《光能的捕获》备课教案

在教学工作者开展教学活动前，可能需要进行教案编写工作，教案是教学活动的依据，有着重要的地位。如何把教案做到重点突出呢？以下是小编为大家收集的《光能的捕获》备课教案，仅供参考，欢迎大家阅读。

《光能的捕获》备课教案 1

学习目标：

1．说出人们对光合作用的认识过程，体验生物科学发现的历程。

2．阐明光合作用中光反应和暗反应物质和能量转化的大致过程，认识光合作用的实质和在自然界的重要性。

3．描述叶绿体的结构，提取和分离叶绿体色素。

4．分析环境因素对光合作用速率的影响，能绘出各种因素与光合作用速率的坐标图像，培养综合分析问题的能力。

自学探究：

光合作用：植物通过 捕获和利用了太阳能，把_____和______合成有机物，将 转化为 贮存在葡萄糖等有机物中，并释放O2，这个过程就是 。

一、光合作用的早期研究

1、光合作用的发现

年代 科学家 科学实验 实验结论

1642 海尔蒙特 第一次试图用定量的方法研究柳树的营养来源，发现柳树的增重大于土壤的减少量 建造植物体的原料，只是 ，却没有考虑空气的作用

1771 普里斯特利

英格豪斯 将薄荷枝条和燃烧着的蜡烛放在密封的钟罩中，蜡烛不易熄灭，而将小鼠与绿色植物放入罩内，也不易窒息死亡 绿色植物在光下吸收了 ，产生了 。

1864 萨克斯 采用碘液测定淀粉的方法，发现遮光一半叶无颜色变化，曝光的一面则成深蓝色 绿色植物在光下能产生 。

1880 恩吉尓曼 用水绵做材料，用好氧菌作为O2的标志物，发现好氧菌集中在叶绿体所有受光部位周围

光合作用场所是

1941 鲁宾和卡门 运用放射性同位素标记法，通过小球藻的实验确定O2的来源 光合作用产生O2全来自 。

2、分析讨论：

（1）海尔蒙特认为建造植物体的原料只是水，这一结论是否合理？

（2）为什么普里斯特利的实验有时成功，有时失败？

（3）恩吉尓曼选用水绵做实验材料有什么好处？通过该实验可得出什么结论？

（4）萨克斯为何要将植物进行一昼夜的暗处理？叶片一半遮光、一半照光的目的是什么？

（5）鲁宾和卡门的两组实验是如何设计的？

太阳是整个生命世界的能量源泉， 为几乎所有的生物提供了物质和能量，它是自然界最基本的 和 。

二、叶绿体的结构

1、叶绿体的形态

高等植物细胞中叶绿体通常呈 ，数目较多。

2、叶绿体与白色体或有色体的相互转变将叶绿体长时间置于暗处，叶绿体则转变成 或，但光照后又可恢复为具有 的叶绿体

3、叶绿体的亚显微结构

（1）两层膜

（2）基粒：内部有许多绿色柱状的 ，每个基粒有数十个囊状的

组成，基粒间还有基质类囊体与基粒的类囊体相连，从而使各类囊体的腔彼此相通。

与光合作用有关的色素和酶都分布在 。

（3）基质：在基粒之间充满着基质。

与暗反应有关的酶则分布在 。在基质中还含有少量的 。

三、叶绿体色素的提取与分离

1、实验原理：

叶绿体中色素提取的原理：叶绿体中的色素溶解于__________如酒精或丙酮（相似相溶），形成色素液。

分离的原理：四种色素在层析液中__________不同，因而随层析液在滤纸上______________________不同，其中胡萝卜素在丙酮中的溶解度最高，扩散速度最快，叶黄素和叶绿素ａ次之，叶绿素ｂ溶解度最低，扩散得最慢。根据此原理使各色素分离开来。

2、注意事项

（1）取材时要选取新鲜的颜色较深的叶片，以便使滤液中含较多的色素。

（2）研磨时加入二氧化硅的目的是： 。

（3）加入少量碳酸钙的目的是： 。

（4）研磨要迅速、充分。一是因为丙酮容易挥发发二是为了使叶绿体完全破裂，从而能提取较多的色素。三是叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏。

