植物光合作用

植物光合作用 教学准备 课前由实验小组的同学与教师共同进行 1 实验器材的准备 酒精灯 酒精 三脚架 石棉网 镊子 广口瓶 瓶塞 凡士林 蜡烛 大玻璃罩 长颈漏斗 试管 玻璃管 三角烧瓶等 2 选择健壮的天竺葵在暗处放置 24 小时后 选择适当的叶片用黑纸片进行上下遮盖 3 首先学生分实验小组 选出组长 实验员 发言人 填写实验记录单 教学手段 实验设计 动手操作 教学课件 教学形式 小组合作讨论 看书自学 动手实验 及时练习落实知识 教师参与 适时引 导 教学程序 一 情景激疑 教师讲述 记得在一个春光明媚的周日 我领着三岁的女儿来到了植物园 我给她说要爱 护花草 因为花草和我们一样都是珍贵的生命 于是她把手中的面包揉碎撒到了草地上 我问她为什么 她说让小草吃面包 我给她说 小草不吃面包 喝点水 晒晒太阳就饱了 第二天中午该吃饭了 她要水喝 然后跑到太阳地里说 不吃饭了 晒晒太阳就饱了 教师引导学生提问 同学们能从老师讲的这个小故事中提出与生物学有关的问题吗 学生提问 略 鼓励学生大胆提问 不要限制学生的思路 教师总结 人进行生命活动需要的营养物质是从外界摄取的 植物进行生命活动所需要的 营养物质是从哪里来的呢 是植物自己制造的吗 这是一个生物学问题 怎样研究呢 学生 通过实验进行研究 二 实验探究 出示课件 探究 绿色植物在光下形成淀粉 1 提出问题 绿色植物在光下形成淀粉吗 教师引导学生作出假设 注意强调 光下 这 个条件 2 作出假设 首先教师应解释假设的设定 就是对下一步实验过程的简单概述 然后让学 生假设 如果绿色植物在光下形成淀粉 那么不在光下就不形成淀粉 注意学生思维的训练和语言 表达能力的提高 随时注意学生思维的火花 鼓励学生 3 制定计划 思考 首先让学生通过思考形成合理的实验思路 针对假设需要做对照实验吗 对照的是 什么条件 让学生讨论后回答 学生答 光是对照的条件 是研究的变量 依据光所做的对照实验中 以下哪一种方案更能体现实验的严谨性 让学生讨论后回答 1 两盆植物上分别选一片叶子进行对照 2 一盆植物上选两片叶子进行对照 3 一盆植物上选一片叶子的两部分进行对照 学生答 选择第三种方案 尽量让学生解释选择的原因 教师 注意培养学生设计单一变量的实验思路以及单一变量的设计原理 其他条件都一样 只是要研究的条件不一样 在这个实验中 要研究的条件是 光 第三种方案中一片叶子 的两个部分是变量最少的 所以选择第三个方案 4 实施计划 尝试合作 通过合作尝试小实验来验证淀粉遇碘变蓝 同时使学生学会相互配合 为下一步的实验活 动打下基础 小实验 淀粉的检验 要求 用碘液滴到面包上 观察面包颜色的变化 由组长指挥 实验员进行操作 纪录员纪录 现象描述 淀粉遇碘变蓝 可以用这个方法验证淀粉的存在 2 小组讨论 a 绿色的叶影响观察淀粉的变蓝 怎样把绿色处理掉 b 实验前应避免叶片内原有淀粉对实验结果的影响 怎样处理 通过组长的领导 小组看书讨论解决 然后选择小组进行发言 脱色 是为了避免绿色的存在影响观察滴碘后变蓝的淀粉 叶绿素易溶于酒精 而酒精又 易燃烧 因此将叶片进行隔水在酒精中加热 确保实验的安全 暗处理 是为了清除叶片内原有的淀粉 植物在黑暗中不形成新的淀粉 原先的淀粉又被 利用掉 经过暗处理后的植物叶片内基本上不含淀粉了 这样我们就可以让叶片从新开始 制造淀粉进行验证 教师对实验提出要求 1 课前实验小组的同学已经对叶片进行了暗处理 同学们在将叶片上的黑纸片摘除时用 笔划出遮盖的范围 实验的注意事项 酒精灯的正确使用 点燃用火柴 熄灭用灯帽 如不小心 酒精灯翻倒 着火 不用慌张 用教师准备的湿毛巾盖住即可 由小组长看着课本的实验过程指导组内实验 强调组长的责任 以及组内的配合 