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《光能的捕獲》備課教案
在教學(xué)工作者開展教學(xué)活動前，可能需要進(jìn)行教案編寫工作，教案是教學(xué)活動的依據(jù)，有著重要的地位。如何把教案做到重點(diǎn)突出呢？以下是小編為大家收集的《光能的捕獲》備課教案，僅供參考，歡迎大家閱讀。
《光能的捕獲》備課教案 1
學(xué)習(xí)目標(biāo)：
1．說出人們對光合作用的認(rèn)識過程，體驗(yàn)生物科學(xué)發(fā)現(xiàn)的歷程。
2．闡明光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的大致過程，認(rèn)識光合作用的實(shí)質(zhì)和在自然界的重要性。
3．描述葉綠體的結(jié)構(gòu)，提取和分離葉綠體色素。
4．分析環(huán)境因素對光合作用速率的影響，能繪出各種因素與光合作用速率的坐標(biāo)圖像，培養(yǎng)綜合分析問題的能力。
自學(xué)探究：
光合作用：植物通過 捕獲和利用了太陽能，把_____和______合成有機(jī)物，將 轉(zhuǎn)化為 貯存在葡萄糖等有機(jī)物中，并釋放O2，這個過程就是 。
一、光合作用的早期研究
1、光合作用的發(fā)現(xiàn)
年代 科學(xué)家 科學(xué)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
1642 海爾蒙特 第一次試圖用定量的方法研究柳樹的營養(yǎng)來源，發(fā)現(xiàn)柳樹的增重大于土壤的減少量 建造植物體的原料，只是 ，卻沒有考慮空氣的作用
1771 普里斯特利
英格豪斯 將薄荷枝條和燃燒著的蠟燭放在密封的鐘罩中，蠟燭不易熄滅，而將小鼠與綠色植物放入罩內(nèi)，也不易窒息死亡 綠色植物在光下吸收了 ，產(chǎn)生了 。
1864 薩克斯 采用碘液測定淀粉的方法，發(fā)現(xiàn)遮光一半葉無顏色變化，曝光的一面則成深藍(lán)色 綠色植物在光下能產(chǎn)生 。
1880 恩吉尓曼 用水綿做材料，用好氧菌作為O2的標(biāo)志物，發(fā)現(xiàn)好氧菌集中在葉綠體所有受光部位周圍
光合作用場所是
1941 魯賓和卡門 運(yùn)用放射性同位素標(biāo)記法，通過小球藻的實(shí)驗(yàn)確定O2的來源 光合作用產(chǎn)生O2全來自 。
2、分析討論：
（1）海爾蒙特認(rèn)為建造植物體的原料只是水，這一結(jié)論是否合理？
（2）為什么普里斯特利的實(shí)驗(yàn)有時成功，有時失敗？
（3）恩吉尓曼選用水綿做實(shí)驗(yàn)材料有什么好處？通過該實(shí)驗(yàn)可得出什么結(jié)論？
（4）薩克斯為何要將植物進(jìn)行一晝夜的暗處理？葉片一半遮光、一半照光的目的是什么？
（5）魯賓和卡門的兩組實(shí)驗(yàn)是如何設(shè)計(jì)的？
太陽是整個生命世界的能量源泉， 為幾乎所有的生物提供了物質(zhì)和能量，它是自然界最基本的 和 。
二、葉綠體的結(jié)構(gòu)
1、葉綠體的形態(tài)
高等植物細(xì)胞中葉綠體通常呈 ，數(shù)目較多。
2、葉綠體與白色體或有色體的相互轉(zhuǎn)變將葉綠體長時間置于暗處，葉綠體則轉(zhuǎn)變成 或，但光照后又可恢復(fù)為具有 的葉綠體
3、葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)
（1）兩層膜
（2）基粒：內(nèi)部有許多綠色柱狀的 ，每個基粒有數(shù)十個囊狀的
組成，基粒間還有基質(zhì)類囊體與基粒的類囊體相連，從而使各類囊體的腔彼此相通。
與光合作用有關(guān)的色素和酶都分布在 。
（3）基質(zhì)：在基粒之間充滿著基質(zhì)。
與暗反應(yīng)有關(guān)的酶則分布在 。在基質(zhì)中還含有少量的 。
三、葉綠體色素的提取與分離
1、實(shí)驗(yàn)原理：
葉綠體中色素提取的原理：葉綠體中的色素溶解于__________如酒精或丙酮（相似相溶），形成色素液。
分離的原理：四種色素在層析液中__________不同，因而隨層析液在濾紙上______________________不同，其中胡蘿卜素在丙酮中的溶解度最高，擴(kuò)散速度最快，葉黃素和葉綠素ａ次之，葉綠素ｂ溶解度最低，擴(kuò)散得最慢。根據(jù)此原理使各色素分離開來。
2、注意事項(xiàng)
（1）取材時要選取新鮮的顏色較深的葉片，以便使濾液中含較多的色素。
（2）研磨時加入二氧化硅的目的是： 。
（3）加入少量碳酸鈣的目的是： 。
（4）研磨要迅速、充分。一是因?yàn)楸菀讚]發(fā)發(fā)二是為了使葉綠體完全破裂，從而能提取較多的色素。三是葉綠素極不穩(wěn)定，能被活細(xì)胞中的葉綠素酶水解而破壞。
（5）濾液收集后，要及時用 將試管口塞緊。
3、制備濾紙條時，要將濾紙條的一端剪去兩角，這樣可以使色素在濾紙條上擴(kuò)散，便于觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
4、畫線時，一定要細(xì)并且直，這樣可以防止 ，使色素分子均勻分布在一條直線上，做到擴(kuò)散起點(diǎn)一致。重復(fù)劃2―3次，是為了，使實(shí)驗(yàn)更加明顯。
5、分離色素時，一定不要讓濾紙條上的濾液細(xì)線接觸到層析液，這是因?yàn)?/p>
