“光合作用的過程”教學設計

孟赟

摘要：重溫科學家的實驗，在了解科學史實的同時，讓學生感受到科學家實驗方法的巧妙，并通過問題探究式教學引導學生自主構建光合反應式及具體過程。

關鍵詞：光合作用過程;教學設計;科學史

1 教材分析

光合作用的過程選自高中生物學蘇教版教材必修一，該內容對于培養學生的物質能量觀，以及理解光合作用的意義和在實際生產實踐中的應用都有十分重要的影響。

在學習本節內容時，高一學生已經掌握了初中書本中光合作用的基本定義，而且有一定的思考分析能力，但其中涉及到的生物學相關知識、概念比較繁雜，學生難以消化。為此，本節課的教學設計從生產實踐入手，將生活素材與自主學習、合作交流等活動進行有效結合，提高學生學習興趣，并不斷引導學生思考，進行數學模型的構建，促進學生對相關知識的內化。

2 教學目標

【生命觀念】

1.理解光合作用的具體過程，加深結構和功能相適應的觀念;

2.通過物質能量的變化，比較光合作用兩個階段，從而掌握光合作用的實質。

【科學思維】

結合科學的思維方法，設計實驗，并得出結論;

通過對比材料，學會分析比較、歸納總結光合作用概念，闡明光合作用原理，提高思維能力;

【科學探究】

根據實驗目的設計實驗，掌握科學探究的基本思路和方法，并熟練應用在對實際問題的分析與解決方面，發展科學思維，培養創新能力。

【社會責任】

增強學生對實踐問題的關注意識，提高學生對生物的興趣;

了解植物對于環境的重要意義，增強學生對環境的保護意識。

3 教學重難點

教學重點：光反應、暗反應過程。

教學難點：光合作用各階段中的物質能量變化。

4 教學過程

4.1 導入

學生：回憶上節課總結的光合作用定義、反應式

CO2 + H2O??光葉綠體??有機物+ O2

4.2 光反應

教師：根據光合作用反應式，提出一系列問題。

1、O2的氧原子是來自CO2還是H2O？

2、CO2和H2O在自然環境中只能產生不穩定的碳酸，為什么在葉綠體內能生成有機物和O2？

3、有機物是糖類還是其他物質？

學生：自主性探究O2的來源（提示分泌蛋白中的同位素標記法）

教師：提供希爾實驗相關材料[1]-將離體的葉綠體加入具有氫受體（NADP+）的水溶液中，在無CO2的條件下給予光照，發現葉綠體中有O2放出。

學生：O2是由H2O分解產生的，CO2不參與生成O2的相關過程。

2H2O??光??4H+ + O2

教師：提供阿爾農實驗相關材料[1]-在離體的葉綠體溶液中加入ADP、Pi、NADP+ ，在無CO2的條件下給予光照處理，最后檢測有ATP、NADPH、O2產生，若在黑暗無光、無CO2的條件下，則沒有ATP、NADPH、O2生成。

學生：只有在光照條件下，葉綠體才會產生O2和ATP。

4NADP+ +4H+ → 4NADPH

ADP + Pi+能量?酶??ATP

教師：播放光反應的動畫，請學生介紹光反應包括哪些化學反應，畫出光反應簡易圖，并總結光反應場所、條件、物質變化、能量變化。

4.3 暗反應

學生：探究CO2的去路（提示分泌蛋白中的同位素標記法）

教師：提供卡爾文實驗相關材料[2]-用14C標記的CO2供小球藻進行光合作用來研究小球藻在光合作用中CO2的固定。

學生：CO2用于合成糖類等有機物。

教師：提供阿爾農實驗相關材料[3]-將離體的葉綠體溶液均分為3組，第一組提供光照、CO2 ，不提供ATP、NADPH，有糖類生成;第二組提供CO2、無光，不提供ATP、NADPH，無糖類生成;第三組提供CO2、無光、ATP、NADPH，有糖類生成。

學生：光反應中的產物ATP、NADPH用于合成糖類等有機物;有機物的生成不需要光。

教師：播放暗反應的動畫，請學生介紹暗反應包括哪些化學反應，畫出過程簡易圖，并總結暗反應場所、條件、物質變化、能量變化。

學生：閱讀課本，回憶光合作用過程，補全空白格;

學生：總結光反應和暗反應的區別

教師：借助圖式，強調光合作用是由兩個階段緊密相連，形成的一個連續的完整的反應。

學生：完善光合作用的反應式

6CO2+12H2O?光葉綠體?C6H12O6+6O2+6H2O

5 設計意圖

利用生活素材導入，揭示植物生長的秘密，引起學生興趣，回顧舊知識，對光合作用反應式進行詳盡解讀，引出光合作用主要過程，最后通過科學史、實驗等不同教學手段，讓學生對光合作用過程有更直觀的感受，促進學生掌握反應過程中物質能量變化，從而幫助學生對本節課內容建立系統的認識。

參考文獻：

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