能量的来源---光合作用教学设计

能量的来源---光合作用教学 第4节 能量的来源---光和光合作用 1、教学目标 1.说出绿叶中色素的种类和作用。 2.说出叶绿体的结构和功能。 3.说明光合作用以及对它的认识过程。 4.尝试探究影响光合作用强度的环境因素。 5.说出光合作用原理的应用。 6.简述化能合成作用。 2、教材分析 光合作用是整个第五章乃至整个必修一教材中处于重要地位。本章节内容按照课标安排应2课时完成，第一课时学习“光合作用的探究历程”和 “光合作用的过程”。第二课时学习光合作用原理的应用和化能合成作用，其中还要完成探究“环境因素对光合作用强度的影响”。 3、学情分析: 学生在初中生物课中学习过有关光合作用的知识， 但是，对于光合作用的基础准备知识几乎为零，对于“科学探究的一般”知之甚少。高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。 而且光合作用的原理学生感到抽象难懂，光反应和暗反应的内在本质理解比较困难，因此在介绍光合作用过程之前首先让学生了解光合作用研究的历史，注意让学生以教材中展现的光合作用研究历史中的重要事件为线索，遵循科学家的探索思路，总结出光合作用的探究历程。因为教材上介绍的历史非常经典，所介绍的都是在光合作用探索历程中所出现的问题和解决的方法，学生认真了解其重要过程，等于沿着科学家的发现思路作了一次思维的探究，这对于学生认识和掌握光合作用的具体过程是有必要的。此届学生的基础很是薄弱，而且接受能力和理解能力不强，前面的细胞结构的内容对大部分学生来讲掌握的不牢，有的甚至是欠缺。 4.教学重点 (1)绿叶中色素的种类和作用。 (2)光合作用的发现及研究历史。 (3)光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。 (4)影响光合作用强度的环境因素。 5.教学难点 (1)光反应和暗反应的过程。 (2)探究影响光合作用强度的环境因素。 6.教学方法 讨论法、探究法、比较法、分析法、讲授法等相结合。 课时分配: 三个课时 教学过程 课时一: 捕获光能的色素和结构 学习阶段 教师组织和引导 学生活动 设计意图 导入本节 通过绿色植物回想、听光合作用对自然界的意义:生成 的学习 的重要和神奇氧气，进而紧接形成地球的臭氧 引入本大节的层;直接或间接为其他生物提供 内容学习。 能源;促进碳的循环。 导入本节 “问题探讨”: 讨论:创设情景，激 1， 用这种方法有什么好处,不同的学习 蔬菜大棚中为提高产量和改善品 发学生兴趣。 颜色的光照对植物的光合作用质而使用红光或蓝紫光灯管，并 会有影响吗, 且在白天也开灯。 2，为什么不是用发绿色的灯管作补 充光源, 绿叶中色通过自主学习引导学生自主学习“绿叶中 素的提取和讨论，课堂色素的提取和分离实验” 和分离 讲解等方式，让学生完成学案的内容。 ?原理:?色素的提取 。 培养学生合作总结实验原理 ?色素的分离: 。 意识，收集和 完成实验过程 ?实验流程: 处理信息的能 见学案 力，归纳总结 ?过程分析: 能力，表达能让学生完成问题 ?研磨时加入无水乙醇的作用是 。力。通过实验 分析，理解实?研磨时加入二氧化硅的作用是 。 验的进本程 ?研磨时加入碳酸钙的作用是 。序，科学过程。 ?研磨要迅速、充分的原因是 。 ?过滤后，盛滤液的试管及时用棉塞 将管口塞严的目的是 。 ?制备滤纸条时，要剪去两角的原因 是 。 ?画滤液细线的要求是 。 ?分离时，一定不能让层析液没及滤实验结果 纸条上的滤液细线的原因是 巡回发现问题: ?分离后出现的色素带的宽度可以代 表色素的 。 (4)学生通过查找教学资料获取实验 的结果 学习阶段 教师组织和引导 学生活动 设计意图 绿叶中色 自主学习自主学习、 指导学生阅读课本获取 素的种类完成学案内容的填写、 合作探究学习 及其作用 (结合课后练习3 恩格尔曼的实 验) 经常化 合作探究学习 探究二 绿叶中四种色素对光的吸收有什么差 别吗? 