资源简介

光合作用的探究历程
我今天说课的题目是——光合作用的探究历程，以下是我的主要说课环节。
首先，说教材，《光合作用的探究历程》选自人教版普通高中生物新课程必修1《分子与细胞》第5章第4节。本节内容主要包括众多科学家对光合作用的探究实验，既承接上节关于色素和叶绿体功能的学习，同时为进一步学习光合作用的过程应用奠定知识基础。同时，本节的经典实验蕴含着科学探究的一般方法，是培养学生科学思维和探究能力的良好素材。
接下来是我的学情分析。我主要从以下三个方面进行学情分析。第一，通过上一课时的学习，学生已经具备了绿色植物中含有色素、叶绿体的结构等相关知识，这为新知识的学习奠定了认知基础。第二，初中生物中，学生已经学习了光合作用的基础知识，安排了绿叶在光下制造淀粉的实验，但对光合作用所需原料、作用条件等还未有全面认识。第三，高中学生通过细胞学说的建立、酶本质的探索等科学史学习，已经具备了一定的认知能力，但还不够完善，对科学探究中控制变量等实验原则缺少实践学习。
基于教材分析和学情分析，我确定了如下教学目标：
1、知识目标:
①说出光合作用的探究历程。
②通过光合作用的经典实验，归纳光合作用的原料、产物、条件、场所
2、能力目标:
①通过模拟科学发现的过程，渗透科学研究的方法，培养学生科学思维的能力
②通过对图文资料的学习，培养学生提取和归纳信息的能力
③通过学习光合作用的经典实验，初步学会控制实验条件、设置对照的实验方法。
3、情感态度价值观目标:
①通过生物学现象的展示，激发学生对科学的兴趣，树立物质与能量观；
②通过探究实验，培养学生大胆质疑、小心求证的能力，感受科学家实事求是的科学态度。
为达到以上教学目标，我确定了如下的教学重点和难点：
1. 教学重点:
(1)光合作用的原料、产物、条件、场所；
(2)光合作用探究历程中经典实验设计的原理和方法。
2. 教学难点：
(1)光合作用探究历程中经典实验设计的原理和方法。
为了突出重点，突破难点，我使用以下教学方法。说教法：问题启发法、直观演示法、活动探究法；说学法：活动探究法、对比归纳法、合作交流法。
（1）直观演示法:利用课件、动画、投影、半数等手段进行直观演示,激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的掌握。
（2）活动探究法:创设情景，引导学生通过活动形式获取知识，以学生为主体,使学生的独立探索性得到了充分的发挥。
（3）分组讨论法:针对教材给出的内容，组织学生进行分组讨论, 促使学生在学习中解决问题，培养学生的团结协作的精神。
（4）归纳教学法：针对本节的探究实验，引导学生从实验中获取知识、分析得出结论，培养学生的提取、分析、概括信息的能力。
为了展示我是如何操作的，下面介绍我的教学过程，
1.创设情境，导入课堂。
首先，出示“雪曼将军树”图片，以世界上最大的生物激发学生学习兴趣，提出问题：植物从一颗种子长成参天大树，所需物质和能量从何而来？引导学生表明自己的关于物质和能量来源的的观点，培养学生发表观点和敢于质疑的能力 。
2.讲授新课。
以1864年萨克斯实验为例。首先提出化学能可能储存在什么物质中呢？引导学生作出假设，树立物质与能量观。教师给出科学家猜测可能是淀粉，以淀粉为例，在实验学习中体会科学探究的一般思路。
之后，教师介绍本实验中采用天竺葵的绿色叶片作为实验材料，并出示叶片，学生观察后，提出问题：如果光合作用将能量储存在淀粉中，如何运用所学知识进行检测？学生归纳后，抓住叶片颜色反应这一关键，顺势提出问题：1.光合作用后的叶片应该是什么颜色 2.预期结果终把碘处理会出现什么颜色变化？ 3.如果直接进行碘蒸汽熏蒸，会对实验现象产生什么影响？ 4.叶片应该进行什么处理？在此，教师适当提示上一课时色素的提取和分离实验的原理，通过一系列的追问，建立起一个简单的问题情境，组织学生运用新获得的知识和回忆过去所学过的知识来解决新的问题。