四、光合作用的過程
根據(jù)是否需要光能，可以概括為兩個階段：
（一）光反應(yīng)階段
1、光反應(yīng)條件及場所：必須在 下才能進(jìn)行，場所在 。
2、光反應(yīng)過程：在此階段 轉(zhuǎn)換成 ， 轉(zhuǎn)換成 。
（1）光能轉(zhuǎn)換成電能
類囊體膜上的絕大多數(shù)色素排列緊密，快速高效地把吸收來的大量光能傳遞給
_________，它既能捕捉光能又能將光能轉(zhuǎn)化為 。就象透鏡把光束集中到焦點(diǎn)一樣，其他色素把大量光能 、 、傳遞給 ，使其被激發(fā)而失去 。脫離葉綠素ａ的電子，在類囊體膜上經(jīng)過一系列的傳遞，最后傳遞給一種帶正電荷的有機(jī)物 （簡稱 ）。
失去電子的葉綠素ａ變成一種 ，能夠從 中奪取 ，使水分子分解成 和 ，葉綠素ａ由于獲得電子而恢復(fù)穩(wěn)態(tài)。
這樣在光的照射下，特殊狀態(tài)的葉綠ａ連續(xù)不斷地 和 ，從而形成 ，使 轉(zhuǎn)換成 。
（2）電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能
隨著光能轉(zhuǎn)換成電能， 得到 和 ，就形成了 （ ），這樣一部分電能就轉(zhuǎn)化成 儲存在 中。同時，葉綠體利用光能轉(zhuǎn)換成的另一部分能量，將 和 轉(zhuǎn)化成 ，這部分電能則轉(zhuǎn)化成活躍的化學(xué)能儲存在 中。
（二）暗反應(yīng)階段
1、暗反應(yīng)條件及場所：不需 ，場所在 。
2、暗反應(yīng)過程：將 還原成 ，將 和 中的活躍化學(xué)能轉(zhuǎn)換成 中貯存的穩(wěn)定的化學(xué)能。
（1）CO2的固定
葉片從外界吸收的二氧化碳，在 的作用下與植物體內(nèi)的.一種 （用C5表示）結(jié)合，這個過程叫做二氧化碳的固定。一個二氧化碳分子被一個五碳化合物分子固定后很快形成兩個含有 的化合物（用C3表示）。
（2）C3的還原
一部分三碳化合物在 和 的作用下，被 還原，再經(jīng)過一系列復(fù)雜的變化形成糖類。這樣 和 中的能量就轉(zhuǎn)移到 ___________中形成 貯存起來，同時，另一部分三碳化合物又經(jīng)過復(fù)雜的變化重新生成 ，再次參與二氧化碳的固定。
（三）光合作用的反應(yīng)式
五、影響光合作用的因素因素 關(guān)系圖表 對光合作用的影響 在生產(chǎn)上的應(yīng)用
葉齡
隨葉齡的增大，葉的面積逐漸增大，光合作用的面積逐漸增大，光合作用速率提高，隨著葉齡進(jìn)一步增加，葉片衰老，葉綠素分解，光合作用速率下降 保證礦質(zhì)元素的充足供應(yīng)，尤其是Mｇ的供應(yīng)，使葉片保持鮮綠
光照強(qiáng)度
光合作用隨光照強(qiáng)度的變化而變化，光照弱時光合作用減慢，光照逐步增強(qiáng)時光合作用隨之加快，但是光照增強(qiáng)到一定程度，光合作用速率不再增加
1、適當(dāng)提高光照強(qiáng)度
2、延長光合作用時間
3、增加光合作用面積―合理密植
4、溫室使用無色玻璃
二氧化碳
CO2是光合作用的原料，環(huán)境中的CO2濃度的高低明顯影響光合作用速率。在一定范圍內(nèi)，植物的光合速率隨CO2濃度的增加而增加，但是達(dá)到一定程度時再增加CO2濃度，光合速率不再增加 溫室栽培植物時適當(dāng)提高室內(nèi)的CO2濃度，如釋放一定量的干冰或多施有機(jī)肥，使莖、葉吸收CO2增多
溫度
光合作用的暗反應(yīng)是酶促反應(yīng)，溫度直接影響酶的活性，從而影響光合速率。溫度過高，影響植物葉片氣孔開度，影響CO2供應(yīng)，進(jìn)而影響暗反應(yīng)，從而影響光合速率
1、適時播種
2、溫室栽培植物時，白天適當(dāng)提高溫度，晚上適當(dāng)降溫
3、植物“午休”現(xiàn)象的原因之一
《光能的捕獲》備課教案 2
第一課時
捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)
1.說出綠葉中色素的種類和作用。
2.說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。
3.學(xué)會提取、分離綠葉色素的方法
4.通過探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力、分析和解決問題的能力以及培養(yǎng)語言表達(dá)能力。
5.通過對葉綠體結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生樹立結(jié)構(gòu)和功能相統(tǒng)一的生物學(xué)觀點(diǎn)。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
1.綠葉中色素的種類和作用，葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。（重難點(diǎn)）
2.提取、分離綠葉色素實(shí)驗(yàn)操作、葉綠體結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一性。（重難點(diǎn)）
三、教學(xué)方法
講授、演示、視頻播放、小組討論。
四、教學(xué)過程
【新課導(dǎo)入：情景設(shè)置，導(dǎo)入新課】
