人教版(2019)生物必修1：5.4 光合作用与能量转化 教案
光合作用与能量转化【教学目标】1．知识目标：（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）光反应和暗反应的过程（4）影响光合作用强度的环境因素（5）光合作用原理的应用2．能力目标：进行实验和探究，学会提取、分离绿叶中的色素3．情感目标：探究细胞光合作用在生产、生活实践中的应用【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【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【教学方法】讲授与学生讨论相结合、问题引导法、归纳【教学过程】第一课时捕获光能的色素和结构思考：1．通常应该把花盆摆在向阳面还是背阴面，为什么？向阳面。
让植物多接受光照，因为植物需要进行光合作用。
2．有些植物工厂内悬挂发红色或蓝色光的灯管，并且在白天也开灯。
（1）用这种方法有什么好处？这样做对光合作用有影响吗？用这种方法可以提高光合作用的强度，因为叶绿素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光。
不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响。
因为叶绿素对绿光吸收最少，所以不使用绿光作补充光源。
（一）捕获光能的色素和结构我们在初中就已经知道植物能进行光合作用，是因为其细胞中含有一些能吸收光能的色素，植物幼苗如果缺乏色素，往往会呈现黄白色，这就是我们通常所说的“白化苗”。
思考：“白化苗”能持续正常地生长吗？不能，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。
可见植物的生活确实需要色素，依靠色素来吸收光能进行光合作用。
我们先来学习“捕获光能的色素”这一内容。
1．捕获光能的色素那么植物细胞一般含有哪些捕获光能的色素呢？它们分别又是什么颜色的？以及各种色素在绿叶中的含量是否相同呢？带着这些问题我们一起来看《绿叶中色素的提取与分离》实验。
实验原理：（1）无水乙醇提取绿叶中的色素（2）分离：不同色素在层析液中的溶解度不同目的要求：绿叶中色素的提取和分离及色素的种类材料用具：新鲜的绿叶、定性滤纸等、无水乙醇等方法步骤：（1）提取绿叶中的色素①称取5g左右的绿叶，洗净，去除粗叶脉，剪碎，放入研钵中。
②向研钵中放入少许的二氧化硅和碳酸钙、10ml无水乙醇，进行迅速、充分地研磨。
加入二氧化硅、碳酸钙的作用是什么？二氧化硅帮助充分磨碎叶片，液泡中含有酸性物质，碳酸钙中和酸性物质，防止色素被酸性物质破坏。
问：研磨时为什么要迅速而充分？答：防止无水乙醇的挥发③将研磨液迅速倒入玻璃漏斗进行过滤，将滤液收集到试管，及时用棉塞将试管塞严。
（2）制备滤纸条将干燥的定性滤纸剪成长与宽略小于试管长与宽的滤纸条，将滤纸条一端剪去两角，并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线。
（3）画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线。
待滤液干后，再画一两次。
画的细而直：为防止色素带重叠而影响分离效果。
画两三次：是为积累更多的色素，使分离后的色素带明显。
（4）分离绿叶中的色素将3ml层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，就不会在滤纸上扩散开来，实验就会失败。
为什么要用棉塞塞住试管口？防止层析液中成分挥发，要注意本实验应在通风条件下进行，实验结束时及时用肥皂洗手。
因为层析液中一些挥发性物质具有毒性。
（5）观察和记录观察滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？胡萝卜素（橙黄色）——叶黄素（黄色）——叶绿素a（蓝绿色）——叶绿素b（黄绿色）宽窄如何？说明了什么？叶绿素a色素带最宽，胡萝卜素色素带最窄。
说明绿叶中四种色素的含量不同，叶绿素a 最多，胡萝卜素最少。
那么，这4种色素主要吸收哪些波长的光呢？我们来看看课本99页的图5-12，叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱。
可以看到叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
