資源簡介

第一節(jié) 光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣
一、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)和技能：
1.光合作用的原料和產(chǎn)物。
2.說明光合作用的實(shí)質(zhì)。
3.光合作用的原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有怎樣的應(yīng)用。
過程與方法：
1.通過演示實(shí)驗(yàn)，鍛煉學(xué)生的觀察能力和推理能力。
2.通過技能訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生分析數(shù)據(jù)的能力。
情感、態(tài)度、價(jià)值觀：
1.闡明綠色植物在生物圈中還是氧的制造者，培養(yǎng)學(xué)生愛護(hù)綠色植物，熱愛大自然，保護(hù)環(huán)境的美好感情。
2.通過光合作用的發(fā)現(xiàn)過程，學(xué)習(xí)科學(xué)家的探索精神。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn)：
光合作用的概念、實(shí)質(zhì)、反應(yīng)式、場所、意義及光合作用的原料、產(chǎn)物。
難點(diǎn)：
運(yùn)用實(shí)驗(yàn)法獨(dú)立設(shè)計(jì)并完成本章的探究活動(dòng)。
三、教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)法、比較法、講授法。
四、教學(xué)過程
【新課導(dǎo)入】
教師：生物的呼吸作用和燃料燃燒需要消耗大量的氧氣，放出二氧化碳，可我們并沒有感到缺氧。為什么？
進(jìn)而引出本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容——光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣。
【新課講授】
（一）光合作用的發(fā)現(xiàn)
教師：植物在生長的過程當(dāng)中需要營養(yǎng)成分的吸收，那這些營養(yǎng)成分都來自于哪里呢？
學(xué)生：土壤、光、水、空氣。
教師：我們能否用一個(gè)實(shí)驗(yàn)來證明一下植物的生長是需要從哪里吸收營養(yǎng)物質(zhì)的呢？
（帶領(lǐng)學(xué)生閱讀教材P121頁，自主學(xué)習(xí)，了解光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程）
教師：回首光合作用發(fā)現(xiàn)之旅，光合作用的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷了一個(gè)漫長曲折的歷史發(fā)展過程。咱們就來一起穿越到2000年前，追隨歷代科學(xué)家的足跡，回首光合發(fā)現(xiàn)之旅吧。（誰站起來給大家讀一讀？）
學(xué)生：2000多年前，古希臘哲學(xué)家亞里士多德認(rèn)為“植物是由土壤汁構(gòu)成的”，即植物生長所需的物質(zhì)完全來自于土壤。
學(xué)生：1648年，荷蘭科學(xué)家范·海爾蒙特對(duì)此產(chǎn)生了懷疑，于是他設(shè)計(jì)了盆栽柳樹稱重實(shí)驗(yàn)。把一棵2.5千克的柳樹苗種在木桶里，每天用雨水澆灌。5年后，柳樹質(zhì)量增加了80多千克，而土壤只減少了不到100克。海爾蒙特認(rèn)為，柳樹增加的質(zhì)量主要來自雨水，而非土壤。
教師：這個(gè)實(shí)驗(yàn)中是否考慮的全面呢？
學(xué)生：不是，沒有考慮到空氣、無機(jī)鹽和蒸騰作用散失的水。
教師：海爾蒙特實(shí)驗(yàn)雖有其局限性，但開啟了光合作用的研究之旅。
總結(jié)：海爾蒙特認(rèn)為水是合成植物體的原料，而不是土壤。
（展示葉片的立體結(jié)構(gòu)圖片，引導(dǎo)學(xué)生了解氣孔的結(jié)構(gòu)并初步認(rèn)識(shí)氣孔的作用）
教師：17世紀(jì)后期，由于顯微鏡的發(fā)明，人們發(fā)現(xiàn)植物葉片上有氣孔，因而認(rèn)為氣孔是植物與外界交換氣體的通道，后來科學(xué)家研究證實(shí)綠色植物通過光合作用制造有機(jī)物時(shí)，從外界吸收了二氧化碳，并釋放氧氣。
（二）光合作用利用二氧化碳作為原料
（組織學(xué)生閱讀教材P122頁圖3-33 普利斯特利的實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生歸納普利斯特利實(shí)驗(yàn)的結(jié)論）
教師：1771年，英國科學(xué)家普利斯特利做了一個(gè)有名的實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)1：在光照下，他把一支點(diǎn)燃的蠟燭放到密閉的玻璃罩里，蠟燭不久就熄滅了。
實(shí)驗(yàn)2：在光照下，他把一支點(diǎn)燃的蠟燭和一只小白鼠分別放到密閉的玻璃罩里，蠟燭不久就熄滅了，小白鼠很快也死去了。
