光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換(精選2篇)
光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換 篇1
教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)方面
學(xué)生運(yùn)用高二已學(xué)到的光合作用的過程和葉綠體的知識(shí),并通過觀察分析示意圖和相關(guān)資料,知道光能在葉綠體中如何轉(zhuǎn)換成電能,進(jìn)而轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能的過程,進(jìn)一步了解nadph和atp中活躍的化學(xué)能,在暗反應(yīng)中轉(zhuǎn)換為儲(chǔ)存在糖類等有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能的過程。
2.態(tài)度觀念方面
通過學(xué)生對(duì)示意圖的觀察、分析與討論,提高學(xué)生的合作精神和認(rèn)真探索知識(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度,并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物科學(xué)的興趣及熱情。
3.能力方面
。1)通過光合作用過程中能量轉(zhuǎn)換的示意圖,學(xué)會(huì)利用圖文資料進(jìn)一步理解和獲取生物科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的能力。
。2)借助對(duì)示意圖的觀察和問題的思考,提高學(xué)生的科學(xué)判斷、推理等思維能力和觀察力。
。3)學(xué)生通過示意圖對(duì)光合作用過程中能量在葉綠體中轉(zhuǎn)換的三個(gè)步驟的敘述,培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力。
(4)在學(xué)習(xí)光合作用中的能量轉(zhuǎn)換過程后,學(xué)會(huì)運(yùn)用新知識(shí)解決和分析實(shí)際問題,理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
光合作用是地球上幾乎一切生物的存在、繁榮和發(fā)展的根本源泉,弄清其機(jī)理,在理論和生產(chǎn)實(shí)踐中有著重要意義。教材中進(jìn)一步闡明能量的變化是由光能轉(zhuǎn)換成電能,再由電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能,是教學(xué)中的重點(diǎn)。
光合作用過程中的能量在葉綠體中的轉(zhuǎn)換是一個(gè)非常復(fù)雜、抽象、快速的過程,并蘊(yùn)含著許多物理、化學(xué)變化和原理,在教學(xué)中思考如何把這個(gè)過程直觀形象地呈現(xiàn),以幫助學(xué)生理解,是教師在教學(xué)中需要解決的難點(diǎn)。
教學(xué)模式
針對(duì)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo),選擇教學(xué)模式為:提出問題——觀察現(xiàn)象——分析探索——交流討論——得出結(jié)論。
教學(xué)手段
大屏幕和實(shí)物投影,計(jì)算機(jī)課件(光能轉(zhuǎn)換成電能的動(dòng)畫課件;光合作用中形成nadph和atp的動(dòng)畫課件),光合作用中能量在葉綠體中轉(zhuǎn)換全過程的示意圖。
課時(shí)安排 一課時(shí)。
設(shè)計(jì)思路
本節(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容——光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換,是以充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用和教師的主導(dǎo)作用作為理念,利用學(xué)生已有的知識(shí),采用直觀的教學(xué)手段把抽象的難于理解的瞬時(shí)發(fā)生的微觀變化形象化、動(dòng)態(tài)化,進(jìn)行模擬展示。教師只是提供相關(guān)的資料和材料(如多媒體動(dòng)畫課件),通過不同問題的引導(dǎo),讓學(xué)生獨(dú)立觀察發(fā)現(xiàn)、探索交流并歸納總結(jié),從而獲得新知,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和觀察能力,強(qiáng)化學(xué)生求知意識(shí)。
教學(xué)過程
一、創(chuàng)設(shè)問題情境
