高中生物《光合作用的原理和应用》教学设计.docx

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高中生物《光合作用的原理和应用》教学设计

人教版高中生物必修一第五章第四节

第二部分《光合作用的原理和应用》

一、课例背景分析

（1）课程标准及解读

说明光合作用以及对它的认识过程;研究影响光合作用速率的环境因素。

可指导学生分析光反应、暗反应两个阶段中物质和能量的变化，引导学生认识水和二氧化碳是如何转变成糖类等有机物的，进而探讨影响光合作用的环境因素。

结合生产实践，了解光合作用在农业生产上的应用，有关光合作用不宜讲的过深、过难。

如卡尔文循环不宜讲述。

教材最后将化能合成作用以单独的一块内容列出，作了稍详细的介绍。

（二）学情分析

本节课的授课对象是高中二年级的学生。

他们学习生物学已有三年多的时间，具备一定生物学基础。

在初中已经学习过于光合作用的有关知识，如光合作用探究过程中的普利斯特利实验和萨克斯实验等几个重要实验和光合作用的实质，光合作用是植物体最基本的新陈代谢，是生物界物质和能量的基本来源。

光合作用与农业生产上许多增加农作物产量有很密切的关系。

但是，学生对相关的知识认识肤浅，对它的重要性的认识并不深入，重视程度也不够。

（三）课程资源利用与开发

1、教材内容地位和作用分析

“光合作用原理和应用”一节，主要介绍了光合作用的探究历程、光合作用的过程和原理等知识。

光合作用是非常重要的核心概念之一。

光合作用知识的掌握还为生态系统的结构和功能的学习奠定了基础。

从大处说，当今人类面临的粮食、资源、环境等问题与光合作用有着密切的联系，所以光合作用知识在全教材中占有非常重要的地位，是整个高中阶段的重点，也是高考必考的知识点，因此该部分的教学更应该引起教师们的高度重视。

2、知识结构关联图

光合作用的探究历程

光合作用的概念

光合作用的原理和应理光合作用的反应式

光反应

光合作用的过程暗反应

光合作用原理的应用

3、教学重点与教学难点的分析

（1）重点：

光合作用的发现及研究历史；光合作用的概念、反应式、过程及相互关系；影响光合作用强度的环境因素。

光合作用的探究历程漫长；了解历史对光合作用的深入理解具有十分重要的意义；是高考常考知识点，过程十分复杂难理解；对增加农作物产量等实践中有重要的意义。

（2）难点：

光反应和暗反应的过程，包括光反应和暗反应的场所与条件、物质与能量的变化；探究影响光合作用强度的环境因素。

是高考常考知识点，过程十分复杂难理解；对增加农作物产量等实践中有重要的意义。

4、教学资源的运用与开发

生物课要求合理利用和积极开发教学资源，给学生提供贴近实际，贴近生活，贴近时代的健康内容和丰富的课程资源；充分利用书刊杂志、多媒体、电视等丰富的教学资源，扩展学习和运用生物的渠道；积极鼓励和支持学生主动参与课程资源的开发利用。

二、教学实施方案

（一）教学目标设计

1、知识目标

（1）说明光合作用以及对它的探究历程。

（2）概述光合作用的光反应和暗反应阶段的化学反应，比较二者的区别和联系；

（3）尝试探究影响光合作用强度的环境因素。

（4）简述化能合成作用。

2、能力目标

（1）通过教材中科学家关于光合作用探究过程的经典实验的学习和分析，是学生体会经典实验中所蕴含科学探究的一般方法，初步建立科学探究的能力。

（2）在资料分析和实验观察中，学会运用恰当的语言文字表述光合作用的大致过程。

（3）尝试对光合作用过程的图解进行自主性、探索性的学习。

3、情感态度与价值观目标

（1）参与光合作用探究历程中经典实验的问题讨论，交流观察的结果；体验科学探究的艰辛；

（2）认同科学是在不断观察、实验、继承、争论中不断向前发展的，还要具有执疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。

（2）教学策略

学案式教学+过程式教学+多媒体辅助教学

重点内容解决的办法是：

通过学生自阅光合作用的探究历程一节加以讨论、评讲，使学生感悟科学研究的艰辛，以及善于利用先进的科学手段能提高科学研究的进程；要运用多媒体连环图解的动态幻灯和课堂练习反复强化来突出重点；要运用具体生活实际中的事例，概括升华光合作用原理的应用及各因素的影响情况来达成。

