滬科版高中第一冊(cè)《光合作用的研究歷史》教學(xué)設(shè)計(jì)

滬科版高中第一冊(cè)《光合作用的研究歷史》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容滬科版高中第一冊(cè)《光合作用的研究歷史》一章，主要講解光合作用的歷史研究過程，包括植物的結(jié)構(gòu)與功能、光合作用的方程式和作用機(jī)理以及光合作用的速率等方面的知識(shí)點(diǎn)。教學(xué)目標(biāo)本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是：了解光合作用的歷史研究過程；理解光合作用方程式和作用機(jī)理；掌握測(cè)定光合作用速率的方法。教學(xué)過程本節(jié)課的教學(xué)過程分為三個(gè)部分：復(fù)習(xí)導(dǎo)入、知識(shí)講解和實(shí)驗(yàn)操作。復(fù)習(xí)導(dǎo)入在復(fù)習(xí)導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師可以通過以下問題引導(dǎo)學(xué)生回憶和思考：植物的基本結(jié)構(gòu)和功能是什么？光合作用可以產(chǎn)生什么物質(zhì)？光合作用的化學(xué)方程式是什么？哪些物質(zhì)參與了反應(yīng)？光合作用的速率可以受到哪些因素的影響？通過這些問題的引導(dǎo)，教師可以幫助學(xué)生快速回顧和理解前序知識(shí)，為后續(xù)的知識(shí)講解和實(shí)驗(yàn)操作做好準(zhǔn)備。知識(shí)講解在知識(shí)講解環(huán)節(jié)，教師主要講解光合作用的歷史研究過程、光合作用的方程式和作用機(jī)理以及測(cè)定光合作用速率的方法。光合作用的歷史研究過程光合作用是一個(gè)復(fù)雜的生物化學(xué)過程，在歷史上經(jīng)歷了許多科學(xué)家的探索和發(fā)現(xiàn)。在18世紀(jì)，蘇格蘭化學(xué)家約瑟夫·布萊克發(fā)現(xiàn)了植物的凈產(chǎn)氣作用。他將綠色植物置于密閉的容器中，發(fā)現(xiàn)容器內(nèi)的氣體量隨時(shí)間呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì)，說明植物能夠吸收二氧化碳并產(chǎn)生氧氣。到了19世紀(jì)，瑞士植物生理學(xué)家尤金·威廉·亨利和法國(guó)植物生理學(xué)家讓·普里斯特利利用化學(xué)分析和熱量測(cè)量等技術(shù)，證實(shí)了光合作用是一個(gè)放熱反應(yīng)，且二氧化碳的凈消耗量與氧氣的凈產(chǎn)生量比例為6：1。20世紀(jì)初，美國(guó)植物生理學(xué)家韋弗·巴黎蒂和英國(guó)生物化學(xué)家R·W·伯希和通過使用放射性同位素技術(shù)和光合作用對(duì)二氧化碳的穩(wěn)定同位素的利用等方法，揭示了光合作用中丙酮酸的循環(huán)過程，大大拓展了關(guān)于光合作用的研究范圍。光合作用的方程式和作用機(jī)理光合作用方程式可以用下列反應(yīng)式表示：$$6CO_2+6H_2O+light\\rightarrowC_6H_{12}O_6+6O_2$$這個(gè)反應(yīng)式可以分成兩個(gè)獨(dú)立的半反應(yīng)式，即：反應(yīng)式1：$$CO_2+H_2O\\rightarrow[O]+H_2CO_3$$反應(yīng)式2：$$[O]+CH_2O\\rightarrowC_6H_{12}O_6$$其中方程式1是光合作用氧化反應(yīng)，方程式2是光合作用還原反應(yīng)。光合作用的機(jī)理主要有兩個(gè)步驟：光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能：植物葉綠素分子吸收陽(yáng)光中的光能，通過能量轉(zhuǎn)移和電子轉(zhuǎn)移的過程，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，并將激發(fā)態(tài)葉綠素分子與其他分子發(fā)生反應(yīng)?；瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為生物能：在第二階段反應(yīng)中，植物利用先前從光合作用第一階段中得到的ATP和NADPH，將CO2還原為有機(jī)化合物。測(cè)定光合作用速率的方法測(cè)定光合作用速率是衡量光合作用效率的重要指標(biāo)。常用的測(cè)定方法包括曲線法和比色法。曲線法需要一段時(shí)間內(nèi)不斷記錄光合作用速率的變化曲線，并且將其用圖表方式表示。該方法對(duì)于研究了解光合作用過程有重要意義。比色法是通過測(cè)定光合作用初產(chǎn)物NADPH的吸光度變化來獲取其速率，這種簡(jiǎn)單直接的方法廣泛使用。實(shí)驗(yàn)操作在實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，教師可以通過下列實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)應(yīng)用角度了解了解光合作用速率的測(cè)定方法。實(shí)驗(yàn)名稱：比色法測(cè)定光合速率實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私獗壬y(cè)定光合速率的方法并實(shí)際操作。實(shí)驗(yàn)原理：通過測(cè)量初產(chǎn)物NADPH的吸光度變化來判斷光合速率的大小。實(shí)驗(yàn)步驟：植物的葉片在溫水中預(yù)處理，使其處于最佳狀態(tài)。在光照下設(shè)好一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)和不同光照強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，分別記錄各自的初始讀數(shù)。開始記錄各自反應(yīng)后各時(shí)間的吸光度，并將其用圖表形式呈現(xiàn)。根據(jù)各時(shí)間點(diǎn)的吸光度計(jì)算光合速率。實(shí)驗(yàn)實(shí)用性：比色法測(cè)定光合速率可以實(shí)際的研究光合作用過程及其對(duì)環(huán)境的變化的適應(yīng)性等。教學(xué)評(píng)估評(píng)估內(nèi)容：本節(jié)課教學(xué)主要以知識(shí)講解和實(shí)驗(yàn)操作為主，評(píng)估內(nèi)容應(yīng)該與此相關(guān)?？梢圆捎每陬^回答問題、實(shí)驗(yàn)操作和書面測(cè)試等評(píng)估方式。評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：學(xué)生能夠展示對(duì)光合作用歷史研究過程的深入理解。學(xué)生能夠闡述光合作用的方程式和作用機(jī)理。學(xué)生能夠靈活使用比色法測(cè)定光合作用速率。學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)描述光合作用與環(huán)境的關(guān)系?？偨Y(jié)通過本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)，我們希望學(xué)生能夠深入了解光合作用的歷史研究過程、掌握光合作用的方程式和作用機(jī)理以及測(cè)定光合作用速率的方法。通過實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生能夠通過實(shí)際操作更好的理解光合作用速率的測(cè)定方法，同時(shí)還能夠從實(shí)驗(yàn)證明光合作用對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性。在評(píng)估過程中，我們通過多種方式全面評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為今后的教學(xué)工作提供參考。參考文獻(xiàn)《滬科