学生明确实验原理后，幻灯片出示实验材料：天竺葵、碘、遮光纸、酒精、酒精灯、镊子、烧杯、蒸馏水，引导学生分组设计方案，验证光合作用使化学能储存在淀粉中这一假设。一段时间后，教师组织2-3个小组分享实验方案，询问其他小组的补充方案，针对学生提出实验方案有争论的地方，提出问题：为什么要将天竺葵进行黑暗处理？有其他方式可以排除掉这种影响吗？学生思考回答后，教师给出银边天竺葵这一材料，使学生体会实验材料的选取对于实验的重要性，并能够基于生物学的原有概念来论证自己观点的合理性。之后，在天竺葵进行光合作用一步实验中，许多同学会想到设置对照组和控制变量的原则，可能会采取一半植株用遮光纸避光，一半植株曝光的方式，此时，出示采用同一片叶片，一半曝光，一半遮光的方式，提问：两者方式相比那个更好，为什么？引导学生学习严格控制无关变量的严谨的科学方法。之后，按照学生实验方法将光合作用后的叶片脱色、碘处理后得出结论。培养学生基于生物学事实运用分析与比较、归纳与概括等方法阐释生命现象的能力。
其他科学家的经典实验操作思路基本同上，主要采用教师启发提问，学生基于生物学事实自主提取归纳的方式进行，不同的是海尔蒙特等科学家的实验更注重对生物学现象的分析和设计实验的关键方法，使学生认同科学是在不断地观察、实验、探索、争论中前进的。
3，知识总结，拓展延伸
列表分析光合作用的原料、产物、条件、场所，学习不同实验的实验设计思路，总结科学探究的一般过程，目的是使学生学会构建知识系统，培养批判性思维和科学思维的能力。
这就是我的教学过程，最后我的板书设计，主要是简洁明了，突出重点。
以上就是我全部的说课内容，谢谢！
教学反思：
说课在进行时，重点在于展示教学过程自己是如何操作的，在本节内容中，既不能过于赘述全面的过程，又要展示自己的教学方式，故我选取了典型的萨克斯实验为例，在此实验中，对照原则和单一变量原则得到充分体现，是良好的培养学生科学思维的实验。我在备课的时候，充分的体会到，在此时学生是主体作用，以本实验的原理介绍为基础，可以培养学生自主设计实验，体验科学探究的一般过程。(共27张PPT)
雪曼将军树(General Sherman Tree)是世界上最大的树，通常也被认为是最大的生物，高83.8米，底部最大直径达11.1米，属于巨杉(也称为世界爷)，树龄约为2300-2700年。
雪曼将军树
植物从一颗种子长成参天大树，所需物质和能量从何而来？
光合作用的探究历程
光合作用的探究历程——公元前三世纪 亚里士多德
问题：植物为什么长大 所需的营养物质来自何处？
亚里士多德认为：
植物体由“土壤汁”构成，即植物生长发育所需的物质完全来自土壤。
亚里士多德的观点正确吗？
亚里士多德(Aristotle)
五年后
开始时 五年后 试验前后差值
柳树的质量 2. 27kg
干土的质量 90kg
76.8kg
89.94kg
-0.06kg
+74.53kg
光合作用的探究历程——1648年 海尔蒙特实验
结论：建造植物体的原料是水,而不是土壤。
植物增加的重量=土壤减少的重量
.
五年后
光合作用的探究历程——1648年 海尔蒙特实验
从植物生活环境的角度分析植物生长的物质来源，他忽略了什么因素？
空气 光照
光合作用：H20
光合作用的探究历程——1771年 普里斯特利实验
光合作用的探究历程——1771年 普里斯特利实验
光合作用的探究历程——1771年 普里斯特利实验
结论：植物能够更新因燃烧和呼吸而变污浊的空气。
光合作用：H2O
+ 气体 → 其他气体
植物
A组
B组
变量：植物
人们重复普里斯特利的实验时，有的成功了，有些却得到相反的结果，认为植物也能使空气变污浊，同一个实验为什么会得出两种截然不同的结论呢？
光合作用的探究历程——1771年 普里斯特利实验
光合作用的探究历程——1779年 英格豪斯实验
植物体只有绿叶在光下才能更新污浊的空气。
光合作用：H2O + 气体 → 气体
绿叶
变量：光照
光
英格豪斯知道植物更新了空气中的什么成分吗？
1785年 拉瓦锡发现空气的组成成分
二氧化碳
氧气
光合作用：H2O + CO2 O2
光
绿叶
光合作用的探究历程——1845年 梅耶推测
推测：植物将光能转变成化学能储存
理论依据：
能量守恒定律：能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体。
化学能储存在什么物质中呢？
淀粉
光合作用的探究历程
碘处理
暗处理
光照
叶部分遮光
酒精脱色
