2024-2025學年高中生物第5章素能提升課光合作用和細胞呼吸的相關實驗教案新人教版必修1科目授課時間節次--年—月—日（星期——）第—節指導教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節名稱）2024-2025學年高中生物第5章素能提升課光合作用和細胞呼吸的相關實驗教案新人教版必修1教學內容2024-2025學年高中生物第5章素能提升課，以新人教版必修1為教材，本節課將圍繞以下內容進行：

1.光合作用實驗：觀察光合作用過程中氧氣和二氧化碳的變化，了解光合作用的基本原理。

-實驗一：菠菜葉綠體中氧氣和二氧化碳的測定。

-實驗二：光合作用速率的測定。

2.細胞呼吸實驗：探究細胞呼吸過程中氧氣和二氧化碳的生成，理解細胞呼吸的類型及意義。

-實驗三：酵母細胞呼吸過程中氧氣和二氧化碳的測定。

-實驗四：細胞呼吸速率的測定。核心素養目標分析本節課以新人教版必修1第5章內容為依托，著重培養學生的以下核心素養：

1.科學探究能力：通過設計并實施光合作用和細胞呼吸的相關實驗，使學生能夠運用科學方法探究生命現象，培養其觀察、分析、解決問題的能力。

2.實踐操作能力：在實驗過程中，學生親手操作儀器、觀察實驗現象、記錄數據，從而提高實踐操作能力，為未來從事生物學研究奠定基礎。

3.思維能力：引導學生通過實驗現象，深入理解光合作用和細胞呼吸的內在聯系，培養學生邏輯思維、批判性思維和創新能力。

4.團隊合作意識：實驗過程中，學生分組合作，共同探討實驗方案，分工協作完成實驗，培養其團隊合作精神和溝通能力。

5.生命觀念：通過學習光合作用和細胞呼吸的相關知識，使學生認識到生物體結構與功能相適應的生物學觀念，樹立正確的生命觀念。

6.科學態度與責任：培養學生嚴謹的科學態度，關注實驗過程中的細節，遵循實驗操作規范，關愛生物，保護生態環境，樹立社會責任感。重點難點及解決辦法重點：

1.光合作用與細胞呼吸的實驗原理及操作方法。

2.實驗數據的收集、處理與分析。

3.光合作用與細胞呼吸之間的內在聯系。

難點：

1.實驗操作過程中的技術細節。

2.數據處理與分析方法的掌握。

3.理解光合作用與細胞呼吸在能量轉化中的作用。

解決辦法與突破策略：

1.重點：

-通過教師示范和分組討論，確保學生掌握實驗原理和操作方法。

-設計實驗步驟圖解和操作提示，幫助學生清晰理解實驗流程。

2.難點：

-技術細節：提供詳細的操作手冊，組織學生進行預實驗練習，強化操作技能。

-數據處理：教授學生使用統計圖表和計算方法，進行實驗數據的收集與分析。

-能量轉化理解：通過動態模型和案例分析，幫助學生理解光合作用與細胞呼吸在能量流動中的角色。教學資源1.硬件資源：

-生物實驗室

-光合作用與細胞呼吸實驗相關儀器設備（如氧氣和二氧化碳測定儀、溫度計、光合作用測定儀等）

-計算機及投影設備

-實驗材料（如菠菜葉片、酵母細胞等）

2.軟件資源：

-生物學科教學軟件

-數據處理與分析軟件（如Excel、SPSS等）

-實驗操作指導手冊

-光合作用與細胞呼吸教學PPT

3.課程平臺：

-學校課程管理系統

-在線學習平臺（用于發布學習資料、作業等）

4.信息化資源：

-電子教材

-互動式教學課件

-網絡教學資源（如教育視頻、圖庫等）

5.教學手段：

-探究式教學

-小組合作學習

-實驗教學

-案例分析

-課堂討論與交流

-反饋與評價機制教學過程設計1.導入新課（5分鐘）

目標：引起學生對光合作用和細胞呼吸的興趣，激發其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道光合作用和細胞呼吸是什么嗎？它們在生物體中扮演什么角色？”