学生实验 教师巡视 帮助 指导 参与探讨 注意提醒学生实验的安全 以及注意观察酒精颜色的变化和叶片颜色的变化 以叶片变黄 白色为适宜 15 分钟的时间进行实验 实验现象分析 由学生进行 滴碘变蓝的区域 有淀粉 滴碘不变蓝的区域 没有淀粉 变蓝的区域 接受了光照 不变蓝的区域 没有接受光照 受光淀粉变蓝 5 得出结论 引导学生回答 教师补充勘误 绿叶在光下形成淀粉 光是条件 淀粉是 产物 三 归纳总结 动动脑筋 及时强化实验过程和落实结论 通过把错乱的实验过程的正确排序 使学生对 实验的步骤进一步理解和吃透 由叶片的染色情况分析叶片的受光情况 逆行理解和运用 知识 进一步体会结论 学生讨论 然后回答 教师 通过刚才的实验 请同学们把实验步骤再回忆一下 1 请将 绿色植物在光下形成淀粉 的实验步骤正确排序 a 光照 b 酒精去除叶绿素 c 黑暗放置 d 清水漂洗碘液 e 选择叶片用 f 清水漂洗酒精黑纸片遮盖 g 滴加碘液 学生讨论后回答 不同的答案可以引发学生的争论 最后教师出示参考答案 b c a d f g e 通过实验的结论 对不同的实验现象进行分析 2 分析叶片 已经脱去叶绿素 接受光照的情况 叶片 a 经碘染色后全变蓝 全部接受了光照 形成了淀粉 叶片 b 经碘染色后全不变蓝 全部不接受光照 没有形成淀粉 叶片 c 经碘染色后部分变蓝 部分不变蓝 变蓝的有淀粉 是因为接受了光照 不变蓝的没有淀粉 是因为没接受光照 由此进一步证明了 光是绿色植物形成淀粉的必要条件 教师通过以下的讲解 增加学生的学习兴趣 光合作用是地球上最伟大的化学反应 每年全球光合作用估计产生大约 16 亿吨糖类 产生 相应的氧气 养活着地球上其它的生命 假如绿色植物不再进行光合作用 地球上会出现 什么想象 让同学们想象一下 科学家曾经幻想 假如将来能搞清楚光合作用的机理 然后将光合作用的基因转移到人的 头发里 使人的头发中可以模拟光合作用的过程 只要在人的头发上洒一点水 再晒晒太 阳 头发中便完成了有机物的制造过程 人类便可以结束吃饭的历史 这个伟大的设想靠 同学们将来能够完成 四 迁移深化 通过有趣的事例 进一步引发学生的思考 使知识上升一个高度 1 分别在早晨 中午 傍晚 从一棵植物上摘取三片相似的叶子经酒精脱色 再用碘染色 后发现蓝色的深浅不一样 为什么 2 农民甲为了多收获玉米 于是他在同样的地里种植了比正常情况下多两倍的种子 秋 后他能收获多两倍的玉米吗 五 开拓创新 充分发挥学生的参与热情和调动学生的思考 进一步让学生体会知识在实际问题中的应用 使学生有成就感 你学到了哪些知识 你还有哪些疑问 生活中你还发现哪些问题 知识 汇总 质疑 评价 以小组的形式进行 质疑中的问题提出 由大家一起解决 最后注重 生生互评 量化打分 第二课时 教学程序 一 情景激疑 配以优美的音乐 多媒体展示蓝天 白云和郁郁葱葱的森林图片 全世界的生物呼吸和燃料燃烧消耗氧气平均为 10000 吨 秒 而我们生活的大气层中 氧气 只占 21 按照现有的消耗速度只能维持 3000 年 可是 许多年过去了 而大气中的氧 含量并没有减少 这是为什么呢 用问题激发学生探究知识的欲望 启发学生的思维 学生猜测问题的答案 教师抓住学生的猜测 绿色植物光合作用会产生氧气 提出问题 光合作用产生的气体是氧气吗 我们应如何证明我们的假设呢 导入新课 二 实验探究 1 投影小资料 氧气的性质 无色 无味 常温下呈气体状态 难溶于水 不能燃烧但 能助燃 能使带火星的木条恢复燃烧 在教师启发下 请同学们参考教材 以小组为单位进行实验设计 训练学生学会运用自己 的生活经验和知识背景 大胆创新和勇于实践 提醒学生注意实验的可行性 尽量利用现 有的仪器设备巧妙的设计实验 