1、名校名 推薦光合作用教學(xué)目標(biāo)1. 知識方面（ 1）通過觀察c3 植物和c4 植物葉片的永久橫切片，使學(xué)生識記c3 植物和c4 植物在葉片結(jié)構(gòu)上的區(qū)別，并以此了解c4 植物光合作用的特點（識記）。（ 2） c4 植物固定二氧化碳的能力明顯提高的原因（知道）。2態(tài)度觀念方面通過對 c3 植物暗反應(yīng)發(fā)現(xiàn)過程的介紹，使學(xué)生了解一種科學(xué)研究方法放射性同位素標(biāo)記法，以此培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的熱愛和對科學(xué)研究的興趣。3能力方面通過本節(jié)課的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的實驗觀察能力、對生命現(xiàn)象及背景材料的分析歸納能力和獲取知識的能力。重點、難點分析重點： c3 植物和 c4 植物在葉片結(jié)構(gòu)上的區(qū)別及c3 植物光合作用的特點。難點

2、： c4 植物光合作用的特點。教學(xué)模式實驗觀察材料分析概括歸納。教學(xué)手段實驗觀察、材料分析和多媒體課件輔助教學(xué)。課時安排一課時設(shè)計思路提供原始材料，使學(xué)生了解美國化學(xué)家卡爾文對c3 植物的暗反應(yīng)的研究成果，引出c3 植物的發(fā)現(xiàn)過程。通過用顯微鏡觀察c3 植物和 c4 植物葉片結(jié)構(gòu)，了解c3 植物和 c4 植物的葉片結(jié)構(gòu)的不同從而進(jìn)行c3 途徑和 c4 途徑的教學(xué)。教學(xué)過程一、引言光合作用是在葉綠體內(nèi)進(jìn)行的一個復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)變化過程，是地球上最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。由于光合作用如此重要，它很早就吸引了許多科學(xué)家的興趣。一個世紀(jì)以來，為了探尋光合作用的具體化學(xué)反應(yīng)過程，科學(xué)家進(jìn)行了大量的

3、研究，誕生出眾多的科學(xué)巨人，如在必修教材中涉及到的海爾豪特、普利斯特利、薩克斯、恩吉爾曼、魯賓和卡門等，其中美國化學(xué)家卡爾文因揭示了植物光合作用暗反應(yīng)的機理而獲得了 1961 年的諾貝爾化學(xué)獎。二、新課- 1 -名校名 推薦【教師活動】提供材料：卡爾文與地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)。卡爾文（ me1vin ca1vin 1911 1997）生于美國明尼蘇達(dá)州，1931年獲得密歐根采礦技術(shù)學(xué)院的化學(xué)學(xué)士學(xué)位， 1935 年獲明尼蘇達(dá)州大學(xué)的博士學(xué)位，1944年到 1945 年在曼哈頓計劃中從事鈾的研究。1940 年，魯賓（ s.ruben）和卡門（ m.kanmen）發(fā)現(xiàn)了碳的長壽命同位素14c，使卡

4、爾文有了一種理想的工具來追蹤二氧化碳是如何在暗反應(yīng)中一步步變成碳水化合物的。在卡爾文的研究過程中， 14c 成了主要工具，發(fā)揮了特別重要的作用?？栁脑谝粋€裝置中放入進(jìn)行光合作用的小球藻懸浮液，注入普通的二氧化碳，然后按照預(yù)先設(shè)定的時間長度向裝置中注入14c 標(biāo)記的二氧化碳，在每個時間長度結(jié)束時，殺死小球藻，使酶反應(yīng)終止，提取產(chǎn)物進(jìn)行分析。他通過色譜分析法發(fā)現(xiàn)當(dāng)把光照時間縮短為幾分之一秒時，磷酸甘油酸（c3）占全部放射性的90，這就證明了磷酸甘油酸（c3）是光合作用中由二氧化碳轉(zhuǎn)化的第一個產(chǎn)物。在5 秒鐘的光合作用后，卡爾文找到了含有放射性的c3、 c5 和 c6。在實驗中，卡爾文發(fā)現(xiàn)在光照下