适当降解 (1)叶片呈现绿色的原因是什么? (2)为什么许多植物到了秋天叶子 就变黄了?红叶是怎么回事呢? (3)温室的顶棚用红色玻璃还是绿 色玻璃好? 捕捉光能的色素存在于细胞中什自主学习:叶绿体的结构完成学案叶绿体的通过分 么部位呢?结构 析、实验分析 探究学习:叶绿体的功能 来获得知识 资料分析1:恩格尔曼的水绵实验。 (1)思格尔曼的实验结论是什么? 强调叶绿体的结构:特别是扩大 (2)思格尔曼的实验方法有什么巧妙膜面积的方式 由类囊体堆叠 之处? 而成基粒。 资料分析2:叶绿体的类囊体上和 基质中，含有多种进行光合作用所必 需的酶。 这段资料说明了什么? 叶绿体是进行 的场 所。 课堂检测 检测 做学案上的三个练习题观察 小结 尝试进行 课后反思 学习阶段 教师组织和引导 学生活动 设计意图 课时二:光合作用的原理和利用1 教学程序 教师活动 学生活动 设计意图 由生物圈中存在的天然“工厂”创设情景，激发学引入 引入到其生产机器。 生兴趣。 1648年将一棵重2(5kg的柳树 苗栽种到一个木桶里，木桶里通过自主学习和讨盛有事先称过重量的土壤。以论，课堂讲解等方后，他每天只用纯净的雨水浇式，培养学生合作灌树苗。为防止灰尘落入，他光合作用的探意识，收集和处理还专门制作了桶盖。五年以后， ?缺少对照。究历程 信息的能力，归纳柳树增重80多千克，而土壤却海尔蒙特实验:?空气中的物质对光合作用的只减少了100g，海尔蒙特为此总结能力，表达能 影响。 提出了建造植物体的原料是水力。通过实验分析， 分这一观点。 理解探究的严谨提问: 性，感受科学家的? 实验设计不足之处, 发现过程。 ?你认为海尔蒙特忽视了哪个 重要因素, 提问:?实验可以得出什么结 论, ? 绿色植物可以更新空气。 ?有人重复普利斯特利的实普利斯特利? 可能是在黑暗的环境下做使学生直观地认识 验，却得到相反的结论，请解(英)实验 的实验，植物只进行呼吸到光合作用能更新 释, 作用，释放二氧化碳。 空气。 ?普利斯特利的实验忽略了那 个重要因素, 指导阅读课本有关科学家的内 容， 提问:?实验相对于普利斯特 利有什么改进之处,结论, ?1785年，光合作用有了什么 ?设置了对照。进展,这个认识是建立在什么?科学家发现了空气的组成，基础上的, 人们认识到植物在光下，吸收培养学生的分析能英格豪斯(荷?绿色植物光合作用吸收二氧的是二氧化碳，释放的是氧气。力，使科学发现过化碳，释放氧气的过程中， 光兰)实验 程层层递进。能哪里去了, ?光能转化为化学能，储存了教师总结:到此为止，人们已起来。 经知道植物进行光合作用吸收 水分和二氧化碳，放出氧气， 那么光能转化成的化学能又是 贮存在什么物质中呢, ?使淀粉等营养物质运走消耗 提问:?暗处理目的, 掉。?实验中设置了对照吗,如何 对照的,实验中单一变量是什?是的，一半遮光，一半曝光。 么, 单一变量是光照。 德国科学家萨学会设计实验时变?碘蒸汽处理前还要如何处?酒精脱色。 克斯实验过程 量的控控制。 理, ?遮光的一半不变蓝，曝光的 ?实验现象及实验结论,一半变蓝，说明光合作用产生 了淀粉。 由上面的实验结 光果，顺理成章得出上述实验成果:光合作用的原CO+HO?(CHO)+O 2222料、产物、场所和条件，并板光合作用的原料、叶绿体 教师总结 书: 产物及所需条件。 培养学生的归纳总 结能力。 提问:上述式子中二氧化碳和?同位素标记法，可追踪物质水中都有氧，氧气中的氧来自的运行和变化规律，弄清化学 于水还是二氧化碳呢, 反应的详细过程。学会同位素标记鲁宾和卡门学生思考。 ?除放射性氧原子的标记位置(美)的同位素提问:?鲁宾和卡门用了什么法，感受科学家发 标记实验: 不同外，其他变量应保持相同。科学方法,此方法有什么好现过程多种方法的处, 运用。?实验中自变量是什么,其他?光合作用释放的氧气全部来 变量应如何处理, 自水。 ?实验结论是什么, ?学生完成光反应与暗反应比?指导学生自学光反应和暗反通过自学培养学生 较表 应自学能力，比较分探究光合 ?学生讨论提出需要解答的问?