请学生总结自己的设计思路 1 将天竺葵的部分枝叶装入密闭的广口瓶中 照光一段时间后 检验气体成分的变化 2 将一株健壮的植物和一只小白鼠同时放在一个玻璃瓶中密闭照光 另将一只生长状况 相同的小白鼠单独放在一个玻璃瓶中密闭照光 看哪一只先死 3 将适量的金鱼藻 放在水中 照光 收集产生的气体 检验是不是氧气 充分肯定学生的创造性思维 请其他同学评价各组的实验设计 并指出设计中的优点 不 足 启发学生确立在探究实验中控制单一变量 设立实验组与对照组的科学方法 把各小组两两合并 相互质疑对方的实验设计 相互交流补充 不断完善 不断探讨实验 过程的每一个步骤 培养严谨的科学实验作风 体会科学家进行科学探究的科学方法和科 学精神 最终形成各自完整的实验设计 2 教师请两三个实验设计较合理的小组分别详细叙述实验设计 及时肯定学生设计的科学 性和思维的严密性 并鼓励其他同学完善或补充说明 1 取一株健壮的天竺葵 将天竺葵的部分枝叶装入一个密闭的广口瓶中 照光一段时间 取另一同样密封的不放任何枝叶的广口瓶 同时照光 作为对照 一段时间后 利用燃烧 状况相同的两支蜡烛同时放入两广口瓶中 观察燃烧时间的长短 预计盛有枝叶的广口瓶 中的蜡烛会燃烧较长的时间 说明植物在光合作用过程中产生了较多的氧气 2 取两个相同的大玻璃罩 将一株健壮的植物和一只小白鼠同时放在一个玻璃罩中 密 封 同时 将另一只生长状况相同的小白鼠单独放在另一个玻璃罩中 密封 两组同时照光 经历足够长的时间 观察两只小白鼠的生活情况 结果预测 与植物放在一起的小白鼠生 活的时间较长 而另一只则首先死去 说明罩中有植物照光后可进行光合作用 不断产生 氧气供小白鼠呼吸利用 而另一只小白鼠再将玻璃罩中的氧气耗尽后 窒息死亡 3 取适量的金鱼藻 或黑藻 水绵等 放在水中 倒罩上一个玻璃漏斗 漏斗颈上套 一个盛满水的试管 照光 另一组实验装置同刚才所述 唯一不同的是漏斗下不放金鱼藻 同样照光 观察漏斗下是否有气泡产生 收集产生的气体 用带火星的木条插入试管口 观察实验现象 结果预测 漏斗下不放金鱼藻的 不产生气泡 漏斗下放金鱼藻的 会产 生气泡 收集到的气体能使带火星的木条复燃 说明试管中收集到的气体是氧气 证明光 合作用产生氧气 3 小组成员之间进行分工 合作 按照各组的实验设计动手完成实验探究 证明自己的假 设 体验科学探究的过程 教师适时 及时指导 鼓励学生发现实验中的问题 独立思考问题 或者组内讨论解决 若还不能解决 也可向老师请教 从而加深对实验的理解 增强学生发现问题 解决问题 的能力 4 探究实验结束 各组总结自己的实验成果 分析实验结果得出结论 绿色植物光合作用 的产物之一是氧气 三 归纳总结 各组向全班汇报自己的探究成果 解答其他各组和老师的质疑 进一步突出实验设计的严 谨性 比如 实验小组 1 利用广口瓶收集枝叶的光合产物 虽然照光时间足够长 但最终利用两支 蜡烛检验时 燃烧时间并无多大差别 小组内也不能解释这种现象 其他小组指出 a 可 能是由于装有枝叶的广口瓶瓶口密封不好 使产生的氧气跑掉了 b 是不是检验前将枝叶 取出时 使大量空气进入了广口瓶 c 是不是实验设计原理上的问题 等等 实验小组一 一回答了同学们的疑问 之后 教师肯定了本实验设计原理的正确性 科学性 并利用这 个机会 向同学们指出实验设计科学性与可行性之间的关系 一个实验是否能成功 应当 首先具备科学性 但如果实验没有同时具备可行性 那也不会达到预期的结果 得不出相 应的结论 提示 为什么这个实验不可行 可能与下节课将要学到的光合作用的原料有关 提请同学课下查阅资料解决 对小组实验 2 小白鼠的死亡 原因 有些小组提出质疑 死亡与否 一定是氧气造 成的吗 实际上 只有实验 3 