练习：1．在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是(D)①未加石英砂，研磨不充分②一次加入大量的无水酒精提取③分次加入少量无水酒精提取④使用放置数天的菠菜叶A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④某同学在做完“叶绿体中色素的提取与分离实验”后画出了四种色素在滤纸条上分布的模式图，以此主要表示色素的含量及间隔距离的大小，其中比较能显示真实情况的是(A)3．关于高等植物细胞内的色素的叙述中，错误的是(B)A．植物细胞内的色素主要包括叶绿素和类胡萝卜素B．所有植物细胞中都只有四种色素C．叶绿素和类胡萝卜素都可以吸收和传递光能D．有的植物细胞的液泡中也含有一定的色素问：现在我们已经知道绿叶中含有4种色素，那么这些色素分布在细胞中的哪些部位呢？答：直到1865年，德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用的功能时，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。
2．叶绿体的结构问：现在，大家仔细观察叶绿体的立体结构示意图，说说它是由哪些结构组成？答：它包括外膜、内膜、基粒和基质4个部分。
叶绿体的外表有双层膜，双层膜是一种透明膜，膜是透明的，有什么好处？有利于光线的透过且被色素吸收。
叶绿体内部有许多基粒，基粒与基粒之间充满基质。
每个基粒都是由一个圆饼状的囊状结构堆叠而成，这些囊状结构称为囊状体。
吸收光能的四种色素，就分布在类囊体的薄膜上。
每个基粒都含有2个以上的类囊体，多者可达100个以上。
据计算，1g菠菜叶片中类囊体的总面积竟达60平方米左右。
问：同学们思考一下，叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，有什么用？答：极大地扩展了受光的面积。
问：叶绿体的作用仅仅是吸收光能吗？答：1880年，美国科学家恩格尔曼把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气的黑暗环境中，然后用极细的光束照射水绵。
他发现细菌只向叶绿体被光束照射到的部位几种；如果临时装片暴露在光下，细菌则分布在叶绿体所有受光的部位。
用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。
（1）恩格尔曼实验的结论是什么？氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
叶绿体中的色素主要通过吸收红光和蓝紫光来进行光合作用．（2）恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处？①实验材料选择水绵和好氧细菌。
水绵的优点是叶绿体呈螺旋式带状，便于观察；好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，叶绿体上可分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验。
④临时装片暴露在光下的实验再一次验证实验结果。
【板书设计】能量之源——光与光合作用 捕获光能的色素和结构 1．捕获光能的色素2．捕获光能的结构——叶绿体 （1）分布：主要在绿色植物的叶肉细胞 （2）形态：一般呈扁平的椭球形或球形④功能：光合作用的场所第二课时 光合作用的原理和应用【教学过程】一、光合作用的反应简式反应式：CO 2+H 2O （CH 2O ）+O 2 若要表示光合作用过程各元素的来源和去向，可用下式表示叶绿体光能−−−→−1．光合作用的过程①光反应与暗反应是怎样划分的？根据反应是否需要光能 ②光反应与暗反应的比较与联系？ （1）光反应阶段 ①光能吸收和转化叶绿体中的4种色素的功能不完全相同。
绝大多数的叶绿体色素的功能是吸收太阳光能，这类色素又称为聚光色素。
大多数叶绿素a 和全部的叶绿素b 、胡萝卜素、叶黄素，都属于这类色素。
另外，少数特殊状态的叶绿素a 不仅能吸收光能，还能接受其他色素传递来的光能，通过一系列复杂过程，将光能转换成电能，这类色素又称为反应中心色素。
能量在色素之间的传递效率很高，类胡萝卜素所吸收的光能传递给叶绿素a 的效率可达90%，叶绿素b 吸收的光能传递给叶绿素a 的效率接近100%，这样聚光色素就像透镜把光束集中到焦点一样，把大量的光能吸收、聚集，并迅速传递给反应中心色素，然后转换成电能。
