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5.4.2光合作用的原理和应用的教案
【教学目标】
1.通过探究光合作用原理的实验，认识科学探究的基本思路和方法。
2.用物质和能量观阐明光合作用过程。
3.基于事实证据，进一步理解光合作用原理。
与核心素养对接：
1.科学探究--根据实验目的, 设计探究实验。
2.科学思维---分析与综合：分析光合作用光反应和暗反应过程，认同两个阶段既有区别又有联系。
3.社会责任----- 能够根据光合作用原理指导生产实践。
【教学重难点】
教学重点
1.光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
2.影响光合作用强度的环境因素。
教学难点
1.光合作用过程中物质和能量的变化及相互关系。
2.探究影响光合作用强度的环境因素
【新课导入】
教师利用在第一节课中了解的恩格尔曼的实验，得出叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧的结论。接着再提问生活中早上起来公园里的空气格外清新，这是为什么？与植物有什么关系？植物也在生长，它所需要的营养物质从何而来？学生结合初中对光合作用的的学习，让学生尝试说出答案。
【新课讲解】
光合作用的原理
1.图解：
探究1.关于光合作用过程
（1）有人认为：光反应必须在有光的条件下进行，暗反应必须在无光条件下进行，这种说法是否正确？
（2）分析光合作用过程，思考哪些过程不需要酶的催化，哪些过程需要酶的催化？
（3）利用同位素标记法分析光合作用过程中各元素的转移途径
①用放射性同位素18O标记H2O中的氧，则能在光合作用的哪些物质中检测到放射性？
②若用14C标记CO2中的C呢？
③总结光合作用中各元素的去向（用箭头表示）
碳的转移：CO2 → C3 →(CH2O)
氧的转移：H2O → O2 ； CO2 → C3 → (CH2O)
氢的转移：H2O → → (CH2O)
小结：
2.光合作用总反应式：
3.光反应与暗反应的比较
比较项目 光反应 暗反应
场所 类囊体的薄膜上（基粒） 基质
原料 H2O、（ADP+Pi） CO2 、C5、（ + ATP）
产物 O2 、ATP、 C6H12O6 、 C5、H2O、（ADP+Pi）
条件 光、色素、酶、（水） 多种酶、不需光、（+ATP）、CO2
物质变化
能量变化 光能 → ATP中活跃的化学能 ATP中活跃的化学能→（CH2O）稳定的化学能量
联系 ①光反应为暗反应提供 和ATP ，且只用于暗反应的 C3的还原 阶段 ②暗反应为光反应提供 ADP和Pi 。
实质 物质变化：CO2和H2O → 有机物 能量变化：光能 → 化学能 光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢
探究2.分析在无光条件下，暗反应能否长期进行？若暗反应停止，光反应能否持续进行？
4.光合作用中改变某一条件后，产物及中间产物的变化规律：（短时间内的相对含量变化）
条件 光照减弱， CO2供应不变 光照增强 CO2供应不变 光照不变 CO2供应减少 光照不变 CO2供应增加
C3 增加 减少 减少 增加
C5 减少 增加 增加 减少
、ATP 减少 增加 增加 减少
O2 减少 增加 减少 增加
(CH2O)含量 减少 增加 减少 增加
探究3.植物甲：持续光照10分钟，植物乙：光照5分钟后再暗处理5分钟，如此交替进行20分钟，植物丙：光照5秒钟后再暗处理5秒钟，如此交替进行20分钟。若其他条件不变，则甲、乙、丙三种植物①所制造的有机物总量：丙﹥乙﹥甲？②积累的有机物总量？
小结：相同时间内，若光照和黑暗间隔处理比一直光照的有机物积累多
∵、ATP基本不积累，利用充分；但一直光照会造成和ATP的积累，利用不充分
光合作用原理的应用
1．光合作用强度
(1)概念：植物在单位时间内通过光合作用制造糖类的数量。
(2)表示方法：用一定时间内原料消耗或产物生成的数量来定量表示。
(3)影响因素
①光合作用的原料——水、CO2。
影响CO2供应的因素：环境中CO2浓度和叶片气孔开闭情况等。
②动力——光能。
③场所——叶绿体。
影响叶绿体的形成和结构的因素：无机营养和病虫害。
④酶：影响酶活性的因素，如温度。
2．探究光照强度对光合作用的影响
取材
↓
排气
↓
沉水
↓
分组：取3只小烧杯，分别倒入20 mL富含二氧化碳的清水、分别放入10片小圆形叶片
↓
光照：分别对这3个实验装置进行强、中、弱三种光照
↓
观察并记录：同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量
3．在生产实践中的应用
实例 原理
间作套种 不同植物对光照的需求不同
冬季大棚温度白天适当提高，晚上适当降低 白天提高温度，促进光合作用，夜间降温，抑制呼吸作用
“正其行、通其风” 增大CO2浓度，有利于光合作用的进行
合理灌溉 水缺少导致气孔关闭，CO2供应不足
【板书】
第5章 第4节 细胞呼吸的原理和应用
二 光合作用的原理和应用
一、探究光合作用的经典实验
二、光合作用的原理
三、影响光合作用的外界环境因素
（1）光照强度
（2）CO2浓度
（3）温度
【课后反思】
在本部分内容教学中，教学目标达成，重点难点得到突破，体现了新课标的思想-----注重实验设计能力的培养和科学素养的培养。
在实际教学活动的实施过程中，学生表现出浓厚的学习兴趣，积极参与讨论和探究, 有关知识探究很全面，但重点不够突出，总结提升部分也做得不是很系统,且课堂教学时间不容易控制，完成教学计划所需要的时间比预计时间长了许多，导致后面练习方面时间不够，还好本节内容还有第二课时，可在第二课时给予适当弥补；另外学生在探究性学习过程中对实验的分析、讨论、设计以及语言表达等方面都显得比较薄弱，有待于多加强训练；还有对课堂生成问题应加强组织讨论,调控的能力，不一定所有问题都在课堂上统一结论，但要珍视学生有价值的提问，要敢于适当开放。

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