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2019-2020年人教版高中生物必修1 5-4能量之源-光與光合作用 教案2 教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)目標(biāo)： (1)說出葉綠體中色素的種類和作用 (2)說出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。 2．能力目標(biāo)： (1)通過“葉綠體中色素的提取和分離’’實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)提取、分離葉綠體中色素的方法。 (2)通過小組間的交流與合作，提高學(xué)生的語言表達(dá)能力及思維的嚴(yán)密性。 3．情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)： (1)通過對(duì)“葉綠體中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的操作，培養(yǎng)學(xué)生勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。 (2)通過聯(lián)系知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系，激發(fā)學(xué)生對(duì)生物學(xué)科的興趣熱愛，分析葉綠體結(jié)構(gòu)與功能的聯(lián)系，形成結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點(diǎn)， 教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：葉綠體中色素的種類和作用。 難點(diǎn)：對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解：色素的提取分離過程。 學(xué)情分析 我們的學(xué)生屬于平行分班，沒有實(shí)驗(yàn)班，學(xué)生已有的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)水平有差距。有些學(xué)生對(duì)于毛細(xì)吸管怎么用都不清楚，所以講解時(shí)需要詳細(xì)。對(duì)于研磨和過濾等操作學(xué)生有一定的基礎(chǔ)，但紙層析法是首次接觸，需要教師指導(dǎo)并借助動(dòng)畫給予直觀的認(rèn)識(shí)。 教學(xué)方法 1．實(shí)驗(yàn)法：綠葉中色素的提取與分離學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。 2．學(xué)案導(dǎo)學(xué)：見后面的學(xué)案。 3．新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí) 課前準(zhǔn)備 1．學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備：預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)“葉綠體中色素的提取和分離”，初步把握實(shí)驗(yàn)的原理和方法步驟。 2．教師的教學(xué)準(zhǔn)備：多媒體課件制作，課前預(yù)習(xí)學(xué)案，課內(nèi)探究學(xué)案，課后延伸拓展學(xué)案。3．教學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)和布置：兩人一組，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)教學(xué)。課前打開實(shí)驗(yàn)室門窗通風(fēng)，課前準(zhǔn)備好綠葉、濾紙條、紗布等材料用具，配制好層析液。 課時(shí)安排：1課時(shí) 教學(xué)過程 (一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。 （二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。 教師首先提問： (1)萬物生長(zhǎng)靠太陽，那么，太陽能是怎么轉(zhuǎn)變成生命活動(dòng)可以利用的能量的呢? (光合作用或綠色植物的光合作用) (2)又依靠什么進(jìn)行光合作用呢? (葉綠體) 教師：這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)。我們來看本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。多媒體展示學(xué)習(xí)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)重難點(diǎn)。然后展示探究的第一個(gè)問題，綠葉中有哪些色素呢?已經(jīng)布置學(xué)生們課前預(yù)習(xí)了這部分，檢查學(xué)生預(yù)習(xí)情況并讓學(xué)生把預(yù)習(xí)過程中的疑惑說出來。 設(shè)計(jì)意圖：步步導(dǎo)入，吸引學(xué)生的注意力，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。 （三）合作探究、精講點(diǎn)撥。 探究一：綠葉中有哪些色素呢? 教師：大家提出的這些問題很好，看得出課前認(rèn)真預(yù)習(xí)了。那么我們今天主要來解決這些問題。多媒體展示實(shí)驗(yàn)提取和分離葉綠體中的色素的目的要求、材料用具。重點(diǎn)講解實(shí)驗(yàn)原理，強(qiáng)調(diào)提取色素和分離色素的不同，其中紙層析法學(xué)生第一次接觸，所以著重講解，通過FASH動(dòng)畫幫助學(xué)生理解。 學(xué)生明白原理后教師繼續(xù)和學(xué)生分析說明實(shí)驗(yàn)步驟，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，提出思考問題，布置學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，兩人一組，分工合作。并讓學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)的過程中思考討論所提出的問題。 