系生活，了解有氧运动的意义。
3.学会探究能力。
【教学重点】1.光合作用过程。
2.光合作用中的能量转化和物质变化。
3.影响光合作用的因素。
【教学难点】1.光合作用过程。
2.光合作用中的能量转化和物质变化。
3.各种因素对光合作用的影响曲线。
【教学策略】翻转课堂、交互式电子白板（实际操作）。
重难点创新一、光合作用探究展示一：光合作用过程阅读课本P103-P104页的“光合作用的过程”，小组讨论，将讨论结果画在学案上。
请同学们口述过程，并在口述的同时将过程在白板上演示出来，其他同学纠错和补充。
（师生互动）二、光合作用中的能量转化和物质变化探究展示二：光合作用中的反应式、能量转化和物质变化请同学们根据图片总结光反应和暗反应的相关知识，小组内讨论后完成下表。
（师生互动）白板技术：利用“拖动副本”功能，让学边拖动，边讲解。
突破方法：课前预习，课上小组讨论，并让小组代表在台上通过讲述、绘画展示讨论成果，讲述过程录音。
利用录音、展台共同纠错。
目标达成：提高学生小组合作、阅读、表述、内化知识的能力。
【精编精练1】如图为高等植物光合作用图解，下列说法正确的是( B )A．①是光合色素，主要存在于叶绿体和液泡中B．②是氧气，可参与有氧呼吸的第三阶段C．③是C3，能被氧化为(CH2O)D．④是ATP，在叶绿体基质中生成白板技术：利用“透明度”功能，制造光反应和暗反应，一目了然。
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。
人教版必修1 生物：5.4.2 光合作用的原理和应用 教案1
光合作用的原理和应用【教学目标】1．使学生了解叶绿体的结构以及其中的光合色素，理解其中的色素与光合作用的关系；理解光合作用的光反应和暗反应的基本过程和相互关系；理解光合作用的生理意义以及在生物界中和对人类生产生活的意义。
2．让学生初步学会提取、分离叶绿体中色素的方法和技能；通过引导学生分析光反应和暗反应的过程，概括物质和能量转化的本质，培养学生分析概括的能力。
3．通过光合作用的意义的教学，使学生在理解绿色植物在维持环境稳定中的作用，理解光合作用产物对人的生活和生产的意义。
在此基础上，增强学生关心爱护绿色植物，关心发展农业的意识从而对学生进行生命科学价值观的教育。
【教学重难点】1．叶绿体的结构特点以及其中的光合色素的种类和作用，是本课题教学的重点之一。
因为：（1）叶绿体是光合作用的结构基础，且这种结构和成分与其光合作用具有一定的适应关系。
如，叶绿体中色素的种类及其吸收光谱，色素在片层上的分布、基粒片层的垛叠形式、基粒和基质的关系等，都利于光合作用的进行。
学生清楚地知道这些结构和成分，才能顺利地理解光合作用的光反应和暗反应发生的场所。
（2）在第一章细胞部分，学生接触了叶绿体色素种类的知识，另外学生在生活中也经常看到或听到过有关叶绿素和胡萝卜素的知识，但没有提取和实际看到过各种叶绿体中的色素。
因此学生对亲自从叶片中提取和分离叶绿体色素具有浓厚的兴趣和渴望。
做好叶绿体中色素的提取和分离实验，不但可使学生学会有关方法，还可以激发学生学习生物学的兴趣，加深对有关知识的认识。
2．光合作用的过程的内容，是教学的又一重点。
因为：（1）光合作用过程是本课题的核心内容。
学生只有认识了光合作用的光反应和暗反应的过程，才能理解从光能、ATP分子中活跃的化学能到糖类等有机物分子中的稳定的化学能这一能量转移过程，掌握光合作用的能量和物质变化的本质。
使学生对光合作用的认识水平，在初中的基础上前进一步。
（2）学生只有知道光合过程的各个环节，才能理解内外因素对光合作用的影响，才能进一步研究如何提高光合效率的途径，提高农业产量的技术。
新教材人教版必修第一册 5.4.2 光合作用的原理和应用 教案
第五章细胞的能力供给和利用第四节细胞能量的供给和利用第二课时光合作用的原理和作用一、学习目标\教学目标1.通过探究光合作用原理的实验，认识科学探究的根本思路和方法。
2.用物质和能量观说明光合作用过程。
3.基于事实证据，进一步理解光合作用原理。
二、教学重难点1.光合作用的光反响、暗反响过程及相互关系。