②水的分解叶绿体中的色素吸收太阳光能，一方面将水分解成氢［H ］和氧［O 2］氧直接以分子形式从叶气孔逸出，而［H ］则与NADP +（辅酶Ⅱ）结合，形成NADPH （还原型辅酶Ⅱ），进入叶绿体基质中，作为还原剂参与暗反应。
另一方面在有关酶和反应中心色素的作用下，光能进一步转化成活跃的化学能，暂时储存在ATP 和NADPH 中，为暗反应提供能量。
H 2O 2H ++2e+O 2 NADP ++2e+H +NADPH ADP+Pi+能量ATP （2）暗反应阶段 ①CO 2的固定：植物通过叶片的气孔从外界吸收来的CO 2先与植物体内的一种五碳化合物（C 5）结合形成三碳化合物。
CO 2+C 52C 3 ②三碳化合物的还原：三碳化合物在有关酶的催化作用下，接受ATP 和NADPH 释放出来的能量并被NADPH还−−→−光−−→−酶−−→−酶−−→−酶原，再经过一系列复杂的变化，最终形成糖类等有机物，并重新生成五碳化合物，用以固定CO2，从而使暗反应阶段的化学反应循环往复地进行下去。
如果从光合作用整体的角度看：光合作用又完成了怎样的物质变化和能量变化（即光合作用的实质是什么？）（1）物质变化：把二氧化碳和水等无机物转变成了糖类等有机物（2）能量变化：把光能转变成化学能储存在糖类等有机物中2．光合作用原理的应用从光合作用的整个过程来看，有哪些因素会对光合作用的进行产生影响呢？光照、温度、CO浓度、水、矿质元素等2（1）影响农作物光合作用的环境因素①光照强度不同的农作物对光照强度的要求是不同的，同一农作物在不同的光照强度下光合作用速率不同。
在一定范围内，光合速率随光照强度的增加而加快。
当光照强度达到某一点时，光合速率不再随光照强度的增加而增加，这种现象叫光饱和现象，这时的光照强度称为光饱和点。
随光照强度的减弱，光合速率逐渐降低，最后到达一点，即在同一时间内，有机物的产生和消耗相等，这时的光照强度称为光补偿点（如下图）。
植物在光补偿点时，白天不能积累有机物，而晚间还要消耗有机物，因此，从全天来看，植物所需的最低光照强度，必须高于光补偿点，植物才能正常生长。
②2CO 的浓度在一定光照强度下，随2CO 浓度的增加，农作物光合速率加快，弱光条件下，农作物只能利用较低浓度的2CO ，光合速率慢，随光照强度加强，农作物就能吸收较高浓度的2CO ，光合速率加快。
如下图：此图表示在一定光照强度下2CO 浓度与光合速率的关系 ③温度光合作用中的生化反应离不开酶的催化，而温度直接影响酶的活性，进一步影响光合速率。
一般植物可在10℃~35℃条件下正常地进行光合作用，其中以25℃~30℃最适宜，在35℃以上时光合作用就下降，40℃~50℃时即完全停止。
④无机盐氮、镁、铁等是合成叶绿素所必需的，磷和钾会影响光合作用产物糖类的转化和运输，磷还参与ATP 与ADP 的相互转化过程和能量传递。
光合作用与能量转化【教学设计】(人教版2019新教材)高中生物必修1
“5.4光合作用与能量转化”教学设计【出示图片】上海世博会的一款叶子概念车（光合作用汽车）【设问】这款光合作用汽车的动力原理是什么？它为什么不使用汽油呢？【分析实验原理】结果】光合作用的概念【提出问题】光合作用的原料、场所、产物分别是什么？光合作用是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。
请同学们写出反应式。
理解光合作用的概念初步了解光合作用光合作用过程的发现过程教师出示资料，讲解经典实验1、叶绿体功能的实验验证：德国科学家恩格尔曼。
2、1937年希尔(英国)，离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂，在光照无CO2条件下可释放出氧气，说明离体叶绿体在适当1、讨论恩格尔曼实验设计的巧妙之处学习经典实验，体验科学探究之路CO2+ CH2O(CH2O) + O2光能叶绿体条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应。
3、1941年鲁宾和卡门(美国)，H182O＋CO2→18O2 ,H2O＋C18O2→O2 ,光合作用释放的氧气来自水4、20世纪40年代卡尔文(美国),用14C标记的14CO2，供小球藻进行光合作用，追踪检测其放射性,说明CO2中的碳在光合作用中转化为有机物中的碳。
5、1954年、1957年阿尔农(美国)，在光照下，叶绿体可合成ATP，这一过程总是与水的光解相伴随。