觀看視頻《歡迎來到智慧植物工廠》，通過熱點(diǎn)問題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
【新課講授】
問題探究：通過問題探究，小組討論調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。
植物工廠在人工精密控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營養(yǎng)液成分等條件下，
生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有的植物工廠完全依靠LED燈等人工光源，其中常見的是紅色、藍(lán)色和白色的光源。
1.靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？
提示：用人工光源生產(chǎn)蔬菜，可以避免由于自然環(huán)境中光照強(qiáng)度不足導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度低而造成的減產(chǎn)。同時，人工光源的強(qiáng)度和不同色光是可以調(diào)控的，可以根據(jù)植物生長的情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使蔬菜產(chǎn)量達(dá)到最大。
2.為什么要控制二氧化碳濃度、營養(yǎng)液成分和溫度等條件？
提示：影響光合作用的因素很多，既有植物自身?xiàng)l件，也有外界環(huán)境條件。二氧化碳濃度、營養(yǎng)液和溫度是影響植物生長的重要外部條件，因此要進(jìn)行控制，以便讓植物達(dá)到最佳的生長狀態(tài)。
提問：植物的葉片中含有哪些色素呢？怎樣提取這些色素呢？
一、捕獲光能的色素
播放視頻《綠葉中色素的提取和分離》，引導(dǎo)學(xué)生歸納概括綠葉中色素的提取和分離的實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)?zāi)康模牧嫌镁撸瑢?shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等，完成填空中的問題。
知識點(diǎn)梳理：
1.實(shí)驗(yàn)原理
（1）提取色素：綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑_______________中。
（2）分離色素：各種色素在___________中的__________不同，溶解度高的隨層析液在濾紙條上的_____________，反之則慢。
提示：
（1）無水乙醇
（2）層析液
溶解度
擴(kuò)散更快
2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
（1）進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離。
（2）探究綠葉中含有幾種色素。
3.材料用具
新鮮的綠葉
（如菠菜的綠葉）；無水乙醇（提取色素）；層析液（分離色素）；二氧化硅（有助于研磨得充分）；碳酸鈣（防止研磨中色素被破壞）。
4.實(shí)驗(yàn)步驟
（1）提取綠葉的色素
a.稱取5
g菠菜葉，剪去主葉脈，剪碎，放入研缽中；
b.加少許的二氧化硅、碳酸鈣
與10
ml無水乙醇，迅速充分研磨；
c.將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中（單層尼龍布）進(jìn)行過濾；
d.將濾液收集到試管中，用棉塞塞嚴(yán)。
（2）制備濾紙條
a.將濾紙剪成能放入燒杯中的濾紙條；
b.在濾紙條一端剪去兩角（避免層析液在邊緣擴(kuò)散過快（邊緣效應(yīng)），使其同步到達(dá)細(xì)線）；
c.在距去角一端1
cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線。
（3）畫濾液細(xì)線
將濾液倒入培養(yǎng)皿，用蓋玻片蘸取濾液在橫線處按壓出均勻的細(xì)線。等濾液干后再畫一到兩次。
要求：細(xì)、直、齊；重復(fù)2—3次。（為了積累更多的色素，使分離后的色素帶更明顯）
（4）分離綠葉中的色素
原理：溶解度高的色素隨層析液在濾紙上__擴(kuò)散得快__；反之，則慢。
將濾紙條有濾液細(xì)線的一端插入___層析液___。
提問：為何濾液細(xì)線不能觸及層析液？
提示：防止色素溶解在層析液中
提問：為何要蓋上培養(yǎng)皿？
提示：防止層析液揮發(fā)，因其易揮發(fā)且有毒
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果
①濾紙上有幾條色素帶？
（4條）
②從上而下的排序說明了什么？
（溶解度不同）
③不同條帶的寬窄說明了什么？
（含量不同）
④不同的色素帶分別對應(yīng)哪些色素？
異常現(xiàn)象的分析
1.若色素提取液呈淡綠色的，其原因有：
①選取的葉片顏色不是濃綠色或稱取的綠葉過少或放置數(shù)天的菠菜葉，色素含量少；
②加入的無水乙醇過多，色素溶液濃度小；
③未加碳酸鈣或加入的過少，色素分子部分破壞；
④研磨不充分，色素未能充分提取出來。
2.若色素帶顏色較淺，其原因有：同上4點(diǎn)
⑤劃濾液細(xì)線的次數(shù)太少，濾紙條上的色素含量少；
⑥層析時，部分濾液細(xì)線已觸及層析液。