〔重难点〕三、教学方法讲授、演示、视频播放、小组讨论。
四、教学过程【新课导入：情景设置，导入新课】观看视频?光合作用?，激发学生的学习兴趣。
进而引出本节课题——光合作用的原理与应用。
【新课讲授】光合作用的概念:光合作用是指绿色植物通过__叶绿体__，利用__光能__，将__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。
一、光合作用的原理1.探究光合作用原理的局部实验资料分析，小组讨论，问题探究资料119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，然后甲醛分子缩合成糖。
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。
资料21937年，英国植物学家希尔〔R Hill〕发现，在离体叶绿体的悬浮液中参加铁盐或其他氧化剂〔悬浮液中有H2O，没有CO2〕，在光照下可以释放出氧气。
像这样，离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反响称作希尔反响。
小组讨论，问题探究1.希尔的实验说明水的光解产生氧气，是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水？提示：不能说明。
希尔反响仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解，产生氧气。
该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰，也并没有直接观察到氧元素的转移。
2.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响？提示：希尔反响是将离体叶绿体置于悬浮液中完成的，悬浮液中有H2O，没有合成糖的另一种必需原料CO2，因此，该实验说明水的光解并非必须与糖的合成相关联，暗示着希尔反响是相对独立的反响阶段。
生物人教版高中必修一(2019年新编)5-4-2 光合作用的原理和应用(教案)
第2课时光合作用的原理和应用知识清单一、光合作用的概念1．主要场所：叶绿体。
2．能量来源：光能。
3．反应物：二氧化碳和水。
4．产物：有机物和氧气。
5．实质：合成有机物，储存能量。
二、光合作用原理1．填写图中序号所代表的物质或结构①O2；②NADP＋；③ADP＋Pi；④C5。
2．图示Ⅰ过程是光反应阶段：(1)场所：[⑤]类囊体薄膜上。
(2)条件：光、色素和酶等。
(3)叶绿体中光合色素吸收光能的作用：①将水分解为氧和H＋，氧直接以氧分子形式释放出去，H＋与NADP＋结合形成NADPH(还原型辅酶Ⅱ)。
②在有关酶的作用下，提供能量促使ADP与P反应形成ATP，这样光能就转变为储存在ATP中的活跃的化学能。
(4)NADPH的作用：①作为活跃的还原剂，参与暗反应阶段反应。
②储存部分能量供暗反应阶段利用。
3．图示Ⅱ过程是暗反应阶段：(1)场所：叶绿体基质中。
(2)条件：酶、NADPH、ATP。
(3)具体过程：①CO2的固定，即绿叶通过气孔吸收的CO2，在特定酶的作用下，与C5(一种五碳化合物)结合，形成C3分子。
②在有关酶的催化作用下，C3接受ATP和NADPH释放的能量，并且被NADPH还原。
③一些接受能量并被还原的C3，在酶的作用下经过一系列变化反应转化为糖类；另一些接受能量并被还原的C3，经过一系列变化，又形成C5，继续参与CO2的固定。
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。
(2)表示方法：用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。
(3)影响因素①光合作用的原料——水、CO 2。
影响CO 2供应的因素：环境中CO 2浓度和叶片气孔开闭情况等。
②动力——光能。
③场所——叶绿体。
影响叶绿体的形成和结构的因素：无机营养和病虫害。
