高中生物教学案例(光合作用).pdf

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光合作用

教学目标：
知识目标
1、探究光合作用的原料、产物、条件和场所，阐明光合作用的实质
和意义。
2、举例说明光合作用原理在生产上的应用，解释相关的实际问题。
水平目标
1、通过查阅相关光合作用的发现过程的资料，培养学生查阅、整理
资料的水平。
2、通过光合作用的一组探索性实验过程，使学生学会观察和记录植
物生理实验现象的基本方法，初步明确从现象到本质的科学思维方式。
情感目标
1、通过光合作用一组实验的操作过程，培养学生实事求是的科学态
度和一丝不苟的探究精神。
2、通过光合作用在生产上的应用的教学，使学生意识到生物科学的
价值，增强其学习兴趣和主动性。
教学建议
教材分析
光合作用是绿色植物的一项非常重要的生理功能。所以，“有机物的制
造——光合作用”这个节既是本章的重点，也是全书的重点。在初中生物
教学中，光合作用的概念是学生学得的第一个复杂的概念，如何以概念和
形成途径使学生掌握光合作用概念，是本节的教学重点。所以有必要让学
生通过理解光合作用的发现过程来分析、讨论光合作用的原料、条件及产
物，再以一组光合作用的探索实验加以检验。而光合作用的一组探索性实
验能否成功，则是教学中突出重点和突破难点的关键。本节的教学安排为 3
课时，第 1 课时讲授光合作用的发现过程，第 2 课时光合作用的探索性实
验，第 3 课时总结光合作用的概念、实质及意义。
教法：（先学后教的方法）
光合作用的发现过程，事先让学生以小组为单位实行资料的搜集和整
理，带到课堂上来实行交流，通过概述某科学家的实验过程或结果，启发
学生通过度析和思考得出相对应的结论。光合作用的发现过程教学内容如
下：
科学家实验过程或结果实验结论
海尔蒙特 1648 木桶里栽柳 5 年，雨水浇灌，柳苗由 增重至
；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 植物的绿色局部，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 O2CO2 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 1864 发现照光时叶绿体中的淀粉粒才会增大有机物是产物
其教学目标有三：一是使学生领悟到光合作用的发现是很多科学家智
慧的结晶和不懈努力的结果，所以要珍惜学习知识的机会；二是使学生领
略科学家们发现问题和解决问题的科学思维方式，接受科学素质的启蒙教
育；三是通过光合作用发现过程分析其原料、条件和产物，为下一步探究
实验做准备。
“绿叶在光下制造淀粉”的实验，应注意的问题有：
（1）选叶遮光应先暗处理。应选择生长健壮，便于接受光照的叶片，
经过遮光处理后，再放入暗处 2~3 天。暗处理条件下，叶肉组织不能合成
淀粉，细胞内积累的淀粉绝大多数被呼吸消耗或以蔗糖形式运出叶片。因
为叶片内淀粉含量显著降低，从而为取得理想的实验效果创造了条件。
（2）对遮光——暗处理材料的光照时间应视光强度而定。实验当天的
上午，强光照射 3~4 小时，下午实验效果显著；若上午使用实验材料，则
必须在夜间用灯光照射处理材料，光线不强应延长光照时间。
（3）酒精脱色过程一定要采取隔水加热法（水浴）。当叶片在酒精里呈
黄白色时，应先熄灭酒精灯。一定要注意安全，事先准备好湿抹布，一旦
出现问题不要慌乱。
（4）酒精脱色处理的叶片脆而硬，用热水漂洗的作用主要是使叶片经
过水化处理而变软，并为碘与淀粉的反应创造条件。
（5）滴加碘液的同时，注意观察叶片不同部位的颜色变化。
（6）处理好实验课上教师的讲解与学生活动的关系。在让学生明确实
验目的，掌握实验方法之后，要给学生充足的时间实行操作，并仔细观察
和分析所看到的现象。
“光合作用需要二氧化碳”和“光合作用产生氧气”两个演示实验要力
争演示成功，这两个实验效果往往不理想，原因是多方面的，要持续总结
可将实验装置实行改进。另外在实行演示之前要简要介绍实验装置和基本
原理，这样有利于学生通过现象分析实验结果，从而得出结论。
相关光合作用的一组探索性实验，实际上是对光合作用假设的实验验
证，通过实验检验证明相关光合作用的实验假设是成立的，从而形成光合
作用的概念。所以，教学时在每完成一个探索性实验之后，都要引导学生
通过讨论明确每个实验揭示的问题。当一组探索性实验完成后，应指导学 : .
