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1、光合作用的原理和应用（第一课时）教学设计一、 教学目标的确定课程标准的具体内容标准中，与本节有关的表述是：“说明光合作用及对它的认识过程”。而在这一节一开始却讲的是光合作用的探索历程，我们这一课时主要讲的就是探索历程，可见本课时内容在知识目标和能力目标上的要求是比较低的，但在情感态度和价值观的体现方面却要求比较高，希望通过了解光合作用的探究历程，让学生从中体会到科学家的探索思路，并且明确探索过程中科学家的某些实验的不科学方面，有利于培养学生的科学精神和科学态度；另一方面培养学生如何从实验现象中得出实验结论，提高学生归纳总结能力，从而激发学生的学习热情。二、教学思路设计光合作用在初中已经简单了解
2、过，但只是简单知道光合作用的概念，至于这概念是怎么来的？光合作用的条件和场所是怎么发现的？概念中的反应物和生成物是怎么发现的？并不清楚。这才是这一课时的重点内容。所以采取沿着科学家的发现过程，将课本中的顺序进行了适当调整。如将前一节的恩格尔曼的实验放在这一课时讲，将光合作用的概念放在发现过程讲完以后归纳得出，并将光合作用的总方程归纳得出并加以修正。这样能更好的培养学生的探究精神和归纳能力。三、教学实施的程序教学内容学生活动课堂引入 我们知道一颗种子会长成一棵参天大树，城市与农村想比较空气更清新，这些都和我们今天将学习的光合作用有关系。设问：你知道光合作用是怎样发现的吗？ 课堂教学一、光合作用的
3、探究历程实验1、18世纪以前，人们认为只有土壤中的水（H2O）才是建造植物自身的原料，而没有考虑到植物能否从空气中得到什么。设问：那是谁首先想到植物的生长与空气的作用有关呢？ 边绘图边提问实验2、1771年，英国科学家普利斯特利实验将燃烧的的蜡烛和小白鼠分别放到密闭的玻璃罩里，会发生什么现象？ 将蜡烛与绿色植物一起放在玻璃罩内，现象如何？ 将小白鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，现象如何？ 得出结论：植物可以更新污浊的空气 设问：科学实验遵循的原则有哪些？学生回答：单一变量原则，对照原则，可重复原则，科学性原则，可行性原则等等。设问：该实验的变量是什么？有无对照实验？普利斯特利的实验遵循重复性原则
4、了吗？解释：有人再重复普利斯特利的实验时失败了。实验3、1779年，荷兰科学家英格豪斯做了500多次植物更新空气的实验。得出结论：在阳光下，植物只有绿叶才能更新空气指出普利斯特利的实验的局限：没有发现光照和绿叶的作用引导:受当时科学发展水平的限制人们并不了解植物更新的是什么？实验4、1785年，发现了空气的组成，才知道绿叶在阳光下吸收二氧化碳（C2O），放出氧气（O2）设问：在这一过程中，光去了哪里？实验5、1845年，德国科学家梅耶，根据能量转化和守恒定律指出，植物进行光合作用时，把光能转化成化学能储存起来设问：光能转化成化学能，储存于什么物质中呢？即植物在光下吸收水分和二氧化碳，释放氧气的
5、过程，还产生了什么物质？实验6、1864年，德国植物学家萨克斯的实验实验证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉，同时证明：光合作用的进行需要光照条件设问：为什么绿色叶片要先进行暗处理？为什么让叶片一半曝光，另一半遮光？ 回答：耗尽原来有的淀粉。为了进行对照。设问：此实验有没有不妥之处？应该如何改进？讲解：直接用碘蒸气处理，绿色会干扰蓝色颜色。应该用酒精隔水加热处理，脱去绿色。设问：为什么要用酒精？用水行不行？为什么要加热？为什么要隔水浴加热？直接加热行吗？ 老师学生共同分析回答这些问题。老师进一步提问，积极调动学生的思维：利用此实验材料和方法，再自行添加材料和用具，能否探究二氧化碳是否是植物光合作
