第三节 光合作用 一、素质教育目标 （一）知识教学点 1．了解叶绿体中色素的种类及作用、光合作用的实质和意义。 2．理解光合作用的概念、总反应式。 3．掌握光合作用的过程及图解。 （二）能力训练点 1．通过多媒体投影，对光合作用过程图解的分步展示，运用化学知识理解物质和能量变化，理顺所学知识的逻辑顺序，启迪学生的形象思维，培养学生观察联想、归纳综合、灵活应用知识的能力。 2．通过读书和师生的讨论活动，培养学生自学和主动探索新知识的技能、技巧。 （三）德育渗透点 1．通过生物结构和生理功能相统一，物质代谢和能量代谢相联系等生物科学知识的学习和理解，帮助学生树立辩证唯物主义的观点。 2．通过科学家研究光合作用暗反应的科研成果的介绍，对学生进行热爱科学，献身科学的思想教育。 （四）学科方法训练点 1．学会使用图和表的形象思维方法，用抽象的生物语言，按逻辑思维顺序表达其内涵，初步掌握理解新知识的记忆方法。 2．运用化学基础理解光反应和暗反应的过程，实质上就是氧化还原过程的知识迁移。 二、教学重点、难点、疑点及解决办法 1．教学重点及解决办法 教学重点是光反应和暗反应的生理过程。 [解决办法] 通过读书、思考、讨论、讲述、多媒体连环图解和课堂练习，反复强化来突出重点。 2．教学难点及解决办法 （1）光反应和暗反应的场所与条件、物质与能量转换的关系。 （2）光反应和暗反应的区别和联系。 [解决办法] （1）指导学生读书、思考、理解光合作用连环图，学习写分步反应式时，必须有场和条件，物质与能量的变化总是同时发生，才能表达其完整性和科学性。 （2）通过列表比较光反应和暗反应，启发学生归纳总结二者在物质和能量上的联系。 3．教学疑点及解决办法 （1）为什么光合作用是自然界最基本的物质代谢和能量代谢？ （2）为什么暗反应的第二阶段叫＂还原＂？ [解决办法] （1）根据光合作用的生理意义，植物通过光合作用将无机物变成有机物，将光能转变为有机物内的化学能，而且还将这些物质和能量供给其他生物，没有光合作用，生物体内的物质代谢和能量代谢都无法进行。 （2）在暗反应中，c3化合物转变成c6h12o6，c3是一个得到氢的过程，所以，第二阶段叫＂还原＂。 三、课时安排：2课时。 四、教学方法 启发式讨论为主、兼用比较分析小结式讲述法。 五、教具准备 1．多媒体课件 （1）叶绿体亚显微结构图。 （2）叶绿体中色素分子图解。 （3）光反应和暗反应过程分步显示连环图。 （4）学生复习、思考、练习题及相关图表。 2．多媒体教学相关器材等。 六、学生活动设计 1．学生讨论回忆叶绿体在光下制造氧气和淀粉等光合作用的相关知识。 2．视图复习叶绿体的亚显微结构、化学成分和功能。 3．采取读书思考、讨论小结、练习校正等多种形式的学习活动。 七、教学步骤 第一课时 （一）明确目标 1．了解叶绿体中色素的种类、颜色和作用。 2．理解光合作用的概念和图解。 3．掌握光合作用的生理过程。 （二）重点、难点的学习与目标完成过程 引言：同学们在初中已学过光合作用，你们还记得光合作用的概念吗？我们曾做过哪些与光合作用相关的实验？学生议论后，齐声朗读p·61，光合作用概念一段。 （一）光合作用的概念 教师点评强化，光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水合成储存能量的有机物，并且释放氧的过程。其中的有机物通常是葡萄糖，进而可以合成蔗糖或淀粉（即单糖可以合成二糖或多糖）等。 （二）叶绿体中色素的种类、颜色和作用 绿色植物的光合作用是在叶绿体中进行，请大家注视屏幕，回忆叶绿体的亚显微结构，用鼠标依次点击叶绿体的各个结构，让同学回忆叶绿体是由外膜、内膜、基质和基粒几部分组成，同时启发学生进一步联想，叶绿体中＂色素分子＂和＂多种酶＂分布的位置。再点击鼠标，画面上依次显示基粒及片层结构和基质的闪动，反映色素分子和酶的分布位置。这些色素分子和酶与叶绿体的光合作用有密切的关系。