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《光能的捕獲》備課教案
在教學(xué)工作者開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)前，可能需要進(jìn)行教案編寫(xiě)工作，教案是教學(xué)活動(dòng)的依據，有著(zhù)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)習目標：
1．說(shuō)出人們對光合作用的認識過(guò)程，體驗生物科學(xué)發(fā)現的歷程。
2．闡明光合作用中光反應和暗反應物質(zhì)和能量轉化的大致過(guò)程，認識光合作用的實(shí)質(zhì)和在自然界的重要性。
3．描述葉綠體的結構，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圖像，培養綜合分析問(wèn)題的能力。
自學(xué)探究：
光合作用：植物通過(guò) 捕獲和利用了太陽(yáng)能，把_____和______合成有機物，將 轉化為 貯存在葡萄糖等有機物中，并釋放O2，這個(gè)過(guò)程就是 。
一、光合作用的早期研究
1、光合作用的發(fā)現
年代 科學(xué)家 科學(xué)實(shí)驗 實(shí)驗結論
1642 海爾蒙特 第一次試圖用定量的方法研究柳樹(shù)的營(yíng)養來(lái)源，發(fā)現柳樹(shù)的增重大于土壤的減少量 建造植物體的原料，只是 ，卻沒(méi)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(zhù)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，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)現遮光一半葉無(wú)顏色變化，曝光的一面則成深藍色 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的標志物，發(fā)現好氧菌集中在葉綠體所有受光部位周?chē)?/p>
光合作用場(chǎng)所是
1941 魯賓和卡門(mén) 運用放射性同位素標記法，通過(guò)小球藻的實(shí)驗確定O2的來(lái)源 光合作用產(chǎn)生O2全來(lái)自 。
2、分析討論：
�。�1）海爾蒙特認為建造植物體的原料只是水，這一結論是否合理？
�。�2）為什么普里斯特利的實(shí)驗有時(shí)成功，有時(shí)失��？
�。�3）恩吉尓曼選用水綿做實(shí)驗材料有什么好處？通過(guò)該實(shí)驗可得出什么結論？
�。�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(mén)的兩組實(shí)驗是如何設計的？
太陽(yáng)是整個(gè)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、葉綠體的結構
1、葉綠體的形態(tài)
高等植物細胞中葉綠體通常呈 ，數目較多。
2、葉綠體與白色體或有色體的相互轉變將葉綠體長(cháng)時(shí)間置于暗處，葉綠體則轉變成 或，但光照后又可恢復為具有 的葉綠體
3、葉綠體的亞顯微結構
�。�1）兩層膜
�。�2）基粒：內部有許多綠色柱狀的 ，每個(gè)基粒有數十個(gè)囊狀的
組成，基粒間還有基質(zhì)類(lèi)囊體與基粒的類(lèi)囊體相連，從而使各類(lèi)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(mǎn)著(zhù)基質(zhì)。
與暗反應有關(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，擴散得最慢。根據此原理使各色素分離開(kāi)來(lái)。
2、注意事項
�。�1）取材時(shí)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(shí)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。一是因為丙酮容易揮發(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。三是葉綠素極不穩定，能被活細胞中的葉綠素酶水解而破壞。
