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第1课时 光合作用的发现与探索
一、教学目标
1.说出绿色植物光合作用发现的过程。
2.通过几个经典实验的图示，培养学生对图示进行分析，归纳的能力，初步领悟科学家研究的方法。
二、教学重难点
重点：1、说出光合作用的发现过程；
2、解释发现光合作用实验的原理；
3、说明光合作用发现的意义。
难点：阐明发现光合作用实验的原理。
三、教学过程
（一）导入新课 ：
我们中国有句谚语是“万物生长靠太阳”。请同学们思考一下：植物靠太阳干什么 ？( 进行光合作用 )。这一节我们就来学习光合作用的发现史----从柳苗生长之谜说起。
（二）新授：
公元前3世纪，古希腊哲学家亚里士多德根据经验推测得出结论：“植物的物质积累来源于土壤”。
讲解法：
实验一：17世纪上半叶，比利时科学家海尔蒙特对这一结论产生置疑，作出了挑战，他设计了课本上第一个实验----柳苗生长之谜。跨出了光合作用发现历程的第一步。
要提出的问题有：
（1）哪位同学能描述该实验的过程 ？
（2）柳树增加的质量是多少？74.5千克。 而土减少的质量是多少？0.057千克
分析讨论：
（1）柳苗增加的74、5千克从哪儿来的呢？
首先，不可能来自泥土，因为减少的0、057千克干泥变不出来74、5千克柳苗来。而整个实验中施加的只有水。
（2）海尔蒙特的这个实验设计很巧妙：是最早通过实验来解释植物生命现象的学者，而且结论来源于对实验数据的分析。
（3）通过数据分析，你能得出什么结论？
使柳苗增重的物质来水。
（4）海尔蒙特在实验设计中，考虑到土壤要已知“干”重、要“加桶盖”，有何意义？
防灰尘落入，严格控制实验条件，体现科学家认真严谨的科学态度。同学们也要学习科学家的认真严谨的态度。
（5）我们来看看海尔蒙特的结论。（课件6）
（6）柳树真的只需要水就能长大吗？你认为海尔蒙特的实验结论完全正确吗？
（不完全正确，他只考虑土壤中物质对植物生长和影响，没有考虑空气中物质对植物生长的影响）
那时他们并没有想到植物能从空气中获得什么。
对比式：
实验二：到十八世纪，有一位科学家对气体非常感兴趣，他就是普利斯利。
（学生每2个人一组，自学普利斯利的实验，时间是 7min，教师巡回指导，组织讨论，通过问题提示，鼓励学生合作共同归纳该实验的结论）
讨论：蜡烛熄灭和小白鼠死亡可能的原因？
（1）分析图1—2，讨论：蜡烛熄灭和小白鼠死亡可能的原因？
在光下，蜡烛燃烧消耗氧气，产生二氧化碳；鼠的呼吸需要吸入氧气，呼出二氧化碳。所以死亡原因是：氧气减少了，二氧化碳增多了。
学生得出结论：蜡烛燃烧，小鼠呼吸会对空气造成----污染。
看看当时普利斯利得出的结论：蜡烛燃烧和小白鼠呼吸会使瓶中的空气变坏。
（2）如何才能使空气变好？
当时科学家曾用水来试验，但都没有成功，你有什么办法来净化空气呢？
在玻璃罩中放了一盆植物后，蜡烛和小白鼠都很好。（课件9）
（3）植物和蜡烛为什么能长期共存，小白鼠因为有了绿色植物也没有死去？小白鼠和蜡烛燃烧需要的氧气从哪儿来的？它们产生的二氧化碳又去哪儿了？
图3分析：在光下，密闭的钟罩下的植物，产生氧气，吸收了二氧化碳；小白鼠呼吸消耗氧气，生成二氧化碳；
图4分析：在光下，密闭的钟罩下的植物，产生氧气，吸收了二氧化碳，蜡烛燃烧消耗氧气，放出了二氧化碳。
教师引导生得出结论：植物光合作用需要吸收二氧化碳，放出氧气。
科学家的结论：
总结归纳：植物生长不仅需要空气而且能净化空气。因为在当时，普利斯特利仅知道这些。
（4）人们严格按照普里斯特利的实验要求重复他的实验，有的能成功，有的失败，你认为失败最可能的原因是什么？
人们重复普利斯利的实验时，实验控制条件不同，实验结果就不会相同。有的学者在黑暗条件下重复他的实验，植物不但不能进行光合作用，还会因为呼吸作用产生二氧化碳，更严重地污染了空气。
你认为可以怎样进一步实验？
实验三：你们的想法跟当年的英格豪斯一样，他设计如下实验（出示英格豪斯的实验图）。
结论：光在植物更新空气的过程中起关键作用。
英格豪斯的实验结果说明：绿色植物的光合作用需要光和叶绿素。
探究式：
萨克斯的实验：后来经科学家们研究发现，绿色植物进行光合作用，还能合成储存能量的有机物----淀粉。
淀粉遇碘呈现蓝色