生明确光合作用的原料、条件、产物等问题。
第 3 课时在上述实验基础之上，对光合作用的概念加以总结，让学生
尝试用关系式的形式描绘光合作用，并用语言加以描绘。这样就得到了光
合作用的定义，从而完成了光合作用概念形成的过程。光合作用的意义的
教学活动应立足于启发学生使用知识来说明或解决实际问题，在分析和说
明问题过程中领悟光合作用在生物界乃至整个自然界中的重要意义。
教学设计方案
重点：光合作用所需原料、条件、产物的实验 光合作用的概念和实质
难点：光合作用实验的组织和实施 光合作用的实质
教学过程：
（第一课时）光合作用的发现
引言：上一节我们理解了叶是实行光合作用的主要器官，叶片的结构
有着与光合作用相适合的特点。那么，什么是光合作用呢？光合作用是怎
样被发现的呢？这还得从柳苗生长之迷说起。
17 世纪以前人们认为，植物生长在土壤中，一定是从土壤中获得生长
需要的各种物质。一株大树那粗大的树干、茂密的枝叶、丰硕的果实，都
是由植物从土壤中吸收的物质变化来的。果真是这样吗？怎样证明这个观
点是否准确呢？科学家是通过探究过程寻求相关自然界各种问题的答案
的，揭示柳苗生长之迷也是如此。
在课前查资料的基础上，请同学以讲故事的形式讲述海尔蒙特的实验。
17 世纪上半叶，比利时科学家海尔蒙特设计了一个简单而又巧妙的实
验：他将一棵重 的柳苗栽种到一个盛有土壤的木桶中，木桶内土壤的
重量是 90kg。此后，他只用纯净的雨水浇灌柳苗。为了防止灰尘落入，他
专门制作了桶盖。5 年过去了，柳苗逐步地长大了。他再次称量柳苗和土壤
的重量，结果使海尔蒙特大吃一惊：柳苗重量增加 ,土壤重量仅减少
了 ！（配合投影图）同学们，根据海尔蒙特的实验，你能得出什么
结论呢？
小组讨论发言，得出结论：柳苗生长所需要的物质，并不是由土壤直
接转化的，水才是使植物增重的物质。（板书：海尔蒙特 柳苗生长之迷
说明柳苗的增重来自水）
提问：海尔蒙特的实验结论完全准确吗？从植物生活环境的角度分析
植物生长需要的物质来源，还应该考虑什么因素？
讨论发言：可提到阳光、空气。看来，海尔蒙特的实验还是有很大的
局限性的。那么，后来的科学家又是怎样做的呢？
1771 年英国科学家普利斯特利在研究助燃空气时，做了一个新奇的实
验。请几个同学分角色扮演蜡烛、小鼠、绿色植物和太阳，伴随着解说员
的讲解表演普利斯特利的三个实验（配合投影图）。
分析讨论实验结果说明了什么问题，得出结论：植物能"净化"空气。（板 : .
