高中生物教學(xué)案例(高二必修光合作用)[1]

1、生物教學(xué)案例高二（必修）光 合 作 用洛南縣古城中學(xué) 生化教研組 周西民2012年8月25日光合作用洛南縣古城中學(xué) 周西民教學(xué)目標(biāo)： 知識目標(biāo) 1、探究光合作用的原料、產(chǎn)物、條件和場所，闡明光合作用的實(shí)質(zhì)和意義。 2、舉例說明光合作用原理在生產(chǎn)上的應(yīng)用，解釋有關(guān)的實(shí)際問題。 能力目標(biāo) 1、通過查閱有關(guān)光合作用的發(fā)現(xiàn)過程的資料，培養(yǎng)學(xué)生查閱、整理資料的能力。 2、通過光合作用的一組探索性實(shí)驗(yàn)過程，使學(xué)生學(xué)會觀察和記錄植物生理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基本方法，初步明確從現(xiàn)象到本質(zhì)的科學(xué)思維方式。 情感目標(biāo) 1、通過光合作用一組實(shí)驗(yàn)的操作過程，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和一絲不茍的探究精神。 2、通過光合作用在生

2、產(chǎn)上的應(yīng)用的教學(xué)，使學(xué)生意識到生物科學(xué)的價值，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)興趣和主動性。 教學(xué)建議 教材分析 光合作用是綠色植物的一項(xiàng)非常重要的生理功能。因此，“有機(jī)物的制造光合作用”這一節(jié)既是本章的重點(diǎn)，也是全書的重點(diǎn)。在初中生物教學(xué)中，光合作用的概念是學(xué)生學(xué)得的第一個復(fù)雜的概念，如何以概念和形成途徑使學(xué)生掌握光合作用概念，是本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)。因此有必要讓學(xué)生通過了解光合作用的發(fā)現(xiàn)過程來分析、討論光合作用的原料、條件及產(chǎn)物，再以一組光合作用的探索實(shí)驗(yàn)加以檢驗(yàn)。而光合作用的一組探索性實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒?，則是教學(xué)中突出重點(diǎn)和突破難點(diǎn)的關(guān)鍵。本節(jié)的教學(xué)安排為3課時，第1課時講授光合作用的發(fā)現(xiàn)過程，第2課時光合作用的探索性實(shí)

3、驗(yàn)，第3課時總結(jié)光合作用的概念、實(shí)質(zhì)及意義。 教法建議 光合作用的發(fā)現(xiàn)過程，可以事先讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行資料的搜集和整理，帶到課堂上來進(jìn)行交流，通過概述某科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)過程或結(jié)果，啟發(fā)學(xué)生通過分析和思考得出相應(yīng)的結(jié)論。光合作用的發(fā)現(xiàn)過程教學(xué)內(nèi)容如下： 科學(xué)家實(shí)驗(yàn)過程或結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)論 海爾蒙特 1648木桶里栽柳5年，雨水澆灌，柳苗由2.3kg增重至76.8kg；90kg干土減重57g柳的增重來自水 普利斯特利 1771鐘罩里的小鼠窒息而死；將小鼠與植物同時放入密封的鐘罩內(nèi)，小鼠生活正常植物能“凈化”空氣 英格豪斯 1779植物的綠色部分，只有在光下才能起到“凈化”空氣的作用光的重要作用 謝尼伯

4、1782發(fā)現(xiàn)照光時綠色植物吸收CO2，釋放O2CO2是原料，O2是產(chǎn)物 索熱爾 1804植物增重大于CO2吸收量減去O2釋放量水是原料 薩克斯 1864發(fā)現(xiàn)照光時葉綠體中的淀粉粒才會增大有機(jī)物是產(chǎn)物 其教學(xué)目標(biāo)有三：一是使學(xué)生領(lǐng)悟到光合作用的發(fā)現(xiàn)是許多科學(xué)家智慧的結(jié)晶和不懈努力的結(jié)果，因此要珍惜學(xué)習(xí)知識的機(jī)會；二是使學(xué)生領(lǐng)略科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的科學(xué)思維方式，接受科學(xué)素質(zhì)的啟蒙教育；三是通過光合作用發(fā)現(xiàn)過程分析其原料、條件和產(chǎn)物，為下一步探究實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備?！熬G葉在光下制造淀粉”的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)注意的問題有： （1）選葉遮光應(yīng)先暗處理。應(yīng)選擇生長健壯，便于接受光照的葉片，經(jīng)過遮光處理后，再放入暗處