如果让你来证明绿色植物进行光合作用产生了淀粉的实验设计，你会怎么设计？学生讨论。
讨论：有点问题。与平时学的加以引导，不能一下入题太深。
（1）实验要控制的变量是什么？光照。
（2）怎么来设置对照？照光和遮光。
（3）是在同一片叶上进行对照实验好，还是取不同叶片进行对照实验好？同一片叶上好。
（4）我们怎么来检测是否有淀粉产生？用碘液染色后，叶片不遮光的部分变成蓝色，叶片遮光部分不变色
（5）如果遮光部份也变蓝色，我们怎么办？把绿叶放在暗处数小时，消耗叶片中部份营养物质。
介绍：1864年德国科学家萨克斯的实验：黑暗处理→一半照光、一半遮光→酒精脱色→碘液显色（遮光处颜色没有变化，照光处变深蓝色）。（课件14）
说明光是植物光合作用合成淀粉的必需条件。
问：这个实验可以得出什么结论（淀粉是光合作用的产物）
以上几个实验说明植物的光合作用与哪些因素有关？------光照、水、氧气、二氧化碳、淀粉、叶绿体有关。
三．归纳；还有哪些科学家探究光合作用的实验？
科学家
实验过程或结果
实验结论
海尔蒙特
17世纪上半叶
木桶里栽柳5年，雨水浇灌，柳苗由2.3kg增重至76.8kg；90kg干土减重57g
柳的增重来自水
普利斯特利
1771
钟罩里的小鼠窒息而死；将小鼠与植物同时放入密封的钟罩内，小鼠生活正常
植物能“净化”空气
英格豪斯
1779
植物的绿色部分，只有在光下才能起到“净化”空气的作用
光的重要作用
谢尼伯
1782
发现照光时绿色植物吸收CO2，释放O2
CO2是原料，O2是产物
索热尔
1804
植物增重大于CO2吸收量减去O2释放量
水是原料
萨克斯
发现照光时叶绿体中的淀粉粒才会增大
有机物是产物
四、课堂小结
1．什么是光合作用？
2．绿色植物的进行光合作用的条件是什么？原料是什么？产物是什么？
它是地球上一个最重要的化学反应，它的发现具有非常重要的意义。（合理密植，多层次种植）
第2课时 光合作用的原理与应用
一、教学目标
1、概述光合作用的原料、产物、条件、场所。并能正确书写光合作用的反应式。
2、理解光合作用的实质和意义。
3、利用光合作用原理，分析、解决在生活、生产中的实际问题。
4、通过对光合作用实质的分析，形成从现象到本质的科学思维方式。
教学重难点
重点：1、识别绿色植物叶片的结构、说出叶片与光合作用相适应的结构特点。
2、说明叶绿体是光合作用的场所。
3、探究对叶绿素形成起着决定性作用的条件。
4、总结概括光合作用的原料、产物、条件和场所，阐明光合作用的实质意义。
5、光合作用原理对作物种植的指导意义。
难点：1、制作和观察叶徒手切片。
2、实施实验过程中单一变量的控制。
3、阐明光合作用的实质意义。
三、教学准备
课前布置学生收集“光合作用在生产中的应用”的资料；
教师收集与本课相关的资料，制作PPT，准备面条燃烧释放能量演示实验。
四、教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
引入
课间给学生吃小橘子，
问题：橘子中的糖分从哪里来？我们今天继续探讨植物的光合作用。
学生吃橘子
学生回答问题
放松气氛，为后面的学习做铺垫，并快速切入主题
光合作用反应式
情境：PPT展示几个与光合作用相关实验。
问题1：回顾前面的实验，说出光合作用的原料、产物、条件、场所分别是什么？<板书>
问题2：如何用符号将这些要素联系起来，更直观地反映它们之间的关系？请同学们小组讨论后，写在纸上。
展示学生写下的内容，引导学生科学地分析，理解每个要素之间的关系，书写位置的内涵等，得出光合作用反应式。<板书>
学生观察、回忆
学生回答问题
学生讨论后在纸上写下来，请一名学生到黑板写
学生点评，师生共同讨论、修正反应式
温故知新，在构建光合作用反应式的过程中，完善对光合作用的认识，为分析实质做好铺垫
光合作用实质
过渡：同学们能成功地写出光合作用的反应式，有赖于我们之前课上对光合作用相关实验的思考和观察，然而这个反应式完善了吗？在光合作用过程中发生了什么最本质的变化？接下来我们来进一步探索光合作用的实质<板书>
（如果学生在反应式中已经注意到了能量的转化，就直接引过来）
利用反应式引导学生思考：
问题：观察反应式两边，光合作用之后物质发生了什么变化？
提示：水和二氧化碳是无机物，淀粉是有机物（PPT展示一些无机物和有机物的分子式和结构模型），得出光合作用的实质之一是发生了物质变化：无机物转化成了有机物。<板书>
