光合作用教学设计.doc

第4节 能量之源光与光合作用江苏省镇江中学 王澈一、教学分析本部分内容是普通高中课程标准实验教科书 生物必修1分子与细胞第五章第四节的内容。光合作用是植物体最基本的新陈代谢，是生物界物质和能量的基本来源。光合作用知识的掌握为生态系统结构和功能的学习奠定基础，当今人类社会面临的粮食、资源、环境等问题与光合作用有着密切联系，所以光合作用知识在全书教材中占重要地位。对于本节内容，学生在初中已有一定的知识基础，高中阶段我们主要引导学生从物质和能量转变的高度上认识光合作用的过程及意义，实验技能方面主要从从人类探索光合作用的历程，体验前人设计实验的技能和思维方式。为了更好地认识光合作用原理在农业生产中的应用，可以让学生联系光合作用的原理来分析、解释一些生产现象，并组织好学生完成教材中的探究活动环境因素对光合作用强度的影响。鉴于此，我确定教学目标及重、难点如下：二、 教学目标【知识目标】：（1）说出绿叶中色素的种类和作用（了解） （2）说出叶绿体的结构和功能（了解） （3）说明光合作用以及它的认识过程（理解） （4）研究影响光合作用强度的因素【情感态度】：通过了解光合作用的探索过程，认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和用于实践的科学精神与态度。【能力技能】:进行有关的探究和实验，学会提取、分离绿叶中的色素，在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中，运用语言表达的能力以及分享信息的能力。三、 教学重点和难点1.教学重点（1）绿叶中色素的种类和作用。（2）光合作用的发现及研究历史。（3）光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。（4）影响光合作用强度的环境因素。2.教学难点（1）光反应和暗反应的过程。（2）探究影响光合作用强度的环境因素。四、教学方法探究法、实验法、讲述法、对比法五、教学过程的设计【引入】通过课件展示现代农业中为提高产量和改善品质而使用不同颜色的光，特别是红光或蓝紫光的作用（植物在蓝紫光的照射下生长，其光合作用产物中蛋白质和脂肪的含量就会增加；而在红光的照射下生长，其光合作用产物中糖类的含量就会比较多）导入本节的学习，既结合了现代农业，又紧扣“能量之源光与光合作用”的课题。【探究活动一】：捕获光能的色素和结构在学习捕获光能的色素和叶绿体结构的知识环节，有一个关于色素提取和分离的实验，实验难度比较大，常规的教学手段很难使学生领会正确的实验操作和观测到理想的实验结果，借助于前人的实验操作视频，再加上把不同情况处理的实验结果图片通过课件展示给学生便非常容易地解决了这类问题。1.实验操作视频中放映中，教师及时穿插如下问题分析：（1）研磨为什么添加二氧化硅和碳酸钙？（研磨充分；中和植物中的有机酸，防止叶绿素被破坏）（2）用95乙醇提取色素时能用别的溶剂吗？如用，可用什么溶剂？（可以，93汽油等有机溶剂都可）2.实验结束后，引导学生把自己的实验结果与课件上的实验结果图片对照，找出实验的成败，可能会有以下两种情况，引导学生分组进行激烈的讨论：（1）在叶绿体色素的提取和分离实验中，收集到的滤液绿色过浅，其原因可能是什么？(未加石英砂、研磨不充分 一次加入大量的无水酒精提取 选用的菠菜叶太老)（2）滤纸条上根本没有色素带？（滤纸上的滤液细线如果触到层析液，细线上的色素就会溶解到层析液中，就不会在滤纸上扩散开来，）3.实验结果分析完毕后，还可以引导学生对制取的色素液再进行如下实验（1）将提取的色素液放在光源和分光棱镜之间可以发现什么现象？这说了什么？（在红光和蓝紫光部分呈现暗带，说明这部分波长的光被色素吸收）（2）将提取的色素液放在光源处，观察色素液的反射光和折射光成什么颜色？（红、绿）4.通过flash视频把恩格尔曼的实验形象生动的再现在屏幕上可以帮助学生很好的理解。