2、学习经典实验，体会同位素标记法的应用对科学发现的帮助。
光合作用的过程【阅读课文回答问出示结果实验，提出问题：1、曲线中的关键点的含义2、如何表示净光合速率、真正光合速率、呼吸速率8。
5.4光合作用与能量转化人教版教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版(2019)必修1
第5 章细胞的能量供应与利用第4 节光合作用与能量转化（第1 课时）一、教材分析本节课内容隶属于人教版高中生物学必修一第5 章第4 节《细胞的能量供应与利用》第一部分——“捕获光能的色素和结构”。
该部分具体又由“捕获光能的色素”和“叶绿体的结构适于进行光合作用”等内容组成。
教材首先以“问题·探讨”分析植物工厂为什么控制环境条件，接着由光在生物圈中的重要作用深入到第一部分“捕获光能的色素和结构”内容的学习。
此部分主要通过进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，得出不同种类色素，并基于实验和吸收光谱，分析得出不同色素吸收光的种类。
其次，由色素在叶绿体中，教材再分析叶绿体结构特点，进而得出叶绿体结构有利于吸收光能。
最后，以恩格尔曼实验讨论分析，进一步得出叶绿体的功能，并阐明叶绿体结构特点是进行光合作用的结构基础。
本节课主要解决绿色植物利用什么物质和结构来吸收光能的问题，引导学生认识捕获光能的色素和结构。
该内容不仅是对本册教材第3 章细胞结构知识的进一步学习提升，又为后续“光合作用原理和应用”的学习打下基础。
二、学情分析本节授课对象是高一学生，学生在初中阶段已经学习了“植物细胞的基本结构”、“绿色植物是生物圈中有机物的制造者”、“光合作用吸收二氧化碳释放氧气”等内容，在高中前面阶段的学习中，学生已初步掌握叶绿体形态、分布，及叶绿体的功能。
所以，从学习内容上看，学生能较容易进入本节课内容的学习。
从能力上看，高中生已具备较强的思维能力，具有一定的实验探究能力。
但在实验操作方面，该实验学生初次接触还不是很熟悉，需要对实验原理进行分析，帮助学生理清实验操作环节。
三、学习目标基于课程标准的分析，结合教材内容及学生特点，确定了以核心素养为导向的学习目标：掌握绿叶中色素的提取和分离原理和实验操作，归纳与概括出绿叶中色素的种类及功能。
（生命观念、科学探究）通过观察叶绿体结构模型, 分析恩格尔曼实验，能从结构与功能观的角度，阐明叶绿体的结构适于进行光合作用。
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1
①光合作用的概念：光合作用是植物、藻类和某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物，并释放氧气的过程。
②光合作用的过程：光合作用分为光反应和暗反应两个阶段。光反应阶段，叶绿体中的色素吸收光能，将水分解为氧气和氢离子，同时生成ATP和NADPH。暗反应阶段，ATP和NADPH为碳反应提供能量和还原剂，将二氧化碳还原为有机物。
4.光合作用相关的阅读材料和学术文章的阅读和理解。
作业反馈：
1.对学生的作业进行批改，指出存在的问题，如概念理解错误、过程描述不清等。
2.给出改进建议，如加强基础知识的学习、多进行实验操作等。
3.对学生的作业进行评价，指出他们的优点和进步，以鼓励学生的学习积极性。
4.针对学生的不同问题和不足，给出个性化的改进建议，以帮助他们更好地掌握光合作用的知识和技能。
然而，在教学过程中也存在一些不足之处。例如，在讲解光合作用的具体过程时，我发现部分学生对光反应和暗反应的细节部分理解不够深入，这说明我在教学过程中需要更加注重对重点难点的讲解和解析。另外，在实验操作环节，我发现部分学生在实验操作中不够细心，对实验结果的观察和分析也不够深入，这反映出学生在实验技能和科学探究能力方面还有待提高。
（3）结合光合作用应用案例，思考光合作用在实际生活中的意义，尝试撰写一篇关于光合作用应用的小论文。
（4）对于对光合作用有浓厚兴趣的学生，可以推荐一些光合作用相关的学术文章，帮助他们深入了解光合作用的最新研究进展。
（5）鼓励学生参加科学实验竞赛或研究性学习，以光合作用为主题，进行实践探究，提高学生的实践能力和创新意识。
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1
科目
授课时间节次
--年—月—日（星期——）第—节
5.4光合作用与能量转化第2课时教学设计高一上学期生物人教版必修1(1)