提問：為何綠葉呈綠色？
提示：葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光；類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光。葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射回來，所以葉片才呈現(xiàn)綠色。
分析：為什么植物春夏葉子翠綠 而深秋則葉片金黃呢？
提示：
（1）由于葉綠素的含量大大超過類胡蘿卜素，而使類胡蘿卜素的顏色被掩蓋，只顯示出葉綠素的綠色。
（2）低溫使葉綠素大量破壞，而使類胡蘿卜素的顏色顯示出來。
（3）當(dāng)溫度低于7℃時，樹葉中會生成花青素。
小組討論，問題探究
1.冬季時，為了增加蔬菜的產(chǎn)量，應(yīng)該選擇紅色、藍(lán)色還是無色的大棚塑料薄膜？為什么？
提示：無色。由于太陽光由七色光組成，所以用無色透明的塑料薄膜，植物獲得的光能更多。
2.陰天時，為了增加蔬菜的產(chǎn)量，在功率相同的情況下，應(yīng)該選擇什么顏色（藍(lán)紫光或紅光/白光）的照明燈為蔬菜補(bǔ)充光源？為什么？
提示：藍(lán)紫光或紅光。在照明燈功率相同的情況下，用發(fā)藍(lán)紫光或紅光的照明燈，植物利用光能的效率最高。
二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用（圖解分析）
（組織學(xué)生閱讀課本P100“思考討論”，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)探究，概括恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的結(jié)論）
小組討論，實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)一
恩格爾曼
結(jié)論：氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所。
小組討論，實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)二
恩格爾曼
小組討論，問題探究：
（1）為什么選用水綿和好氧細(xì)菌作為實(shí)驗(yàn)材料？
提示：水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察。好氧細(xì)菌可確定釋放O2的部位。
（2）為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？
提示：選用黑暗并且沒有空氣的'環(huán)境，可排除光線和氧的干擾。
1.恩格爾曼第一個實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么
提示：恩格爾曼第一個實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是氧氣是葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所。
知識點(diǎn)歸納：
（1）葉綠體的結(jié)構(gòu)：雙層膜，葉綠體基質(zhì)，葉綠體基粒（由類囊體堆疊而成）。
（2）功能：進(jìn)行__光合作用_的場所。
（3）物質(zhì)基礎(chǔ)
a.在葉綠體內(nèi)部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的_色素分子_。
b.在__類囊體膜__上和____葉綠體基質(zhì)___中，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。
2.恩格爾曼在選材、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？
提示：實(shí)驗(yàn)材料選擇水綿和好氧細(xì)菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀察，好氧細(xì)菌可確定釋放氧氣多的部位；沒有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾；用極細(xì)的光束照射，葉綠體上有光照多和光照少的部位，相當(dāng)于一組對比實(shí)驗(yàn)；臨時裝片暴露在光下的實(shí)驗(yàn)再一次驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，等等。
3.在第二個實(shí)驗(yàn)中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，為什么？
提示：這是因?yàn)樗d葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，在此波長光的照射下，葉綠體會釋放氧氣，適于好氧細(xì)菌在此區(qū)域分布。
4.綜合上述資料，你認(rèn)為葉綠體具有什么功能？
提示：葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所，并且能夠吸收特定波長的光。
【課堂練習(xí)】
1.下列關(guān)于“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是（