同时引导学生讨论分析实验现象得出结论:氧气是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。通过课件展示叶绿体的亚显微结构使学生理解叶绿体光合作用的场所的特点：叶绿体是进行光合作用的场所。它内部的巨大膜表面上，不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作用所需的酶。这样也解决了常规教学手段不形象、具体的弊端。【探究活动二】：光合作用的探究历程本部分在教材中呈现的是科学史教育，是对众多科学家关于光合作用探究过程的简介。但教材介绍的经典实验所蕴含着科学探究的一般方法，是培养学生创新精神和实践能力的好素材。因此，对本节教材的再加工和深度开发，能够体现了新课程标准精神，突出了生物学科重视科学探究能力培养的学科特点，这也是常规教学手段所无法比拟的。本部分内容的教学，在进行本部分内容教学时，利用科学探究的一般过程作为教学主线，光合作用反应式为辅线，将教材介绍的经典实验置于这个科学探究过程这个主线中，使学生通过对经典实验的学习和分析，初步建立科学探究的能力。首先向学生展示本节课的主题思路科学探究的一般过程：提出问题作出假设得出结论结果分析设计实验1用flash展示普利斯特利的实验过程引导学生讨论分析以下问题（1）根据这个实验普利斯特利提出了什么问题？（植物可以影响空气成分吗？）（2）根据这个实验普利斯特利作出了什么假设？（植物可以影响空气成分吗？）（3）普利斯特利为证明他的假设设计了了什么实验？（1、在光照充足的地方将小鼠和点燃的蜡烛分别放在一个密闭的玻璃罩中，不久小鼠死亡，蜡烛也熄灭。2、在光照充足的地方将小鼠和点燃的蜡烛分别放在有绿色植物的密闭玻璃罩中，则小鼠不易死亡，蜡烛也不易熄灭。）（4）你能代替普利斯特利分析他的实验结果吗？（植物能产生动物呼吸和蜡烛燃烧所需要的气体）（5）从这个实验中，你能得出什么结论？（植物可以更新空气）在普利斯特利的实验基础上还要通过对英格豪斯的500次更新空气实验分析，主要通过问题探究方式：为什么英格豪斯的500次更新空气实验有的成功有的没有成功呢？（只有存在阳光时，植物才能更新空气）2对于萨克斯实验、鲁宾、卡门实验都是通过类似的的手段，首先展示实验动画，引导学生讨论分析科学探究一般过程的五个方面附答案：萨克斯的实验植物光合作用的产物除氧之外还有什么？提出问题设计实验作出假设植物光合作用的产物还有淀粉。碘液处理酒精脱色 曝光一侧的叶片经过碘液处理后变成蓝色,而遮光一侧的叶片经过碘液处理后不变蓝。结果分析植物在光合作用中产生了淀粉。得出结论鲁宾、卡门的实验探究光合作用释放氧的来源光合作用产生的氧是来自于水还是二氧化碳?提出问题得出结论光合作用产生的氧是来自于水（或者是二氧化碳）。作出假设结果分析设计实验A气体无放射性，B气体具有放射性；而且等体积二者的质量比为8：9 。光合作用产生的氧气来自于水，而不是来自于二氧化碳。3最后，通过对众多科学家关于光合作用探究过程的学习，归纳出光合作用的反应式：光叶绿体6CO2+12H2OC6H12O6+6O2+6H2O【探究活动三】：光合作用过程光合作用的过程，重点要使学生掌握光反应和暗反应两个过程的发生部位、条件等区别和联系，特别是其中的物质变化和能量变化的过程. 总体来说这部分内容比较抽象，常规的教学手段无法使抽象的内容具体化，通过flash视频展示，能够使学生透彻的理解。1. 让学生阅读“光反应与暗反应”部分，然后观察两阶段动画，引导学生分析每阶段主要的物质和能量变化，并总结光反应、暗反应反应式。通过多媒体动画的形式采展现微观的生理动态，突破了难点，培养观察能力及分析归纳能力，同时向学生渗透运动、联系的辩证观点。2.列表让学生比较光反应与暗反应的区别和联系。利用表格使知识网络更为简洁、清晰，便于理解、记忆。培养概括能力、语言表达能力。 