（5）滤液收集后，要及时用 将试管口塞紧。

3、制备滤纸条时，要将滤纸条的一端剪去两角，这样可以使色素在滤纸条上扩散，便于观察实验结果。

4、画线时，一定要细并且直，这样可以防止 ，使色素分子均匀分布在一条直线上，做到扩散起点一致。重复划2―3次，是为了，使实验更加明显。

5、分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细线接触到层析液，这是因为

四、光合作用的过程

根据是否需要光能，可以概括为两个阶段：

（一）光反应阶段

1、光反应条件及场所：必须在 下才能进行，场所在 。

2、光反应过程：在此阶段 转换成 ， 转换成 。

（1）光能转换成电能

类囊体膜上的绝大多数色素排列紧密，快速高效地把吸收来的大量光能传递给

_________，它既能捕捉光能又能将光能转化为 。就象透镜把光束集中到焦点一样，其他色素把大量光能 、 、传递给 ，使其被激发而失去 。脱离叶绿素ａ的电子，在类囊体膜上经过一系列的传递，最后传递给一种带正电荷的有机物 （简称 ）。

失去电子的叶绿素ａ变成一种 ，能够从 中夺取 ，使水分子分解成 和 ，叶绿素ａ由于获得电子而恢复稳态。

这样在光的照射下，特殊状态的叶绿ａ连续不断地 和 ，从而形成 ，使 转换成 。

（2）电能转换成活跃的化学能

随着光能转换成电能， 得到 和 ，就形成了 （ ），这样一部分电能就转化成 储存在 中。同时，叶绿体利用光能转换成的另一部分能量，将 和 转化成 ，这部分电能则转化成活跃的化学能储存在 中。

（二）暗反应阶段

1、暗反应条件及场所：不需 ，场所在 。

2、暗反应过程：将 还原成 ，将 和 中的活跃化学能转换成 中贮存的稳定的化学能。

（1）CO2的固定

叶片从外界吸收的二氧化碳，在 的作用下与植物体内的.一种 （用C5表示）结合，这个过程叫做二氧化碳的固定。一个二氧化碳分子被一个五碳化合物分子固定后很快形成两个含有 的化合物（用C3表示）。

（2）C3的还原

一部分三碳化合物在 和 的作用下，被 还原，再经过一系列复杂的变化形成糖类。这样 和 中的能量就转移到 ___________中形成 贮存起来，同时，另一部分三碳化合物又经过复杂的变化重新生成 ，再次参与二氧化碳的固定。

（三）光合作用的反应式

五、影响光合作用的因素因素 关系图表 对光合作用的影响 在生产上的应用

叶龄

随叶龄的增大，叶的面积逐渐增大，光合作用的面积逐渐增大，光合作用速率提高，随着叶龄进一步增加，叶片衰老，叶绿素分解，光合作用速率下降 保证矿质元素的充足供应，尤其是Mｇ的供应，使叶片保持鲜绿

光照强度

光合作用随光照强度的变化而变化，光照弱时光合作用减慢，光照逐步增强时光合作用随之加快，但是光照增强到一定程度，光合作用速率不再增加

1、适当提高光照强度

2、延长光合作用时间

3、增加光合作用面积―合理密植

4、温室使用无色玻璃

二氧化碳

CO2是光合作用的原料，环境中的CO2浓度的高低明显影响光合作用速率。在一定范围内，植物的光合速率随CO2浓度的增加而增加，但是达到一定程度时再增加CO2浓度，光合速率不再增加 温室栽培植物时适当提高室内的CO2浓度，如释放一定量的干冰或多施有机肥，使茎、叶吸收CO2增多