）
A.綠葉中的色素只能溶解在無水乙醇中
B.層析分離時必須確保濾液細(xì)線不觸及層析液
C.制備濾紙條時用圓珠筆畫橫線更方便
D.若研磨綠葉時沒有加入碳酸鈣，則提取不到光合色素
提示：綠葉中的色素能溶解在丙酮、無水乙醇等有機(jī)溶劑中，A錯誤；層析分離時必須確保濾液細(xì)線不觸及層析液，否則色素會溶解在層析液中，B正確；圓珠筆筆油中有色素，因此制備濾紙條時應(yīng)該用鉛筆畫橫線，C錯誤；碳酸鈣的作用是防止色素被破壞，因此沒有加入碳酸鈣會導(dǎo)致層析后濾紙條上的葉綠素帶顏色較淺，D錯誤。
2.植物光合作用的作用光譜是通過測量光合作用對不同波長光的反應(yīng)（如O2的釋放）來繪制的。下列敘述錯誤的是（ ）
A.類胡蘿卜素在紅光區(qū)吸收的光能可用于光反應(yīng)中ATP的合成
B.葉綠素的吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制
C.光合作用的作用光譜也可用CO2的吸收速率隨光波長的變化來表示
D.葉片在640～660
nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的
提示：類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，在紅光區(qū)不吸收光能，A項(xiàng)錯誤；葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，其吸收光譜可通過測量其對不同波長光的吸收值來繪制，B項(xiàng)正確；CO2的吸收速率和O2的釋放速率隨光波長的變化均可表示光合作用的作用光譜，C項(xiàng)正確；根據(jù)葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜可知，葉片在640～660
nm波長光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的，D項(xiàng)正確。
3.將單細(xì)胞綠藻置于適宜的溫度、光照以及充足的CO2條件下培養(yǎng)，經(jīng)一段時間后，突然停止光照，則下列敘述中不會發(fā)生的是（ ）
A.光反應(yīng)停止，不能形成NADPH和ATP
B.短時間內(nèi)暗反應(yīng)仍進(jìn)行，CO2與C5繼續(xù)結(jié)合形成C3
C.短時間內(nèi)綠藻體內(nèi)C3的含量會上升
D.由于沒有NADPH和ATP供應(yīng)，C3不能形成糖類等物質(zhì)，積累了許多C5
提示：光照突然停止，光反應(yīng)不能進(jìn)行，不能形成ATP和NADPH，短時間內(nèi)在CO2充足的條件下，CO2繼續(xù)與C5結(jié)合形成C3，但因NADPH及ATP供應(yīng)不足，C3的還原受阻，無法合成C5和有機(jī)物，故細(xì)胞內(nèi)C3增加，C5減少。
五、板書設(shè)計(jì)
第四節(jié)
光合作用與能量轉(zhuǎn)化
第一課時
捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)
一、捕獲光能的色素
1.綠葉中色素的提取和分離
（1）實(shí)驗(yàn)原理
（2）實(shí)驗(yàn)步驟
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.色素：葉綠素、類胡蘿卜素
二、葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用
1.葉綠體結(jié)構(gòu)：雙層膜、類囊體薄膜、基質(zhì)
2.功能
3.物質(zhì)基礎(chǔ)
《光能的捕獲》備課教案 3
一、教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
學(xué)生能夠準(zhǔn)確說出光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程，理解每個實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路、過程及結(jié)論。
詳細(xì)闡述葉綠體中色素的種類、顏色和作用，以及葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。
清晰描述光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程，包括物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)換。
能力目標(biāo)
通過分析光合作用的發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力和邏輯思維能力。
開展葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力和實(shí)驗(yàn)分析能力。
引導(dǎo)學(xué)生繪制光合作用過程的示意圖，增強(qiáng)學(xué)生的圖形表達(dá)和信息整合能力。
情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)
通過了解光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程，體會科學(xué)家們的探索精神和創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣。
