資源簡介

第三單元 第三章 葉的光合作用
第二節 光合作用的原料
教材內容分析：
結構分析：
知識結構：《光合作用的原料》是在明確光合作用產物的基礎上，分析產物所含元素，并針對自然界中所含物質，通過實驗和資料分析明確光合作用的原料。這節課的實驗、資料的安排及利用，都是以一定的化學知識為基礎的，而且本課內容是認識光合作用實質的關鍵，因此，這節課是本章內容的難點和學習有關光合作用知識的瓶頸。學生通過對本節課所安排活動的探索分析，不僅要明確光合作用的反應原料，而且應進一步認識到光合作用的意義，即維持生物圈碳氧平衡。
能力結構：通過對光合作用原料為二氧化碳這一問題的探究，培養學生的科學探究能力。
重、難點分析：
本節課主要內容就是探究光合作用的原料是二氧化碳和水，因此證明二氧化碳是光合作用的原料的實驗和水是光合作用原料的資料分析是這節課的重點。本節內容需要有一定的知識作為鋪墊和階梯，學生理解有一定的難度，所以對二氧化碳和水是光合作用的原料觀點的認同是這節課的難點。
基本概念分析：
本節課主要概念為“光合作用的原料是二氧化碳和水”，是生物課程標準中“綠色植物能利用太陽能（光能），把二氧化碳和水合成貯存能量的有機物，同時釋放氧氣”這一概念的一部分，是在“光合作用產物是有機物和氧氣”概念基礎上，分析產物所含元素，確定“光合作用的原料是二氧化碳和水”這一概念，這一概念的形成為完善光合作用概念提供了保障。
學生情況分析：
情感和行為特征：八年級學生對科學知識具有強烈的好奇心，同時學生處于青春期，比較好動，喜歡動手，老師適時地引導學生能進行主動學習。
學習基礎：學生已學習完綠色植物在光下制造有機物，葉綠體是生產有機物的“車間”的知識。學生還沒有接觸化學，對同位素標記光合作用的實驗理解上有一定難度。
教學方法設計：
以多媒體為載體，讓學生在問題引導下提出問題并作出猜想，通過設計實驗，觀察演示實驗，探究光合作用原料為二氧化碳。利用圖片以及課本上的文字介紹等分析光合作用的原料為水，通過對光合作用原料和產物的分析得出光合作用的意義。
教學目標設計：
知識目標：
1、 探究光合作用的原料。
2、 說明綠色植物有利于維持生物圈中的碳氧平衡。
能力目標：
1、分析、處理光合作用的有關資料，得出相關的知識或結論。
2、嘗試光合作用的有關實驗過程。
情感目標：
1、養成實事求是的科學態度和一絲不茍的探究精神。
2、養成保護植物的環保意識。
教學媒體選擇：多媒體課件、實驗材料（天竺葵枝條、25%的氫氧化鈉溶液、凡士林、酒精、碘酒；小燒杯、培養皿、廣口瓶、大燒杯、三腳架、石棉網、酒精燈、火柴、鑷子、滴管。）
教學過程設計：
1、教學流程圖
2、教學過程
教學環節
教師活動
學生活動
提示和建議
創設情境，引入新課
【多媒體展示】科學家海爾蒙特利用雨水栽培柳樹，五年后柳樹增重82公斤，而土壤只減少了0.1公斤的實驗。
【提出問題】柳樹增重的主要原因是什么？
【提出問題】植物生長只吸收水分，會產生有機物淀粉嗎？即水會變成淀粉嗎？
【引入新課】那么綠色植物是利用什么制造成有機物（主要是淀粉）的呢？今天我們就來一起學習《光合作用的原料》。
觀看
思考，提出自己的想法：柳樹增重是吸收土壤中的水。
思考后回答：水不會變成淀粉。
海爾蒙特實驗可以文字形式展示，也可以圖片形式展示，結合自己學生特點可適當調整。
合作探究，展示交流
【多媒體展示】光照情況下密閉瓶中的蠟燭燃燒一段時間后熄滅和光照情況下與綠色植物置于同一密閉瓶中的蠟燭會持續燃燒的對比實驗。
【提出問題】對比實驗說明什么？
【教師啟示】蠟燭燃燒會排出二氧化碳，消耗氧氣，二氧化碳濃度過高，密閉瓶中的蠟燭會熄滅。
【過渡】綠色植物真的吸收了二氧化碳嗎？
【探究】二氧化碳是光合作用的原料嗎？
【多媒體展示】
各組根據下列提示設計出合理的實驗方案：
提示一、氫氧化鈉溶液的作用是吸收二氧化碳。
提示二、可用錐形瓶或小燒杯盛裝一定量的氫氧化鈉溶液。
提示三、在實驗過程中只能保證二氧化碳是唯一變量。
提示四、驗證是否進行了光合作用過程，可參見“綠葉在光下制造淀粉的實驗”。
【巡視小組活動】
【指導小組評價】
【多媒體播放】光合作用需要二氧化碳準備實驗過程視頻。