�。�5）濾液收集后，要及時(shí)用 將試管口塞緊。
3、制備濾紙條時(shí)，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散，便于觀(guān)察實(shí)驗結果。
4、畫(huà)線(xiàn)時(shí)，一定要細并且直，這樣可以防止 ，使色素分子均勻分布在一條直線(xiàn)上，做到擴散起點(diǎn)一致。重復劃2―3次，是為了，使實(shí)驗更加明顯。
5、分離色素時(shí)，一定不要讓濾紙條上的濾液細線(xiàn)接觸到層析液，這是因為
四、光合作用的過(guò)程
根據是否需要光能，可以概括為兩個(gè)階段：
�。ㄒ唬┕夥磻A段
1、光反應條件及場(chǎng)所：必須在 下才能進(jìn)行，場(chǎng)所在 。
2、光反應過(guò)程：在此階段 轉換成 ， 轉換成 。
�。�1）光能轉換成電能
類(lèi)囊體膜上的絕大多數色素排列緊密，快速高效地把吸收來(lái)的大量光能傳遞給
_________，它既能捕捉光能又能將光能轉化為 。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(lèi)囊體膜上經(jīng)過(guò)一系列的傳遞，最后傳遞給一種帶正電荷的有機物 （簡(jiǎn)稱(chēng) ）。
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穩態(tài)。
這樣在光的照射下，特殊狀態(tài)的葉綠ａ連續不斷地 和 ，從而形成 ，使 轉換成 。
�。�2）電能轉換成活躍的化學(xué)能
隨著(zhù)光能轉換成電能， 得到 和 ，就形成了 （ ），這樣一部分電能就轉化成 儲存在 中。同時(shí)，葉綠體利用光能轉換成的另一部分能量，將 和 轉化成 ，這部分電能則轉化成活躍的化學(xué)能儲存在 中。
�。ǘ┌捣磻A段
1、暗反應條件及場(chǎng)所：不需 ，場(chǎng)所在 。
2、暗反應過(guò)程：將 還原成 ，將 和 中的活躍化學(xué)能轉換成 中貯存的穩定的化學(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的.一種 （用C5表示）結合，這個(gè)過(guò)程叫做二氧化碳的固定。一個(gè)二氧化碳分子被一個(gè)五碳化合物分子固定后很快形成兩個(gè)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(guò)一系列復雜的變化形成糖類(lèi)。這樣 和 中的能量就轉移到 ___________中形成 貯存起來(lái)，同時(shí)，另一部分三碳化合物又經(jīng)過(guò)復雜的變化重新生成 ，再次參與二氧化碳的固定。
�。ㄈ┕夂献饔玫姆磻�
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(zhù)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，尤其是Mｇ的供應，使葉片保持鮮綠
光照強度
光合作用隨光照強度的變化而變化，光照弱時(shí)光合作用減慢，光照逐步增強時(shí)光合作用隨之加快，但是光照增強到一定程度，光合作用速率不再增加
1、適當提高光照強度
2、延長(cháng)光合作用時(shí)間
3、增加光合作用面積―合理密植
4、溫室使用無(wú)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，植物的光合速率隨CO2濃度的增加而增加，但是達到一定程度時(shí)再增加CO2濃度，光合速率不再增加 溫室栽培植物時(shí)適當提高室內的CO2濃度，如釋放一定量的干冰或多施有機肥，使莖、葉吸收CO2增多
溫度
光合作用的暗反應是酶促反應，溫度直接影響酶的活性，從而影響光合速率。溫度過(guò)高，影響植物葉片氣孔開(kāi)度，影響CO2供應，進(jìn)而影響暗反應，從而影響光合速率
1、適時(shí)播種
2、溫室栽培植物時(shí)，白天適當提高溫度，晚上適當降溫
3、植物“午休”現象的原因之一
《光能的捕獲》備課教案 2
第一課時(shí)
捕獲光能的色素和結構
一、學(xué)習目標教學(xué)目標
1.說(shuō)出綠葉中色素的種類(lèi)和作用。
2.說(shuō)出葉綠體的結構和功能。
3.學(xué)會(huì )提取、分離綠葉色素的方法
4.通過(guò)探究實(shí)驗，培養學(xué)生設計實(shí)驗的能力、分析和解決問(wèn)題的能力以及培養語(yǔ)言表達能力。