高一生物必修1 课型：新授第五章第4节光合作用与能量转化第2课时光合作用的原理【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、学生自学、独立思考自学课本P102P104，把知识点、重难点和疑难点作出标记，限时2min。
四、自学指导、紧扣教材自学课本P102P104，限时5分钟，画出重点字词、标出疑惑，思考下列问题：自学指导1探索光合作用原理的实验1.什么是光合作用？其发生场所是哪里？其化学反应式怎么写？2.希尔实验说明水的光解产生氧气，是否说明光合作用产生的氧气中的氧元素全部来自水？3.希尔的实验是否说明水的光解和糖的合成不是同一个化学反应？4.鲁宾和卡门用了什么科学方法？此方法有什么好处？它们的实验是如何操作的？结论是什么？5.阿尔农的发现是什么？自学指导2分析总结光合作用的过程。
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条件？在什么位置进行？有哪些反应？物质如何变化？能量如何变化？3.暗反应阶段需要什么条件？在什么位置进行？有哪些反应？物质如何变化？能量如何变化？4.光反应和暗反应之间的关系是什么？五、自学展示、精讲点拨（一）学生展示（二）点拨1.光合作用反应式的书写。
2.光反应阶段和暗反应阶段以表格的形式进行比较3.不同条件下叶绿体内各种物质的动态变化规律六、课堂小结、构建知识树一．探索光合作用原理的实验1.希尔反应2.鲁宾和卡门实验3.阿尔农实验二．光合作用的过程1.光反应阶段（1）反应发生的场所（2）反应过程2.暗反应阶段（1）反应发生的场所（2）反应过程七、整理知识、背诵记忆光合作用的过程八、当堂训练、巩固运用课本P106练习与应用九、板书设计（同思维导图）十、教学反思。
5.4光合作用与能量转化第3课时教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1
-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。
学生活动：
-自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解光合作用的基本概念和能量转化的原理。
-思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。
-提供拓展资源：提供与光合作用相关的拓展资源（如科研论文、光合作用应用的案例等），供学生进一步学习。
-反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。
学生活动：
-完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。
-拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。
-反思总结：对自己的学习过程ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ成果进行反思和总结，提出改进建议。
3.信息化资源：网络资源（如科普文章、学术论文、光合作用相关网站等）、在线教学平台（如学习通、雨课堂等）。
4.教学手段：讲授法、实验法、小组讨论、案例分析、问题驱动教学等。
教学实施过程
1.课前自主探索
教师活动：
-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。
学生活动：
-听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。
-参与课堂活动：积极参与小组讨论、实验等活动，体验光合作用的实际应用。
-提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。
教学方法/手段/资源：
-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解光合作用的知识点。
-实践活动法：设计实验活动，让学生在实践中掌握光合作用的原理。
5.4光合作用与能量转化第3课时教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版必修1
生物人教版(2019)必修1 5.4光合作用与能量转化(共21张ppt)
光照不变
减少
增加
增加
减少
增加
增加
减少
增加
减少
增加
光照由弱到强， CO2供应不变