引导学生提出疑问、发现问析能力;通过提问，作用过程 题并试着解释 题、并激励学生解答问题 培养学生发现问题 解决问题的能力 跟踪训练 巩固 学案跟踪训练1 化能合成作用 适当降解 自学并与光合作用比较 小结 轮换进行 反思 课时三:光合作用的原理和利用2 ---------影响光合作用强度的环境因素及光合作用原 理的应用 学习阶段 教师活动 学生活动 设计意图 1、 写出光合作用的图解(演板、每复习提问 复习巩固提问 人在座位都要写出。)为引出下文 2、 写出光合作用的方程式。 铺垫 纠错 通过纠错强强调 调培养严谨 准确的习惯 光合作用讨论:光合作用的强度可以怎样表有细胞呼吸 利用方程式引导分析 强度 示, 的内容不难光合作用填写学案相关内容。 解答 速率 光合作用 讨论、分析探究、全面分析问 利用方程式引导分析 的影响因 题 素 内部因素: 学生容易忽略内部因素 外部因素: 从事物的内 因和外因辩 证分析问题 光照 分析能力 回答问题并思考分析所提出的问题。提问: 学习阶段 教师活动 学生活动 设计意图 1、用那些物理量描述光照, 同时填写学案。 2、光照时间怎样影响光合作 同时填写学案。 知识应用 用,在生产实践中怎样应用此 原理, 解释“复种指数”。 3、光质的影响依据是什么: 在生产实践中怎样应用此原 理, 信息转换 4、光照强度的影响 思考、讨论并尝试用图示表示 分析上图学案上 有关计算: 学生讨论分析后讲解 光合作用产生的有机物量 =实测有机物光补偿点: 积累量+细胞呼吸消耗的有机物量光饱和点: CO=实际测的CO光合作用实际吸收22 能准确描述 吸收量+细胞呼吸释放CO量 2 光合作用实际释放O=实际测的O释放22 +细胞呼吸消耗O量 量2 总光合速率=净光和速率+呼吸速率 应用 回答怎样应用, 温度 回答怎样应用,知识应用温度可以通过影响暗反应的酶 要从促进和抑制两个方面思促反应来影响光合作用;在一定 考。 范围内随温度的提高，光合作用 加强;温度过高时也会影响酶的 活性，使光合作用强度减弱。 练习 运用知识解利用学案上的例题1例题分析 决问题能力 CO浓度 回答并分析下图。运用知识解提问: 2 决问题能力CO浓度影响光合作用的原 2 理, CO浓度怎样响光合作用, 2 信息转换 讲解 此图的不足 应用:a.大田中增加空气流动，以在生产实践中怎样应用此原增大CO浓度 2 学习阶段 教师活动 学生活动 设计意图 浓度，即b(温室中增大CO2理, 增施气肥 c(增施有机肥 分析并回答运用知识解HO HO影响光合作用的原理, 22 决问题能力HO怎样响光合作用, 2 分析能力 在生产实践中怎样应用此原 理, 无机盐离 分析并回答 Mg元素怎样影响光合作用? 子 小结 轮换进行 反思 课时四:光合作用的原理和利用3 --------------探究环境因素影响光合作用强度的实验设计 教学程序 教师活动 学生活动 设计意图 学案上 复习 要求:物质 能量 阶段 巩固光合作用的基 准确 本过程 获取相关信息 自主学习 课本上实验探究 掌握一定方法 提出问题: 你的假设是: 你选取的植物材料是 探究一、光照强合作探究学习能力你需要的仪器材料是 度对光合作用 合作探究学习的锻炼 的影响 实验的自变量是 你怎样设置自变量 实验的因变量是 简单绘制你所涉及的实验装置 实验的因变量的表现是 你怎样检测因变量 你怎样保证所设置的自变量符 合要求 设计实验装置能力设计实验装置 实验装置图 培养 你怎样控制无关变量 学生概括: 强调实验原理的内容应该包括 哪些, 掌握实验原理的写 概括实验原理 法 学生写强调、讲解书写实验步骤要注 意的事项: 逻辑顺序 掌握实验步骤的写试写实验步骤 自变量的设置 法 无关变量的控制 科学性的体现 引导 用适宜的形式以及呈现实验结果的记 信息转换简洁 直观 科学 录及呈现形式 例题 利用学案例题 进一步体会实验 [H] ATP ADP C C 条件53 ?光强? ?CO? 2探究二:光合作 用条件骤变时 ?气孔关 物质量的变化 闭 ?HO? 2 利用此图分析 小结 轮换进行 练习