5.通過(guò)對葉綠體結構的學(xué)習，幫助學(xué)生樹(shù)立結構和功能相統一的生物學(xué)觀(guān)點(diǎn)。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
1.綠葉中色素的種類(lèi)和作用，葉綠體的結構和功能。（重難點(diǎn)）
2.提取、分離綠葉色素實(shí)驗操作、葉綠體結構與功能的統一性。（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(guò)程
【新課導入：情景設置，導入新課】
觀(guān)看視頻《歡迎來(lái)到智慧植物工廠(chǎng)》，通過(guò)熱點(diǎn)問(wèn)題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣。
【新課講授】
問(wèn)題探究：通過(guò)問(wèn)題探究，小組討論調動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性。
植物工廠(chǎng)在人工精密控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營(yíng)養液成分等條件下，
生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有的植物工廠(chǎng)完全依靠LED燈等人工光源，其中常見(jiàn)的是紅色、藍色和白色的光源。
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)境中光照強度不足導致光合作用強度低而造成的減產(chǎn)。同時(shí)，人工光源的強度和不同色光是可以調控的，可以根據植物生長(cháng)的情況進(jìn)行調節，以使蔬菜產(chǎn)量達到最大。
2.為什么要控制二氧化碳濃度、營(yíng)養液成分和溫度等條件？
提示：影響光合作用的因素很多，既有植物自身條件，也有外界環(huán)境條件。二氧化碳濃度、營(yíng)養液和溫度是影響植物生長(cháng)的重要外部條件，因此要進(jìn)行控制，以便讓植物達到最佳的生長(cháng)狀態(tài)。
提問(wèn)：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》，引導學(xué)生歸納概括綠葉中色素的提取和分離的實(shí)驗原理，實(shí)驗目的，材料用具，實(shí)驗步驟，實(shí)驗結果，實(shí)驗現象等，完成填空中的問(wèn)題。
知識點(diǎn)梳理：
1.實(shí)驗原理
�。�1）提取色素：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑_______________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(wú)水乙醇
�。�2）層析液
溶解度
擴散更快
2.實(shí)驗目的
�。�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
�。ㄈ绮げ说木G葉）；無(wú)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)驗步驟
�。�1）提取綠葉的色素
a.稱(chēng)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(wú)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(guò)濾；
d.將濾液收集到試管中，用棉塞塞嚴。
�。�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散過(guò)快（邊緣效應），使其同步到達細線(xiàn)）；
c.在距去角一端1
cm處用鉛筆畫(huà)一條細的橫線(xiàn)。
�。�3）畫(huà)濾液細線(xiàn)
將濾液倒入培養皿，用蓋玻片蘸取濾液在橫線(xiàn)處按壓出均勻的細線(xiàn)。等濾液干后再畫(huà)一到兩次。
要求：細、直、齊；重復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__擴散得快__；反之，則慢。
將濾紙條有濾液細線(xiàn)的一端插入___層析液___。
提問(wèn)：為何濾液細線(xiàn)不能觸及層析液？