温度

光合作用的暗反应是酶促反应，温度直接影响酶的活性，从而影响光合速率。温度过高，影响植物叶片气孔开度，影响CO2供应，进而影响暗反应，从而影响光合速率

1、适时播种

2、温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温

3、植物“午休”现象的原因之一

《光能的捕获》备课教案 2

第一课时

捕获光能的色素和结构

一、学习目标教学目标

1.说出绿叶中色素的种类和作用。

2.说出叶绿体的结构和功能。

3.学会提取、分离绿叶色素的方法

4.通过探究实验，培养学生设计实验的能力、分析和解决问题的能力以及培养语言表达能力。

5.通过对叶绿体结构的学习，帮助学生树立结构和功能相统一的生物学观点。

二、教学重难点

1.绿叶中色素的种类和作用，叶绿体的结构和功能。（重难点）

2.提取、分离绿叶色素实验操作、叶绿体结构与功能的统一性。（重难点）

三、教学方法

讲授、演示、视频播放、小组讨论。

四、教学过程

【新课导入：情景设置，导入新课】

观看视频《欢迎来到智慧植物工厂》，通过热点问题激发学生的学习兴趣。

【新课讲授】

问题探究：通过问题探究，小组讨论调动学生的积极性和主动性。

植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下，

生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源，其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。

1.靠人工光源生产蔬菜有什么好处？

提示：用人工光源生产蔬菜，可以避免由于自然环境中光照强度不足导致光合作用强度低而造成的减产。同时，人工光源的强度和不同色光是可以调控的，可以根据植物生长的情况进行调节，以使蔬菜产量达到最大。

2.为什么要控制二氧化碳浓度、营养液成分和温度等条件？

提示：影响光合作用的因素很多，既有植物自身条件，也有外界环境条件。二氧化碳浓度、营养液和温度是影响植物生长的重要外部条件，因此要进行控制，以便让植物达到最佳的生长状态。

提问：植物的叶片中含有哪些色素呢？怎样提取这些色素呢？

一、捕获光能的色素

播放视频《绿叶中色素的提取和分离》，引导学生归纳概括绿叶中色素的提取和分离的实验原理，实验目的，材料用具，实验步骤，实验结果，实验现象等，完成填空中的问题。

知识点梳理：

1.实验原理

（1）提取色素：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂_______________中。

（2）分离色素：各种色素在___________中的__________不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上的_____________，反之则慢。