認(rèn)識光合作用在生態(tài)系統(tǒng)和人類生活中的重要意義，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識和生態(tài)觀念。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程及相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
葉綠體中色素的種類、功能及提取分離實(shí)驗(yàn)。
光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程及兩者關(guān)系。
教學(xué)難點(diǎn)
光合作用中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)換過程。
理解光合作用發(fā)現(xiàn)歷程中各實(shí)驗(yàn)的原理和結(jié)論。
三、教學(xué)方法
講授法：系統(tǒng)講解光合作用的概念、原理、過程等重要知識點(diǎn)，確保學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識。
討論法：組織學(xué)生討論光合作用發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的問題，促進(jìn)學(xué)生之間的思想交流，培養(yǎng)合作探究能力。
實(shí)驗(yàn)法：開展葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，培養(yǎng)實(shí)踐操作能力。
多媒體輔助教學(xué)法：利用圖片、動畫、視頻等多媒體資源，直觀展示葉綠體的結(jié)構(gòu)、色素的功能以及光合作用的過程，幫助學(xué)生理解抽象知識。
四、教學(xué)過程
（一）導(dǎo)入新課（5 分鐘）
展示一幅陽光下一片生機(jī)勃勃的綠色植物圖片，提問學(xué)生：“綠色植物為什么能在陽光下茁壯成長？它們是如何利用光能的？” 引導(dǎo)學(xué)生思考，從而引出本節(jié)課的主題 —— 光能的捕獲。
（二）光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程（15 分鐘）
教師按照時間順序，依次介紹海爾蒙特、普利斯特利、英格豪斯、薩克斯、恩格爾曼等科學(xué)家關(guān)于光合作用的實(shí)驗(yàn)。
利用多媒體展示每個實(shí)驗(yàn)的過程和現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和得出的結(jié)論。例如，在講解薩克斯的實(shí)驗(yàn)時，提問學(xué)生：“為什么要對葉片進(jìn)行暗處理？一半遮光一半曝光的目的是什么？碘蒸氣處理后出現(xiàn)不同顏色說明了什么？” 讓學(xué)生通過思考和討論，理解實(shí)驗(yàn)的原理和意義。
總結(jié)光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程，強(qiáng)調(diào)科學(xué)研究是一個不斷探索、修正和完善的過程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。
（三）葉綠體中的色素（20 分鐘）
實(shí)驗(yàn)：葉綠體中色素的提取和分離
教師講解實(shí)驗(yàn)原理、目的、材料用具、方法步驟及注意事項(xiàng)。重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)無水乙醇用于提取色素，層析液用于分離色素，以及在研磨過程中加入二氧化硅和碳酸鈣的作用。
學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師巡回指導(dǎo)，確保實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，讓學(xué)生觀察濾紙條上色素帶的分布情況，分析色素的種類和顏色。
色素的種類和功能
結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，教師講解葉綠體中色素的種類，包括葉綠素 a（藍(lán)綠色）、葉綠素 b（黃綠色）、葉黃素（黃色）和胡蘿卜素（橙黃色）。
利用多媒體展示不同色素對不同波長光的吸收光譜，說明葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，這些色素能夠捕獲光能，為光合作用提供能量。
（四）葉綠體的結(jié)構(gòu)（10 分鐘）
展示葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖，引導(dǎo)學(xué)生觀察葉綠體的形態(tài)、結(jié)構(gòu)，包括外膜、內(nèi)膜、基粒和基質(zhì)。
講解葉綠體的結(jié)構(gòu)與光合作用功能的適應(yīng)性，如基粒由許多類囊體堆疊而成，增大了膜面積，有利于色素附著和光反應(yīng)的進(jìn)行；基質(zhì)中含有與暗反應(yīng)有關(guān)的酶，為暗反應(yīng)提供了條件。