實(shí)驗(yàn)3：在同樣條件下，他把一盆植物和一支點(diǎn)燃的蠟燭一同放到一個(gè)密閉的玻璃罩里。他發(fā)現(xiàn)植物能夠長時(shí)間地活著，蠟燭也沒有熄滅。
實(shí)驗(yàn)4：在同樣條件下，他又把一盆植物和一只小白鼠一同放到一個(gè)密閉的玻璃罩里。他發(fā)現(xiàn)植物和小白鼠都能夠正常地活著。
（展示普利斯特利實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，提出討論問題，小組合作探討，推測推測一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論）
問題探討：
1.普利斯特利的實(shí)驗(yàn)由四個(gè)小實(shí)驗(yàn)構(gòu)成，試著分析這樣設(shè)計(jì)的意圖？
2.是什么更新了蠟燭燃燒或小白鼠呼吸變得污濁的空氣？
3.普利斯特利的實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論？
學(xué)生：自主學(xué)習(xí)，小組合作，討論交流，回答問題，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
提示：
1.對(duì)照。
2.綠色植物。
3.普利斯特利根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出了結(jié)論：植物能夠更新由于蠟燭燃燒或動(dòng)物呼吸而變得污濁了的空氣。
教師：受當(dāng)時(shí)化學(xué)水平的限制，并不知道植物體吸收了什么、釋放了什么氣體。他這個(gè)實(shí)驗(yàn)忽略了那些事情呢？
學(xué)生：回答問題。
（1）光在植物更新空氣中的作用。
（2）限于當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制，沒有明確植物更新氣體是什么。
教師：1779年，荷蘭科學(xué)家英恩豪斯進(jìn)一步證明只有植物的綠色部分在光下才能起使空氣變“好”的作用，而其他所有器官即使在白天也會(huì)使空氣變壞。1782年，瑞士牧師謝尼伯實(shí)驗(yàn)證明：在陽光作用下，植物靠著二氧化碳營養(yǎng)，排出氧氣。后來的科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，蠟燭燃燒或動(dòng)物呼吸排出的二氧化碳，消耗氧氣，植物的光合作用消耗二氧化碳。除水外，二氧化碳也是綠色植物光合作用的原料。我們可不可以設(shè)計(jì)一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn)來證明二氧化碳是光合作用的原料呢？
【探究實(shí)驗(yàn)：二氧化碳是光合作用必須的原料嗎？】
提出問題：二氧化碳是光合作用的原料嗎？
做出假設(shè)：二氧化碳是光合作用的原料。
制定方案：
材料用具：兩個(gè)玻璃皿、兩個(gè)廣口瓶、兩個(gè)燒杯、兩枝帶葉子的枝條、氫氧化鈉溶液、清水、
實(shí)驗(yàn)裝置：我們可以學(xué)兩株長相相似，生長情況相同的兩個(gè)植株分別在兩株植物旁邊放置氫氧化鈉或者是水溶液，然后用玻璃罩加植株與其旁邊的溶液扣在一起，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
（組織學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)裝置，觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，小組討論交流，回答下列問題）
討論：
1.從實(shí)驗(yàn)裝置一和二中各取一片葉，分別用碘液處理，你認(rèn)為哪個(gè)裝置中葉片不變藍(lán)？
2.光合作用和二氧化碳有無關(guān)系？
學(xué)生：小組討論，回答問題。
提示：1.裝置二中的淀粉不變藍(lán)。2.二氧化碳是光合作用的原料。
結(jié)論：二氧化碳是光合作用的原料。
（三）光合作用還能產(chǎn)生氧氣
提出問題：光合作用的產(chǎn)物是什么呢？光合作用產(chǎn)生什么氣體？
學(xué)生：光合作用產(chǎn)生了氧氣。
教師：下面的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃屇愀媲械目吹焦夂献饔卯a(chǎn)生了氧氣。
【科學(xué)探究：光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣嗎？】
（小組合作制訂實(shí)驗(yàn)方案、全班交流完善實(shí)驗(yàn)方案）
實(shí)驗(yàn)原理：碳酸氫鈉在20℃時(shí)，分解釋放二氧化碳。
實(shí)驗(yàn)步驟：（利用動(dòng)畫視頻演示操作步驟）
1.制備葉圓片；
2.真空排氣；
3.配制溶液；
4.光照；
5.觀察并記錄。
結(jié)論：光合作用吸收二氧化碳釋放了氧氣。
