探究二氧化碳是光合作用的必需原料說課 人教版生物七年級上冊

人教版初中生物七年級上冊第三單元第五章第一節(jié)實驗：探究二氧化碳是光合作用的必需原料一、使用教材本實驗選自人教版生物學(xué)七年級上冊第三單元第五章植物與生物圈中的碳-氧平衡第一節(jié)《光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣》的第一個探究實驗“二氧化碳是光合作用的必需原料嗎？”二、實驗器材金魚藻20株、蒸餾水1L、0.5g/l溴麝香草酚藍(lán)（BTB溶液），250ml透明塑料瓶6個，500ml燒杯，120ml燒杯，6w金魚藻專用燈，吸管。實驗創(chuàng)新要點/改進(jìn)要點（一）實驗器材創(chuàng)新：使用金魚藻作為進(jìn)行光合作用的實驗對象。不同植物光合作用的速率不同：天竺葵，綠蘿、銅錢草、金魚草，結(jié)果發(fā)現(xiàn)相同條件下，金魚藻在水中的光合作用更強(qiáng)。（二）實驗現(xiàn)象明顯直觀：使用溴麝香草酚藍(lán)溶液檢測二氧化碳是否存在。課本教材提示使用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，再檢測淀粉的產(chǎn)生來確定是否進(jìn)行光合作用。這個過程中使用的氫氧化鈉具有腐蝕性，存在安全隱患，其次操作時間較長。溴麝香草酚藍(lán)溶液對二氧化碳比較敏感，無二氧化碳時溶液呈現(xiàn)藍(lán)色，少量二氧化碳溶液即呈現(xiàn)綠色。（三）實驗裝置氣密性好：利用水來檢測裝著氣密性。將帶蓋子的塑料瓶裝滿蒸餾水紐緊，倒扣斜著放等360°全方面檢測，若有水流出則氣密性不好，若無水流出則氣密性尚可，同時利用裝滿蒸餾水可以排除瓶內(nèi)無二氧化碳。（四）實驗裝置高效：實驗采用6W的金魚藻燈補(bǔ)光，可以解決因天氣原因（下雨或陰天）就無法完成實驗的難題。室溫控制在30攝氏度左右或水溫25攝氏度可以加快實驗速度。實驗設(shè)計思路將植物葉片置于含水環(huán)境中，圍繞二氧化碳為實驗變量的設(shè)置，由去除二氧化碳改為增加二氧化碳。用煮沸冷卻的蒸餾水配置0.1g/L溴麝香草酚藍(lán)溶液呈藍(lán)色，溴麝香草酚藍(lán)溶液遇二氧化碳后，溶液顏色會從藍(lán)色變綠。將含有0.1g/L溴麝香草酚藍(lán)溶液的金魚藻塑料瓶作為對照組，另一組加入等量有0.1g/L溴麝香草酚藍(lán)溶液的金魚藻塑料瓶并且向瓶中吹氣30秒，溶液變?yōu)榫G色的組作為實驗組，兩組形成對照。低濃度溴麝香草酚藍(lán)溶液對植物的光合作用無影響。五、實驗教學(xué)目標(biāo)（一）生命觀念：觀察實驗現(xiàn)象，分析結(jié)果說出二氧化碳是光合作用的必需原料（重點）（二）科學(xué)思維：通過實驗材料的選取和實驗裝置的提示，嘗試自主設(shè)計實驗方案（難點）（三）科學(xué)探究：實施探究活動方案，在探究中發(fā)展合作能力，實踐能力（四）態(tài)度責(zé)任：認(rèn)同綠色植物光合作用，吸收二氧化碳，保護(hù)綠色植被實驗教學(xué)內(nèi)容小組合作設(shè)計探究二氧化碳是光合作用必需原料的實驗方案小組合作實施探究二氧化碳是光合作用必需原料的實驗方案分析實驗過程中存在的問題與同學(xué)交流討論小組合作討論利用此實驗原理或者裝置還可以進(jìn)行哪些實驗，鼓勵學(xué)生課下探究七、實驗教學(xué)過程（一）課堂導(dǎo)入中國氣象局發(fā)布二氧化碳是一種溫室氣體，大量二氧化碳能夠使全球氣溫升高，種植綠色植物可以緩解溫室效應(yīng)的新聞，引導(dǎo)學(xué)生思考綠色植物為什么可以減少大氣中的二氧化碳呢？（二）探究實驗（1）提出問題和作出假設(shè)：二氧化碳是光合作用的必需原料嗎？教師根據(jù)探究實驗的一般步驟引導(dǎo)學(xué)生思考并提出問題：二氧化碳是光合作用的必需原料？做出假設(shè)：二氧化碳是光合作用的必需原料。根據(jù)課本上的內(nèi)容提示，可能想到用普利斯特利實驗改進(jìn)設(shè)計實驗，但是采取該實驗方法操作復(fù)雜且存在安全隱患。