高中生物學 必修1 分子與細胞 第五章 細胞的能量供應和利用 第4節(jié)光合作用與能量轉化一輪復習教學設計

高中生物學必修1分子與細胞第五章細胞的能量供應和利用第4節(jié)光合作用與能量轉化一輪復習教學設計一、教材分析本節(jié)為普通高中生物學人教版教科書必修1第5章第4節(jié)，本節(jié)內容參與構成課標的“概念2：細胞的生存需要能量和營養(yǎng)物質，并通過分裂實現(xiàn)增殖”，與本章前3節(jié)“酶”“ATP”“細胞呼吸”三部的內容緊密聯(lián)系。為了幫助學生達成對概念2中有關光合作用的系列概念的理解以及結構與功能觀、物質與能量觀、科學探究、社會責任等生物學科素養(yǎng)的培育，本節(jié)課通過引導學生梳理知識網(wǎng)絡鞏固基礎知識，選取了六個重難點內容進行詳細基礎梳理，包括葉綠體的結構適應光合作用的特點、色素等物質提取和分離的一般方法、光合作用原理的物質轉化難點以及不同光照強度下的光合速率的變化模型構建，再通過習題檢測訓練學生對概念的理解，促進學生對相關光合作用這個重要概念的理解和核心素養(yǎng)的提升。教學目標：1.說明綠色植物葉綠體結構和功能，光合色素的種類和功能，闡明光合作用的原理及其物質與能量轉化。（生命觀念）2.構建、解釋和運用影響光合作用強度的模型。(科學思維)3.通過提取和分離葉綠體色素實驗，通過探究不同環(huán)境因素對光合作用強度的影響實驗，養(yǎng)成觀察、提出問題、設計并實施實驗等科學探究能力和解決實際問題能力。(科學探究)4.運用光合作用相關原理，提出解決農業(yè)生產(chǎn)中的增產(chǎn)增收等問題的措施，提高社會責任意識。(社會責任)教學重點：1.闡明光合作用的原理。2.闡明影響光合作用強度的環(huán)境因素。教學難點：1．準確理解一組光合速率概念，理解光合作用與呼吸作用在不同情況下的曲線模型，并說明每段曲線的生物學含義。2.通過對圖表信息的提取，能畫出不同光照強度下光合作用速率變化的曲線模型。二、教學過程教學環(huán)節(jié)學生活動設計意圖創(chuàng)設情境激活舊知觀察光合作用、地球、藍細菌的圖片，思考問題：為什么光合作用是地球上最重要的化學反應？從整合光合作用與地球進化的關系，以及與未來人類危機解決的關系入手，理解光合作用的意義，滲透進化觀。以情境和問題的創(chuàng)設激發(fā)學生學習的興趣?！疽弧渴崂肀竟?jié)內容梳理回顧教材中“光合作用與能量轉化”這一節(jié)內容，按光合作用的結構基礎、原理及其應用三個板塊梳理內容，并進行內容結構化。帶領學生回歸教材，結構化梳理教材內容。讓學生對學習內容有整體的認識?！?】葉綠體適于進行光合作用的結構特點觀察葉肉細胞的顯微結構，概括葉綠體的分布和形態(tài)；觀察葉綠體的亞顯微結構，概括葉綠體的結構組成；分析葉綠體的結構組成和類囊體薄膜結構的色素和酶的分布，概括光合作用的色素和酶是其物質基礎。引導學生從顯微結構到亞顯微結構再到類囊體膜上色素分子和酶分子的分布，使學生理解和整合光合作用的物質和結構基礎。【2】提取和分離綠葉中的色素回顧提取和分離綠葉中色素的方法和原理，操作過程的注意事項，分析闡述實驗結果。掌握綠葉中色素的提取和分離的實驗的方法、原理和結果。【3】綠葉中的色素的功能回顧歸納光譜、吸收光譜、色素的功能。掌握色素的功能?！?】光合作用的原理回顧歸納光合作用的定義、總反應式、光反應和暗反應兩個階段，從光合作用的物質轉化和能量轉化兩個維度再分析光合作用的原理和實質。掌握光合作用的原理?！?】影響光合作用強度的因素回顧光合作用強度、光合速率、真光合速率、凈光合速率的概念及表征這些概念的具體指標。以反應式分析影響光合作用強度的因素。掌握光合作用強度、光合速率概念和影響光合左右的的因素?！?】不同光照強度下的光合速率模型回顧不同光強下的光合速率的數(shù)學模型和物理模型，辨別真光合速率和凈光合速率，觀察曲線的一些關鍵點的含義，歸納解讀數(shù)學模型的方法。掌握光合速率的變化規(guī)律?！径苛曨}檢測根據(jù)表格數(shù)據(jù)，繪制光合速率隨光照強度變化的數(shù)學模型。辨別陽生植物和陰生植物。訓練圖表信息轉換建立數(shù)學模型方法和路徑，提高高階思維能力。三、學習評價1.植物生理學家希爾將葉綠體分離后置于試管中，加入1%的DCPIP(一種可以接受氫的化合物，被氧化時是藍色，被還原時是無色的)后，將試管置于光下，發(fā)現(xiàn)溶液由藍色變成無色并放出氧氣，以上實驗證明了（）A.