光合作用实验探究说课.doc

能量之源光合作用（一） 教学内容分析本节是高中生物必修1分子与细胞（人教版）第五章第四节的内容。光合作用是生物界乃至整个自然界最基本的物质代谢和能量代谢，光合作用也真实地显示出生命系统的自主性和高度有序性。本节内容的学习始于绿叶中色素吸收和转化光能，做好探究性实验“绿叶中色素的提取和分离”，使学生体会生物体结构与功能的统一关系。课本中为学生提供的关于光合作用的研究史料，目的在于加深学生对光合作用概念的理解，并能受到科学家敢于探索创新的精神的熏陶，领悟科研方法。光合作用的光反应和暗反应是本节的重点和难点，让学生能从物质变化和能量变化以及发生场所和条件等方面加深对光合作用的了解。认识光合作用原理在农业生产上的应用，有利于学生学以致用。了解化能合成作用有助于学生加深对光合作用是能量之源的体会。本节课在整本书，乃至整个高中生物都占有一个相当重要的地位。本节课时安排为两课时。（二） 学情分析学生在初中生物课程中已经学习过光合作用的有关知识，对光合作用的概念有一个总体的了解。在高中生物必修1第3章又学习了叶绿体的显微结构，以及第4章的“细胞的能量通货ATP”，已经知道光合作用是合成ATP的重要途径之一，学生已然具备进一步学习叶绿体的亚显微结构和光合作用的知识基础和兴趣。在实验操作方面，学生已经能进行研磨、过滤等操作，但纸层析法是首次进行。但由于学生缺乏对基粒微观结构的直观认识，另本节课涉及物理光学知识、化学知识，对于理解色素吸收色光，掌握有关化学试剂的使用方法与技巧，可能存在一定的难度。（三） 教学目标1 知识目标：说出绿叶中色素的种类和作用说出叶绿体的结构和功能说明光合作用以及对它的认识过程说出光合作用原理的应用描述化能合成作用2 能力目标：尝试探究影响光合作用强度的环境因素正确使用实验器材，完成“绿叶中色素的提取和分离”的实验操作3 情感态度与价值观目标：通过光合作用发现史的学习，养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度通过了解光合作用原理在农业生产上的应用，认同生物科学的价值，形成学习生物科学的兴趣。（四） 教学重、难点1 教学重点：绿叶中色素的种类和作用光合作用的发现及研究历史光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系影响光合作用的环境因素2 教学难点光反应和暗反应的过程探究影响光合作用强度得环境因素（五） 教学策略（以下均以第二课时光合作用的探究历程为例）1 教师教法根据新课程标准，高中生物学教学注重培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养，故本节课以“小组合作探究科学发现的过程来学习咯血研究的方法”为设计理念，切实落实主体性教学理念。通过引导学生模拟科学发展过程，启发学生积极思考，最终达到提高学生探究能力，训练科学思维方法的目标。2 学生学法学生通过观察、阅读、讨论、比较归纳等方法进行分析光合作用的探究历程，合作探究学习的目的即培养学生学习生物学科的兴趣3 课前准备布置学生提前预习，把同学分成几个小组，每分析完一个实验，小组讨论，并派一个代表发言；教师制作多媒体课件；（六） 教学流程图（七） 教学过程设计教学环节教师活动学生活动教学意图复习巩固初中时，我们就学过光合作用，当时老师给光合作用下了怎样的定义？回答“光合作用是绿色植物把CO2和H2O转化成有机物，并释放氧气的过程”除了巩固初中生物知识，还要让学生知道知识在增加积累，对光合作用的定义就需要进一步完善。教学引入现在在初中的基础上对光合作用下一个定义就是“绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化为储存这能量的有机物，并释放O2的过程”，那么同学们对光合作用的探究历程了解吗？学生倾听激发学生的探究欲望光合作用探究历程1648年海尔蒙特的实验实验过程：把一颗重2.5kg的柳树苗栽种到一个木桶中。每天只用纯净的雨水浇灌树苗，5年后取出柳树，并把柳树和土壤分别称重，结果发现柳树增重80多kg，而土壤却只减少了100g。提问：你可以得出什么结论？这个实验有没有什么缺陷？讨论结果： 柳树增长的重量来自于水和土壤中的某些物质。 