5、23天。暗處理?xiàng)l件下，葉肉組織不能合成淀粉，細(xì)胞內(nèi)積累的淀粉大部分被呼吸消耗或以蔗糖形式運(yùn)出葉片。由于葉片內(nèi)淀粉含量顯著降低，從而為取得理想的實(shí)驗(yàn)效果創(chuàng)造了條件。 （2）對遮光暗處理材料的光照時間應(yīng)視光強(qiáng)度而定。實(shí)驗(yàn)當(dāng)天的上午，強(qiáng)光照射34小時，下午實(shí)驗(yàn)效果顯著；若上午使用實(shí)驗(yàn)材料，則必須在夜間用燈光照射處理材料，光線不強(qiáng)應(yīng)延長光照時間。 （3）酒精脫色過程一定要采取隔水加熱法（水?。?。當(dāng)葉片在酒精里呈黃白色時，應(yīng)先熄滅酒精燈。一定要注意安全，事先準(zhǔn)備好濕抹布，一旦出現(xiàn)問題不要慌亂。 （4）酒精脫色處理的葉片脆而硬，用熱水漂洗的作用主要是使葉片經(jīng)過水化處理而變軟，并為碘與淀粉的反應(yīng)創(chuàng)造條件。

6、（5）滴加碘液的同時，注意觀察葉片不同部位的顏色變化。 （6）處理好實(shí)驗(yàn)課上教師的講解與學(xué)生活動的關(guān)系。在讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，掌握?shí)驗(yàn)方法之后，要給學(xué)生足夠的時間進(jìn)行操作，并仔細(xì)觀察和分析所看到的現(xiàn)象。 “光合作用需要二氧化碳”和“光合作用產(chǎn)生氧氣”兩個演示實(shí)驗(yàn)要力爭演示成功，這兩個實(shí)驗(yàn)效果往往不理想，原因是多方面的，要不斷總結(jié)可將實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)。另外在進(jìn)行演示之前要簡要介紹實(shí)驗(yàn)裝置和基本原理，這樣有利于學(xué)生通過現(xiàn)象分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而得出結(jié)論。 有關(guān)光合作用的一組探索性實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上是對光合作用假設(shè)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)證明有關(guān)光合作用的實(shí)驗(yàn)假設(shè)是成立的，從而形成光合作用的概念。因此，教學(xué)時

7、在每完成一個探索性實(shí)驗(yàn)之后，都要引導(dǎo)學(xué)生通過討論明確每個實(shí)驗(yàn)揭示的問題。當(dāng)一組探索性實(shí)驗(yàn)完成后，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生明確光合作用的原料、條件、產(chǎn)物等問題。 第3課時在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，對光合作用的概念加以總結(jié)，讓學(xué)生嘗試用關(guān)系式的形式描述光合作用，并用語言加以描述。這樣就得到了光合作用的定義，從而完成了光合作用概念形成的過程。光合作用的意義的教學(xué)活動應(yīng)立足于啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用知識來說明或解決實(shí)際問題，在分析和說明問題過程中領(lǐng)悟光合作用在生物界乃至整個自然界中的重要意義。 教學(xué)設(shè)計方案 重點(diǎn)：光合作用所需原料、條件、產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn) 光合作用的概念和實(shí)質(zhì) 難點(diǎn)：光合作用實(shí)驗(yàn)的組織和實(shí)施 光合作用的實(shí)質(zhì) 教學(xué)過程： （

8、第一課時）光合作用的發(fā)現(xiàn) 引言：上一節(jié)我們了解了葉是進(jìn)行光合作用的主要器官，葉片的結(jié)構(gòu)有著與光合作用相適應(yīng)的特點(diǎn)。那么，什么是光合作用呢？光合作用是怎樣被發(fā)現(xiàn)的呢？這還得從柳苗生長之迷說起。 17世紀(jì)以前人們認(rèn)為，植物生長在土壤中，一定是從土壤中獲得生長需要的各種物質(zhì)。一株大樹那粗大的樹干、茂密的枝葉、豐碩的果實(shí)，都是由植物從土壤中吸收的物質(zhì)變化來的。果真是這樣嗎？怎樣證明這個觀點(diǎn)是否正確呢？科學(xué)家是通過探究過程尋求有關(guān)自然界各種問題的答案的，揭示柳苗生長之迷也是如此。 在課前查資料的基礎(chǔ)上，請同學(xué)以講故事的形式講述海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)。 17世紀(jì)上半葉，比利時科學(xué)家海爾蒙特設(shè)計了一個簡單而又巧妙的