教師：1864年，德國科學(xué)家薩克斯采用碘液檢驗(yàn)淀粉的方法，確定綠葉在光下產(chǎn)生了淀粉。展示薩克斯實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置，組織學(xué)生自主學(xué)習(xí)，推測薩克斯實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。
結(jié)論：綠葉在光下可以產(chǎn)生淀粉。
（展示光合作用示意圖）
教師：1880年，德國科學(xué)家恩吉爾曼的水綿實(shí)驗(yàn)證實(shí)：葉綠體在光下可以產(chǎn)生氧氣。到此，你可以用一個(gè)式子來表示光合作用的過程嗎？請(qǐng)?jiān)谧鳂I(yè)本上構(gòu)建出光合作用的反應(yīng)式。請(qǐng)一名同學(xué)到黑板上來借用卡片構(gòu)建光合作用的反應(yīng)式。
學(xué)生：構(gòu)建光合作用反應(yīng)式。
教師提問：如果把綠葉比喻成工廠，光合作用的原料、產(chǎn)物、條件、場所分別是什么？
學(xué)生：回答問題。
原料：二氧化碳和水。
產(chǎn)物：有機(jī)物和氧氣。
條件：需要光。
場所：葉綠體。
教師補(bǔ)充：可見，光合作用實(shí)質(zhì)上是發(fā)生了兩方面的轉(zhuǎn)化（PPT展示）。物質(zhì)的變化往往伴隨著能量的變化，所以，在書寫反應(yīng)式時(shí)千萬別漏了有機(jī)物里儲(chǔ)存著能量。依據(jù)我們的分析，看著光合作用的反應(yīng)式，你能描述一下光合作用實(shí)質(zhì)上是一個(gè)什么樣的過程嗎？我們大家再來一起描述一遍光合作用的概念。（PPT展示）
光合作用的概念：光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過程。
教師：回顧光合作用發(fā)現(xiàn)史，期待同學(xué)們感悟科學(xué)精神，領(lǐng)悟科學(xué)態(tài)度，以史為鑒，努力學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)，為祖國的繁榮富強(qiáng)貢獻(xiàn)力量！
（四）光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用
（展示光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的實(shí)例，引導(dǎo)學(xué)生歸納概括光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用）
教師：既然光合作用能夠幫助植物生長并且產(chǎn)生植物生長所需要的有機(jī)物，所以我們就可以依據(jù)不同作物對(duì)光的敘述要求的不同。將他們種在一起，合理的利用土地的面積來增大種植效果。
學(xué)生歸納：
1.合理密植。
2.間種、套種和輪種。
3.光合作用參與生物圈中的碳—氧平衡。1公頃的樹林的葉片的總面積約為50000—70000平方米，每天能能吸收150—500千克的二氧化碳，放出60—400千克的氧氣。
教師提問：什么是碳—氧平衡呢？
總結(jié)：綠色植物在光合作用中制造氧，超過了自身呼吸作用對(duì)氧的需要，其余的氧都以氣體的形式排到了大氣中；綠色植物還通過光合作用，不斷消耗大氣中的二氧化碳，這就維持了生物圈中二氧化碳與氧氣的相對(duì)平衡，簡稱碳—氧平衡。
【課堂練習(xí)】
1.進(jìn)行光合作用時(shí)，植物不需要的外界條件是（ ）
A.二氧化碳 B.水 C.高溫 D.光
答案：C
解析：光合作用的外界的條件是二氧化碳、水、光和適當(dāng)?shù)臏囟?br/>2.植物光合作用的實(shí)質(zhì)是（ ）
A.合成有機(jī)物，釋放能量 B.合成有機(jī)物，貯存能量
C.分解有機(jī)物，貯存能量 D.分解有機(jī)物，釋放能量
答案：B
解析：光合作用是利用二氧化碳和水制造有機(jī)物，儲(chǔ)存能量
3.要保證城市居民每天都能得到新鮮氧氣，可以采取的措施是（ ）
A.多蓋高樓，居住在高層 B.擴(kuò)大居住面積
C.美化環(huán)境 D.多植草坪多種樹
答案：D
解析：綠色植物可以利用光合作用制造有機(jī)物和氧氣。所以可以多種綠色植被。
【課堂小結(jié)】
光合作用的意義：
（1）滿足植物自身生長、發(fā)育、繁殖的需要。
（2）氧氣和食物的來源。
（3）維持生物圈的碳——氧平衡。
【作業(yè)布置】
完成配套作業(yè)。
五、板書設(shè)計(jì)
第一節(jié) 光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣
（一）光合作用的發(fā)現(xiàn)
（二）光合作用利用二氧化碳作為原料
（三）光合作用還能產(chǎn)生氧氣
1.光合作用的反應(yīng)式
2.光合作用的原料
3.光合作用的產(chǎn)物
4.光合作用的條件
5.光合作用的場所
6.光合作用的概念
（四）光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用
合理密植、間種、套種、輪種
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