真正确认了光合作用产生的是 氧气 教师启发 科学实验不能靠主观臆测 关键是要拿出事实证据 再次强调科学事实的重要 性 请同学们联系上节课所探究的知识 总结出光合作用产生的物质有哪些 最后 教师指出 淀粉等有机物和氧气是光合作用的产物 并明确这两类物质在光合作用中的地位 四 迁移深化 通过视频展示原始地球景观 教师说明原始大气中并没有游离的氧存在 氧气是后来才产 生的 思考 氧气的出现是哪类生物的功劳 与什么过程有关 搜集资料找到证据 五 开拓创新 联系实际 拓宽学生的思维比如 如何有效提高居室中的氧含气量 家里的养鱼缸怎样较 长期的保持水质的新鲜 许多热带鱼缸中都备有电灯 从生物学方面讲有什么科学道理 有关本节知识 你还能提出哪些问题 鼓励学生发散思维 教学程序 一 情景激疑 动画展示 海尔蒙特实验 激起学生的兴致 有句话叫做 民以食为天 公元前 3 世纪 亚里斯多德曾经做过一个经验推测 说土壤就是植物体的全部食物来源 1648 年 生物 化学之父 范 海尔蒙特做了一个简单而有意义的实验 推翻了这一观点 海尔蒙特把一棵 2 5 千克的柳树苗栽种到一个木桶里 桶里盛有事先称过的土壤 以后 他只用纯净的雨水 浇灌树苗 还专门制作了桶盖 5 年过去了 柳树逐渐长大 他发现柳树的质量增加了 80 多千克 而土壤却只减少不到 100 克 柳树增加的重量来自于哪里呢 海尔蒙特认为是植 物吸收了水分的缘故 海尔蒙特的实验结论正确吗 你认为海尔蒙特忽视了哪个重要因素 或出示资料 一个人一天平均消耗一千多克氧气 地球上有六十多亿人 每天要消耗 60 多亿千克的氧气 同时产生大量的二氧化碳 为什么我们没有感觉到窒息呢 激发学生的 求知欲 导入新课 二 实验探究 1 继续分析导言 海尔蒙特忽视了 空气 这个重要因素 诱导学生提出问题 二氧化碳 真的是绿色植物所必须的吗 针对以上问题 请实验小组根据自己的生活经验作出合理的假设 二氧化碳是绿色植物 所必须的 二氧化碳是绿色植物光合作用的原料 2 各小组自己设计实验来探究 二氧化碳是否是光合作用的原料 提示 1 氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳 2 溴代麝香草酚蓝 BTB 是一种指示剂 当有二氧化碳存在时 它的溶液呈黄色 没 有时溶液呈蓝色 3 为了保证实验中只有二氧化碳一个变量 你该怎样设计对照实验 讨论设计的实验的设计原理和方法步骤 3 同学交流实验设计方案 共同分析所设计的实验是否严谨 合理 方案一 用溴代麝香草酚蓝溶液变色原理来检测绿色植物光合作用中对二氧化碳的利用 步骤如下 1 准备 3 支试管 分别标号 在每支试管内装入大半试管呈蓝色的 0 1 溴代麝香草酚蓝 溶液 2 在第 2 3 号试管内插入玻璃管 用口向试管里呼气 至溶液呈黄色 在第 3 号试管内 放入绿色水生植物金鱼藻或黑藻等 将绿色水生植物全部浸没在溶液中 3 把 3 支试管放在阳光下 使管内绿色水生植物在光照下进行光合作用 观察 3 支试管的 颜色变化 并记录它的结果 结果预测 1 号试管溶液仍呈蓝色 2 号试管溶液依旧呈黄色 3 号试管溶液的黄色消失 恢复到蓝色 方案二 利用氢氧化钠吸收二氧化碳 造成同一植株不同叶片所处的气体环境差异 有无 二氧化碳 照光后 检测所测叶片是否进行光合作用 实验步骤 1 取一株健壮的天竺葵 暗处理一昼夜 2 用一个大三角烧瓶 A 装入部分枝叶 再在烧瓶内装入一个敞开口的 盛有浓氢氧化钠 溶液的小瓶 密封大三角烧瓶瓶口 用另一个同样的大三角烧瓶 B 装入与 A 瓶中相同的枝 叶 再在烧瓶内装入一个敞开口的 盛有清水的小瓶 密封大三角烧瓶瓶口 3 将两烧瓶置光下一段时间 4 检测两瓶中叶片是否形成淀粉 结果预测 