（五）光合作用的過程（20 分鐘）
光反應(yīng)階段
利用動畫展示光反應(yīng)的過程，講解光反應(yīng)發(fā)生的場所（類囊體薄膜）、條件（光、色素、酶）、物質(zhì)變化（水的光解產(chǎn)生氧氣和 [H]，ADP 和 Pi 合成 ATP）和能量轉(zhuǎn)換（光能轉(zhuǎn)變?yōu)?ATP 中活躍的化學(xué)能）。
引導(dǎo)學(xué)生分析光反應(yīng)中各物質(zhì)的來源和去向，以及能量的'轉(zhuǎn)化過程。
暗反應(yīng)階段
同樣通過動畫展示暗反應(yīng)的過程，介紹暗反應(yīng)發(fā)生的場所（葉綠體基質(zhì)）、條件（酶）、物質(zhì)變化（二氧化碳的固定和 C3 的還原，最終生成糖類等有機(jī)物）和能量轉(zhuǎn)換（ATP 中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能）。
組織學(xué)生討論光反應(yīng)和暗反應(yīng)的聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供 [H] 和 ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供 ADP 和 Pi，兩者相互依存，共同完成光合作用。
（六）課堂小結(jié)（5 分鐘）
引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程、葉綠體中的色素、葉綠體的結(jié)構(gòu)以及光合作用的過程，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)光合作用中光能捕獲的過程和意義。
（七）布置作業(yè)（5 分鐘）
課后練習(xí)題，鞏固課堂所學(xué)知識。
讓學(xué)生查閱資料，了解光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，下節(jié)課進(jìn)行分享交流。
五、教學(xué)反思
在教學(xué)過程中，要注重引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂討論和實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和探究精神。對于光合作用過程中復(fù)雜的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)換，可通過多媒體輔助教學(xué)和動畫演示，幫助學(xué)生理解。同時，要關(guān)注學(xué)生的課堂反饋，及時調(diào)整教學(xué)節(jié)奏和方法，確保教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。
《光能的捕獲》備課教案 4
一、教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
闡述光合作用的探究歷程，明晰各階段實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵結(jié)論。
辨別葉綠體中色素的種類、顏色及吸收光譜特性，掌握其在光合作用中的功能。
詳細(xì)說明光合作用光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程，包括物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)變。
能力目標(biāo)分析光合作用
通過經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，發(fā)展邏輯推理與科學(xué)探究能力。
熟練進(jìn)行葉綠體色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)操作，提升動手實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)分析能力。
能夠繪制并闡釋光合作用過程的示意圖，鍛煉圖文轉(zhuǎn)換與知識整合能力。
情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)
體會科學(xué)家探索光合作用的艱辛歷程，培養(yǎng)勇于質(zhì)疑、追求真理的科學(xué)精神。
認(rèn)識光合作用對生態(tài)系統(tǒng)和人類生存的重要意義，增強(qiáng)環(huán)保意識。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程及相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析。
葉綠體色素的種類、功能以及提取和分離實(shí)驗(yàn)。
光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程及相互關(guān)系。
教學(xué)難點(diǎn)
理解光反應(yīng)中光能如何轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并儲存在 ATP 和 NADPH 中。
闡釋暗反應(yīng)中卡爾文循環(huán)的物質(zhì)變化和能量利用機(jī)制。
三、教學(xué)方法