教師增加三點資料提示：1）溴麝香草酚藍(lán)溶液可以檢測水中的二氧化碳，遇到溶解在水中的二氧化碳后，顏色會從藍(lán)色變綠。2）低濃度的麝香草酚藍(lán)溶液對植物的光合作用無影響。3）呼出氣體中含有的二氧化碳量比大氣多。安排學(xué)生代表進(jìn)行吹氣實驗，觀察溴麝香草酚藍(lán)溶液顏色變化。學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象得的出結(jié)論：向藍(lán)色的溴麝香草酚藍(lán)溶液吹氣，可以增加水中的二氧化碳，溶液會由藍(lán)色變綠色。（2）制定計劃。小組合作制定實驗方案。教師給予問題導(dǎo)向單，進(jìn)行輔助。1）教師提問：你準(zhǔn)備選擇哪種植物？這些植物符合你的哪些要求？學(xué)生思考后回答：植物長勢相同，水中進(jìn)行光合作用現(xiàn)象明顯的植物。教師可以提示用金魚藻，金魚藻在水中的光合作用明顯且容易采集，播放金魚藻在水下進(jìn)行光合作用冒出大量氣泡的視頻。并補(bǔ)充金魚藻價格便宜，能進(jìn)不用土壤長時間水中生長。教師鼓勵學(xué)生可以根據(jù)生長常見的沉水植物與金魚藻進(jìn)行實驗對比。2）教師提問：實驗的變量是什么？你如何控制實驗變量？學(xué)生回答：變量為二氧化碳，學(xué)生思考后可以答出向藍(lán)色溴麝香草酚藍(lán)溶液吹氣，增加水中的二氧化碳。教師可以追問：怎樣保證變量的唯一性？需要氣密性檢測嗎？教師可以提供用蒸餾水配制好的溴麝香草酚蘭溶液。提醒學(xué)生需要對溶液密封，要避免空氣中二氧化碳干擾實驗，還要提醒學(xué)生要接受氣密性檢測。學(xué)生提出使用礦泉水瓶，氣密性可控。3）教師提問：怎樣設(shè)置對照實驗？學(xué)生回答：分組編號實驗，因此選擇編號對塑料瓶編號為A、B塑料瓶。向塑料瓶加入等量的植物和等量的溴色香草酚蘭溶液。教師提示學(xué)生溶液不宜過多，防止吹氣時溢出，不宜過少，避免空氣中二氧化碳影響實驗。向A塑料瓶吹氣，增加水中的二氧化碳。B塑料瓶不做處理，教師應(yīng)該提醒學(xué)生在吹氣時應(yīng)該緩慢輕柔，切勿吸入液體。如果吸入以后，如果急用清水漱口。將兩者放置在相同條件下進(jìn)行光合作用，水溫設(shè)置為25℃，光合作用最強(qiáng)，可以選擇人工補(bǔ)光的方式，減少反應(yīng)的時間。4）教師提問：如何解釋實驗的結(jié)果？學(xué)生經(jīng)過思考可以答出若A塑料瓶溶液由綠色變?yōu)樗{(lán)色B塑料瓶不變色，則說明二氧化碳是光合作用的必需原料。若A塑料瓶不變色，B塑料瓶也不變色，那么說明二氧化碳不是光合作用的必需原料，B塑料瓶溶液變色則實驗操作有誤。（3）實施實驗的計劃。根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論；二氧化碳是光合作用的必需原料。學(xué)生可以回答課前提出的問題。植物之所以可以降低溫室效應(yīng)，是由于光合作用能夠吸收二氧化碳。提醒學(xué)生應(yīng)該低碳出行，保護(hù)綠水青山。（4）表達(dá)交流。1）本實驗是否有可以改進(jìn)的地方？有學(xué)生發(fā)現(xiàn)250毫升的塑料瓶換成150毫升，實驗現(xiàn)象變化更迅速；有學(xué)生提出實驗過程應(yīng)該注意安全。2）用此實驗原理或裝置還可以進(jìn)行哪些實驗?zāi)兀竣俦热缢芰掀抗庹栈蛘呤前堤幚?，觀察溶液顏色變化可以探究光是光合作用的條件，②將裝滿水和金魚藻的塑料瓶捏扁，使容積變小，裝置產(chǎn)生的氣體則為氧氣，使塑料瓶容積變大，空余的容積則有大量的氧氣可以驗證光合作用產(chǎn)生的氣體是氧氣。③調(diào)節(jié)塑料瓶和金魚藻燈的距離，觀察氣泡數(shù)量或顏色改變的速度可以探究光照強(qiáng)度對光合作用的影響。④溶液中加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的碳酸氫鈉溶液，觀察氣泡產(chǎn)生的速度可以探究二氧化碳濃度對光合作用的影響。實驗效果評價操作簡單。原理清晰，步驟簡單，安全