光反应阶段暗反应阶段所需条件必须有光有光无光均可进行场所类囊体的薄膜上叶绿体内的基质中物质变化H2O分解成O2和H；形成ATP二氧化碳被固定；C3被H还原，最终形成糖类；ATP转化成ADP和Pi能量转换光能转变为化学能，储存在ATP中ATP中的化学能转化为糖类中储存的化学能联系物质联系：光反应阶段产生的H，在暗反应阶段用于还原C3；能量联系：光反应阶段生成的ATP，在暗反应阶段中将其储存的化学能释放出来，帮助C3形成糖类，ATP中的化学能则转化为储存在糖类中的化学能。3. 引导学生总结升华，培养归纳能力：光合作用的光反应与暗反应是相互联系的，而它们之间的联系纽带是还原力，即ATP和还原性氢。当光反应停止时（如植物在黑暗条件下），暗反应的ATP和还原性氢的来源被阻断，暗反应会停止；而反过来，当暗反应停止时（如植物在气孔完全关闭，或无二氧化碳），光反应是不是也受到影响呢？答案是肯定的，暗反应停止，光反应也会随之停止，因为光反应产生的ATP和还原性氢没有被暗反应消耗，根据化学平衡的原理，相当于光反应的产物浓度升高，化学平衡会向反向进行，从而光反应就停止了。【探究活动四】：光合作用原理应用通过介绍面临当今世界的五大问题之一的粮食问题，引出如何在有限的耕地上生产出更多的有机物，也就是提高光合作用强度问题。然后教师通过对光合过程的分析设置疑问：影响光合作用的因素有哪些呢？1.引导学生绘制光照、CO2浓度、温度、矿质元素等对光合作用的影响曲线，并用课件展示给予校正.2.根据影响因素的分析，请同学们结合生活实际就“提高粮食产量的措施”展开讨论，得出结论.探究结论参考如下：(1)增加光照强度 如:阴雨天温棚灯光照射(2)提高 CO2浓度 如:释放干冰 多施农家肥 增加通风(3)白天提高温度，增加光合速率 夜晚降低温度，降低呼吸速 (4)适时、适量的施肥 浇水3.设置一组能力训练题进行针对训练.六、教学媒体运用说明在本部分内容教学中有几个地方是常规教学无法实现的:1.在【探究活动一】中在学习捕获光能的色素和叶绿体结构的知识环节，有一个关于色素提取和分离的实验，实验难度比较大，常规的教学手段很难使学生领会正确的实验操作和观测到理想的实验结果，借助于前人的实验操作视频，再加上把不同情况处理的实验结果图片通过课件展示给学生便非常容易地解决了这类问题.操作方法：打开文件夹“光合作用有关影音文件”选择里面的文件“色素的提取与分离实验.DAT” 用暴风影音打开即可.2. 在【探究活动一】中有一个恩格尔曼的实验，常规教学手段很难再现该实验过程及结果，通过flash视频把恩格尔曼的实验形象生动的再现在屏幕上可以帮助学生很好的理解。操作方法：打开文件夹“光合作用有关影音文件”选择里面的文件“光合作用探索（恩格尔曼）.avi” 打开即可.3. “【探究活动二】：光合作用的探究历程”中的普利斯特利、萨克斯实验、鲁宾、卡门实验都对理解光合作用过程有极大的帮助作用，常规教学手段很难再现该实验过程及结果，通过flash视频把这些实验形象生动的再现在屏幕上可以帮助学生很好的理解。操作方法：打开文件夹“光合作用有关影音文件”选择里面的文件“普利斯特利.swf”“萨克斯实验.swf”和“鲁宾、卡门实验.swf” 用Flash Player打开即可.4. 在“【探究活动三】：光合作用过程”中，重点要使学生掌握光反应和暗反应两个过程的发生部位、条件等区别和联系，特别是其中的物质变化和能量变化的过程. 总体来说这部分内容比较抽象，常规的教学手段无法使抽象的内容具体化，通过flash视频展示，能够使学生透彻的理解.操作方法：打开文件夹“光合作用有关影音文件”选择里面的文件“光合作用过程.swf” 用Flash Player打开即可.七、教学反思本部分内容主要分为两课时完成，其中探究活动1-2作为第一节课，探究活动3-4作为第二节课，在本部分内容教学中，希望把科学知识作为培养学生科学精神和创新思维