书：普利斯特利 钟罩内的实验 说明植物能"净化"空气）
提问：当人们重复普利斯特利的实验时，有的获得成功，有的总是失
败，甚至发现植物还会更严重地污染空气。为什么学者们会得到不同的实
验结果呢？
讨论回答引出下一个实验：阅读材料"1779 年荷兰科学家英格豪斯通
过实验证明绿色植物只有在光下才能净化空气；他还发现，光照下的绿色
植物能够释放气体，这种释放气体的水平在夕阳西下时降低，日落后则完
全停止?quot;这说明什么问题？
学生回答：光的重要作用。（板书：英格豪斯 绿色植物只有在光下才
能起到"净化"空气的作用 说明光的重要性）
提问：英格豪斯的实验结果说明光合作用的条件是什么？（光）
讲述：那么，在光照下绿色植物究竟释放什么气体？这种气体是否与
植物净化空气的作用相关呢？后来，科学家们理解了空气的组成成分，明
确了这种气体就是氧气。
阅读材料："1782 年瑞士牧师谢尼伯通过实验证明植物在光下放出氧气
的同时，还要吸收空气中的二氧化碳。在此基础上，1804 年瑞士学者索热
尔对光合作用首次实行定量测定，发现在光合作用的过程中，植物的增重
量大于二氧化碳吸收量减去氧的释放量。所以他指出绿色植物在光下同时
还要消耗水，这也与海尔蒙特的结论相吻合。1864 年德国科学家萨克斯做
过这样的实验：把绿叶放在暗处数小时，消耗叶片中局部营养物质，然后
把叶片的一局部暴露在光下，另一局部遮光。经过一段时间后，用碘蒸汽
处理叶片，结果遮光的局部叶片无颜色变化，而照光的一局部叶片显示深
蓝色。科学家们已经证实，只有淀粉遇碘表现蓝色，淀粉燃烧时能够生成
二氧化碳和水，因而它是一种有机物。萨克斯的实验使人们理解到，绿色
植物在光下不但能够释放氧气，而且能够合成淀粉等物质，供给植物生长
发育等生命活动所用。1897 年，人们首次把绿色植物的上述生理活动称为
光合作用。这样，柳苗的生长之迷也终于被揭开了。"
提问：上述研究结果说明光合作用的原料和产物各是什么？
学生讨论后回答（板书：谢尼伯 发现光照时绿色植物吸收二氧化碳，
释放氧 说明光合作用的原料是二氧化碳，产物是氧；索热尔
植物增重量大于二氧化碳吸收量减去氧的释放量 说明光合作用的原
料还有水；萨克斯 发现光照时叶绿体中的淀粉粒才会增大 说明淀粉是光
合作用的产物）
总结：光合作用的原料、条件、产物各是什么？这样一个生产加工的
过程是在哪实行的呢？
学生明确：光合作用的原料是二氧化碳和水；条件是阳光；产物是淀
粉和氧；场所是叶绿体。
板书设计：（略） : .

第二节 有机物的制造--光合作用
一、光合作用的发现
海尔蒙特柳苗生长之迷说明柳苗的增重来自水。
普利斯特利钟罩内的实验说明植物能"净化"空气。
英格豪斯绿色植物只有在光下才能起到"净化"空气的作用说明光的重
要性。
谢尼伯发现光照时绿色植物吸收二氧化碳，释放氧说明光合作用的原
料是 二氧化碳，产物是氧。
索热尔 植物增重量大于二氧化碳。
吸收量减去氧的释放量说明光合作用的原料还有水。
萨克斯发现光照时叶绿体中的淀粉粒才会增大 说明淀粉是光合作用
的产物

（第二课时）
探索光合作用
引言：通过理解光合作用的发现史，我们对光合作用的原料、条件和
产物做出了初步的解释。怎样检验我们对问题的解释是否准确呢？我们来
做一组探索性实验。（板书：二、探索光合作用）
萨克斯利用对照实验法和淀粉遇碘变蓝的原理，发现了绿色开花植物
的光合作用。那么，你能不能利用所给的材料和用具，设计一个实验来检
验绿叶在光下是否能够制造淀粉？
小组讨论：在上节课的基础上，同学们能够设计出将天竺葵放在黑暗