浙科版(2019)高中生物必修一(教案)光合作用将光能转化为化学能
光合作用将光能转化为化学能第二课时教案-高一上学期生物浙科版必修1
碳反应一、教材分析本节课选自浙科版高中生物必修1《分子与细胞》第3章第5节，是在完成了光合作用概述以及捕获光能的色素、光反应之后的内容，依据新课标，碳反应是“植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程，转换并储存为糖分子中的化学能”这一重要概念下的子概念，也可以具体表述为“碳反应将CO2还原成糖，并将能量最终储存在糖分子中”，本节课将围绕此概念，以科学史和科学探究的思路展开，分析生产生活实践材料，可培养学生社会责任意识。
二、学情分析在本节课之前的学习中，学生已经掌握了“光合作用的概念”、“叶绿体从太阳光中捕获能量的过程”及“光反应将光能转化为化学能，并产生氧气”等内容，为学生学习本节内容提供良好的知识背景，学生虽然已有“光合作用能将CO2转化为糖”的概念，但对具体CO2转化为糖的过程，特别是这个过程当中的物质和能量变化的认识还比较模糊。
高一学生探究生活现象与规律的兴趣较高，也具备一定的逻辑推理能力，使得探究活动的开展成为可能，但往往会对探究的目的性及过程和结论的形成缺乏理性的思考，这就需要教师的引导。
故本节课教师可提供相关科学史情境，通过对科学家相关实验的学习，理解并强化概念。
三、教学目标1.通过重温卡尔文科学研究实验过程、探究CO2还原成糖的途径，阐述碳反应过程的物质转变和能量转化过程，形成结构与功能观。
（生命观念）2.通过构建碳反应过程的概念图，以文字和图示的方式说明碳反应的过程，发展模型与建模的能力，根据概念图分析条件变化使得五碳糖含量的变化，形成稳态与平衡观。
（科学思维、生命观念）3.重走卡尔文探究碳反应之路，亲身体验科学探究的具体过程，领域科学探究的意义和价值所在。
（科学探究、社会责任）四、教学重难点1.教学重点：碳反应中的物质变化和能量变化2.教学难点：NADPH和ATP中的化学能如何转化到糖分子中五、教学过程（一）提出问题，作出假设在学生已建构起光合作用整体概念的基础上，教师提出问题：光合作用是如何将CO2转化为糖的？学生通过分析CO2和糖都属于含碳化合物，作出假设：CO2是通过许多中间产物转化为糖的，也可以将这个过程称之为光合作用过程中碳的转移途径【设计意图】学生在此之前已经掌握了光合作用的概念，对光合作用能将CO2转化为糖的概念有着模糊的认识，教师通过引导学生对其进行分析，辨析其本质上是碳的转移过程，也会后续提出碳反应的概念奠定基础。
光合作用将光能转化为化学能第一课时教案-高一上学期生物浙科版必修1
光反应一、教材分析本节课选自浙科版高中生物必修1《分子与细胞》第3章第5节，是在完成了光合作用概述以及捕获光能的色素之后的内容，依据新课标，光反应是“植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量，这些能量在在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程，转换并储存为糖分子中的化学能”这一重要概念下的子概念，也可以具体表述为“光能在类囊体膜上转化为活跃的化学能，并释放氧气”，本节课将重点介绍光能如何转变成生物体能够利用的化学能，使学生充分理解光反应的过程是在特定的场所发生，需要部分条件的支撑，建构结构与功能观，理解物质是能量的载体，建构物质与能量观。
二、学情分析学生在初中阶段已初步了解光合作用的原料、产物和发生场所，在本节课学习之前学生已完成光合色素提取和分离实验活动的学习，因此对光合作用的发生过程有一个模糊的了解。
除此之外，学生已经知道细胞中的能量形式有化学能、势能、电能等、知道能量是可以转化的，也知道生命活动所需能量的直接来源和细胞的储能物质、光和色素能吸收、传递和转化光能等。