提示：

（1）无水乙醇

（2）层析液

溶解度

扩散更快

2.实验目的

（1）进行绿叶中色素的提取和分离。

（2）探究绿叶中含有几种色素。

3.材料用具

新鲜的绿叶

（如菠菜的绿叶）；无水乙醇（提取色素）；层析液（分离色素）；二氧化硅（有助于研磨得充分）；碳酸钙（防止研磨中色素被破坏）。

4.实验步骤

（1）提取绿叶的色素

a.称取5

g菠菜叶，剪去主叶脉，剪碎，放入研钵中；

b.加少许的二氧化硅、碳酸钙

与10

ml无水乙醇，迅速充分研磨；

c.将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中（单层尼龙布）进行过滤；

d.将滤液收集到试管中，用棉塞塞严。

（2）制备滤纸条

a.将滤纸剪成能放入烧杯中的滤纸条；

b.在滤纸条一端剪去两角（避免层析液在边缘扩散过快（边缘效应），使其同步到达细线）；

c.在距去角一端1

cm处用铅笔画一条细的横线。

（3）画滤液细线

将滤液倒入培养皿，用盖玻片蘸取滤液在横线处按压出均匀的细线。等滤液干后再画一到两次。

要求：细、直、齐；重复2—3次。（为了积累更多的色素，使分离后的色素带更明显）

（4）分离绿叶中的色素

原理：溶解度高的色素随层析液在滤纸上__扩散得快__；反之，则慢。

将滤纸条有滤液细线的一端插入___层析液___。

提问：为何滤液细线不能触及层析液？

提示：防止色素溶解在层析液中

提问：为何要盖上培养皿？

提示：防止层析液挥发，因其易挥发且有毒

（5）实验结果

①滤纸上有几条色素带？

（4条）

②从上而下的排序说明了什么？

（溶解度不同）

③不同条带的宽窄说明了什么？

（含量不同）

④不同的色素带分别对应哪些色素？

异常现象的分析

1.若色素提取液呈淡绿色的，其原因有：

①选取的叶片颜色不是浓绿色或称取的绿叶过少或放置数天的菠菜叶，色素含量少；

②加入的无水乙醇过多，色素溶液浓度小；

③未加碳酸钙或加入的过少，色素分子部分破坏；

④研磨不充分，色素未能充分提取出来。

2.若色素带颜色较浅，其原因有：同上4点

⑤划滤液细线的次数太少，滤纸条上的色素含量少；

⑥层析时，部分滤液细线已触及层析液。

提问：为何绿叶呈绿色？

提示：叶绿素主要吸收红光和蓝紫光；类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射回来，所以叶片才呈现绿色。

分析：为什么植物春夏叶子翠绿 而深秋则叶片金黄呢？

提示：

（1）由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，而使类胡萝卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色。

（2）低温使叶绿素大量破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来。

（3）当温度低于7℃时，树叶中会生成花青素。

小组讨论，问题探究

1.冬季时，为了增加蔬菜的产量，应该选择红色、蓝色还是无色的大棚塑料薄膜？为什么？

提示：无色。由于太阳光由七色光组成，所以用无色透明的塑料薄膜，植物获得的光能更多。

2.阴天时，为了增加蔬菜的产量，在功率相同的情况下，应该选择什么颜色（蓝紫光或红光/白光）的照明灯为蔬菜补充光源？为什么？

提示：蓝紫光或红光。在照明灯功率相同的情况下，用发蓝紫光或红光的照明灯，植物利用光能的效率最高。

二、叶绿体的结构适于进行光合作用（图解分析）

（组织学生阅读课本P100“思考讨论”，引导学生分析实验探究，概括恩格尔曼实验的结论）

小组讨论，实验探究：实验一

恩格尔曼

结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。

小组讨论，实验探究：实验二

恩格尔曼

小组讨论，问题探究：

（1）为什么选用水绵和好氧细菌作为实验材料？

提示：水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察。好氧细菌可确定释放O2的部位。

（2）为什么选用黑暗并且没有空气的环境？

提示：选用黑暗并且没有空气的'环境，可排除光线和氧的干扰。

1.恩格尔曼第一个实验的结论是什么

提示：恩格尔曼第一个实验的结论是氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。

知识点归纳：

（1）叶绿体的结构：双层膜，叶绿体基质，叶绿体基粒（由类囊体堆叠而成）。

（2）功能：进行__光合作用_的场所。

（3）物质基础

a.在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的_色素分子_。

b.在__类囊体膜__上和____叶绿体基质___中，还有许多进行光合作用所必需的酶。

2.恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？

提示：实验材料选择水绵和好氧细菌，水绵的叶绿体呈螺旋式带状，便于观察，好氧细菌可确定释放氧气多的部位；没有空气的黑暗环境排除了氧气和光的干扰；用极细的光束照射，叶绿体上有光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验；临时装片暴露在光下的实验再一次验证了实验结果，等等。

3.在第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？

提示：这是因为水绵叶绿体上的光合色素主要吸收红光和蓝紫光，在此波长光的照射下，叶绿体会释放氧气，适于好氧细菌在此区域分布。

4.综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？

提示：叶绿体是进行光合作用的场所，并且能够吸收特定波长的光。

【课堂练习】

1.下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是（

）

A.绿叶中的色素只能溶解在无水乙醇中

B.层析分离时必须确保滤液细线不触及层析液

C.制备滤纸条时用圆珠笔画横线更方便

D.若研磨绿叶时没有加入碳酸钙，则提取不到光合色素

提示：绿叶中的色素能溶解在丙酮、无水乙醇等有机溶剂中，A错误；层析分离时必须确保滤液细线不触及层析液，否则色素会溶解在层析液中，B正确；圆珠笔笔油中有色素，因此制备滤纸条时应该用铅笔画横线，C错误；碳酸钙的作用是防止色素被破坏，因此没有加入碳酸钙会导致层析后滤纸条上的叶绿素带颜色较浅，D错误。