CO2供应由充足到不足， CO2供应由不足到充足，
光照不变
光照不变
04
光合作用原理的应用
NYDIA·C
四、光合作用原理的应用
B
C EF
D
G
A
光合作用
光合作用强度：指在单位时间内通过光合作用 制造糖类的数量
意义：直接关系农作物产量，研究影响光合作 用强度的因素很有现实意义
滤液细线的要求 细、齐、直、重复多次
层析液 20份石油醚 + 2份丙酮 + 1份苯
一、捕获光能的色素
绿叶中的色素
叶绿素（3/4）
叶绿素a（蓝绿色） 叶绿素b（黄绿色）
类胡萝卜素（1/4）
胡萝卜素（橙黄色） 叶黄素（黄色）
异常现象分析
滤液中绿色颜色过浅 滤纸条色素带重叠
胡萝卜素 叶黄素 叶绿素a 叶绿素b
滤纸条看不到色素带
色素带位置和宽度分别有什么含义？
NYDIA·C
一、捕获光能的色素
叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红 光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
NYDIA·C
一、捕获光能的色素
叶绿体的结构适于光合作用
NYDIA·C
02
探索光合作用的部分实验
NYDIA·C
二、探索光合作用的部分实验
实验材料选的好 01
实验材料选择水绵和需氧细菌。水绵的叶绿 体呈螺旋带状分布，便于观察；用需氧细菌 可确定释放氧气多的部位
实验材料 选的好
02 排除干扰方法好
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。
5.4光合作用与能量转化-2024-2025学年高一生物科学备课教学设计(人教版2019必修1)
1.软硬件资源：多媒体教室、生物实验室、显微镜、植物生长装置、光合作用实验材料等。
2.课程平台：学校教学管理系统、生物学教学资源库、在线学习平台等。
3.信息化资源：光合作用的教学视频、动画、图表、案例分析等。
4.教学手段：小组讨论、实验演示、观察记录、问题解答、互动教学等。
教学过程
课前准备：
典型例题讲解
例题1：请简述光合作用的过程及其意义。
答案：光合作用是植物、藻类和某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物，并释放氧气的过程。光合作用将光能转化为化学能，用于合成有机物，并将二氧化碳转化为氧气。光合作用对维持生物圈的碳-氧平衡、提供生物能源等方面具有重要意义。
例题2：请解释光合作用中光能转化为化学能的过程。
2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对生物学领域的新知识和新现象普遍感兴趣，尤其是与实际生活密切相关的知识点。在学习能力方面，学生具备一定的逻辑思维和分析问题的能力，能够理解和掌握较为复杂的生物学概念。在学习风格上，大部分学生偏好通过实验和观察来学习，对理论知识的掌握需要通过具体的实践来加深理解。
六、光合作用的研究进展：
1.光合作用的分子机制：研究光合作用的分子机制，深入了解光合作用的过程和调控机制。
2.光合作用的优化：通过基因工程等手段，优化光合作用的效率，提高植物的光合产物。
3.光合作用的应用技术：发展光合作用的应用技术，如光合作用产物的提取和利用，为人类社会提供更多的资源。
板书设计
①光合作用的概念：
3.随堂测试：
在课堂结束前，进行了一次随堂测试，以评估学生们对光合作用的掌握程度。测试结果表明，大部分学生能够准确回答问题，对光合作用的概念和能量转化过程有较好的理解。但也有一小部分学生在一些细节问题上还存在疑惑，需要进一步的辅导和强化。
5.4 光合作用和能量转化 教案【新教材】人教版(2019)高中生物必修一
第五章第四节光合作用与能量转化教学目标：1、说明光合作用以及对它的认识过程。
2、研究影响光合作用速率的环境因素。
3、提取和分离叶绿体色素。
教学重难点：1、光合作用过程和方程式书写2、影响光合作用速率的环境因素及应用分析教学过程：一、捕获光能的色素和结构1．实验原理2．实验步骤3．实验结果色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素橙黄色最少最高最快叶黄素黄色较少较高较快叶绿素a 蓝绿色最多较低较慢叶绿素b 黄绿色较多最低最慢1．实验注意事项和目的注意事项操作目的提取色素选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高研磨时加无水乙醇溶解色素加少量二氧化硅和碳酸钙研磨充分和保护色素迅速、充分研磨防止乙醇过度挥发，充分溶解色素盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散滤液细线要细、齐、直使分离出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明2．实验出现异常的原因分析(1)滤纸条上色素带颜色过浅的原因分析①未加二氧化硅或研磨不充分，色素未充分提取出来。
