5.4光合作用和能量转化（第2课时）教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一.docx

5.4光合作用和能量转化（第2课时）教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一

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教材分析

“5.4光合作用和能量转化（第2课时）教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修一”：本节课主要介绍光合作用的基本过程及其在能量转化中的作用。教材从光合作用的概念、光反应和暗反应的步骤、能量转化原理等方面展开讲解，旨在使学生理解光合作用在自然界中的重要性，并掌握其基本原理和过程。本节课内容与生物学、化学等学科紧密相关，是高中生物教学的重点和难点。

核心素养目标

1.科学探究：通过实验和观察，学生能够理解并描述光合作用的条件和过程，培养实验设计和问题解决能力。

2.理性思维：学生能够分析光合作用中的能量转化机制，以及其在生态系统中的意义，发展科学思维和推理能力。

3.科学态度：学生能够形成对科学研究的正确态度，尊重事实，勇于探索，对光合作用的研究持有好奇和探究精神。

4.科学责任：学生能够认识到光合作用在维持生态平衡和人类生活中的重要作用，树立保护环境的意识。

教学难点与重点

1.教学重点

-光合作用的概念和意义：使学生理解光合作用是植物、藻类和某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程，这是生态系统中的基础能量来源。

-光合作用的阶段：明确光反应和暗反应两个阶段的区别和联系，光反应产生ATP和NADPH，暗反应利用这些能量将CO2固定成有机物。

-能量转化原理：讲解光能转化为化学能的过程，以及ATP在能量传递中的作用。

2.教学难点

-光反应和暗反应的具体机制：学生可能会混淆两个阶段的详细过程，如光反应中的光系统I和光系统II的作用，以及暗反应中的Calvin循环的具体步骤。

-例如，光反应中的光系统II首先吸收光能，激发电子传递，而光系统I则进一步将电子传递给NADP+生成NADPH。

-ATP和NADPH在暗反应中的作用：学生可能难以理解ATP和NADPH如何在Calvin循环中提供能量和还原力，以及这些分子如何参与CO2的固定。

-例如，在Calvin循环中，ATP提供能量将磷酸化酶激活，NADPH则提供还原力将CO2转化为有机物。

-光合作用与生态系统的关系：学生可能难以理解光合作用在生态系统中的地位，以及它如何维持生态平衡。

-例如，光合作用产生的有机物是食物链的基础，而氧气则是大气中氧气的主要来源。

教学资源准备

1.教材：确保每位学生都有《人教版必修一》生物教材，以便于学生跟随课堂进度自学和复习。

2.辅助材料：准备光合作用过程示意图、能量转化流程图、光合作用实验视频等，以帮助学生直观理解光合作用的过程。

3.实验器材：准备用于演示光合作用的实验器材，如植物叶片、光源、碘液等，确保实验的安全性和有效性。

4.教室布置：将教室分为实验操作区和讨论区，以便于学生分组进行实验观察和讨论交流。

教学过程

1.导入新课

-各位同学，我们已经学习了一些关于植物生理学的知识，今天我们将进入一个新的内容——光合作用和能量转化。请大家思考一下，我们日常生活中所依赖的食物和氧气是如何产生的？

2.教学目标介绍

-在本节课中，我们将学习光合作用的基本概念、过程和能量转化的原理。通过今天的学习，我希望大家能够理解光合作用的重要性，掌握其基本过程，并能够解释能量是如何在光合作用中被转化的。

3.光合作用的概念和意义

-首先，请同学们打开教材第94页，阅读光合作用的概念。光合作用是植物、藻类和某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。这个过程对于我们生活的地球来说至关重要，它不仅是植物生长的基础，也是我们食物链和氧气来源的基础。

4.光合作用的阶段

-接下来，我们来看光合作用的两个主要阶段：光反应和暗反应。请同学们跟随我一起阅读教材第95页的内容。光反应发生在叶绿体的类囊体薄膜上，需要光照条件；而暗反应则发生在叶绿体的基质中，不需要光照。

5.光反应的详细讲解

-现在，我们深入探讨光反应的过程。请同学们看教材上的图5-10，我们可以看到光反应包括光系统II、光系统I和光合磷酸化三个步骤。在这个过程中，光能被转化为化学能，产生ATP和NADPH。请同学们尝试用自己的话来描述这个过程。

6.暗反应的详细讲解

-接下来，我们来学习暗反应，也称为Calvin循环。请同学们翻到教材第97页，我们可以看到Calvin循环包括三个主要阶段：碳固定、还原阶段和再生阶段。在这个过程中，ATP和NADPH被用来将CO2转化为有机物。

7.能量转化原理

-现在，我们来看一下能量是如何在光合作用中被转化的。请同学们阅读教材第98页的内容。光能通过光反应被转化为ATP和NADPH中的化学能，这些能量随后