但是不知道光能如何转化成生物体能够利用的化学能?氧气是如何释放的?这部分内容可以由教师提供实验情境，通过学生的探究活动来理解和强化概念，使学生的科学探究能力和科学思维得到锻炼与增强。
对于高一学生来说，其探究生活现象与规律的兴趣很高，也具备一定的逻辑推理能力，使得探究活动的开展成为可能，但往往会对探究的目的性及过程和结论的形成缺乏理性的思考，这就需要教师的引导。
三、教学目标1.通过对实验现象的分析，构建光反应的概念，认识细胞结构和功能的关系，体验物质与能量观。
（生命观念）2.通过对希尔反应的实验验证，学生以小组为单位完成实验操作、观察现象并记录，分析数据得出实验结论，在这过程中掌握科学探究的基本思路。
（科学思维、科学探究）3.通过探究活动得出的结论，总结并阐明光反应过程中伴随的物质和能量变化。
（科学思维）四、教学重难点1.教学重点：光反应中的物质变化和能量变化2.教学难点：NADPH和ATP的形成；光能如何转变为NADPH和ATP中的化学能五、教学过程（一）复习导入，设疑激趣教师引导学生复习光合作用总反应式，认识光合作用的本质是一个氧化还原反应。
浙科版(2019)必修一 3-5 光合作用将光能转化为化学能- 课件(70张)
碳反应总结
场所： 叶绿体的基质中 C5糖（RUBP）：二磷酸核酮糖 C3酸：三磷酸甘油酸
条件：多种酶、NADPH 、ATP CO2
CO2的固定： 3CO2＋3RUBP 酶
ADP+Pi+能量 酶 ATP
NADP++H++2e- 酶 NADPH 能量变化：光能 电能 ATP、NADPH中活跃
化学能
条件：光、色素、酶
五、碳反应将二氧化碳还原成糖
1
二磷酸核酮糖
1 CO2的固定
五
碳
糖 的
5/6
1个六碳分子（CO2进入卡尔文 循环后的第一个有机物）
三碳酸的还原
2
再
生
2
三碳糖（磷酸） （第一个糖，关
成蔗糖
三碳糖多数用于五 碳糖的再生（卡尔 文循环），少数离 开卡尔文循环。
离开的三碳糖少数 在叶绿体内：作为 原料用于淀粉、蛋 白质和脂质的合成。 大部分运至叶绿体 外：蔗糖供细胞利 用。
七、光反应阶段和碳反应阶段的比较
项目
光反应阶段
碳反应阶段
场所 区 条件
物质 变化
别 能量 转化
类囊体薄膜 光、色素、酶
CO2 H2O CO2 H2O
光能
ATP中活跃 的化学能
碳的转移途径：
(CH2O)中稳定 的化学能
CO2
C3
（CH2O）
光
6CO2+12H2O 叶绿体C6H12O6 +6O2+ 6H2O
课堂思考
2022-2023学年浙科版(2019)必修一 3-5光合作用将光能转化为化学能 课件(60张)
能否直接测出光合速率？为什么？ 不同条件下，植物细胞消耗CO2情况 1、黑暗时： 只有细胞呼吸，没有光合作用
O2
CO2
2、弱光下： 光合作用强度〈 细胞呼吸强度 O2 O2
(光照强度
主要限制因素： 外因：CO2浓度、温度 内因：色素、酶
0
光饱和点
光照强度
光照强度
co2 吸
收p
量
C
表观 光合 速率
0 B 光补偿点 D光饱和点
CO2
呼吸速率=光合速率
释放
量 qA
呼吸速率
A点: 仅呼吸 AB段： 光合<呼吸 B点： 光合=呼吸 BC段：光合>呼吸
NADPH的合成 H++ 2e- + NADP+
NADPH
能量变化: 光能转变为ATP和NADPH中活跃的化学能
O2 H+、 e-
NADP+
（氧化型辅酶Ⅱ）
NADPH
（还原型辅酶Ⅱ）
4.2 碳反应
场所？
卡尔文循环从1个五碳糖（RUBP）开始。
能量变化？
①在A等酶T有的P催和机化N物作A中用D下稳PH，定中1个的活C化O跃2学分的子能化与五学碳能糖转结变合，为形糖成类1个六碳分子。
(3)应用： ①温室生产中，适当增强光照强度 ，以提高光合速率，使作物增产；
②阴生植物的光补偿点和光饱和点都较 阳生植物低，间作套种农作物，可合理 利用光能。
5.2 影响光合作用的外部因素—温度
(1)原理： 温度通过影响酶的活性影响光合作用。
高中生物浙科版2019必修一公开课光合作用将光能转化为化学能