展示光合作用和細胞呼吸的圖片或動畫片段，讓學生初步感受這兩個生命過程的重要性。

簡短介紹光合作用和細胞呼吸的基本概念和生物學意義，為接下來的學習打下基礎。

2.光合作用和細胞呼吸基礎知識講解（10分鐘）

目標：讓學生了解光合作用和細胞呼吸的基本概念、組成部分和原理。

過程：

講解光合作用和細胞呼吸的定義，包括它們的主要過程和生理意義。

使用圖表和示意圖詳細介紹光合作用和細胞呼吸的組成部分和功能。

通過實例，讓學生更好地理解光合作用和細胞呼吸在生物體中的實際應用和作用。

3.光合作用和細胞呼吸實驗案例分析（20分鐘）

目標：通過具體實驗案例，讓學生深入了解光合作用和細胞呼吸的特性和重要性。

過程：

選擇幾個典型的光合作用和細胞呼吸實驗案例進行分析。

詳細介紹每個實驗的背景、實驗設計、操作步驟和實驗結果，讓學生全面了解這兩個過程的實驗方法和科學意義。

引導學生思考這些實驗對理解生物能量轉換的影響，以及如何應用這些知識解決實際問題。

4.學生小組討論（10分鐘）

目標：培養學生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學生分成若干小組，每組選擇一個與光合作用和細胞呼吸相關的實驗主題進行深入討論。

小組內討論實驗主題的現狀、可能的改進方法以及預期的實驗結果。

每組選出一名代表，準備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點評（15分鐘）

目標：鍛煉學生的表達能力，同時加深全班對光合作用和細胞呼吸的認識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括實驗主題的討論過程和解決方案。

