[理化生]光合作用与生物固氮教材教法分析200608修.ppt

高三生物教材教法分析 光合作用和生物固氮 北京市中关村中学 高俊英 2006年8月30日 知识内容 1．光合作用的概念 2．光合作用的发现 3．叶绿体及其色素（色素提取与分离） 4．C3植物和C4植物（概念及叶片结构等） 5．光合作用的C3途径和C4途径（选学） 6．影响光合作用的因素,提高光合作用效率的主要措施及原理 7．光合作用的重要意义 8．生物固氮及其意义（固氮微生物的种类、固氮作用和生物固氮的概念） 9．生物固氮过程（选学） 10．生物固氮在农业生产中的应用 原则：在高二知识的基础上找出教学的生长点和拓展点，过渡自然，教学有新意，从新高度理解新旧知识，整合知识。 紧紧抓住光合作用中的物质转变和能量转变，理解光合作用是生物界最基本的物质代谢，理解光合作用在生态系统的物质循环和能量流动中的重要地位，理解光合作用对生物进化的重要作用。 从光合作用过程来分析影响光合作用的主要因素有哪些？结合生活实际分析，深刻理解轮作、合理密植、施有机肥等有利于作物的光合作用的原因，特别注意在具体问题情景中，用相关知识解决农业、生活实践中的一些问题。 第一节 光合作用一、光能在叶绿体中的转换二、C3植物和C4植物 C4途径(选学)三、提高农作物的光能利用率 一、光能在叶绿体中的转换(难点) 教学建议：以图为载体(直观化),利用学过的物化生知识(认知基础),问题驱动(兴趣) （1）A、B表示色素，它们分别代表什么色素以及各自的作用(复习)。 ?（2）特殊状态的叶绿素a在光的照射下发生了什么变化？ ?（3）特殊状态的叶绿素a失去的电子后自身的氧化还原性质的前后变化情况怎样？ ??（5）失去电子的叶绿体a最终从什么物质中获得电子恢复稳定状态？该物质发生了什么变化？并写出物质变化的反应简式。 （6）特殊状态的叶绿素a在光照下连续不断失电子和得电子形成电子流，从物理学角度，表示能量形式发生了什么变化？ （7）能量转换的场所？（与高二知识内容衔接，提示：叶绿体的囊状结构即类囊体。） (8)分析回答氧气的来源和产生的原因; 如何证明氧气来自于水的光解?(复习) 叶绿素的光化学反应荧光和磷光特性 叶绿素分子含有许多电子,在不照光的条件下,处在各自轨道的最低态(基态),吸收光能后,处于特殊位置上的电子被光量子所激发跃迁到高能级的轨道上,称单线激发态.其寿命短, 10-10s. 激发态的叶绿素可能有三种出路:能量传给其他色素或进行光化学反应;通过释放荧光或热能回到基态,在有机溶剂中,叶绿素有很强的荧光,但在叶绿体中荧光很弱.;转入长命10-3s的三线激发态,通过释放磷光回到基态. （二）电能→活跃的化学能 （三）活跃的化学能→稳定的化学能 （四）总结 ------------从过程角度 （四）总结 -------从物质和能量两方面 物质变化 水的光解、释放氧气 ATP 的形成 NADPH的形成 CO2的固定和还原 糖类等有机物形成 能量转换 光能转变为电能 电能转变为活跃的化学能 活跃的化学能转变为稳定的化学能 二、 C3植物和C4植物 C3植物和C4植物的概念 C3植物和C4植物叶片结构的特点 C4植物光合作用的特点 理解: 对CO2 利用能力高,光合效率高 研究方法：示踪法；观察法 渗透: 功能与结构统一 设计思路 方法一：从C3，C4途径的发现史引入 提供原始材料，了解美国化学家卡尔文对C3植物的暗反应的研究成果。 或回忆问题：科学家主要利用什么研究方法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？（示踪技术，发现C3途径/卡尔文循环）；介绍C4植物的发现过程。比较不同及其特点；C4植物概念。 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。教材P29 方法二：通过用显微镜观察C3植物和C4植物叶片结构（感性认识），了解C3植物和C4植物的叶片结构的不同从而进行C4途径的教学。 (三) C4途径教学的探究设计 疑问: C3植物和C4植物在叶的结构上有什么不同？在光合作用的过程上有什么不同？ 示C4植物不同与C3的事实: 生长在温度较高(对温度的反应不同) 对CO2的反应不同 固定CO2的酶与CO2的亲和力不同(60倍)。 光合效率不同； C4发现过程的放射性实验等