2.植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应（如O2的释放）来绘制的。下列叙述错误的是（ ）

A.类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成

B.叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制

C.光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示

D.叶片在640～660

nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的

提示：类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，在红光区不吸收光能，A项错误；叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，其吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制，B项正确；CO2的吸收速率和O2的释放速率随光波长的变化均可表示光合作用的作用光谱，C项正确；根据叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱可知，叶片在640～660

nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的，D项正确。

3.将单细胞绿藻置于适宜的温度、光照以及充足的CO2条件下培养，经一段时间后，突然停止光照，则下列叙述中不会发生的是（ ）

A.光反应停止，不能形成NADPH和ATP

B.短时间内暗反应仍进行，CO2与C5继续结合形成C3

C.短时间内绿藻体内C3的含量会上升

D.由于没有NADPH和ATP供应，C3不能形成糖类等物质，积累了许多C5

提示：光照突然停止，光反应不能进行，不能形成ATP和NADPH，短时间内在CO2充足的条件下，CO2继续与C5结合形成C3，但因NADPH及ATP供应不足，C3的还原受阻，无法合成C5和有机物，故细胞内C3增加，C5减少。

五、板书设计

第四节

光合作用与能量转化

第一课时

捕获光能的色素和结构

一、捕获光能的色素

1.绿叶中色素的提取和分离

（1）实验原理

（2）实验步骤

（3）实验结果

2.色素：叶绿素、类胡萝卜素

二、叶绿体的结构适于进行光合作用

1.叶绿体结构：双层膜、类囊体薄膜、基质

2.功能

3.物质基础

《光能的捕获》备课教案 3

一、教学目标

知识目标

学生能够准确说出光合作用的发现历程，理解每个实验的设计思路、过程及结论。

详细阐述叶绿体中色素的种类、颜色和作用，以及叶绿体的结构和功能。

清晰描述光合作用的光反应和暗反应过程，包括物质变化和能量转换。

能力目标

通过分析光合作用的发现实验，提升学生的科学探究能力和逻辑思维能力。

开展叶绿体色素的提取和分离实验，培养学生的动手操作能力和实验分析能力。

引导学生绘制光合作用过程的示意图，增强学生的图形表达和信息整合能力。

情感态度与价值观目标

通过了解光合作用的发现历程，体会科学家们的探索精神和创新思维，激发学生对科学研究的兴趣。

认识光合作用在生态系统和人类生活中的重要意义，培养学生的环保意识和生态观念。

二、教学重难点

教学重点

光合作用的发现历程及相关实验。

叶绿体中色素的种类、功能及提取分离实验。

光合作用的光反应和暗反应过程及两者关系。

教学难点

光合作用中光反应和暗反应的物质变化和能量转换过程。

理解光合作用发现历程中各实验的原理和结论。

三、教学方法

讲授法：系统讲解光合作用的概念、原理、过程等重要知识点，确保学生掌握基础知识。

讨论法：组织学生讨论光合作用发现实验中的问题，促进学生之间的思想交流，培养合作探究能力。

实验法：开展叶绿体色素的提取和分离实验，让学生亲身体验实验过程，培养实践操作能力。

多媒体辅助教学法：利用图片、动画、视频等多媒体资源，直观展示叶绿体的结构、色素的功能以及光合作用的过程，帮助学生理解抽象知识。

四、教学过程

（一）导入新课（5 分钟）

展示一幅阳光下一片生机勃勃的绿色植物图片，提问学生：“绿色植物为什么能在阳光下茁壮成长？它们是如何利用光能的？” 引导学生思考，从而引出本节课的主题 —— 光能的捕获。

