《光合作用》教案（2）.doc

光合作用教学目标1.知识方面（1）通过观察C3植物和C4植物叶片的永久横切片使学生识记C3植物和C4植物在叶片结构上的区别并以此了解C4植物光合作用的特点（识记）。（2）C4植物固定二氧化碳的能力明显提高的原因（知道）。2．态度观念方面通过对C3植物暗反应发现过程的介绍使学生了解一种科学研究方法—放射性同位素标记法以此培养学生对科学的热爱和对科学研究的兴趣。3．能力方面通过本节课的教学培养学生的实验观察能力、对生命现象及背景材料的分析归纳能力和获取知识的能力。重点、难点分析重点：C3植物和C4植物在叶片结构上的区别及C3植物光合作用的特点。难点：C4植物光合作用的特点。教学模式实验观察——材料分析——概括归纳。教学手段实验观察、材料分析和多媒体课件辅助教学。课时安排一课时设计思路提供原始材料使学生了解美国化学家卡尔文对C3植物的暗反应的研究成果引出C3植物的发现过程。通过用显微镜观察C3植物和C4植物叶片结构了解C3植物和C4植物的叶片结构的不同从而进行C3途径和C4途径的教学。教学过程一、引言光合作用是在叶绿体内进行的一个复杂的能量转换和物质变化过程是地球上最基本的物质代谢和能量代谢。由于光合作用如此重要它很早就吸引了许多科学家的兴趣。一个世纪以来为了探寻光合作用的具体化学反应过程科学家进行了大量的研究诞生出众多的科学巨人如在必修教材中涉及到的海尔豪特、普利斯特利、萨克斯、恩吉尔曼、鲁宾和卡门等其中美国化学家卡尔文因揭示了植物光合作用暗反应的机理而获得了1961年的诺贝尔化学奖。二、新课【教师活动】提供材料：《卡尔文与地球上最重要的化学反应》。卡尔文（Me1vinCa1vin1911～1997）生于美国明尼苏达州1931年获得密欧根采矿技术学院的化学学士学位1935年获明尼苏达州大学的博士学位1944年到1945年在曼哈顿计划中从事铀的研究。1940年鲁宾（S.Ruben）和卡门（M.Kanmen）发现了碳的长寿命同位素14C使卡尔文有了一种理想的工具来追踪二氧化碳是如何在暗反应中一步步变成碳水化合物的。在卡尔文的研究过程中14C成了主要工具发挥了特别重要的作用。卡尔文在一个装置中放入进行光合作用的小球藻悬浮液注入普通的二氧化碳然后按照预先设定的时间长度向装置中注入14C标记的二氧化碳在每个时间长度结束时杀死小球藻使酶反应终止提取产物进行分析。他通过色谱分析法发现当把光照时间缩短为几分之一秒时磷酸甘油酸（C3）占全部放射性的90％这就证明了磷酸甘油酸（C3）是光合作用中由二氧化碳转化的第一个产物。在5秒钟的光合作用后卡尔文找到了含有放射性的C3、C5和C6。在实验中卡尔文发现在光照下C3和C5很快达到饱和并保持稳定。但当把灯关掉后C3的浓度急速升高同时C5的浓度急速降低。如果在光照下突然中断二氧化碳的供应则C5就积累起来C3就消失。【学生活动】分析材料结合所学内容回答问题：1．在文中卡尔文运用了哪些研究方法？（放射性同位素标记法、色谱分析法）2．被标记的碳元素首先出现在哪一种化合物中？（磷酸甘油酸C3）3．文中的最后一段说明了什么问题？（C5是二氧化碳的受体C3是二氧化碳固定后的产物）【教师活动】复习总结C3植物暗反应特点。介绍C4植物的发现过程。澳大利亚科学家M.D.Hatch和C.R.Slack在研究玉米、甘蔗等原产热带地区的绿色植物发现当向这些绿色植物提供14C时光合作用开始后的1秒内90％以上的14C出现在含有四个碳原子的有机酸（C4）中。随着光合作用的进行C4中的14C逐渐减少而C3中的14C逐渐增多。【学生活动】分析上述材料。结论：说明在这类绿色植物的光合作用中CO2中的C原子首先转移到C4中然后才转移到C3中。【教师活动】介绍C3和C4的概念和常见的种类。【学生活动】用显微镜观察菠菜叶和玉米叶的永久横切片。课堂讨论：C3植物和C4植物的叶片结构有哪些不同？【师生互动】结合教材图2-3和图2-4及多媒体课件分析C3和C4植物叶片结构的区别并将观察结果记录于下表。植物种类维管束鞘细胞叶肉细胞细胞大小是否含有叶绿体排列是否含有叶绿体菠菜叶横切（C3）玉米叶横切（C4）（详细内容见板书设计）【教师补充说明】通过研究发现C3植物的维管束鞘细胞含有没有基粒的叶绿体这种叶绿体不仅数量多而且体积大。C3植物和C4植物之所以具有不同的固定CO2的途径与二者的结构有密切关系。【学生活动】以学习研究小组为单位分析选修教材图2-5C4植物光合作用特点示意图和必修教材图3-8并填写下表：植物种类CO2的受体CO2固定后的产物CO2固定后的场所CO2还原的场所ATP和NADPH的作用对象暗反应的途径C3植物C4植物【师生互动】结上表得出结论：1．C4途径的CO2的受体是磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）CO2与PEP结合生成C