问题：除此之外还有我们看不见的一些重要变化吗？还记得我们在前面学习“细胞生命活动需要能量”时，提到过有机物中有能量，真的存在吗？能量从哪里来的？
演示：面条燃烧过程，PPT展示有机物中含有的能量数据（食物热价），举一些能量转换的例子。得出光合作用发生的能量变化：光能转化成了化学能，并储存在有机物中。<板书>
学生思考回答
学生思考回答
通过分析光合作用的实质，深入理解光合作用的概念，便于归纳光合作用的定义
PPT提示图片及演示实验有助于帮助学生理解有机物，突破难点
光合作用定义
过渡：通过对光合作用实质的讨论，我们对光合作用的认识又深入了一步，那么到底什么是光合作用呢？谁用一句话去概括一下吗？
引导学生用自己的语言归纳什么是光合作用。指导学生在书中做出标记。
学生回答
在课本上做出标记
能够较为顺利地归纳出光合作用定义，是对前面反应式构建和实质分析的及时反馈
光合作用意义
过渡：光合作用实际上是一系列非常复杂的化学反应，同学们将在高中的生物课中进一步学习。人们对光合作用的研究从未停止过，到目前为止，共有8次诺贝尔奖的桂冠被从事光合作用研究的科学家所摘取。诺贝尔奖基金委员会称其为“地球上最重要的化学反应”，那么为什么光合作用这么重要呢？
情境：PPT展示一棵白化植物
问题：这棵植物会怎样生活？大家想象一下，假如所有的植物都“罢工”了，没有了光合作用生物圈会是什么样子？可见光合作用的意义非常重大<板书>
利用反应式，引导学生进行讨论：
1、联系上课前吃的橘子，糖的产生与光合作用相关，PPT展示图片（水果、蔬菜、棉、麻等），引导得出光合作用的意义之一——有机物的来源。
2、联系光合作用实质中的能量变化，PPT展示植物转化能量的数值； 引导归纳出光合作用的意义之二——能量的来源
3、PPT展示植被吸收二氧化碳释放氧气的数据。引导归纳出光合作用的意义之三——维持大气中氧与二氧化碳的相对稳定
学生倾听
学生回答
学生思考
学生联系已有知识，从资料中获取有用信息，回答问题
通过介绍光合作用与诺贝尔奖，使学生感受到科学家们坚持不懈的探索精神，进而引发学生对光合作用重要意义的思考。
为第七章学习“绿色植物在生物圈的作用”，做出铺垫
光合作用原理应用
过渡：通过对光合作用意义的讨论，我们可以感受到光合作用对植物自身、对人类、以及对整个生物圈的重要性，我们一定希望在现实生活中，能得到更多光合作用的产物，那么如何利用光合作用原理，使我们的愿望变成现实呢？
情境：展示图片“三种种植玉米的方式”
问题：以上三种种植方式哪个更合理？为什么？
合理密植可以让植物较好地得到光照，保证光合面积，确实有利于提高产量。
情境：展示“间作套种”的图片，问题：你们看这个是农民常用的一种种植方法，你觉得这样做的好处是什么呢？
问题：以上两个例子都是从光能的合理利用方面的措施，你觉得还有哪些做法，可以增强植物的光合作用呢？（从光能的合理利用方面以及光合作用的其它要素方面考虑均可）
请同学们结合课前收集的资料，给出合理建议，先小组讨论再交流。
这部分主要从光能利用的角度进行分析，如果学生还能说出其它，如：适当提高二氧化碳浓度；适当提高温度；就简单点评、适当补充。学生回答不完善没关系，可布置开放性作业。（教师准备一些素材，根据学生回答情况灵活使用。）
学生思考回答
学生思考回答
学生小组讨论，交流
联系实际，让一个抽象的概念变得生活化，在应用概念的过程中，让学生体会生物科学在人类生产生活中的价值
结束
人们通过合理密植、间作套种等方法提高植物对光能的合理利用，植物自身有没有什么好办法来更好地利用光能，增加光合作用面积呢？
展示图片：多种多样的叶、叶镶嵌
为什么植物的叶片大多宽大扁平？为什么从这个角度看植物叶片之间互不遮挡？我们上节课学习“叶与光合作用”。
学生思考，课后完成
激发学生进一步学习的热情，为下节课做准备
五、内容要点】
1、光合作用的实质和意义
能量转化：光能 化学能
光
水 + 二氧化碳 有机物 + 氧气
叶绿体 （贮存能量）
物质转化：无机物 有机物
2.实质：合成有机物，储存能量
3.意义：
（1）食（有机物）源
（2）能源
（3）氧源（维持大气中氧气与二氧化碳的相对稳定）
4.光合作用原理应用

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