（二）光合作用的发现历程（15 分钟）

教师按照时间顺序，依次介绍海尔蒙特、普利斯特利、英格豪斯、萨克斯、恩格尔曼等科学家关于光合作用的实验。

利用多媒体展示每个实验的过程和现象，引导学生分析实验设计思路和得出的结论。例如，在讲解萨克斯的实验时，提问学生：“为什么要对叶片进行暗处理？一半遮光一半曝光的目的是什么？碘蒸气处理后出现不同颜色说明了什么？” 让学生通过思考和讨论，理解实验的原理和意义。

总结光合作用的发现历程，强调科学研究是一个不断探索、修正和完善的过程，培养学生的科学精神。

（三）叶绿体中的色素（20 分钟）

实验：叶绿体中色素的提取和分离

教师讲解实验原理、目的、材料用具、方法步骤及注意事项。重点强调无水乙醇用于提取色素，层析液用于分离色素，以及在研磨过程中加入二氧化硅和碳酸钙的作用。

学生分组进行实验，教师巡回指导，确保实验操作规范。

实验结束后，让学生观察滤纸条上色素带的分布情况，分析色素的种类和颜色。

色素的种类和功能

结合实验结果，教师讲解叶绿体中色素的种类，包括叶绿素 a（蓝绿色）、叶绿素 b（黄绿色）、叶黄素（黄色）和胡萝卜素（橙黄色）。

利用多媒体展示不同色素对不同波长光的吸收光谱，说明叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，这些色素能够捕获光能，为光合作用提供能量。

（四）叶绿体的结构（10 分钟）

展示叶绿体的亚显微结构模式图，引导学生观察叶绿体的形态、结构，包括外膜、内膜、基粒和基质。

讲解叶绿体的结构与光合作用功能的适应性，如基粒由许多类囊体堆叠而成，增大了膜面积，有利于色素附着和光反应的进行；基质中含有与暗反应有关的酶，为暗反应提供了条件。

（五）光合作用的过程（20 分钟）

光反应阶段

利用动画展示光反应的过程，讲解光反应发生的场所（类囊体薄膜）、条件（光、色素、酶）、物质变化（水的光解产生氧气和 [H]，ADP 和 Pi 合成 ATP）和能量转换（光能转变为 ATP 中活跃的化学能）。

引导学生分析光反应中各物质的来源和去向，以及能量的'转化过程。

暗反应阶段

同样通过动画展示暗反应的过程，介绍暗反应发生的场所（叶绿体基质）、条件（酶）、物质变化（二氧化碳的固定和 C3 的还原，最终生成糖类等有机物）和能量转换（ATP 中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能）。

组织学生讨论光反应和暗反应的联系，强调光反应为暗反应提供 [H] 和 ATP，暗反应为光反应提供 ADP 和 Pi，两者相互依存，共同完成光合作用。

（六）课堂小结（5 分钟）

引导学生回顾本节课所学内容，包括光合作用的发现历程、叶绿体中的色素、叶绿体的结构以及光合作用的过程，重点强调光合作用中光能捕获的过程和意义。

（七）布置作业（5 分钟）

课后练习题，巩固课堂所学知识。

让学生查阅资料，了解光合作用在农业生产中的应用，下节课进行分享交流。

五、教学反思

在教学过程中，要注重引导学生积极参与课堂讨论和实验操作，培养学生的自主学习能力和探究精神。对于光合作用过程中复杂的物质变化和能量转换，可通过多媒体辅助教学和动画演示，帮助学生理解。同时，要关注学生的课堂反馈，及时调整教学节奏和方法，确保教学目标的达成。