【實驗】檢驗淀粉實驗。
【過渡】只有二氧化碳，綠色植物在光下就能制造有機物并放出氧氣嗎？
【展示資料】
20世紀30年代，美國科學家魯賓和卡門用氧氣的同位素分別標記水和二氧化碳，使他們分別成為含有標記氧的水和二氧化碳，然后進行兩組光合作用實驗：第一組，向綠色植物提供普通的二氧化碳，澆灌被標記過的水；第二組，向同種綠色植物提供被標記過的二氧化碳，澆灌普通水。在相同條件下，他們對兩組光合作用實驗釋放出的氧進行分析。實驗結果表明，第一組釋放的氧全部是被標記過的，第二組釋放的氧全部是未被標記過的。
【提示】同一元素不同原子互為同位素，元素與原子的關系就像人類與人的關系，一個個的人就互為同位素。
【展示問題】
1、光合作用的原料是什么？
2、光合作用的產物是什么？
3、光合作用的條件是什么？
觀察。
思考。
得出結論：蠟燭燃燒會消耗氧氣，綠色植物會吸收二氧化碳，所以蠟燭會持續燃燒。
據提示設計探究實驗方案。
展示設計思路：①選取同一植株上的兩段大小相似的天竺葵枝條，分別插入裝有清水的小燒杯中，其中一個放在盛有氫氧化鈉溶液的培養皿中，用廣口瓶扣住。另一個放在盛有清水的培養皿中用廣口瓶扣住。光照一段時間后檢查兩套裝置里有無淀粉生成。
②選取一段天竺葵枝條，插入裝有清水的小燒杯中，將小燒杯放在盛有氫氧化鈉溶液的培養皿中，用廣口瓶扣住。把裝置放在暗處一晝夜，光照一段時間后檢查套裝置里有無淀粉生成。
分組評價設計存在問題：①未對葉片進行暗處理，不能證明淀粉的產生需要二氧化碳；裝置可能漏氣。
②未設置對照實驗。
共同完善，形成正確實驗方案：選取同一植株上的兩段大小相似的天竺葵枝條，分別插入裝有清水的小燒杯中，其中一個放在盛有氫氧化鈉溶液的培養皿中，用廣口瓶扣住。另一個放在盛有清水的培養皿中用廣口瓶扣住。涂抹凡士林，把兩套裝置放在暗處一晝夜，光照一段時間后檢查兩套裝置里有無淀粉生成。
觀看實驗視頻。
觀看實驗，描述現象：盛有氫氧化鈉溶液裝置中的葉片不變藍；盛有清水裝置中的葉片變藍。
得出結論：二氧化碳是光合作用的原料。
閱讀資料：
結合教材同位素標記光合作用示意圖分析光合作用產生的氧氣來自什么物質？
描述同位素標記光合作用示意圖。
得出結論：①光合作用釋放的氧氣來自水。
②水是光合作用的原料。
回答：
1、二氧化碳和水。
2、有機物和氧氣。
3、光照。
據問題歸納總結：綠色植物通過光合作用把二氧化碳和水合成有機物并釋放氧氣。
光照情況下密閉瓶中的蠟燭燃燒一段時間后熄滅和光照情況下與綠色植物置于同一密閉瓶中的蠟燭會持續燃燒的對比實驗，可以直接用圖片，也可用動畫，對比明顯，便于觀察。
光合作用需要二氧化碳實驗準備需在課下完成，應提前錄像，以備課上給學生完整的實驗過程，為節約時間，也可把整個實驗錄像，課上直接播放錄像。但是為了讓學生體驗實驗過程，最好在課堂由學生或教師當堂完成，達到加深印象的目的。
同位素的概念對于初中學生是很難理解的，只需運用類比的方法，使學生明白同一類原子是有不同的即可。
聯系實際，解決問題
【提出問題】植物光合作用消耗二氧化碳有什么意義？
【提出問題】綠色植物需要二氧化碳才能合成淀粉和氧氣，農作物要想增產必須獲得二氧化碳，那么農業生產中如何增加二氧化碳濃度呢？
思考展示：
維持生物圈中的碳——氧平衡。
小組討論后展示：
① 施加有機肥、適當施用碳酸氫銨肥料。
② 控制農作物的種植密度，合理密植。
③ 直接噴灑二氧化碳。
從光合作用以二氧化碳為原料會產生氧氣引導學生分析消耗二氧化碳的意義。
盤點收獲，歸納提升
【多媒體展示】小結。
小組談收獲，小結，分組展示。
以分組展示收獲的形式加強學生對學習內容的完善，盡可能多調動學生的參與。
自我檢測，鞏固知識
【試卷分發】自主檢測習題（略）。
獨立完成，組內互判。
答案分組展示，反饋矯正。
組內當堂互判，集中展示，當堂糾錯，提高課堂效率。
板書設計：
第三單元 第三章 葉的光合作用
第二節 光合作用的原料
有機物+氧氣 二氧化碳 水

維持生物圈碳---氧平衡
（河北承德市第三中學 辛欣）

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