其他學生和教師對展示內容進行提問和點評，促進互動交流。

教師總結各組的亮點和不足，并提出進一步的建議和改進方向。

6.課堂小結（5分鐘）

目標：回顧本節課的主要內容，強調光合作用和細胞呼吸的重要性和意義。

過程：

簡要回顧光合作用和細胞呼吸的基本概念、實驗案例以及小組討論的成果。

強調這兩個生命過程在生物體中的關鍵作用，鼓勵學生將其應用到實際生活和學習中。

布置課后作業：讓學生撰寫一篇關于光合作用和細胞呼吸的短文或報告，以鞏固學習效果。拓展與延伸1.拓展閱讀材料：

-《生物學的光合作用與細胞呼吸》：介紹光合作用與細胞呼吸的發展歷程、研究方法及最新進展。

-《光合作用與細胞呼吸的實驗研究》：分析不同實驗條件下光合作用與細胞呼吸的變化，探討其應用價值。

-《生物能量轉換與生態環境》：闡述光合作用與細胞呼吸在生態系統中的作用，以及生物能量轉換對生態環境的影響。

2.課后自主學習和探究：

（1）光合作用與細胞呼吸的生理機制：

-光合作用中光反應與暗反應的具體過程及調控機制。

-細胞呼吸中糖解作用、檸檬酸循環和氧化磷酸化的相互關系及調控。

-光合作用與細胞呼吸在細胞內的協同作用。

（2）光合作用與細胞呼吸的實驗研究：

-探討不同環境因素（如光照強度、溫度、二氧化碳濃度等）對光合作用與細胞呼吸的影響。

-研究光合作用與細胞呼吸在植物生長發育過程中的變化規律。

-分析植物體內光合作用與細胞呼吸的平衡調節機制。

（3）光合作用與細胞呼吸在實際應用中的價值：

-光合作用在農業、林業生產中的應用，如提高作物產量、改良品種等。

-細胞呼吸在生物能源、環境保護等方面的應用。

-探討光合作用與細胞呼吸在生物技術領域的潛在價值。

（4）生態系統中光合作用與細胞呼吸的作用：

-光合作用與細胞呼吸在碳循環、氮循環等生物地球化學循環中的作用。

-生態系統生產力與光合作用、細胞呼吸之間的關系。

-生態系統中生物多樣性與光合作用、細胞呼吸的關聯。重點題型整理1.解釋光合作用中光反應和暗反應的主要區別和聯系。

答案：

光反應和暗反應是光合作用的兩個階段。

區別：

-光反應發生在葉綠體基粒的類囊體薄膜上，需要光照作為能量來源；而暗反應發生在葉綠體基質中，不需要光照。

-光反應的主要產物是氧氣、ATP和NADPH；暗反應的主要產物是葡萄糖。

-光反應通過水的光解產生氧氣，暗反應通過二氧化碳的固定和還原生成有機物。

聯系：

-光反應產生的ATP和NADPH為暗反應提供能量和還原力，促進二氧化碳的固定和還原。

-暗反應生成的有機物是光反應所需ATP和NADPH的來源。

2.描述細胞呼吸過程中糖解作用、檸檬酸循環和氧化磷酸化的作用及其相互關系。

答案：

糖解作用、檸檬酸循環和氧化磷酸化是細胞呼吸的三個主要階段。

作用：

-糖解作用：將葡萄糖分解為兩分子的丙酮酸，產生少量的ATP和NADH。

-檸檬酸循環：將丙酮酸徹底氧化為二氧化碳，產生ATP、NADH和FADH2。

-氧化磷酸化：通過電子傳遞鏈，將NADH和FADH2的電子轉移到氧氣上，產生大量ATP。

相互關系：

-糖解作用的產物丙酮酸是檸檬酸循環的底物。

-檸檬酸循環產生的NADH和FADH2是氧化磷酸化的電子供體。

-氧化磷酸化產生的ATP是糖解作用和檸檬酸循環的能量輸出。

3.設計實驗驗證光合作用中氧氣和二氧化碳的變化。

答案：

實驗設計：

-實驗材料：菠菜葉片、水槽、氫氧化鈉溶液、澄清石灰水。

-實驗步驟：

1.將菠菜葉片置于水槽中，給予光照。

2.收集葉片釋放的氣體，通過氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳。

3.將收集的氣體通過澄清石灰水，觀察石灰水的變化。

-結果預期：石灰水變渾濁，表明氣體中含有二氧化碳。

-結論：光合作用過程中，植物釋放氧氣，吸收二氧化碳。

4.分析細胞呼吸過程中氧氣和二氧化碳的產生量與能量釋放的關系。

答案：

-細胞呼吸過程中，氧氣和二氧化碳的產生量與能量釋放呈正相關。

-在有氧呼吸中，每個葡萄糖分子完全氧化可產生6個氧氣分子和6個二氧化碳分子，同時釋放大量能量。

-在無氧呼吸中，由于氧氣不足，氧氣和二氧化碳的產生量減少，能量釋放也相對較少。

5.探討光合作用和細胞呼吸在生態系統中的作用和意義。

答案：

-光合作用是生態系統能量流動和物質循環的基礎，它將太陽能轉化為化學能，為生態系統提供能量。

-細胞呼吸是生物體利用有機物釋放能量的過程，它促進了能量的流動和物質的循環。

-光合作用和細胞呼吸在碳循環中起著關鍵作用，維持大氣中二氧化碳的穩定。

-兩者共同影響生態系統的生產力，決定生物群落的組成和結構。

補充說明：

-在實驗設計中，要注意控制變量，如光照強度、溫度等，確保實驗結果的準確性。

-分析氧氣和二氧化碳產生量時，要考慮呼吸速率與光合速率的平衡，以及環境因素的影響。

-在探討生態系統中光合作用和細胞呼吸的作用時，可以結合具體的生態系統實例，如森林、農田等，進行深入分析。板書設計1.光合作用與細胞呼吸概述

-光合作用：定義、過程、產物

-細胞呼吸：定義、過程、產物

2.光合作用與細胞呼吸的實驗

-實驗目的

-實驗原理