肉细胞内的C3化合物、C5化合物和ATP含量升
B. 下降；上升；下降
C. 下降；上升；上升
D. 上升；下降；下降
光合作用与呼吸作用的关系
模式图中A、B、 C、D分别对应曲 线上的哪个点？
6. 多因子外界因素对环境的影响
小结
化能合成作用
自养生物
光能自养生物
以光为能源，以CO2和H2O（无机物）为原料合成 糖类（有机物），糖类中储存着由光能转换来的能量。
例如绿色植物。
异养生物
只能利用环境中现成的有机物来维持自身的生 命活动。例如人、动物、真菌及大多数的细菌。
大田要“正其行，通其风”，多施有机肥； 温室内可适当补充CO2。
光合作用原理的应用
2. 光照时间长短与强弱；光的成分；
①图中A点含义：光照强度为0，只进行呼吸作用 ； ②B点含义：光合作用与呼吸作用强度相等，称为光；补偿点 ③C点表示光：合作用强度不再随光照强度增强而增强，称为；光饱和点 ④若甲曲线代表阳生植物，则乙曲线代表 阴生 植物。
1、在光合作用的暗反应过程中，没有被消耗掉
的是（ B ）
A、[H] B、C5化合物 C、ATP D、CO2
2、与光合作用光反应有关的是（ A ）
①H2O
②ATP ③ADP
④CO2
A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④
3、将植物栽培在适宜的光照、温度和充足的C02条件
下。如果将环境中C02含量突然降至极低水平，此时叶
下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：
H2O
B
C
光
A
D
F CO2
G
E+Pi
J
H
I
①图中A是__色_素___,B是___Ｏ__2 __,它来自于___水___的分解。
浙科版(2019)生物必修1：3.5光合作用将光能转化为化学能教案
光合作用将光能转化为化学能【教学目标分析】1．知识与技能：说明光反应和碳反应过程及相互联系；概述光合作用的意义；说出绿叶中色素的种类和作用。
2．过程与方法：培养处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力；训练语言表达能力、思维能力和掌握思维的方法。
3．情感态度与价值观：通过光合作用发现史的学习，形成科学的精神和态度，认同科学方法在科学发展上的重要性。
【教学重难点】重点：光反应和碳反应过程与意义；绿叶中色素的种类和作用难点：光反应和碳反应的过程与联系教学流程设计】1. 问：叶绿体中含量最多的色素种类和颜色分别是什么？2. 问：推测色素位于叶绿体的哪个结构上？3.告知学生：与光合作用有关的酶位于类囊体薄膜和叶绿体基质中。
绿体的结构图推知色素位于类囊体膜上。
绍色素，确定色素及酶的具体场所，为光反应和碳反应具体场所、条件的推导埋下伏笔。
三、展现科学史，体会探究乐趣（一）探究光合作用产生的O2中O 的来源1.分组讨论：光合作用释放的O2 是来自同是气体的CO2 ，还是H2O ，还是两者兼有？如何用实验证明？2. 在副板上根据学生描述画出实验简图。
3. PPT 展示经典实验及实验结果，请学生说出实验结论：（二）借助科学史探究光反应过程1. 探究光反应的物质变化（1）光反应中除了水的分解之外，是否还存在其他物质变化？以音频的形式配合图片展示科学史——资料1：美国科学家阿尔农将叶绿体从植物中分开展合作学习：学生四人一组就实验方法和具体实验操作步骤展开讨论。
小组代表发言：①可以利用同位素标记法进行实验证明O2中的O 的来源。
② O的同位素为18O 。
③描述实验思路：取两支试管，编号为A和B。
A 试管加入C18O2 和H2O，B 试管加入CO2 和H2 18 O 。
观察产生的O2 是否带有标记。
实验结论：光合作用释放的氧全部来自参加反应的水。
根据资料1 推断学生通过分组讨论，锻炼了实验设计的能力，也明白了光合作用产生的氧气全部是来自水。