难点内容解决的办法是：

制作学案，指导学生读书、思考、理解光合作用连环图，学习写分步反应式（必须有场所和条件，物质与能量变化）。

通过列表比较光反应和暗反应两个阶段的联系与区别，从而从整体上理解光合作用；再结合实例，分析在生产实践中光合作用原理的应用来加深理解。

（3）教具准备

（1）搜集与本节课有关的图片和动画。

（2）自制多媒体课件。

（4）课时安排

一个课时（45min）

（五）教学过程设计

教学内容及时间

教师行为

学生活动

教学意图

导入（2min）

光合作用的探究历程（10min）

光合作用的过程（20min）

光合作用原理的应用（10min）

化能合成作用（3min）

总结归纳

通过初中生物课的学习，我们已经知道，植物的每一片绿叶就好像是一座“绿色工厂”，它源源不断地生产着有机物。

绿色植物生产有机物的过程是通过什么生理过程完成的呢？

（光合作用）什么叫光合作用呢？

板书：

二光合作用的原理和应用

科学家是通过哪些怎样的实验设计，去探索光合作用奥秘的呢？

今天我们就一起来回眸光合作用研究的历史，去初步揭开光合作用之谜。

板书：

（一）光合作用的探究历程

给学生5min阅读——光合作用的探究历程并思考下列问题：

在哪年，哪位科学家，做了什么实验，结论是什么？

边讲边演示PPT（实验呈阶梯式显示年、科学家、实验及结论）

板书：

萨克斯实验——光合作用产生了淀粉

鲁宾和卡门实验——光合作用释放的氧气来自水

卡尔文实验——二氧化碳中的碳转变为有机物中碳

概括：

通过本节课的学习，我们可以看到几代科学家历经数百年才对光合作用这一生理过程有了一个大体清楚的认识，可见科学发展的道路是很艰难的，它包含了科学家们的艰辛和智慧。

光合作用是一个非常复杂生物化学过程，仍有一些未解之谜等待我们去探索。

在光合作用过程中，CO2和H2O是怎样转变成储存着能量的有机物，并释放出氧气，这将是我们要继续学习的内容。

并请用一个化学反应式来概括光合作用：

板书：

（二）光合作用的过程

简要讲述：

光合作用的过程是十分复杂的，为了研究方便，人们常常根据反应过程是否需要光这个条件，将光合作用全过程分为光反应和暗反应两个阶段。

多媒体演示：

类囊体上光反应的动态变化过程。

安排学生阅读：

教材P．103”光反应阶段”两个自然段，完成相应问题。

提出、思考并讨论问题：

1．光反应的场所在哪里？

2．光反应的条件是什么？

3．光反应中物质变化和能量变化是怎样？

（尝试用化学反应式写出物质变化）

PPT显示以下内容

（1）场所：

叶绿体类囊体的薄膜上

（2）反应条件：

光、光合色素、酶

（3）物质变化（要点）（边归纳边板书）：

①水的分解：

2H2O→4[H]+O2

②ATP形成：

ADP＋Pi+能量（光能）

ATP

（4）能量转变：

光能→ATP中储存的化学能

（强调ATP形成所需的能量来自光能，注意与前学“ATP和ADP可以相互转化”的知识联系）

提出问题，巩固知识：

光反应阶段共有几种产物？

去向如何？

多媒体演示：

暗反应的动态过程

安排学生阅读：

教材P．104“暗反应阶段”两个自然段，完成学案相应填空。

提出、思考并讨论问题：

1．暗反应的场所在何处？

2．暗反应的条件是什么？

3．暗反应中物质变化和能量变化是怎样？

（尝试用化学反应式写出物质变化）

PPT显示以下内容

（1）场所：

叶绿体基质

（2）条件：

ATP、[H]、酶

（3）物质变化

①CO2固定：

CO2＋C5

2C3

②CO2的还原：

2C3＋[H]

（CH2O）+C5

ATPADP+Pi

（4）能量转变：

ATP中化学能→有机物中储存的化学能。

问学生暗反应分为两个阶段：

CO2的固定和CO2的还原。

那么为什么称为CO2的还原，而不是称为C3化合物的还原？

（提示因为暗反应是一个循环过程，只有CO2参与其中并且最终变成了有机物。

C3在消耗后中信生成，因此只相当于没有参与的中间物质）

那么光反应和暗反应是两个完全独立的过程吗？

它们之间有联系吗？

（提示：

光反应是暗反应的基础，为暗反应提供[H]和ATP。

光反应停止，暗反应也随即停止。

同时，如果暗反应受阻，光反应也会因产物积累而不能正常进行）

引导学生列表比较光反应和暗反应的联系和区别

（场所、条件、物质变化、能量变化等）。

PPT演示并板书

光合作用的产物一般存在于什么结构中？

有什么作用呢？

（提示：

存在于植物体中，并且果实和种子中的有机物为我们人类提供能量）

那么有没有办法增加光合作用产物呢？

板书：

（三）光合作用原理的应用

理解什么是光合作用强度？

影响光合作用强度的因素？

CO2的浓度，光照的长短与强弱；光的成分；温度的高低、必需矿物质元素、水分等。

例：

适当提高CO2的浓度（温室大棚），增加光照时间和光照强度，农作物间距合理，选择适当的光源等。

探究：

课后调查和搜集资料

地球上是不是只有绿色植物能合成有机物？

引出

（四）化能合成作用

安排阅读课本上化能合成作用的有关知识，思考：

1.什么是化能合成作用？

2.硝化细菌为什么和植物一样，也属于自养生物？

3.光合作用和化能合成作用的区别？

提示要点

学生回忆前学知识，思考回答所提问题

学生通过阅读思考并回答问题，同桌议论举手回答

学生观看PPT

感悟科学道路的艰辛

学生回忆互相复述，并在作业本上书写（学生代表上讲台在黑板上书写）

学生通过观看、阅读思考并回答问题，书写光、暗反应的反应式。

自我检查和相互评价，完成有关问题回答。

学生思考回答

在教师指导下，同桌互议后，完成填表

学生回答

学生听讲并回

答

阅读、思考并回答

1.通过回忆旧知识导入新课。

2.该问题可以暴露学生对光合作用的基础知识是否掌握扎实。

激发学生的思维，学会自我阅读、概括要点。

指导学生如何分析资料，学会观察与思考

引导学生体会勇于创新的科学精神和严谨的科学态度。

简要评价

通过阅读，找出光反应和暗反应过程的内容要点，学会自我阅读、概括要点。

通过观看PPT演示光合作用动态过程，将书面感性认识提升为理性思考，有利于掌握光合作用的过程。

帮助学生初晓知识之间的内在联系。

提高归纳和类比的能力，并且加深对光合作用原理的理解

让学生知识扩展、延伸

培养学生的自学能力，开阔知识面，使学生对

化能合成作用有较清晰和深入的认识。