從當(dāng)今世界面臨的糧食危機(jī)對(duì)人類生存和發(fā)展的嚴(yán)重影響以及我國耕地減少與人口數(shù)量大引發(fā)的糧食需求的突出矛盾;從提高糧食產(chǎn)量的緊迫性和巨大潛力,引出進(jìn)一步對(duì)光合作用中能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化進(jìn)行深入研究的必要,從而導(dǎo)入本節(jié)的研究內(nèi)容——光合作用。
二、學(xué)生展示材料,教師引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)問題
。ㄒ唬┕饽茉谌~綠體中的轉(zhuǎn)換
光能轉(zhuǎn)換成電能的轉(zhuǎn)換步驟是本課時(shí)教學(xué)內(nèi)容中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。把這一抽象微觀的變化轉(zhuǎn)變成直觀的現(xiàn)象,更易于學(xué)生的理解和進(jìn)一步深入探索。先引導(dǎo)學(xué)生從對(duì)一位中學(xué)生所作的生物科學(xué)小實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象的分析出發(fā),從感性上認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)光合作用中光能轉(zhuǎn)變成電能的事實(shí),進(jìn)而總結(jié)出光能在葉綠體中的能量轉(zhuǎn)換的三個(gè)步驟,了解本課時(shí)需要探索的三個(gè)主題。具體做法是:由學(xué)生利用大屏幕展示并介紹本班生物興趣小組在課下進(jìn)行“調(diào)查媒體對(duì)生物科技發(fā)展的報(bào)道”的研究性學(xué)習(xí)中所搜集到的一份資料。(一篇獲得中學(xué)生物百項(xiàng)論文一等獎(jiǎng)中的生物小實(shí)驗(yàn)。具體內(nèi)容是:利用一臺(tái)正負(fù)電荷檢驗(yàn)器,貼近在室內(nèi)生長的花卉以及在室外生長的植物的莖、葉后,檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些植物帶有負(fù)電荷,還有的植物未有此現(xiàn)象;經(jīng)進(jìn)一步檢測(cè)在早、中、晚不同時(shí)段植物的帶電情況,同時(shí)對(duì)室內(nèi)花卉進(jìn)行暗處理后做對(duì)照檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn):一些莖葉寬大的植物在有光的情況下均帶有負(fù)電荷,并且在一天當(dāng)中以中午和下午3時(shí)左右?guī)щ娮顝?qiáng),無光情況下所有的植物都不帶電。)
這段資料把抽象化的能量轉(zhuǎn)換變成了具體化的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,學(xué)生在對(duì)資料簡單分析的基礎(chǔ)上得出植物在光合作用過程中能夠把光能轉(zhuǎn)換成電能的結(jié)論。教師再啟發(fā)學(xué)生回憶在高二學(xué)習(xí)中已知的能量轉(zhuǎn)換過程,與新獲得的結(jié)論結(jié)合思考,引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出光能在葉綠體中轉(zhuǎn)換的三個(gè)步驟的發(fā)生部位及反應(yīng)階段。并進(jìn)入下面的三個(gè)研究主題。
1.光能轉(zhuǎn)換成電能。
觀察探索 圍繞學(xué)生得出的結(jié)論“光能轉(zhuǎn)換成電能”,教師提醒學(xué)生復(fù)習(xí)回憶葉綠體結(jié)構(gòu),特別是與光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換有關(guān)的色素的種類、功能和位置以及與光合作用有關(guān)的酶的位置,在學(xué)生閱讀教材中有關(guān)色素內(nèi)容的基礎(chǔ)上,從色素的功能方面對(duì)各種色素進(jìn)行分類總結(jié)。
引導(dǎo)學(xué)生觀察探索 教師提出問題“光能是如何轉(zhuǎn)換成電能的”后,組織學(xué)生進(jìn)行探索。首先教師利用大屏幕多次展示光能轉(zhuǎn)換成電能的動(dòng)畫示意圖,要求學(xué)生反復(fù)觀察,引導(dǎo)學(xué)生通過對(duì)示意圖的觀察、分析、討論,依次解決以下問題:
(1)a、b表示色素,它們分別代表什么色素以及各自的作用。
思考:光能在色素分子之間通過什么方式進(jìn)行傳遞?
。ㄌ峁┵Y料:光能在色素之間以誘導(dǎo)共振的方式進(jìn)行傳遞。)
。2)特殊狀態(tài)的葉綠素a在光的照射下發(fā)生了什么變化?
。3)特殊狀態(tài)的葉綠素a失去的電子是怎樣傳遞的,自身的氧化還原性質(zhì)的前后變化情況怎樣?