④酶：影响酶活性的因素，如温度。
2．探究光照强度对光合作用的影响取材⎩⎪⎨⎪⎧器材：打孔器目的：制备30片小圆形叶片↓排气⎩⎪⎨⎪⎧器材：注射器目的：使小圆形叶片中的气体逸出↓沉水⎩⎪⎨⎪⎧条件：放在黑暗处原因：细胞间隙充满了水↓分组：取3只小烧杯，分别倒入20 mL 富含二氧化碳的清水、分别放入10片小圆形叶片 ↓光照：分别对这3个实验装置进行强、中、弱三种光照 ↓观察并记录：同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量 3．在生产实践中的应用实例 原理间作套种不同植物对光照的需求不同冬季大棚温度白天适当提高，晚上适当降低白天提高温度，促进光合作用，夜间降温，抑制呼吸作用 “正其行、通其风”增大CO 2浓度，有利于光合作用的进行 合理灌溉水缺少导致气孔关闭，CO 2供应不足考点01 光合作用探究历程中的重要实验【典型例题】在科学家对光合作用的探索历程中，下列哪一项叙述不准确（ ） A ．英格豪斯发现普利斯特利的实验必须在光下进行才能成功考点突破B．萨克斯证明了光合作用产生的有机物中有淀粉C．鲁宾和卡门利用同位素标记法，证明光合作用中释放的氧气中的氧元素来自二氧化碳D．恩格尔曼以水绵为实验材料，证明光合作用是发生在叶绿体的受光部位【答案】C【解析】A、英格•豪斯重复普利斯特利的实验,发现只有在阳光下才能获得成功，英格•豪斯进一步证实,光是进行光合作用不可缺少的条件，A正确；B、1864年，德国科学家萨克斯将绿色叶片放在暗处几小时，然后把此叶片一半遮光，一半曝光。
高中生物(必修第一册 人教版)讲义教案：光合作用原理的应用(含答案)
光合作用原理的应用（答案在最后）[学习目标] 1.设计并实施实验，探究环境因素对光合作用强度的影响。
2.关注光合作用原理的应用。
1．光合作用的强度(1)概念：简单地说，就是指植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(2)意义：直接关系农作物的产量，研究影响光合作用强度的环境因素很有现实意义。
2．探究光照强度对光合作用强度的影响的实验3．影响光合作用强度的环境因素(1)确定依据：根据光合作用的反应式可以知道，光合作用的原料——水、CO2，动力——光能，都是影响光合作用强度的因素。
因此，只要影响到原料、能量的供应，都可能是影响光合作用强度的因素。
(2)举例分析：环境中CO2浓度，叶片气孔开闭情况，都会因影响CO2的供应量而影响光合作用的进行。
叶绿体是光合作用的场所，影响叶绿体的形成和结构的因素，如无机营养、病虫害，也会影响光合作用强度。
此外，光合作用需要众多的酶参与，因此影响酶活性的因素(如温度)，也是影响因子。
4．化能合成作用(1)概念：利用体外环境中的某些无机物氧化时所释放的能量来制造有机物的合成作用。
(2)实例 硝化细菌⎩⎪⎨⎪⎧ 能量来源：将氨氧化成硝酸释放的能量反应物：水和二氧化碳产物：糖类判断正误(1)植物的光合作用和细胞呼吸总是同时进行( )(2)能进行光合作用的生物是自养生物( )(3)自养生物都是利用光能把无机物转变成有机物( )答案 (1)× (2)√ (3)×解析 (1)植物细胞在黑暗条件下只能进行细胞呼吸，不能进行光合作用。
(3)自养生物可以是光能自养，也可能是化能自养，都能把无机物转变成有机物。
任务：探究光照强度对光合作用强度的影响1．本实验的自变量是什么？如何控制？提示 自变量是光照强弱。
通过调节光源与实验装置的距离来控制。
2．本实验的因变量是什么？检测指标是什么？提示 因变量是光合作用强度。
检测指标是相同时间内圆形小叶片浮起的数量。
3．水中圆形小叶片在强、中、弱不同光照条件下，分别呈现上浮、沉到水底的状况，原因及叶肉细胞的气体交换图分析如下：(1)在黑暗情况下，植物叶片只进行细胞呼吸，吸收氧气，产生的二氧化碳较易溶于水，所以叶片沉到水底。
光合作用的原理和应用教案-高一上学期生物人教版必修1
教案课题名称：光合作用的原理和应用教师姓名科目、年级生物高一授课时间教学背景分析课标分析：新课标对高一的学生提出了这样的要求：既要让学生获得基本的学科知识，又要帮助学生学会解决问题的思路、方法。