9、實(shí)驗(yàn)：他將一棵重2.3kg的柳苗栽種到一個盛有土壤的木桶中，木桶內(nèi)土壤的重量是90kg。此后，他只用純凈的雨水澆灌柳苗。為了防止灰塵落入，他專門制作了桶蓋。5年過去了，柳苗漸漸地長大了。他再次稱量柳苗和土壤的重量，結(jié)果使海爾蒙特大吃一驚：柳苗重量增加74.5kg,土壤重量僅減少了0.057kg?。ㄅ浜贤队皥D）同學(xué)們，根據(jù)海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論呢？ 小組討論發(fā)言，得出結(jié)論：柳苗生長所需要的物質(zhì)，并不是由土壤直接轉(zhuǎn)化的，水才是使植物增重的物質(zhì)。（板書：海爾蒙特 柳苗生長之迷 說明柳苗的增重來自水） 提問：海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)結(jié)論完全正確嗎？從植物生活環(huán)境的角度分析植物生長需要的物質(zhì)來源，還應(yīng)該

10、考慮什么因素？ 討論發(fā)言：可提到陽光、空氣?？磥恚柮商氐膶?shí)驗(yàn)還是有很大的局限性的。那么，后來的科學(xué)家又是怎樣做的呢？ 1771年英國科學(xué)家普利斯特利在研究助燃空氣時，做了一個新奇的實(shí)驗(yàn)。請幾個同學(xué)分角色扮演蠟燭、小鼠、綠色植物和太陽，伴隨著解說員的講解表演普利斯特利的三個實(shí)驗(yàn)（配合投影圖）。 分析討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明了什么問題，得出結(jié)論：植物能"凈化"空氣。（板書：普利斯特利 鐘罩內(nèi)的實(shí)驗(yàn) 說明植物能"凈化"空氣） 提問：當(dāng)人們重復(fù)普利斯特利的實(shí)驗(yàn)時，有的獲得成功，有的總是失敗，甚至發(fā)現(xiàn)植物還會更嚴(yán)重地污染空氣。為什么學(xué)者們會得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果呢？ 討論

11、回答引出下一個實(shí)驗(yàn)：閱讀材料"1779年荷蘭科學(xué)家英格豪斯通過實(shí)驗(yàn)證明綠色植物只有在光下才能凈化空氣；他還發(fā)現(xiàn)，光照下的綠色植物能夠釋放氣體，這種釋放氣體的能力在夕陽西下時降低，日落后則完全停止?quot;這說明什么問題？ 學(xué)生回答：光的重要作用。（板書：英格豪斯 綠色植物只有在光下才能起到"凈化"空氣的作用 說明光的重要性） 提問：英格豪斯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明光合作用的條件是什么？（光） 講述：那么，在光照下綠色植物究竟釋放什么氣體？這種氣體是否與植物凈化空氣的作用有關(guān)呢？后來，科學(xué)家們了解了空氣的組成成分，明確了這種氣體就是氧氣。 閱讀材料："1782年瑞

12、士牧師謝尼伯通過實(shí)驗(yàn)證明植物在光下放出氧氣的同時，還要吸收空氣中的二氧化碳。在此基礎(chǔ)上，1804年瑞士學(xué)者索熱爾對光合作用首次進(jìn)行定量測定，發(fā)現(xiàn)在光合作用的過程中，植物的增重量大于二氧化碳吸收量減去氧的釋放量。因此他指出綠色植物在光下同時還要消耗水，這也與海爾蒙特的結(jié)論相吻合。1864年德國科學(xué)家薩克斯做過這樣的實(shí)驗(yàn)：把綠葉放在暗處數(shù)小時，消耗葉片中部分營養(yǎng)物質(zhì)，然后把葉片的一部分暴露在光下，另一部分遮光。經(jīng)過一段時間后，用碘蒸汽處理葉片，結(jié)果遮光的部分葉片無顏色變化，而照光的一部分葉片顯示深藍(lán)色?？茖W(xué)家們已經(jīng)證實(shí)，只有淀粉遇碘呈現(xiàn)藍(lán)色，淀粉燃燒時能夠生成二氧化碳和水，因而它是一種有機(jī)物。薩克

13、斯的實(shí)驗(yàn)使人們認(rèn)識到，綠色植物在光下不僅能夠釋放氧氣，而且能夠合成淀粉等物質(zhì)，供給植物生長發(fā)育等生命活動所用。1897年，人們首次把綠色植物的上述生理活動稱為光合作用。這樣，柳苗的生長之迷也終于被揭開了。" 提問：上述研究結(jié)果說明光合作用的原料和產(chǎn)物各是什么？ 學(xué)生討論后回答（板書：謝尼伯 發(fā)現(xiàn)光照時綠色植物吸收二氧化碳，釋放氧 說明光合作用的原料是二氧化碳，產(chǎn)物是氧；索熱爾 植物增重量大于二氧化碳吸收量減去氧的釋放量 說明光合作用的原料還有水；薩克斯 發(fā)現(xiàn)光照時葉綠體中的淀粉粒才會增大 說明淀粉是光合作用的產(chǎn)物） 總結(jié)：光合作用的原料、條件、產(chǎn)物各是什么？這樣一個生產(chǎn)加工的過程是在