講授法：系統(tǒng)講解光合作用的核心概念、原理和過程。
實(shí)驗(yàn)探究法：組織學(xué)生進(jìn)行葉綠體色素提取與分離實(shí)驗(yàn)，親身體驗(yàn)科學(xué)探究過程。
討論法：引導(dǎo)學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)合作學(xué)習(xí)與思維碰撞。
多媒體輔助教學(xué)法：借助動畫、圖片、視頻等資源，直觀展示抽象的`光合作用過程。
四、教學(xué)過程
（一）導(dǎo)入新課（5 分鐘）
展示一幅森林中陽光透過樹葉縫隙灑下的圖片，提問：“植物為什么能在陽光下茁壯成長？它們是如何利用光能的？” 引發(fā)學(xué)生興趣，導(dǎo)入本節(jié)課主題 —— 光能的捕獲。
（二）光合作用的探究歷程（15 分鐘）
講述海爾蒙特柳樹實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處與局限性。
介紹普利斯特利的小鼠與植物實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論。
展示英格豪斯實(shí)驗(yàn)，組織學(xué)生討論光照在實(shí)驗(yàn)中的作用。
講解薩克斯半葉遮光實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)中如何驗(yàn)證光合作用的產(chǎn)物是淀粉。
介紹恩格爾曼水綿實(shí)驗(yàn)，說明該實(shí)驗(yàn)如何證明葉綠體是光合作用的場所以及光合作用需要光。
（三）葉綠體中的色素（20 分鐘）
實(shí)驗(yàn)：葉綠體中色素的提取和分離
講解實(shí)驗(yàn)原理：利用無水乙醇提取色素，根據(jù)不同色素在層析液中溶解度不同進(jìn)行分離。
演示實(shí)驗(yàn)步驟：研磨葉片、過濾、畫濾液細(xì)線、層析分離。
學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)，提醒注意安全與操作規(guī)范。
觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論濾紙條上色素帶的分布、顏色及寬窄。
色素的種類與功能
介紹葉綠體中色素包括葉綠素 a、葉綠素 b、葉黃素和胡蘿卜素，講解其顏色和吸收光譜特點(diǎn)。
說明葉綠素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍(lán)紫光，它們在光能捕獲中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
（四）光合作用的過程（25 分鐘）
光反應(yīng)階段
利用動畫展示光反應(yīng)過程，講解發(fā)生場所（類囊體薄膜）、條件（光、色素、酶）。
分析物質(zhì)變化：水的光解產(chǎn)生氧氣、H和電子，電子傳遞過程中 ADP 和 Pi 合成 ATP，H與 NADP結(jié)合形成 NADPH。
闡述能量轉(zhuǎn)換：光能轉(zhuǎn)化為 ATP 和 NADPH 中的化學(xué)能。
暗反應(yīng)階段
展示暗反應(yīng)動畫，介紹發(fā)生場所（葉綠體基質(zhì)）和條件（酶）。
講解物質(zhì)變化：二氧化碳的固定，C與二氧化碳結(jié)合生成 C；C的還原，在 ATP 和 NADPH 供能下，C接受 H被還原為糖類等有機(jī)物，同時生成 C。
說明能量轉(zhuǎn)換：ATP 和 NADPH 中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化學(xué)能。
光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系
組織學(xué)生討論光反應(yīng)與暗反應(yīng)的聯(lián)系，強(qiáng)調(diào)光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供 ATP 和 NADPH，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供 ADP、Pi 和 NADP。
（五）課堂小結(jié)（5 分鐘）
引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容，包括光合作用的探究歷程、葉綠體色素的作用以及光合作用的過程。
（六）布置作業(yè)（5 分鐘）
完成課后練習(xí)題，鞏固光合作用的相關(guān)知識。
查閱資料，了解光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用實(shí)例。
五、教學(xué)反思
教學(xué)中應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)和討論，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。對于抽象的光合作用過程，要充分利用多媒體資源輔助教學(xué)。關(guān)注學(xué)生的反饋，及時調(diào)整教學(xué)節(jié)奏，確保學(xué)生理解和掌握重點(diǎn)知識。
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