A 瓶中的叶片不形成淀粉 B 瓶中叶片形成淀粉 方案三 采取与课本相同的实验设计 在这个环节中 教师要注意科学研究方法的指导 用科学家勇于探索的精神激发学生探究 科学奥秘的欲望和敢于探索的精神 同时给学生提供必要的提示和展现自我 充分发展的 机会 使学生在相互交流 探究的基础上 把自己的设计方案展示出来 同学之间相互补 充 辩论 最后确定最佳方案 要调动每个学生的积极性 敏锐的发现 捕捉学生智慧的 闪光点 及时激励 树立学生的自信心 使学生感受成功的喜悦 4 学生分组实验 相互交流 合作 进一步体味科学探究的严谨性 观察实验现象 思考 争论 最终得出实验结论 三 归纳总结 动画配音 动画展示光合作用的过程 灿烂阳光下 一株大树尽情伸展着茂盛的枝叶 不 断有物质进进出出 请同学们给动画模拟配音 用语言描述光合作用的过程 并填表格 原料 场所 能量 产物 光合作用 通过同学们相互之间的补充 教师渐次点拨 引导 规范学生的描述 最终形成光合作用 的概念 投影光合作用的概念 突出显示原料 场所 能量和产物 师生共同分析三节课来的探究结 果 进一步深化对光合作用过程与原理的认识 学生讨论 尝试用公式的形式表达光合作用 用动画变成公式 光能 二氧化碳 水 有机物 氧气 叶绿体 并请学生代表进行讲解公式的含义 深入分析光合作用的过程 对比原料产物变化及能量转化 阐释光合作用的两方面实质 物质变化和能量转化 四 迁移深化 从光合作用的产物入手 联系实际 归纳光合作用的意义及应用 1 我们知道空气中二氧化碳的含量一般是 0 03 当空气中二氧化碳的含量增加到 0 5 0 6 时农作物的光合作用会显著增强 产量就会有较大的提高 这种给农作物施用二氧化碳 的方法称为 气肥法 你能说一说 气肥法 的原理吗 2 据联合国预计 到 2050 年世界人口将达 90 亿 而地球的资源十分有限 吃饭问题将成 为一个世界性的难题 在耕地有限的情况下 你认为解决此难题最关键的问题是什么 五 开拓创新 资料 根据中国科学院植物研究所光合作用研究中心主任李良壁教授介绍 目前大田作 物的光能利用效率很低 主要作物稻 麦高产品种的光能利用效率仅为 1 1 5 因为 照射在叶片上的太阳光能约有 47 是在光合作用的作用光谱之外 紫外和红外光部分 不 能被植物吸收 而其余 53 的太阳光能中 约有 16 的太阳光能不能被植物充分吸收 约 9 的太阳光能被吸收后在体内不能有效传递 它们通过光抑制 光破坏等耗散了激发能 还有 19 的太阳能不能有效地转化为稳定的化学能 此外 太阳光能被用在植物代谢消耗 的约占 4 这样一来就是光能利用效率最高的植物也只有 5 左右 这段话对你有何启 发 如何提高植物的光能利用率呢 本设计尽量挖掘潜在的课程资源 落实课程内容呈现方式多样化 满足学生个性化发展需 求 更有利于培养学生实验操作能力 观察能力 分析和解决问题的能力 创造多层面 立体化的空间 体现面向全体 因材施教的原则 同时应注意训练学生从生活中的所见所 闻中提出问题 进行探究 注意知识层次的衔接和相应知识的落实 加强知识的提高以及 应用 课堂上教师并不是知识的传授者 本节课的知识 技能并不是通过教师得口头讲述 灌输给学生的 而是在教师的组织 启发 引导下 学生通过主动观察 分析 探究及合 作与交流 获取了相应的知识和技能 这种教学设计充分考虑到初一学生的特点 给学生提供展现自我 充分发展的机会和拓宽 思维的空间 特别是以学习小组为活动单元 使不同能力的学生得以相互合作 取长补短 充分体现了合作学习的特点 教学反馈 1 绿叶在光下制造有机物 的实验步骤应是 用清水漂洗叶片 向叶片滴加碘液 用清水冲掉碘液 摘下叶片 去掉遮光的纸片 把盆栽的天竺葵放在黑暗处一昼夜 用黑纸片