提示：防止色素溶解在層析液中
提問(wèn)：為何要蓋上培養皿？
提示：防止層析液揮發(fā)，因其易揮發(fā)且有毒
�。�5）實(shí)驗結果
�、贋V紙上有幾條色素帶？
�。�4條）
�、趶纳隙碌呐判蛘f(shuō)明了什么？
�。ㄈ芙舛炔煌�
�、鄄煌瑮l帶的寬窄說(shuō)明了什么？
�。ê坎煌�
�、懿煌纳貛Х謩e對應哪些色素？
異�，F象的分析
1.若色素提取液呈淡綠色的，其原因有：
�、龠x取的葉片顏色不是濃綠色或稱(chēng)取的綠葉過(guò)少或放置數天的菠菜葉，色素含量少；
�、诩尤氲臒o(wú)水乙醇過(guò)多，色素溶液濃度��；
�、畚醇犹妓徕}或加入的過(guò)少，色素分子部分破壞；
�、苎心ゲ怀浞�，色素未能充分提取出來(lái)。
2.若色素帶顏色較淺，其原因有：同上4點(diǎn)
�、輨潪V液細線(xiàn)的次數太少，濾紙條上的色素含量少；
�、迣游鰰r(shí)，部分濾液細線(xiàn)已觸及層析液。
提問(wèn)：為何綠葉呈綠色？
提示：葉綠素主要吸收紅光和藍紫光；類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍紫光。葉綠素對綠光吸收最少，綠光被反射回來(lái)，所以葉片才呈現綠色。
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(guò)類(lèi)胡蘿卜素，而使類(lèi)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(lèi)胡蘿卜素的顏色顯示出來(lái)。
�。�3）當溫度低于7℃時(shí)，樹(shù)葉中會(huì )生成花青素。
小組討論，問(wèn)題探究
1.冬季時(shí)，為了增加蔬菜的產(chǎn)量，應該選擇紅色、藍色還是無(wú)色的大棚塑料薄膜？為什么？
提示：無(wú)色。由于太陽(yáng)光由七色光組成，所以用無(wú)色透明的塑料薄膜，植物獲得的光能更多。
2.陰天時(shí)，為了增加蔬菜的產(chǎn)量，在功率相同的情況下，應該選擇什么顏色（藍紫光或紅光/白光）的照明燈為蔬菜補充光源？為什么？
提示：藍紫光或紅光。在照明燈功率相同的情況下，用發(fā)藍紫光或紅光的照明燈，植物利用光能的效率最高。
二、葉綠體的結構適于進(jìn)行光合作用（圖解分析）
�。ńM織學(xué)生閱讀課本P100“思考討論”，引導學(xué)生分析實(shí)驗探究，概括恩格爾曼實(shí)驗的結論）
小組討論，實(shí)驗探究：實(shí)驗一
恩格爾曼
結論：氧是由葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。
小組討論，實(shí)驗探究：實(shí)驗二
恩格爾曼
小組討論，問(wèn)題探究：
�。�1）為什么選用水綿和好氧細菌作為實(shí)驗材料？
提示：水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀(guān)察。好氧細菌可確定釋放O2的部位。
�。�2）為什么選用黑暗并且沒(méi)有空氣的環(huán)境？
提示：選用黑暗并且沒(méi)有空氣的'環(huán)境，可排除光線(xiàn)和氧的干擾。
1.恩格爾曼第一個(gè)實(shí)驗的結論是什么
提示：恩格爾曼第一個(gè)實(shí)驗的結論是氧氣是葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。
知識點(diǎn)歸納：
�。�1）葉綠體的結構：雙層膜，葉綠體基質(zhì)，葉綠體基粒（由類(lèi)囊體堆疊而成）。
�。�2）功能：進(jìn)行__光合作用_的場(chǎng)所。
�。�3）物質(zhì)基礎
a.在葉綠體內部巨大的膜表面上，分布著(zhù)許多吸收光能的_色素分子_。
b.在__類(lèi)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)驗設計上有什么巧妙之處？
提示：實(shí)驗材料選擇水綿和好氧細菌，水綿的葉綠體呈螺旋式帶狀，便于觀(guān)察，好氧細菌可確定釋放氧氣多的部位；沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境排除了氧氣和光的干擾；用極細的光束照射，葉綠體上有光照多和光照少的部位，相當于一組對比實(shí)驗；臨時(shí)裝片暴露在光下的實(shí)驗再一次驗證了實(shí)驗結果，等等。