但实验缺乏对照，实验设计不严谨。学会分析实验结果，评价实验方案，一个好的实验方案是实验成功关键。1771年普利斯特里的实验实验过程：密闭的玻璃钟罩中，各放有点燃的蜡烛和活的小鼠，蜡烛熄灭，小鼠死亡，但是在钟罩内多放一盆绿色植物，蜡烛不灭，小鼠不死。提问：你能得到什么结论？这个实验有没有什么缺陷？讨论结果： 植物可以更新空气 联系光合作用可知，植物光合作用需要光，应根据有光和无光条件再设计一组实验对照。进一步培养学生分析实验结果的能力，并让学生试着对前人的实验方案进行优化与改进。其他人重复这个实验有时成功，有时失败因为得到相反的结果，故有人认为植物根动物一样能使空气变得污浊。提问：有时成功，有时失败的原因是什么？为什么有人认为植物会使空气变得污浊？讨论结果：普利斯特里并没有发现光在植物更新空气中的作用，所以忽略了关于光这一变量设置实验组进行对照。让学生懂得从失败的实验中总结原因，改进实验方案。1779年英格豪斯的实验实验过程：密闭的玻璃钟罩内，同时放有点燃的蜡烛和活小鼠，放在光照的条件下，一段时间后，蜡烛不灭，小鼠不死；密闭的钟罩内，同时放有点燃的蜡烛和活小鼠，放在黑暗条件下，一段时间，蜡烛熄灭，小鼠死亡；重复了500多次提问：你可以得到什么结论？英格豪斯的实验设计与前人相比，改进在什么地方？与你设想要改进的地方有没有可以借鉴之处？讨论结果： 植物只有在阳光照射下才能更新空气 设计了对照实验；控制单一变量；对实验过程进行重复 对照实验和单一变量可以排除某些因素的干扰，；平行重复对照，使实验结果更有说服力体会实验设计的三个最重要的原则：对照、单一变量、平行重复过渡由于当时化学发展水平的限制，人们尚不了解植物吸收和释放的究竟是什么气体。知道1785年，由于发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的气体是O2，吸收的是CO2。简单介绍空气组成的的发现历程学生倾听，看书思考体会到生物学科的发展离不开化学、物理学科的进步，学科间相互渗透才能共发展1845年梅耶的实验根据能量转化与守恒定律，植物在进行光合作用是把光能转变成了化学能储存起来了。但是储存在什么物质中，这一问题尚未解决。学生倾听，看书思考激起学生学习下面知识的兴趣，这里再次体现学科间的交叉与渗透。1864年萨克斯的实验实验过程：暗处理后的叶片一半遮光，一半曝光，后经碘蒸气处理，曝光一半叶变蓝，遮光一半不变。提问：你能得出什么结论？这个实验用到了那个重要的化学知识？萨克斯的实验目的是什么？为什么要进行一昼夜的暗处理？为什么一半遮光，一半曝光？这个实验的巧妙之处在哪里？讨论结果： 证明绿叶在光合作用中制造了淀粉 淀粉遇碘回变蓝 验证光合作用的产物是什么 暗处理是为了将叶片内原有的淀粉运走耗尽 一半遮光，一半曝光是为了对照 在同一片叶片上做自身对照，排除了不同叶片之间的生长状况不同的干扰因素评价一个成功实验的巧妙之处，体会生物实验设计原则无处不在，遵循原则也是实验成功的原因之一。体会生物与化学之间的学科交叉与渗透过渡光合作用的原料有H2O和CO2，那么光合作用释放的O2到底来自CO2还是H2O呢？学生倾听，看书思考激起学生学习下面知识的兴趣1939年鲁宾和卡门的实验实验过程：用同位素18O标记水，进行光合作用实验，发现生成的全部是18O2；用18O标记CO2，H2O不做标记，生成的氧全部是O2提问： 你可以得到什么结论？ 鲁宾和卡门采用了什么先进的方法来进行实验？讨论结果： 光合作用产生的氧全部来自于水 采用的是“同位素标记法”来进行实验再次强调实验设计原则的重要性同位素标记法的发明对光合作用过程探索具有非常重要的意义过渡美国科学家卡尔文用放射性同位素14C标记CO2，研究小球藻的光合作用，最终探明了CO2中碳在光合作用中转化成有机物的途径，即卡尔文循环。学生倾听归纳总结提问： 从人类对光合作用的探究历程看，生物学的发展与物理学和化学有什么联系？与技术手段进步有什么关系？试着举例说明。 分析人类对光合作用的探究历程，你还有哪些感悟？各抒己见：反观人类对光合作用的探究历程，生物学的发展与物理学和化学的研究进展关系很密切，在科学发展的进程中，相关学科的互相促进，以及技术手段的几部对科学发展有巨大的推动作用。科学家的科学献身精神值得我们学习；