6、用的必需原料？自己设计实验，最好回家后自己动手做。设问：至此，我们已经知道光合作用的条件、原料和产物，那么，光合作用的场所在哪里？是不是绿叶细胞的所有部分都可以进行光合作用？实验7、1880年，美国科学家恩格尔曼用载有水绵和好氧细菌的临时装片做实验 实验结论：证明光合作用释放氧气，氧气是由叶绿体释放出来的。同时证明叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。设问： 1、为什么选用水绵做为实验材料？ 分析讲解：是因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体，而且螺旋分布于细胞中，便于进行观察分析研究 2、为什么选用黑暗并且没有空气的环境？ 分析讲解：先选用黑暗并且没有空气的环境，是为了排除实验中光线和氧的影响，确保
7、实验的准确性。 3为什么选用好氧细菌作实验材料? 分析讲解：好氧细菌需氧,分布在有氧气的场所,故可用来指示氧气产生的部位.即好氧性细菌是指示生物。4为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下？ 分析讲解：能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之作对照，从而证明了实验结果完全是光照引起的，并且氧是由叶绿体释放出来的 5.该实验中有没有对照试验？分析讲解：有，光多和光少的对照；黑暗和全曝光的对照；照光的叶绿体部分和不照光的叶绿体部分；照光的细胞质部分和照光的叶绿体部分。设问：在光合作用的原料二氧化碳和水中有氧元素，产物氧气和淀粉中有氧元素，那么，氧气中的氧原子到底来自
8、于二氧化碳还是水，还是二者都有可能？实验8、1939年，美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法，探究氧气中氧的来源。老师讲解同位素标记法的概念及实验操作方法。实验结论：光合作用释放的氧气全部来自于水。设问：光合作用的有机物又是怎样形成的？实验9、20世纪40年代，美国科学家卡尔文和他的同事用14C标记的二氧化碳，供给小球藻进行实验，追踪检测C原子的放射性，最终探明了二氧化碳在光合作用中转化成有机物的途径，这一途径被称为卡尔文循环。也是因此而获得了诺贝尔奖。至此光合作用的各个方面已经探究的完全清楚了。 请同学们归纳光合作用的概念。二、光合作用的概念、总方程 1、光合作用的概念：光合作用是指绿色植物通
9、过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。设问：如果把此概念用化学式表示出来，会是什么样的呢？ 2、光合作用的总方程 光能CO2 + H2O （CH2O） + O2 叶绿体 设问：仔细观察这个方程式，与前面所讲的实验有没有出入呢？不符合鲁宾和卡门的实验该如何修改呢？ 光能CO2 + 2H2O （CH2O） + O2 + H2O 叶绿体讲解：实际上后面的水是光合作用产生的水。设问：在光合作用的计算时，又常常用到另外一个方程式，即当光合作用产生的全是葡萄糖时，方程式又如何呢？ 光能6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6O2 + 6H2O 叶绿体设问：
10、此方程式是否面熟？和有氧呼吸的方程式是否刚好相反？ 酶C6H12O6 + 6O2 + 6H2OO 6CO2 + 12H2 + 能量 设问：二者是否是可逆反应？讲解：不是。原因有三个方面：场所不同，条件不同，能量不同设问？二者有没有可逆之处呢？讲解：有，光合作用的产物刚好是有氧呼吸的原料，反过来，有氧呼吸的产物也刚好是光合作用的原料思考讨论：白天，植物只进行光合作用吗？影响一天光合作用的因素有哪些？要想提高光和产量，应该采取什么措施？小结：这一课时主要是光合作用的探究历程，要在课堂上充分发挥学生的参与意识，沿着科学家的思路去分析，去感知，培养强烈的学习兴趣，这样才能达到这一节课的真正目的。思考带着问题探讨回答老师的提问思考回答老师提问，学生回答学生从中体会实验设计应该考虑全面，科学；论文发表后，别人重复你的实验时才能成功，你的观点才能被认可思考回答思考初中的实验，回答老师提问此实验要求学生课后一定要动脑，最好回家能动手做一做，提高学生的实验设计能力和动手能力思考回答学生积极参与回答老师的提问学生思考：前面哪个实验还用到同位素标记法？学生思考回答学生思考回答学生思考：能产生水的细胞器有哪些？学生边回答边动手写有氧呼吸的方程式让学生回答老师总结充分发挥学生的思维想象，大胆发言，提高学生理解能力和应用能力教学论文 光合作用的原理和应用教学设计生物教研组王 雪 芳