5、c3 和 c5 很快達(dá)到飽和并保持穩(wěn)定。但當(dāng)把燈關(guān)掉后，c3 的濃度急速升高，同時c5 的濃度急速降低。如果在光照下突然中斷二氧化碳的供應(yīng)，則c5 就積累起來， c3 就消失。【學(xué)生活動】分析材料，結(jié)合所學(xué)內(nèi)容回答問題：1在文中，卡爾文運用了哪些研究方法？（放射性同位素標(biāo)記法、色譜分析法）2被標(biāo)記的碳元素首先出現(xiàn)在哪一種化合物中？（磷酸甘油酸c3 ）3文中的最后一段說明了什么問題？（c5 是二氧化碳的受體，c3 是二氧化碳固定后的產(chǎn)物）【教師活動】復(fù)習(xí)總結(jié)c 植物暗反應(yīng)特點。介紹c 植物的發(fā)現(xiàn)過程。34澳大利亞科學(xué)家m.d.hatch 和 c.r.slack在研究玉米、甘蔗等原產(chǎn)熱帶地區(qū)的綠色

6、植物發(fā)現(xiàn)，當(dāng)向這些綠色植物提供14c 時，光合作用開始后的1 秒內(nèi)， 90 以上的14c 出現(xiàn)在含有四個碳原子的有機酸（ c ）中。隨著光合作用的進(jìn)行，1414c 中的 c 逐漸減少，而c 中的 c 逐漸增多。443【學(xué)生活動】分析上述材料。結(jié)論：說明在這類綠色植物的光合作用中，co2中的 c 原子首先轉(zhuǎn)移到c4 中，然后才轉(zhuǎn)移到 c3中?！窘處熁顒印拷榻Bc 和 c 的概念和常見的種類。34【學(xué)生活動】用顯微鏡觀察菠菜葉和玉米葉的永久橫切片。課堂討論： c 植物和 c 植物的葉片結(jié)構(gòu)有哪些不同？34【師生互動】結(jié)合教材圖2-3 和圖 2-4 及多媒體課件分析 c 和 c 植物葉片結(jié)構(gòu)的區(qū)別并將

7、觀34察結(jié)果記錄于下表。植物種類維管束鞘細(xì)胞葉肉細(xì)胞- 2 -名校名 推薦細(xì)胞大小是否含有葉綠體排列是否含有葉綠體菠菜葉橫切（c3）玉米葉橫切（c4）（詳細(xì)內(nèi)容見板書設(shè)計）【教師補充說明】 通過研究發(fā)現(xiàn)， c3 植物的維管束鞘細(xì)胞含有沒有基粒的葉綠體， 這種葉綠體不僅數(shù)量多，而且體積大。 c3 植物和 c4 植物之所以具有不同的固定 co2 的途徑與二者的結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系?！緦W(xué)生活動】 以學(xué)習(xí)研究小組為單位分析選修教材圖 2-5c 4 植物光合作用特點示意圖和必修教材圖 3-8 并填寫下表：co2 固定后 co2 固定后 co2 還原的atp和暗 反 應(yīng) 的nadph的作植物種類 co的受體2的

8、產(chǎn)物的場所場所用對象途徑c3 植物c4 植物【師生互動】結(jié)上表，得出結(jié)論：224的場所是葉肉細(xì)1 c4 途徑的 co的受體是磷酸烯醇式丙酮酸（pep）， co與 pep 結(jié)合生成c胞的葉綠體。422533途徑。2 c 形成后進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞釋放co，co與 c 結(jié)合生成 2c進(jìn)行 c3c3 植物僅在葉肉細(xì)胞的葉綠體內(nèi)進(jìn)行c4 途徑， c4 植物既在葉肉細(xì)胞的葉綠體內(nèi)進(jìn)行c4 途徑又在維管束鞘細(xì)胞的葉綠體內(nèi)進(jìn)行3途徑。c【教師總結(jié)】 c4 植物固定 co2的 pep羧化酶與 co2的親和力比 c3 途徑中 c5 羧化酶與 co2的親和力高 60 倍。因此， c4 植物能夠把大氣中含量很低的co2 以 c4 的形式固定下來，并運輸?shù)骄S管束鞘細(xì)胞的葉綠體中供3c 途徑利用。因此，在熱帶的高溫地區(qū)及在夏季炎熱的中午，葉片氣4243植物更孔關(guān)閉， c 植物能夠利用葉片內(nèi)細(xì)胞間隙中含量很低的co進(jìn)行光合作用。c植物比 c適于生活在溫度較高的熱帶地區(qū)，c4 植物比 c3 植物在進(jìn)化上更高等。要點提示1卡爾文的研究成果在教材中未涉及到，但是在1991 年全國高考和1996 年的上海高考題中引用了卡爾文的研究過程。在教學(xué)中應(yīng)盡量給予學(xué)生科學(xué)研究的第一手資料，使學(xué)生在了解c4 植物的發(fā)現(xiàn)過程中不僅掌握科學(xué)研究的結(jié)果，還學(xué)習(xí)到了科學(xué)研究的方法和過程。2 c4 植物和 c3 植物的葉片結(jié)