3.在第二個(gè)實(shí)驗中，大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區域，為什么？
提示：這是因為水綿葉綠體上的光合色素主要吸收紅光和藍紫光，在此波長(cháng)光的照射下，葉綠體會(huì )釋放氧氣，適于好氧細菌在此區域分布。
4.綜合上述資料，你認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(chǎng)所，并且能夠吸收特定波長(cháng)的光。
【課堂練習】
1.下列關(guān)于“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗的敘述，正確的是（
�。�
A.綠葉中的色素只能溶解在無(wú)水乙醇中
B.層析分離時(shí)必須確保濾液細線(xiàn)不觸及層析液
C.制備濾紙條時(shí)用圓珠筆畫(huà)橫線(xiàn)更方便
D.若研磨綠葉時(shí)沒(méi)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(wú)水乙醇等有機溶劑中，A錯誤；層析分離時(shí)必須確保濾液細線(xiàn)不觸及層析液，否則色素會(huì )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(shí)應該用鉛筆畫(huà)橫線(xiàn)，C錯誤；碳酸鈣的作用是防止色素被破壞，因此沒(méi)有加入碳酸鈣會(huì )導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(guò)測量光合作用對不同波長(cháng)光的反應（如O2的釋放）來(lái)繪制的。下列敘述錯誤的是（ ）
A.類(lèi)胡蘿卜素在紅光區吸收的光能可用于光反應中ATP的合成
B.葉綠素的吸收光譜可通過(guò)測量其對不同波長(cháng)光的吸收值來(lái)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(cháng)的變化來(lái)表示
D.葉片在640～660
nm波長(cháng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的
提示：類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍紫光，在紅光區不吸收光能，A項錯誤；葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，其吸收光譜可通過(guò)測量其對不同波長(cháng)光的吸收值來(lái)繪制，B項正確；CO2的吸收速率和O2的釋放速率隨光波長(cháng)的變化均可表示光合作用的作用光譜，C項正確；根據葉綠素和類(lèi)胡蘿卜素的吸收光譜可知，葉片在640～660
nm波長(cháng)光下釋放O2是由葉綠素參與光合作用引起的，D項正確。
3.將單細胞綠藻置于適宜的溫度、光照以及充足的CO2條件下培養，經(jīng)一段時(shí)間后，突然停止光照，則下列敘述中不會(huì )發(fā)生的是（ ）
A.光反應停止，不能形成NADPH和ATP
B.短時(shí)間內暗反應仍進(jìn)行，CO2與C5繼續結合形成C3
C.短時(shí)間內綠藻體內C3的含量會(huì )上升
D.由于沒(méi)有NADPH和ATP供應，C3不能形成糖類(lèi)等物質(zhì)，積累了許多C5
提示：光照突然停止，光反應不能進(jìn)行，不能形成ATP和NADPH，短時(shí)間內在CO2充足的條件下，CO2繼續與C5結合形成C3，但因NADPH及ATP供應不足，C3的還原受阻，無(wú)法合成C5和有機物，故細胞內C3增加，C5減少。
五、板書(shū)設計
第四節
光合作用與能量轉化
第一課時(shí)
捕獲光能的色素和結構
一、捕獲光能的色素
1.綠葉中色素的提取和分離
�。�1）實(shí)驗原理
�。�2）實(shí)驗步驟
�。�3）實(shí)驗結果
2.色素：葉綠素、類(lèi)胡蘿卜素
二、葉綠體的結構適于進(jìn)行光合作用
1.葉綠體結構：雙層膜、類(lèi)囊體薄膜、基質(zhì)
2.功能
3.物質(zhì)基礎
《光能的捕獲》備課教案 3
一、教學(xué)目標
知識目標
學(xué)生能夠準確說(shuō)出光合作用的發(fā)現歷程，理解每個(gè)實(shí)驗的設計思路、過(guò)程及結論。
詳細闡述葉綠體中色素的種類(lèi)、顏色和作用，以及葉綠體的結構和功能。