光合作用產(chǎn)生的氧氣來自于H20B.光合作用的過程中能產(chǎn)生還原劑和O2C.光合作用的光反應在類囊體上進行D.光合作用的暗反應在葉綠體基質中進行參考答案：B2.水稻葉肉細胞在進行光合作用時，有關C3轉化為糖類過程的敘述錯誤的是（）A.需要消耗ATP和NADPHB.需要在葉綠體基質中進行C.需要在黑暗條件下進行D.需要多種酶的催化參考答案：C3.如圖為某次光合作用色素紙層析的實驗結果，樣品分別為新鮮菠菜葉和一種藍藻經(jīng)液氮冷凍研磨后的乙醇提取液。下列敘述正確的是（）A．研磨時加入CaCO3過量會破壞葉綠素B．層析液可采用生理鹽水或磷酸鹽緩沖液C．在敞開的燒杯中進行層析時，需通風操作D．實驗驗證了該種藍藻沒有葉綠素b參考答案：D4..以測定的CO2吸收量與釋放量為指標，研究溫度對某綠色植物光合作用與呼吸作用的影響，結果如圖所示。下列分析正確的是（）A.光照相同時間，35℃時光合作用制造的有機物的量與30℃相等B.光照相同時間，在20℃條件下植物積累的有機物的量最多C.溫度高于25℃時，光合作用制造的有機物的量開始減少D.交點表示光合作用制造的與呼吸作用消耗的有機物的量相等參考答案：A5.如圖為高等綠色植物光合作用過程圖解，回答下列問題：(1)①是，它的作用是；（2）②是,在葉綠體中產(chǎn)生；（3）③是，其流動的方向是；（4）⑤是，若突然停止光照，其含量將；（5）若用14C標記CO2中的C,則被標記的C存在于。答案：（1）光合色素光反應（2）O2葉綠體類囊體薄膜（3）ATP從基粒流向葉綠體基質（4）C3上升（5）C3和(CH2O)（2分）6.在晴朗無云的夏日，某生物興趣小組測定了一種蔬菜葉片光合作用強度的日變化，結果如圖?；卮鹣铝袉栴}。（1）據(jù)圖分析，與10時相比，7時蔬菜的光合作用強度低，此時，主要的外界限制因素是；從10時到12時，該蔬菜的光合作用強度。（2）為探究如何提高該蔬菜光合作用強度，小組成員將菜地分成A、B兩塊，10-14時在A菜地上方遮陽，B菜地不遮陽，其他條件相同。測得該時段A菜地蔬菜的光合作用強度比B菜地的高，主要原因是。（3）小組成員又將相同條件的C菜地的上方和四周用遮陽網(wǎng)全部覆蓋，測得棚內溫度比B菜地高，一段時間后比較B、C兩塊菜地的蔬菜產(chǎn)量。與B菜地相比，C菜地蔬菜產(chǎn)量低，從光合作用和呼吸作用的原理分析，原因是。答案：（1）降低（2）B地光照強度過高，導致蔬菜氣孔關閉，CO2吸收受阻，光合作用速率降低（3）C地的溫度上升，光合作用有關酶活性下降，呼吸作用有關酶活性增加，C地的凈光合速率降低，產(chǎn)量下降，因此C地的蔬菜產(chǎn)量低于B地。7.生菜營養(yǎng)豐富是很常見的食用蔬菜，生菜適于大城市設施農業(yè)水培種植。某農業(yè)研究基地對生菜的光合特性進行了如下研究。取長勢相同的5組盆栽生菜，編號A～E，每組15株，并對光源進行不同層數(shù)白紗布遮擋，A至E的遮光率分別為0%、32.4%、54.1%、64.4%、84.2%，其它條件相同且適宜，培養(yǎng)一段時間后，進行多項指標的檢測。請回答下列問題：（1）生菜的實際光合作用強度可表示。（2）每組選取5株生菜的基部功能葉片（已成熟且未衰老），測得的各組凈光合速率（Pn）如下圖所示。結果顯示：隨著光照強度的降低，Pn值呈趨勢，E組生菜葉片的光合作用強度（選填“大于”、“小于”或“等于”）呼吸作用強度。已知E組生菜不能正常生長，結合題中信息分析其原因是。（3）已知遮光處理會導致以藍紫光為主的短波長光比例增加，葉綠素b對短波長光照的吸收峰值高于葉綠素a。另取每組5株生菜的基部功能葉片，提取綠葉中的色素并進行含量的檢測。提取色素的原理是。結合表中檢測結果分析，在遮光培養(yǎng)的過程中，生菜會來提高捕獲光能的能力，以適應弱光環(huán)境。葉綠素a（mg/g）葉綠素b（mg/g）葉綠素a/葉綠素bA1.430.403.56B1.570.493.20C1.720.582.97D1.760.612.89E1.820.652.8（4）再取每組5株生菜基部功能葉片，測定氣孔導度（表示氣孔張開的程度，簡稱Gs）和胞間CO2濃度（簡稱Ci），結果如下圖所示。隨著光照強度的減弱，胞間CO2濃度逐漸增大，從光合作用反應過程的角度分析，出現(xiàn)這種變化的原因是：光照強度的減弱導致。答案:（1）單位時間（單位面積）內通過光合作用制造糖類等有機物的量(單位時間內固定的