14、哪進(jìn)行的呢？ 學(xué)生明確：光合作用的原料是二氧化碳和水；條件是陽光；產(chǎn)物是淀粉和氧；場所是葉綠體。 板書設(shè)計：（略） 第二節(jié) 有機(jī)物的制造-光合作用 一、光合作用的發(fā)現(xiàn) 海爾蒙特柳苗生長之迷說明柳苗的增重來自水。 普利斯特利鐘罩內(nèi)的實(shí)驗(yàn)說明植物能"凈化"空氣。 英格豪斯綠色植物只有在光下才能起到"凈化"空氣的作用說明光的重要性。 謝尼伯發(fā)現(xiàn)光照時綠色植物吸收二氧化碳，釋放氧說明光合作用的原料是 二氧化碳，產(chǎn)物是氧。 索熱爾 植物增重量大于二氧化碳。 吸收量減去氧的釋放量說明光合作用的原料還有水。 薩克斯發(fā)現(xiàn)光照時葉綠體中的淀粉粒才會增大 說明淀粉是光合作用

15、的產(chǎn)物 （第二課時）探索光合作用 引言：通過了解光合作用的發(fā)現(xiàn)史，我們對光合作用的原料、條件和產(chǎn)物做出了初步的解釋。怎樣檢驗(yàn)我們對問題的解釋是否正確呢？我們來做一組探索性實(shí)驗(yàn)。（板書：二、探索光合作用） 薩克斯利用對照實(shí)驗(yàn)法和淀粉遇碘變藍(lán)的原理，發(fā)現(xiàn)了綠色開花植物的光合作用。那么，你能不能利用所給的材料和用具，設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)綠葉在光下是否能夠制造淀粉？ 小組討論：在上節(jié)課的基礎(chǔ)上，同學(xué)們能夠設(shè)計出將天竺葵放在黑暗處一段時間，為什么？然后用黑紙片遮住葉片的一部分，將其放在陽光下照射。思考葉片部分遮光的目的。 發(fā)給每組一片經(jīng)上述處理后的天竺葵葉片，請參與上述實(shí)驗(yàn)過程的同學(xué)進(jìn)行說明。 但是如何檢

16、驗(yàn)葉片中是否有淀粉存在，直接用碘液滴在葉片上行不行？還很難回答。 指出：葉綠素可以溶解在酒精中，用隔水加熱的方法可以使葉片中的葉綠素溶解在酒精中。 操作：將葉片上的黑紙片取下，把葉片放入盛有酒精的小燒杯中，再把小燒杯放入盛有開水的大燒杯中，將這一套裝置放在石棉網(wǎng)上，用酒精燈加熱。 討論：能否將裝有酒精的小燒杯直接加熱？（不能，酒精容易燃燒） 觀察：加熱過程中，酒精顏色的變化和葉片顏色的變化。直至葉片變成黃白色。 分析說明：綠葉變成黃白色及酒精變成綠色的原因。 操作：將酒精燈熄滅，用鑷子取出葉片用清水漂洗。將漂洗干凈的葉片平鋪在培養(yǎng)皿中，滴加幾滴碘液。放置片刻。（此時將實(shí)驗(yàn)臺收拾整理） 觀察：用

17、清水洗去碘液，觀察葉片顏色的變化。 對上述結(jié)果進(jìn)行分析說明，得出結(jié)論：經(jīng)過部分遮光處理的葉片遇碘液后，見光部分呈深藍(lán)色，表明有淀粉產(chǎn)生；遮光部分不變色，表明沒有淀粉產(chǎn)生。說明綠葉合成淀粉需要光。由此可見，淀粉是光合作用的產(chǎn)物，光是光合作用的必需條件。 那么，光合作用還有其他產(chǎn)物嗎？ 演示實(shí)驗(yàn)：檢驗(yàn)光合作用釋放氧氣 介紹實(shí)驗(yàn)裝置，并讓同學(xué)看到試管中上升的小氣泡，解釋排水集氣法。然后用帶火星的衛(wèi)生香檢驗(yàn)試管中的氣體，請注意衛(wèi)生香的燃燒情況。 提問：你看到了什么現(xiàn)象，此現(xiàn)象說明了什么？光合作用產(chǎn)生的助燃?xì)怏w是什么氣體？ 總結(jié)：光合作用的產(chǎn)物還有氧。 我們蒸饅頭要有面粉、水和發(fā)酵粉作為原料，那么，光合作用產(chǎn)生淀粉和氧需要什么原料