清晰描述光合作用的光反應和暗反應過(guò)程，包括物質(zhì)變化和能量轉換。
能力目標
通過(guò)分析光合作用的發(fā)現實(shí)驗，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力和邏輯思維能力。
開(kāi)展葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗，培養學(xué)生的動(dòng)手操作能力和實(shí)驗分析能力。
引導學(xué)生繪制光合作用過(guò)程的示意圖，增強學(xué)生的圖形表達和信息整合能力。
情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)目標
通過(guò)了解光合作用的發(fā)現歷程，體會(huì )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。
認識光合作用在生態(tài)系統和人類(lèi)生活中的重要意義，培養學(xué)生的環(huán)保意識和生態(tài)觀(guān)念。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)
光合作用的發(fā)現歷程及相關(guān)實(shí)驗。
葉綠體中色素的種類(lèi)、功能及提取分離實(shí)驗。
光合作用的光反應和暗反應過(guò)程及兩者關(guān)系。
教學(xué)難點(diǎn)
光合作用中光反應和暗反應的物質(zhì)變化和能量轉換過(guò)程。
理解光合作用發(fā)現歷程中各實(shí)驗的原理和結論。
三、教學(xué)方法
講授法：系統講解光合作用的概念、原理、過(guò)程等重要知識點(diǎn)，確保學(xué)生掌握基礎知識。
討論法：組織學(xué)生討論光合作用發(fā)現實(shí)驗中的問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生之間的思想交流，培養合作探究能力。
實(shí)驗法：開(kāi)展葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗，讓學(xué)生親身體驗實(shí)驗過(guò)程，培養實(shí)踐操作能力。
多媒體輔助教學(xué)法：利用圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻等多媒體資源，直觀(guān)展示葉綠體的結構、色素的功能以及光合作用的過(guò)程，幫助學(xué)生理解抽象知識。
四、教學(xué)過(guò)程
�。ㄒ唬⿲胄抡n（5 分鐘）
展示一幅陽(yáng)光下一片生機勃勃的綠色植物圖片，提問(wèn)學(xué)生：“綠色植物為什么能在陽(yáng)光下茁壯成長(cháng)？它們是如何利用光能的？” 引導學(xué)生思考，從而引出本節課的主題 —— 光能的捕獲。
�。ǘ┕夂献饔玫陌l(fā)現歷程（15 分鐘）
教師按照時(shí)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。
利用多媒體展示每個(gè)實(shí)驗的過(guò)程和現象，引導學(xué)生分析實(shí)驗設計思路和得出的結論。例如，在講解薩克斯的實(shí)驗時(shí)，提問(wèn)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？碘蒸氣處理后出現不同顏色說(shuō)明了什么？” 讓學(xué)生通過(guò)思考和討論，理解實(shí)驗的原理和意義。
總結光合作用的發(fā)現歷程，強調科學(xué)研究是一個(gè)不斷探索、修正和完善的過(guò)程，培養學(xué)生的科學(xué)精神。
�。ㄈ┤~綠體中的色素（20 分鐘）
實(shí)驗：葉綠體中色素的提取和分離
教師講解實(shí)驗原理、目的、材料用具、方法步驟及注意事項。重點(diǎn)強調無(wú)水乙醇用于提取色素，層析液用于分離色素，以及在研磨過(guò)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，教師巡回指導，確保實(shí)驗操作規范。
實(shí)驗結束后，讓學(xué)生觀(guān)察濾紙條上色素帶的分布情況，分析色素的種類(lèi)和顏色。
色素的種類(lèi)和功能