《光能的捕获》备课教案 4

一、教学目标

知识目标

阐述光合作用的探究历程，明晰各阶段实验的关键结论。

辨别叶绿体中色素的种类、颜色及吸收光谱特性，掌握其在光合作用中的功能。

详细说明光合作用光反应和暗反应的过程，包括物质与能量的转变。

能力目标分析光合作用

通过经典实验，发展逻辑推理与科学探究能力。

熟练进行叶绿体色素的提取与分离实验操作，提升动手实践和实验分析能力。

能够绘制并阐释光合作用过程的示意图，锻炼图文转换与知识整合能力。

情感态度与价值观目标

体会科学家探索光合作用的艰辛历程，培养勇于质疑、追求真理的科学精神。

认识光合作用对生态系统和人类生存的重要意义，增强环保意识。

二、教学重难点

教学重点

光合作用的发现历程及相关实验分析。

叶绿体色素的种类、功能以及提取和分离实验。

光反应和暗反应的过程及相互关系。

教学难点

理解光反应中光能如何转化为化学能并储存在 ATP 和 NADPH 中。

阐释暗反应中卡尔文循环的物质变化和能量利用机制。

三、教学方法

讲授法：系统讲解光合作用的核心概念、原理和过程。

实验探究法：组织学生进行叶绿体色素提取与分离实验，亲身体验科学探究过程。

讨论法：引导学生讨论实验结果、分析经典实验，促进合作学习与思维碰撞。

多媒体辅助教学法：借助动画、图片、视频等资源，直观展示抽象的`光合作用过程。

四、教学过程

（一）导入新课（5 分钟）

展示一幅森林中阳光透过树叶缝隙洒下的图片，提问：“植物为什么能在阳光下茁壮成长？它们是如何利用光能的？” 引发学生兴趣，导入本节课主题 —— 光能的捕获。

（二）光合作用的探究历程（15 分钟）

讲述海尔蒙特柳树实验，让学生思考实验设计的巧妙之处与局限性。

介绍普利斯特利的小鼠与植物实验，引导学生分析实验得出的结论。

展示英格豪斯实验，组织学生讨论光照在实验中的作用。

讲解萨克斯半叶遮光实验，分析实验中如何验证光合作用的产物是淀粉。

介绍恩格尔曼水绵实验，说明该实验如何证明叶绿体是光合作用的场所以及光合作用需要光。

（三）叶绿体中的色素（20 分钟）

实验：叶绿体中色素的提取和分离

讲解实验原理：利用无水乙醇提取色素，根据不同色素在层析液中溶解度不同进行分离。

演示实验步骤：研磨叶片、过滤、画滤液细线、层析分离。

学生分组实验，教师巡视指导，提醒注意安全与操作规范。

观察实验结果，讨论滤纸条上色素带的分布、颜色及宽窄。

色素的种类与功能

介绍叶绿体中色素包括叶绿素 a、叶绿素 b、叶黄素和胡萝卜素，讲解其颜色和吸收光谱特点。

说明叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，它们在光能捕获中发挥关键作用。

（四）光合作用的过程（25 分钟）

光反应阶段

利用动画展示光反应过程，讲解发生场所（类囊体薄膜）、条件（光、色素、酶）。

分析物质变化：水的光解产生氧气、H和电子，电子传递过程中 ADP 和 Pi 合成 ATP，H与 NADP结合形成 NADPH。

阐述能量转换：光能转化为 ATP 和 NADPH 中的化学能。

暗反应阶段

展示暗反应动画，介绍发生场所（叶绿体基质）和条件（酶）。

讲解物质变化：二氧化碳的固定，C与二氧化碳结合生成 C；C的还原，在 ATP 和 NADPH 供能下，C接受 H被还原为糖类等有机物，同时生成 C。

说明能量转换：ATP 和 NADPH 中的化学能转化为有机物中的化学能。

光反应与暗反应的关系

组织学生讨论光反应与暗反应的联系，强调光反应为暗反应提供 ATP 和 NADPH，暗反应为光反应提供 ADP、Pi 和 NADP。

（五）课堂小结（5 分钟）

引导学生回顾本节课重点内容，包括光合作用的探究历程、叶绿体色素的作用以及光合作用的过程。

（六）布置作业（5 分钟）

完成课后练习题，巩固光合作用的相关知识。

查阅资料，了解光合作用在农业生产中的应用实例。

五、教学反思

教学中应注重引导学生积极参与实验和讨论，培养自主学习能力。对于抽象的光合作用过程，要充分利用多媒体资源辅助教学。关注学生的反馈，及时调整教学节奏，确保学生理解和掌握重点知识。