。4)脫離葉綠素a的電子,經(jīng)過一系列的傳遞,最后傳遞給什么物質(zhì)?(閱讀教材中的小資料。)
(5)失去電子的葉綠體a最終從什么物質(zhì)中獲得電子,而恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)?該物質(zhì)發(fā)生了什么變化?并嘗試寫出物質(zhì)變化的反應(yīng)簡式。
。6)特殊狀態(tài)的葉綠素a在光照下連續(xù)不斷失電子和得電子形成電子流,從物理學(xué)角度,表示能量形式發(fā)生了什么變化?
。7)能量轉(zhuǎn)換的場(chǎng)所?(與高二知識(shí)內(nèi)容銜接,提示:葉綠體的囊狀結(jié)構(gòu)即類囊體。)
思維發(fā)散與開拓 學(xué)生自我探索解決光能轉(zhuǎn)換成電能的過程后,教師要求學(xué)生分析回答氧氣的來源和產(chǎn)生的原因,回憶氧氣來自于水的光解的發(fā)現(xiàn)過程和方法。并啟發(fā)思考綠色植物這種獨(dú)有的現(xiàn)象在不同領(lǐng)域特別是宇宙空間、國防現(xiàn)代化和能源發(fā)展等方面的廣闊應(yīng)用和研究前景。鼓勵(lì)學(xué)生各抒己見,用新的視角去看待和思考光合作用,把學(xué)生思維的積極性充分調(diào)動(dòng)起來,這是拓寬學(xué)生思維,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造思維和學(xué)習(xí)興趣的有效環(huán)節(jié)。
同時(shí)提出水的光解中電子的傳遞和氫離子的去路的問題,以此進(jìn)入第二個(gè)研究主題,即電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能。
2.電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能
在葉綠體的囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換的兩個(gè)步驟,由光能轉(zhuǎn)換成電能,由電能進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能是連續(xù)不可分割的過程,光合作用中光合磷酸化與電子傳遞是偶聯(lián)的。這一轉(zhuǎn)換步驟可借助光合作用中形成nadph和atp的動(dòng)畫示意圖和對(duì)教材中資料的閱讀,引導(dǎo)學(xué)生分析。
(1)少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠素a分子電荷分離的根本原因。
。2)形成電子流的化學(xué)原理。
。3)水的光解產(chǎn)生的電子和氫離子最終傳遞給什么物質(zhì),并生成了什么物質(zhì)?反應(yīng)需何條件?嘗試寫出物質(zhì)變化的反應(yīng)式。
(4)在電子傳遞過程中還形成了什么物質(zhì)?寫出其反應(yīng)式。
(5)在物質(zhì)形成過程中,能量形式發(fā)生的變化情況。
。6)電能轉(zhuǎn)換成的活躍的化學(xué)能,貯存在什么物質(zhì)中?
。7)能量轉(zhuǎn)換的場(chǎng)所?
要求學(xué)生在觀察的基礎(chǔ)上,判斷、推理、討論后得出結(jié)論。
3.活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能
在暗反應(yīng)階段活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能這部分內(nèi)容是學(xué)生在高二階段已經(jīng)學(xué)到的知識(shí),教師需要在學(xué)生原有的知識(shí)基礎(chǔ)上,通過教學(xué)過程,使學(xué)生達(dá)到溫故知新的目的。思考回憶以下問題:
。1) atp和nadph在細(xì)胞中的含量?屬于光合作用的什么產(chǎn)物?
。2) atp和nadph參與暗反應(yīng)階段的什么過程的反應(yīng)?
(3)在此過程中能量形式發(fā)生的變化以及場(chǎng)所?
使學(xué)生回憶atp在細(xì)胞內(nèi)數(shù)目不多并容易水解釋放高能磷酸鍵所儲(chǔ)存的能量的特點(diǎn),同時(shí)介紹nadp+很容易與氫結(jié)合而被還原,在需要?dú)涞姆磻?yīng)中,有很容易與氫分離的特性。教師通過提問的方式強(qiáng)調(diào)與高二學(xué)習(xí)中的有區(qū)別的知識(shí)內(nèi)容:
(1)一個(gè)被還原的物質(zhì)再氧化時(shí)是吸收能量還是釋放能量?