②使用放置数天的绿叶或绿叶用量少，滤液中的色素(叶绿素)含量太少。
③一次加入大量的无水乙醇，导致提取液浓度太低。
④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。
⑤画滤液细线次数过少。
⑥选用绿叶叶脉过多，叶肉细胞过少。
⑦滤液细线触及层析液。
(2)滤纸条色素带重叠：滤纸条没经干燥处理，滤液细线不能达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致。
(3)滤纸条看不到色素带：①忘记画滤液细线；②滤液细线触及层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。
(4)滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。
2．捕获光能的色素及色素的吸收光谱由图可以看出：(1)叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。
(2)叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
2．叶绿体的结构与功能 (1)结构模式图(2)结构⎩⎪⎨⎪⎧外表：①双层膜内部⎩⎪⎨⎪⎧ ②基质：含有与暗反应有关的酶③基粒：由类囊体堆叠而成，分布有 色素和与光反应有关的酶↓决定(3)功能：进行光合作用的场所。
高中生物第一册 5 4 光合作用与能量转换 教学设计
第五章细胞的能量供应和利用第4节光合作用与能量转化一、教学目标知识方面：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、说出光合作用以及对它的认识过程。
4、说出光合作用原理的应用。
5、简述化能合成作用。
能力方面：尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
情感态度价值观：通过研究科学家对光合作用原理的探究过程，认同科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的；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意见中的合理成分，还要有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
二、教学重点、难点及解决方法1、教学重点：⑴绿叶中色素的种类和作用。
⑵光合作用的发现及研究历史。
⑶光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
⑷影响光合作用强度的环境因素。
解决方法：⑴通过色素提取和分离实验，让学生仔细观察分离出的不同色带，色带的颜色、分布顺序和宽窄，思考其原因及作用。
⑵让学生从化学反应的角度看光合作用的过程，明确每一个物质变化的来龙去脉和相应的能量转化的过程。
⑶让学生通过探究活动理解光合作用原理的应用。
2、教学难点：⑴光反应和暗反应的过程。
⑵探究影响光作用强度的环境因素。
解决方法：⑴通过由浅入深的讲解，让学生理解光反应和暗反应的过程，区别和联系。
⑵通过探究活动——环境因素对光合作用强度的影响，让学生掌握光合作用原理在农业生产中的应用。
三、课时安排：3课时四、教学方法：讲解、实验法。
五、教具准备：课件六、学生活动1、指导学生阅读教材，找出需了解的知识点。
2、让学生讨论认识叶绿体的结构，这种结构有哪些适于进行光合作用的特点；光合作用的过程，影响因素等。
七、教学程序第1课时[问题探讨]结合教材讨论：1、靠人工光源生产蔬菜有什么好处？2、为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？导言：追根溯源，对绝大多数生物来说，能量的最终来源是光能。
将光能转换成化学能要靠光合作用，进行光合作用的细胞，首先要能够捕获光能，那么捕获光能的色素有哪些呢？一、捕获光能的色素。