碘蒸汽处理
光合作用的探究历程——1864年 萨克斯实验
结论：光合作用的产物除了氧气还有淀粉。
光合作用：H2O + CO2 O2+淀粉
光
绿叶
自身对照
（CH20）
【例题讨论】
选一盆天竺葵预先放在黑暗中48h,再将整个叶叶左侧用黑纸夹住，在阳光下照4h,剪下此叶片，用打孔器分别在该叶片的不同部位,取下A、B两个圆片(如右图)，放在酒精中加热脱色，再用清水漂洗,取出后加碘液，请据此回答:
(1)将植株在黑暗中放48h的目的是_______________________。
(2)A、B两个圆片中，变蓝的是___，说明该处进行光合作用产生了_______。
(3)比较A和B,说明________________。
光合作用需要光
B
淀粉
消耗掉植物体内原有淀粉
光合作用的探究历程——1880年 恩格尔曼实验
水绵
好氧细菌
极细的光束
无氧的无光环境
结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。
光合作用：H2O + CO2 O2+ CH20
光
叶绿体
无氧的黑暗环境
该如何设计实验证明？
H20和C02中都含有氧元素，光合作用产生的O2的氧元素是来自H20或C02，还是兼而有之呢？
同位素标记法:同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用示踪元素标记的化合物，其化学性质不变。科学家通过追踪示踪元素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。
小TIP
光照射下的小球藻溶液
光合作用的探究历程——1939年 鲁宾和卡门实验
H2O
18O2
C
O2
O2
C
18O2
H2
18O
结论：光合作用释放的氧全部来自水。
光合作用：H2O + CO2 O2+ CH20
光
叶绿体
【典型例题】
下图是利用小球藻进行光合作用实验示意图。图中A物质和B物质的相对分子质量的比是（ ）
A．1：2 B．8：9 C．2：l D．9：8
B
光合作用的探究历程——20世纪40年代 卡尔文实验
用14C标记14CO2，供小球藻进行光合作用，探明了CO2中的C的去向。
卡尔文 (Melvin Ellis Calvin)
结论：光合产物中有机物的碳来自二氧化碳
卡尔文循环：CO2 → C3 → (CH2O)
光合作用：H2O + CO2 O2+ CH20（糖类）
光
叶绿体
光合作用探究历程总结
年代 科学家 结论
1664 海尔蒙特 水分是植物建造自身的原料
1771 普利斯特利 植物可以更新空气
1779 英格豪斯 植物更新空气需要绿叶和光照
1845 R.梅耶 植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来
1864 萨克斯 绿色叶片光合作用产生淀粉
1880 恩格尔曼 氧由叶绿体释放出来。叶绿体是绿色植物光合作用的场所。
1939 鲁宾 卡门 光合作用释放的氧来自水。
20世纪40年代 卡尔文 光合产物中有机物的碳来自CO2
光合作用：H2O + CO2 O2+ CH20（糖类）
光
叶绿体
光合作用的总方程式
【典型例题】
小麦的叶肉细胞通过光合作用合成葡萄糖，组成葡萄糖的碳、氢和氧三种元素分别来自（ ）
A．CO2、C3H6O3 和 H2O
B．CO2、H2O 和 H2O
C．CO2、H2O 和 CO2
D．C3H6O3、H2O 和 CO2
C
【典型例题】
(2018西安调研)在光合作用的探究历程中，德国科学家梅耶根据能量转化和守恒定律，曾提出了植物在进行光合作用时发生能量转化的假说。以下科学实验能证明这一-假说的是( )
A.英格豪斯证明植物在光照条件下可以改变空气成分的实验
B.恩格尔曼证明光合作用的有效光是红橙光和蓝紫光的实验
C.萨克斯证明绿叶在光下进行光合作用可以产生淀粉的实验
D.鲁宾和卡门证明光合作用产生的氧气来自于水的实验
C
【典型例题】
（2013海南卷）某植物叶片不同部位的颜色不同，将该植物在黑暗中放置48h后，用锡箔纸遮蔽叶片两面，如图所示。在日光下照光一段时间，去除锡箔纸，用碘染色法处理叶片，观察到叶片有的部位出现蓝色，有的没有出现蓝色。其中，没有出现蓝色的部位是（ ）