。2) atp和nadph在暗反應(yīng)階段co2的還原中各自的作用。
(3) atp和nadph在不同階段自身不斷氧化還原的變化情況以及在光反應(yīng)和暗反應(yīng)階段的聯(lián)系中所起的作用。
歸納總結(jié) 在分別學(xué)習(xí)探索光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換的三個(gè)步驟后,依據(jù)教材中圖2-2,要求學(xué)生完整敘述在光合作用中能量轉(zhuǎn)換的全過程,教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行前后知識(shí)比較,發(fā)現(xiàn)光合作用中能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化的相互聯(lián)系、不可分割、同時(shí)進(jìn)行的關(guān)系,以運(yùn)動(dòng)變化和聯(lián)系的觀點(diǎn)深入理解光合作用的實(shí)質(zhì)即能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化過程,從而全面深刻地掌握知識(shí),并形成能力。
遷移深化 通過聯(lián)系實(shí)際,教師引導(dǎo)學(xué)生將生物學(xué)知識(shí)遷移,形成一個(gè)再認(rèn)識(shí)的深化過程。依據(jù)此原則,設(shè)計(jì)了具有不同難度層次的問題:
。1)甲、乙兩個(gè)密閉的玻璃鐘罩內(nèi),分別喂養(yǎng)同樣小鼠各一只,和長勢(shì)良好的同樣綠色植物各一盆。與甲罩不同的是,乙罩內(nèi)多了一杯氫氧化鈣溶液。兩玻璃罩同在陽光下培養(yǎng)一段時(shí)間后,甲、乙兩個(gè)鐘罩內(nèi)的小鼠和植物各發(fā)生了什么變化?分析產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因。教師需要特別指導(dǎo)分析乙罩內(nèi)的小鼠死亡的原因和光合作用中的暗反應(yīng)的聯(lián)系,深入體會(huì)和總結(jié)光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間的關(guān)系。
。2)要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)試驗(yàn),突出對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)。利用一些簡單的儀器和設(shè)備,如一盆生長良好的天竺葵、電池、電線、碘液和風(fēng)布等,設(shè)計(jì)一組實(shí)驗(yàn)證明光能、電能與有機(jī)物的生成之間的關(guān)系。并在課下進(jìn)行實(shí)際的操作。
要點(diǎn)提示
光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換內(nèi)容中,要點(diǎn)集中為能量轉(zhuǎn)換中的光能轉(zhuǎn)換成電能,電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能這兩個(gè)能量轉(zhuǎn)換步驟及相應(yīng)的物質(zhì)變化。
光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換 篇2
光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換 教案
課題:光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換
課型:新授課
授課班級(jí):二(2)
授課人:李衛(wèi)松
授課日期:.12.24
教學(xué)目標(biāo):1.理解葉綠體內(nèi)光能轉(zhuǎn)換成電能的過程。
2.理解葉綠體內(nèi)電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能的過程。
教學(xué)重點(diǎn):光能如何轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能
教學(xué)難點(diǎn):光合作用過程中能量的轉(zhuǎn)換過程
教學(xué)方法:
教具準(zhǔn)備:
教學(xué)內(nèi)容及過程:
一、創(chuàng)設(shè)問題情景
從當(dāng)今世界面臨的糧食危機(jī)對(duì)人類生存和發(fā)展的嚴(yán)重影響以及我國耕地減少與人口數(shù)量大引發(fā)的糧食需求的突出矛盾;從提高糧食產(chǎn)量的緊迫性和巨大潛力,引出進(jìn)一步對(duì)光合作用中能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化進(jìn)行深入研究的必要,從而導(dǎo)入本節(jié)的研究內(nèi)容——光合作用。
二、學(xué)生觀察,教師引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)問題
1.光能轉(zhuǎn)換成電能
觀察探索 通過復(fù)習(xí)高二所學(xué)的光合作用有關(guān)知識(shí)引入高三學(xué)習(xí)的重點(diǎn)------對(duì)光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換進(jìn)行深入研究。
圍繞光能轉(zhuǎn)換成電能,復(fù)習(xí)回憶葉綠體的結(jié)構(gòu),與光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換有關(guān)的色素,引導(dǎo)學(xué)生觀察,思考討論:
。1)a、b表示色素,請(qǐng)問它們分別代表什么色素?以及各自有何作用?