浙科版(2019)生物必修1：3.5 光合作用将光能转化为化学能 课件(共42张PPT)
色素提取的过程： 1.烘干、研磨： （研钵）菠菜叶 二氧化硅: 为了研磨充分 碳酸钙: 保护叶绿素分子不被破坏 95%乙醇: 溶解色素 2.过滤： 小玻璃漏斗 尼龙布：减少色素吸附
3.制备滤纸条
滤纸条剪去两角：
宽1 cm 长
10 cm
层析液同步到达滤液细线
4.点样
要求： 一是越细越齐越好（避免色素带重叠）
a
e
CO2的浓度
农业生产启示：温室栽培植物时适当提高室内CO2浓 度，如放一定量的干冰或有机肥。
4.水分对光合速率的影响
缺水时植物气孔关闭，影响二氧化碳进入叶肉细胞； 缺水，则叶片淀粉水解减弱，糖类堆积，光合产物输 出缓慢。 因此，植物体水分减少会使光合速率下降。
农业生产启示：合理浇灌。
5.必需矿质元素的供应
光合效率降低。
总结
1.光合作用的概述。 2.光合色素的提取与分离。 3.光反应和碳反应。 4.环境因素对光合速率的影响。
谢谢
二是待干燥后再重复2-3次（增加色素的量）
5.分离色素
要求： A、滤纸条要斜靠烧怀壁 B、不能让层析液没及滤液细线 （色素会溶解在层析液中） C、试管加软木塞
光合色素的提取与分离
色素含量: 叶绿素a＞叶绿素b 叶黄素＞胡萝卜素 叶绿素约占 ¾ 类胡萝卜素约占 1/4
溶解度: 胡萝卜素＞叶黄素＞ 叶绿素a＞叶绿素b
+ 的 还 物N质AD变PH化：co2 C5 酶多2种C3酶酸（CO2的CO固2的定固）定
原
NADP+ 三碳62三三（糖碳碳21/6酸糖）C51A3个个TP、（N酶5A三3/6DC）碳P5H糖（C2R5三五u碳B碳糖P再（糖三生R碳C）uO酸B2P的还原）
能量变化在：叶A绿T体P、内N或A运D到PH中活跃五化碳学糖能再生 叶绿糖体类外等被利有用机物中的稳定化学能
3.5+光合作用将光能转化为化学能2023-2024学年高一上学期生物浙科版(2019)必修1
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解析:不同植物对光的波长和光强度的需求不同,可根据植 物生长特点调控光的波长和光强度;为保证植物的根能够正 常吸收水分,该系统应控制培养液的浓度适当小于植物根部 细胞的细胞液浓度;适当提高白天的温度可以促进光合作用 的进行,让植物合成更多的有机物,而夜晚适当降温则可以 抑制植物的呼吸作用,使其少分解有机物,故合理控制昼夜 温差有利于提高作物产量;适时通风可提高生产系统内的 CO2浓度,进而提高光合作用的速率。
影响因素 光照
CO2浓度 温度
在生产实践中的应用
①延长光照时间:通过轮作,延长全年内单位土 地面积上绿色植物进行光合作用的时间;②增加 光强度
施用有机肥;温室栽培植物时,可以适当提高室 内CO2浓度;大田生产“正其行,通其风”可提高 CO2浓度,增加产量 增加昼夜温差,保证植物有机物的积累
[迁移应用]
任务一 影响光合速率的环境因素分析
[任务突破1]
综合分析各种环境因素对光合速率的影响
(1)单因素对光合速率的影响。
影响 因素
光强度
CO2浓度
温度
曲 线
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①图1和图2都表示在一定
A点:只进行细胞呼吸; 范围内,光合速率随CO2浓 AB段:随光强度增大,光 度的增加而增加,但当CO2 合速率也逐渐增大,但 浓度增加到一定范围后, 温度主要通
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[典例1-2] (2022·北斗联盟高一期中)茶树的产量取决于树冠的 整体光合能力。为研究不同冠层叶片的光合能力,某同学摘取茶 树不同冠层的叶片,在相同且适宜的条件下进行了对比测定,结果 如图。
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