A. a、b和d
B. a、c和e
C. c、d和e
D. b、c和e
B
谢谢聆听！光合作用探究历程
同学们好，我们上课了。我们先来看一张图片，这是世界上最大的树，他有一个非常威武的名字——雪曼将军树，底部最大直径达11.1米。属于巨杉(也称为世界爷)
那植物是如何长这么大呢？不仅我们疑问，科学家们也对此感到疑惑，这节课就让我们沿着科学家的脚步来探究一下光合作用的发现过程。
首先对这个问题作出的解释的是，公元前3世纪的亚里士多德，亚里士多德认为植物总是在土壤中生长并长大，于是他提出植物体由“土壤汁”构成，也就是说植物生长发育所需的物质完全来自土壤。土壤减少的重量=植物增加的重量
同学们认为亚里士多德的这种观点正确吗？
如何检验植物所需营养物质来自何处呢？1648年，一位叫海尔蒙特的科学家设计了柳树实验来检验亚里士多德的观点。他把一棵2.3kg的柳树苗种植在一桶90.8kg的土壤中，然后只用雨水浇灌而不供给任何其他物质，5年后柳树增重到76.7kg，根据亚里士多德的观点，会得到什么结果？
而土壤只减轻了0.1kg。由此，驳斥了亚里士多德的观点，海尔蒙特得出结论：植物生长所需要的养料来源于水，而不是土壤（建造植物体的原料是水分）。海尔蒙特的实验结论完全正确吗？从植物生活环境的角度分析植物生长的物质来源，海尔蒙特的实验有没有严格遵循单一变量原则，他忽略了什么因素
学生：空气
是的，海尔蒙特没有排除空气对柳树生长的影响。
首先设计实验研究空气对光合作用影响的是1771年是普利斯特利的实验，我们一起来看一下他的实验，他把蜡烛单独放在密封的玻璃罩里，蜡烛熄灭，而当他把蜡烛和植物一起放入玻璃罩内，蜡烛可以继续燃烧。当他把小老鼠单独放在玻璃罩中，小鼠死亡，当他把小老鼠和植物一起放入玻璃罩中，小老鼠存活下来。从这个实验我们可以看出，蜡烛可以正常燃烧、小老鼠存活和植物有关，因此普利斯特利得出结论：植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得污浊的空气；
但是奇怪的是，当人们重复普利斯特里的实验时，有的成功了，有的失败了，甚至有些得到相反的结果，认为植物也能使空气变污浊，为什么？
于是，1779年，荷兰的英格豪斯设计了一组实验，两个实验都将小老鼠和植物放入密封的玻璃罩中，不同的是一组给予光照，一组在黑暗条件下进行，结果发现，有光照的玻璃罩中的小老鼠依然存活，而黑暗条件下的小老鼠死亡，这说明了什么？
植物只有在光的照射下，才能更新空气。
虽然通过前人的这些实验，人们发现植物能更新空气，但是由于化学学科的限制，人们直到1785年，拉瓦锡发现空气的组成成分之后，。人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳；植物正是因为此过程更新污浊的空气
通过英格豪斯的实验表明，植物更新空气只能在有光的条件下进行，也就是说植物吸收了光能，那光能去哪里了呢？光能储存在什么物质中呢？证明了植物体的绿叶在更新空气中不可缺少；1845年，梅耶根据能量守恒定律提出，植物可以将光能转化成化学能。如何验证？验证植物通过光合作用合成了什么物质？
萨克斯设计了这一实验，他把天竺葵暗处理一昼夜，这是为什么？
学生：消耗掉叶片中原有的营养物质（有机物）
然后选取天竺葵的一片叶片，将一半叶片遮住，一半曝光，一半遮光处理，再将整株植物放置在阳光下进行光合作用，几个小时后，去掉叶片上遮光的纸片，放在酒精中水浴加热，这是为什么？（提示：上节课我们做了绿叶中色素的提取和分离实验）
学生：溶解植物叶片中的色素，防止颜色干扰
很好，用酒精脱色后的叶片近乎白色，用清水洗净后，滴加碘液，发现曝光的叶片变蓝，遮光处理的叶片没有变化，这说明什么？
学生：植物光合作用产生淀粉
是的，通过这个实验，萨克斯证明了光合作用产生淀粉。后来的许多实验证明光合作用产生的大部分有机物都是糖类
现在我们已经了解了光合作用的整个过程了。请一位同学
学生：水和二氧化碳在光照条件下生成氧气和和淀粉。但是，光合作用到底是在那里进行的呢？我们下节课再来探讨，下课！

展开更多......

收起↑