通过叶绿体中色素提取和分离实验可知，叶绿体中的色素有两类四种（荧屏显示）： 提 问：既然叶绿体中有四种色素，为什么生物的叶片大都呈绿色？ 学生讨论后小结：（略） 让白色的自然光通过叶绿体色素的酒精提取液，将透过的光用三棱镜散射，发现光栅上红光和蓝紫光处呈暗带，请同学们想一想，这是为什么？ 叶绿体中的色素能吸收太阳光，其中类胡萝卜素吸收蓝紫光，叶绿素吸收蓝紫光和红光。叶绿素分子比类胡萝卜素分子多吸收红光，它的吸光能力要强些，同时它还能利用光能使水分解。 光合作用包括一系列的物质转化和能量转化，它是怎样产生氧气、制造有机物的呢？下面，让我们共同来讨论光合作用的生理过程。 （三）光合作用的过程 请同学读书p·62-p·63，思考并总结第一阶段的相关知识。请学生回答： 屏幕显示，光合作用过程表解，表中各项答案空缺，待学生讨论回答后，教师对学生回答点拨、指正，屏幕再分步显示答案。 请按表格的要求比较光反应和暗反应的区别和联系： 1．光反应 （1）部位：叶绿体片层结构薄膜上。 （2）条件：需光、h2o、色素分子和酶。 （3）物质变化：水的光解：2h2o 4[h]+o2 （4）能量转换：光能 atp中的活泼的化学能 教师小结性重述，并联系表中的知识，边讲边板画光反应连环图（教材p·64图21）。 2．暗反应：学生再次读课文p·65，依次回答以下四个知识点。屏幕显示方法同光反应。 （1）部位：叶绿体基质中。 （2）条件：需多种酶和co2 （4）能量转换：atp中的活泼的化学能 有机物中的稳定的化学能。 教师小结性重述，仍密切联系表中有关暗反应的知识，边讲边板画暗反应连环图，强调暗反应的条件需多种酶催化，在有光或无光条件下都可以进行；同时简要说明c3得到氢叫还原。 此过程又叫卡尔文循环，是卡尔文用十年时间研究发现的，任何科学发现都是科学家经过不懈努力的结果，所以同学们对待学习要有不断努力、持之以恒的拼搏精神。 学生总结光反应和暗反应的联系，教师引导，主要把握：光反应为暗反应提供了还原剂[h]、能量atp；暗反应是光反应的继续，最终完成了把无机物化合成有机物，把光能储存在有机物的过程。 此时，表内内容填写完成。 （三）布置作业 1．在正常条件下进行光合作用的植物，当突然改变某条件后，发现叶肉细胞内三碳化合物的含量突然上升，则改变的条件是 [ ] a．停止光照 b．停止光照并降低co2的浓度 c．升高co2的浓度 d．降低co2的浓度 2．暗反应是否必须在夜间黑暗条件下进行？ 参考答案：1．a； 2．不是，暗反应和光反应几乎是同时发生，暗反应中的＂暗＂的含义是不利用光，在有光条件下能够正常进行。 （四）板书设计 三 光合作用 （一）光合作用的概念 （二）叶绿体中色素的种类、颜色及作用 （三）光合作用的生理过程：p·64图21 七、教学步骤 第二课时 （一）明确目标 屏幕显示本堂课应达到的教学目标： 1．了解光合作用的实质和意义。 2．理解光合作用的总反应式。 3．理解光反应和暗反应的区别和联系。 （二）重点、难点的学习与目标完成过程 引言：上节课我们知道光的概念和过程，请同学们看屏幕回忆（示光合作用连环图），根据光合作用图解上的番号，请回答 1．（1）填写下列物质的名称： a____b____c____d____ e____f____g____h____ （2）上图中b存在于____的____薄膜上；b利用a将水分解，为暗反应提供c；c是____剂，参与暗反应；b还将a转变为____并存储在____。 （3）在h的参与下，暗反应才能正常进行，首先d与f结合形成e，这个过程叫做____；e接受光反应提供的能量，被____还原，形成g和____，光反应提供的能量存储在____中。 参考答案： （1）a．光能、b．叶绿体中色素、c．[h]、d．co2、e．2c3、f．c5、g．c6h12o6、h．多种酶； （2）叶绿体、基粒片层结构、还原、化学能、atp； （3）co2的固定、[h]、h2o、c6h12o6； 2．