帮助学生领悟生物观念、科学思维和社会责任的核心素养。
课程标准与本节对应的“内容要求”是：“了解光合作用的原理，建立生命的物质能量观”。
教材分析：“光合作用的原理”高中生物学必修一《分子与细胞》第五章第四节的主要内容。
本节的教学重难点是光反应、暗反应的物质和能量变化。
本节内容抽象、过程复杂，以往的教学通常以教师讲授为主，但这种平铺直叙的教学方式往往穿透力不够，学生对知识的理解容易停留在表面。
光合作用的研究史堪称生物科学史中的经典，科学家在科学研究中提出问题的角度、思考问题的方式和解决问题的方法都是进行课堂探究教学的很好素材。
利用科学史创设探究情境，层层推进提出科学家遇到的一系列问题，学生的思维跟随科学家一起参与到探索过程中，促进学生通过探究性学习逐步构建光合作用概念。
学生通过亲历科学探究的过程，体会科学家们富有创意的思维过程和巧妙的实验方法，感悟科学探索的艰辛和乐趣，培养创造性思维，发展科学探究能力。
学情分析：本节课的授课对象是高一年级学生，他们具有较强的动手能力，具有一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立，他们的学习积极性较高，课堂上应该充分调动学生的积极性，引导学生不断思考，体现学生的主体性和教师的主导性。
教师在讲解内容时可借助多媒体技术，帮助学生识记和理解。
在上一节课的学习中他们已经知道了光合作用的场所和光合作用有关的色素及提取实验，也具备了一定的化学学科基础，学习本节课奠定了条件。
虽然学生在初中阶段就已经对光合作用有了一些了解，但仍然不够深入，因此教师需要在学生现有的基础上引导学生建立相关的概念，丰富对关于光合作用过程的认识。
由于本节内容涉及到化学的知识以及叶绿体等违规结构，因此具有难度，在学习过程中，教师要引领学生通过小组讨论、同桌交流等方法，强化学生的认识。
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1.光合作用的过程和原理
2.影响光合作用的外界因素
教学难点
光合作用的过程和原理
课时：2
教学过程：
【导入】今天天气很好，阳光明媚，同学们想一想这样的天气对植物有什么益处？
（利于植物进行光合作用）
问：根据上节课的学习，同学们回顾一下进行光合作用的场所是哪里？吸收光能的物质 是什么？
（场所是叶绿体，吸收光能的物质是色素。）
问：光合作用的反应式怎样写？
其实人们对光合作用的认识经历了漫长的探索历程，许多科学家进行了大量的实验才逐步认 识了光合作用的原理，这节课我们继续学习光合作用的第二部分：光合作用的原理和应用。
首先我们先来重温科学家对光合作用的探究历程。
光合作用的探究历程:
根据课本给出资料，完成下列空白
时间
人物
结论
1771年
光合作用的过程：
光能
CO2+H2O*（CHzO）+0*2
叶绿体
1
光反应
L酶
光合磷酸化：ADP+Pi+光能ATP
5.4能量之源一一光与光合作用
二光合作用的原理和应用
教学目标
知识目标
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
3.了解光合作用原理的应用
能力目标：
通过回顾光合作用发现过程中的几个经典实验，提高学生的科学素质，培养学生设计实验、 分析实验的能力。
情感态度价值观目标：
通过对光合作用实验的分析、讨论，使学生感受到科学发现的艰难，体验科学工作的方法和 过程，培养学生严谨的科学态度，激发学生的创新意识，增强学生进行科学研究的兴趣和信 心。
普利斯特利
1779年
普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功，植物体只有
绿叶才能更新污浊的空气
1785年
梅耶
植物在光合作用时把光能转化为化学能储存起来了。
1864年
萨克斯
1880年
恩格尔曼
氧由叶绿体释放出来，叶绿体是光合作用场所。
1939年
光合作用中释放出来的氧全部来自于参加反应得水。
20世纪40
年代