結合實(shí)驗結果，教師講解葉綠體中色素的種類(lèi)，包括葉綠素 a（藍綠色）、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(cháng)光的吸收光譜，說(shuō)明葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍紫光，這些色素能夠捕獲光能，為光合作用提供能量。
�。ㄋ模┤~綠體的結構（10 分鐘）
展示葉綠體的亞顯微結構模式圖，引導學(xué)生觀(guān)察葉綠體的形態(tài)、結構，包括外膜、內膜、基粒和基質(zhì)。
講解葉綠體的結構與光合作用功能的適應性，如基粒由許多類(lèi)囊體堆疊而成，增大了膜面積，有利于色素附著(zhù)和光反應的進(jìn)行；基質(zhì)中含有與暗反應有關(guān)的酶，為暗反應提供了條件。
�。ㄎ澹┕夂献饔玫倪^(guò)程（20 分鐘）
光反應階段
利用動(dòng)畫(huà)展示光反應的過(guò)程，講解光反應發(fā)生的場(chǎng)所（類(lèi)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）和能量轉換（光能轉變?yōu)?ATP 中活躍的化學(xué)能）。
引導學(xué)生分析光反應中各物質(zhì)的來(lái)源和去向，以及能量的'轉化過(guò)程。
暗反應階段
同樣通過(guò)動(dòng)畫(huà)展示暗反應的過(guò)程，介紹暗反應發(fā)生的場(chǎng)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(lèi)等有機物）和能量轉換（ATP 中活躍的化學(xué)能轉變?yōu)橛袡C物中穩定的化學(xué)能）。
組織學(xué)生討論光反應和暗反應的聯(lián)系，強調光反應為暗反應提供 [H] 和 ATP，暗反應為光反應提供 ADP 和 Pi，兩者相互依存，共同完成光合作用。
�。┱n堂小結（5 分鐘）
引導學(xué)生回顧本節課所學(xué)內容，包括光合作用的發(fā)現歷程、葉綠體中的色素、葉綠體的結構以及光合作用的過(guò)程，重點(diǎn)強調光合作用中光能捕獲的過(guò)程和意義。
�。ㄆ撸┎贾米鳂I(yè)（5 分鐘）
課后練習題，鞏固課堂所學(xué)知識。
讓學(xué)生查閱資料，了解光合作用在農業(yè)生產(chǎn)中的應用，下節課進(jìn)行分享交流。
五、教學(xué)反思
在教學(xué)過(guò)程中，要注重引導學(xué)生積極參與課堂討論和實(shí)驗操作，培養學(xué)生的自主學(xué)習能力和探究精神。對于光合作用過(guò)程中復雜的物質(zhì)變化和能量轉換，可通過(guò)多媒體輔助教學(xué)和動(dòng)畫(huà)演示，幫助學(xué)生理解。同時(shí)，要關(guān)注學(xué)生的課堂反饋，及時(shí)調整教學(xué)節奏和方法，確保教學(xué)目標的達成。
《光能的捕獲》備課教案 4
一、教學(xué)目標
知識目標
闡述光合作用的探究歷程，明晰各階段實(shí)驗的關(guān)鍵結論。
辨別葉綠體中色素的種類(lèi)、顏色及吸收光譜特性，掌握其在光合作用中的功能。
詳細說(shuō)明光合作用光反應和暗反應的過(guò)程，包括物質(zhì)與能量的轉變。
能力目標分析光合作用
通過(guò)經(jīng)典實(shí)驗，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)驗操作，提升動(dòng)手實(shí)踐和實(shí)驗分析能力。
能夠繪制并闡釋光合作用過(guò)程的示意圖，鍛煉圖文轉換與知識整合能力。
情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)目標
體會(huì )科學(xué)家探索光合作用的艱辛歷程，培養勇于質(zhì)疑、追求真理的科學(xué)精神。
認識光合作用對生態(tài)系統和人類(lèi)生存的重要意義，增強環(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)現歷程及相關(guān)實(shí)驗分析。
葉綠體色素的種類(lèi)、功能以及提取和分離實(shí)驗。
光反應和暗反應的過(guò)程及相互關(guān)系。
教學(xué)難點(diǎn)
理解光反應中光能如何轉化為化學(xué)能并儲存在 ATP 和 NADPH 中。
闡釋暗反應中卡爾文循環(huán)的物質(zhì)變化和能量利用機制。
三、教學(xué)方法