。2)特殊狀態(tài)的葉綠素a在光的照射下發(fā)生了什么變化?
(3)特殊狀態(tài)的葉綠素a是怎么失去電子的?
。4)失去電子的葉綠素a是什么性質(zhì)?怎樣才能恢復(fù)穩(wěn)態(tài)?
。5)失去電子的葉綠體a從哪里奪取電子?
。6)試寫出水光解的反應(yīng)式?
。7)脫離葉綠素a的電子去哪里了?
(8)最初的電子供體和最終電子受體分別是什么?
(9)能量轉(zhuǎn)換的場(chǎng)所是什么?
思維發(fā)散與開拓 綠色植物這種獨(dú)有的現(xiàn)象在哪些領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用和研究前景?
同時(shí)提出水的光解中電子的傳遞和氫離子的去路的問題,以此進(jìn)入第二個(gè)研究主題,即電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能。
2.電能轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能
在葉綠體的囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上發(fā)生的能量轉(zhuǎn)換的兩個(gè)步驟,由光能轉(zhuǎn)換成電能,由電能進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能是連續(xù)不可分割的過程,光合作用中光合磷酸化與電子傳遞是偶聯(lián)的。觀察多媒體,引導(dǎo)學(xué)生分析。
。1)2h2o→o2+4h++4e- ,水的光解產(chǎn)生的電子和氫離子最終傳遞給什么物質(zhì),并生成了什么物質(zhì)?嘗試寫出物質(zhì)變化的反應(yīng)式。
。2)在電子傳遞過程中還形成了什么物質(zhì)?寫出其反應(yīng)式。
。3)電能轉(zhuǎn)換成的活躍的化學(xué)能,儲(chǔ)存在什么物質(zhì)中?
。4)活躍的化學(xué)能意味著什么?
(5)nadph除了攜帶一定能量的物質(zhì)外,還具有什么性質(zhì)?
。6)nadph用來還原什么?
3.活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能
在暗反應(yīng)階段活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的化學(xué)能這部分內(nèi)容是學(xué)生在高二階段已經(jīng)學(xué)到的知識(shí),教師需要在學(xué)生原有的知識(shí)基礎(chǔ)上,通過教學(xué)過程,使學(xué)生達(dá)到溫故知新的目的。思考回憶以下問題:
。1)atp和nadph參與暗反應(yīng)階段的什么過程的反應(yīng)?
。2)在此過程中能量形式發(fā)生了什么變化以及場(chǎng)所在哪里?
歸納總結(jié) 在分別學(xué)習(xí)探索光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換的三個(gè)步驟后,依據(jù)教材中圖2-2,要求學(xué)生完整敘述在光合作用中能量轉(zhuǎn)換的全過程,教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行前后知識(shí)比較,發(fā)現(xiàn)光合作用中能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化的相互聯(lián)系、不可分割、同時(shí)進(jìn)行的關(guān)系,以運(yùn)動(dòng)變化和聯(lián)系的觀點(diǎn)深入理解光合作用的實(shí)質(zhì)即能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化過程,從而全面深刻地掌握知識(shí),并形成能力。
知識(shí)遷移深化
甲、乙兩個(gè)密閉的玻璃鐘罩內(nèi),分別喂養(yǎng)同樣小鼠各一只,和長勢(shì)良好的同樣綠色植物各一盆。與甲罩不同的是,乙罩內(nèi)多了一杯氫氧化鈣溶液。兩玻璃罩同在陽光下培養(yǎng)一段時(shí)間后,甲、乙兩個(gè)鐘罩內(nèi)的小鼠和植物各發(fā)生了什么變化?分析產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因。教師需要特別指導(dǎo)分析乙罩內(nèi)的小鼠死亡的原因和光合作用中的暗反應(yīng)的聯(lián)系,深入體會(huì)和總結(jié)光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間的關(guān)系。
總結(jié):(略)