光合作用的总反应式应怎样表达？学生思考后回答： 教师指向反应式，让学生再次口述光合作用的概念，理解总反应式与概念的关系，由此可知，6co2+12h2o*是光合作用的原料，c6h12o6 6o2* 6h2o是光合作用的产物，光能和叶绿体是光合作用的条件和场所。 3．c6h12o6中的c、h、o分别来自哪些反应物？学生回答：h2o、co2。 4．由于新陈代谢的实质是物质代谢和能量代谢，那么，光合作用的实质应该是什么？答：（略）。 5．通过以上学习的内容，我们应该怎样去认识光合作用的意义呢？请学生阅读教材p·64-p·65，讨论并小结：（1）光合作用是自然界中有机物的来源，为人和动物提供了食物；（2）光合作用使大气中o2和co2的含量基本保持动态平衡，是地球上有氧呼吸型生物o2的来源；（3）光合作用把光能转变成化学能，阳光是生物能量的最终来源。 （三）总结、扩展 1．c6h12o6是有机物糖类中的单糖，自然界中的c6h12o6是由co2和h2o通过光合作用合成的，在合成过程中，将太阳光能转变为化学能，稳定储存在分子结构复杂的c6h12o6化学键中，是储存能量的合成代谢。 2．从暗反应图中可知，此反应是在循环式的进行着，它不断地固定co2，在还原碳产生c6h12o6的同进还产生c5，c5将固定新的co2，这个循环周而复始，使暗反应得以持续进行。 3．atp与adp也是周而复始地循环着，二者的循环结果不断地将光能转变为有机物（c6h12o6）中稳定的化学能。 4．光反应在基粒及片层结构薄膜上进行，暗反应在基质中进行，故绿色植物光合作用过程在叶绿体中进行，所以光合作用总反应式的条件应该是叶绿体而不是叶绿素，同学们常常在书写总反应式时，把叶绿体错写为叶绿素，犯了概念上的错误。 5．从光合作用发生的生化反应可以看出，光合作用是一个氧化还原过程。在绿色植物体内，以叶绿素吸收光能作为反应的推动力，在生物酶的参与下，将水光解为o2和[h]，并用[h]去还原co2，最终生成富含能量的有机物。这一系列反应，绿色植物是在常温常压下完成的，在其它情况下是无法实现的。但就其化学本质，光合作用过程是一系列化学反应过程，所以，化学知识是学习生物的基础，生物科学与各学科的结合带来美好的前景，是当今生物学发展的大方向，我们所学的各学科知识都是相互渗透、相互联系的，我们只有不偏科，才能全面发展。 6．为什么光合作用是生物界中最基本的物质代谢和能量代谢？ 光合作用把无机物制造成有机物，为动物和人提供了食物和栖所，为有氧呼吸型的生物提供了氧气，保证了自然界中二氧化碳和氧气含量的动态平衡，保证了生物界和无机环境之间的物质循环；光合作用把光能转变成存储于有机物中的化学能，是生物界所需能量的最终来源，也是生态系统能量流动的前提，为生物的生存提供了能量。 我们珍爱大自然，关键在于保护绿色环境，其实质是发挥自然界光合作用的最大潜能，为人类的生存和发展提供最根本的条件。 （四）布置作业 教材p·56练习题。 （五）板书设计 （三）光合作用的生理过程（见教材p·64图22） （四）光合作用的总反应式 （五）光合作用的实质 （六）光合作用的意义 八、参考资料 1．光合作用产生氧气的量大约每年1000多亿吨，大气中的氧气总量约200多万亿吨，平均每隔xx年要经过植物光合作用循环更新一次。 2．枫叶、秋海棠等植物是红色叶片，因其细胞液中含有许多红色的花青素，所以叶子是红的，但是叶肉细胞里的叶绿体含有叶绿素，它们和其他植物一样，也能进行光合作用。秋天叶片变红，是因为叶绿素受低的温度刺激很快被分解，细胞里产生了大量的红色花青素的结果；叶片变黄，主要是因为叶绿体中叶黄素的含量相对增多的缘故。 3．海里生长的植物也含有叶绿素，但含量不多。一般浅海植物的叶绿素含量较多，深海植物的叶绿素含量较少。藻类植物还含有藻胆素，所以，藻类植物具有许多不同的颜色。 4．植物的嫩芽和新叶含叶绿素较少，一般呈浅绿色；老叶含叶绿素较多，颜色较深。