講授法：系統講解光合作用的核心概念、原理和過(guò)程。
實(shí)驗探究法：組織學(xué)生進(jìn)行葉綠體色素提取與分離實(shí)驗，親身體驗科學(xué)探究過(guò)程。
討論法：引導學(xué)生討論實(shí)驗結果、分析經(jīng)典實(shí)驗，促進(jìn)合作學(xué)習與思維碰撞。
多媒體輔助教學(xué)法：借助動(dòng)畫(huà)、圖片、視頻等資源，直觀(guān)展示抽象的`光合作用過(guò)程。
四、教學(xué)過(guò)程
�。ㄒ唬⿲胄抡n（5 分鐘）
展示一幅森林中陽(yáng)光透過(guò)樹(shù)葉縫隙灑下的圖片，提問(wèn)：“植物為什么能在陽(yáng)光下茁壯成長(cháng)？它們是如何利用光能的？” 引發(fā)學(xué)生興趣，導入本節課主題 —— 光能的捕獲。
�。ǘ┕夂献饔玫奶骄繗v程（15 分鐘）
講述海爾蒙特柳樹(shù)實(shí)驗，讓學(xué)生思考實(shí)驗設計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，引導學(xué)生分析實(shí)驗得出的結論。
展示英格豪斯實(shí)驗，組織學(xué)生討論光照在實(shí)驗中的作用。
講解薩克斯半葉遮光實(shí)驗，分析實(shí)驗中如何驗證光合作用的產(chǎn)物是淀粉。
介紹恩格爾曼水綿實(shí)驗，說(shuō)明該實(shí)驗如何證明葉綠體是光合作用的場(chǎng)所以及光合作用需要光。
�。ㄈ┤~綠體中的色素（20 分鐘）
實(shí)驗：葉綠體中色素的提取和分離
講解實(shí)驗原理：利用無(wú)水乙醇提取色素，根據不同色素在層析液中溶解度不同進(jìn)行分離。
演示實(shí)驗步驟：研磨葉片、過(guò)濾、畫(huà)濾液細線(xiàn)、層析分離。
學(xué)生分組實(shí)驗，教師巡視指導，提醒注意安全與操作規范。
觀(guān)察實(shí)驗結果，討論濾紙條上色素帶的分布、顏色及寬窄。
色素的種類(lèi)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(shuō)明葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類(lèi)胡蘿卜素主要吸收藍紫光，它們在光能捕獲中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
�。ㄋ模┕夂献饔玫倪^(guò)程（25 分鐘）
光反應階段
利用動(dòng)畫(huà)展示光反應過(guò)程，講解發(fā)生場(chǎng)所（類(lèi)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(guò)程中 ADP 和 Pi 合成 ATP，H與 NADP結合形成 NADPH。
闡述能量轉換：光能轉化為 ATP 和 NADPH 中的化學(xué)能。
暗反應階段
展示暗反應動(dòng)畫(huà)，介紹發(fā)生場(chǎng)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(lèi)等有機物，同時(shí)生成 C。
說(shuō)明能量轉換：ATP 和 NADPH 中的化學(xué)能轉化為有機物中的化學(xué)能。
光反應與暗反應的關(guān)系
組織學(xué)生討論光反應與暗反應的聯(lián)系，強調光反應為暗反應提供 ATP 和 NADPH，暗反應為光反應提供 ADP、Pi 和 NADP。
�。ㄎ澹┱n堂小結（5 分鐘）
引導學(xué)生回顧本節課重點(diǎn)內容，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(guò)程。
�。┎贾米鳂I(yè)（5 分鐘）
完成課后練習題，鞏固光合作用的相關(guān)知識。
查閱資料，了解光合作用在農業(yè)生產(chǎn)中的應用實(shí)例。
五、教學(xué)反思
教學(xué)中應注重引導學(xué)生積極參與實(shí)驗和討論，培養自主學(xué)習能力。對于抽象的光合作用過(guò)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(shí)調整教學(xué)節奏，確保學(xué)生理解和掌握重點(diǎn)知識。
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