多媒體展示探究思考題。 (1)研磨時(shí)放入少量二氧化硅和碳酸鈣的目的分別是什么? (2)過濾時(shí)，用尼龍布而不用濾紙的原因是什么? (3)濾紙條為什么要剪去兩個(gè)角? (4)層析時(shí)燒杯要加蓋，為什么? (5)為什么要重復(fù)畫濾液細(xì)線?如果只畫一次會(huì)怎么樣呢? (6)為什么濾液細(xì)線不能觸及層析液?如果接觸了又會(huì)怎么樣呢? (7)濾紙條上出現(xiàn)了幾條色素帶，其排列順序怎樣?寬窄如何?這說明了什么? 在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的過程中教師巡回觀察指導(dǎo)。 (課堂實(shí)錄) ， 等學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到濾紙條在小燒杯中進(jìn)行層析時(shí)，組織學(xué)生在等待結(jié)果的過程中交流實(shí)驗(yàn)前提出的思考題，進(jìn)行師生交流。交流到第七個(gè)問題時(shí)，正好實(shí)驗(yàn)結(jié)果也就出現(xiàn)了，這時(shí)找學(xué)生展示自己濾紙條上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并讓學(xué)生交流觀察自己濾紙條上的結(jié)果，教師展示結(jié)果比較好的色素帶，總結(jié)綠葉中色素的種類及顏色等知識(shí)。色素的種類及其作用 胡蘿卜素（橙黃色） 類胡蘿卜素 （含量1/4） 葉黃素（黃色） 葉綠體中的色素 葉綠素a(藍(lán)綠色) 葉綠素 （含量3/4） 葉綠素b（黃綠色） 設(shè)計(jì)意圖：通過引導(dǎo)，學(xué)生能深入領(lǐng)會(huì)實(shí)驗(yàn)原理，有利于掌握操作要領(lǐng)；通過提出探究思考題，注重了試驗(yàn)的探索性；通過學(xué)生親自動(dòng)手完成實(shí)驗(yàn)操作過程，解決了課本中提出的“不能”、“注意”等的原因，從中找到了成就感，對(duì)生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣大有提高。這時(shí)進(jìn)一步提出問題：我們分離出了綠葉中的色素，那么這四種色素對(duì)光的吸收有什么差別嗎? 探究二：綠葉中四種色素對(duì)光的吸收有什么差別嗎？ 讓學(xué)生觀察多媒體白光通過三棱鏡和白光先通過色素濾液再通過三棱鏡的光譜情況，對(duì)比思考色素對(duì)光的吸收情況，從連續(xù)光譜中可以看到不同波長(zhǎng)的光被吸收的情況，并給出葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜，學(xué)生很容易得出色素的功能：吸收光能，主要吸收紅光和藍(lán)紫光。 然后給出探究二的思考題： (1)葉片呈現(xiàn)綠色的原因是什么? (2)為什么許多植物到了秋天葉子就變黃了?紅葉是怎么回事呢? (3)溫室的頂棚用紅色玻璃還是綠色玻璃好? 教師組織學(xué)生分組討論，最后師生總結(jié)。(課堂實(shí)錄) 設(shè)計(jì)意圖：通過多媒體的對(duì)比給了學(xué)生一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，通過看圖，提高了學(xué)生對(duì)圖表的分析能力。通過聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行拓展，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到知識(shí)的價(jià)值，提高了學(xué)習(xí)生物的興趣。 探究三：捕捉光能的色素存在于細(xì)胞中什么部位呢? 簡(jiǎn)單介紹前面科學(xué)家的研究成果，然后多媒體展示葉綠體的結(jié)構(gòu)。這時(shí)提出問題：色素具體分布在葉綠體的什么部位呢? (類囊體) 設(shè)計(jì)意圖：本部分知識(shí)很簡(jiǎn)單，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合前面所學(xué)的細(xì)胞器來掌握。 探究四：葉綠體的作用僅僅是吸收光能嗎? 多媒體FLASH動(dòng)畫展示資料分析中恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)分析得出葉綠體的功能，并討論恩吉爾曼實(shí)驗(yàn)的巧妙之處。 設(shè)計(jì)意圖：通過分析科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則，提高生物學(xué)的科學(xué)素養(yǎng)，通過對(duì)葉綠體結(jié)構(gòu)和功能的學(xué)習(xí)，形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)觀點(diǎn)。 （四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)。 教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。 設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的反饋糾正。 第二課時(shí) 教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)目標(biāo)： 1.知道光合作用被發(fā)現(xiàn)的基本過程 2.簡(jiǎn)述出光合作用的原料、產(chǎn)物、條件和反應(yīng)場(chǎng)所。 2．能力目標(biāo)： 1.重新走進(jìn)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)光合作用的有關(guān)實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)探究的手段發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，發(fā)展科學(xué)探究能力； 2.在實(shí)驗(yàn)探究中掌握科學(xué)探究的一般原則，重點(diǎn)是對(duì)照實(shí)驗(yàn)原則和單因子變量原則 3.過讀書和師生的討論活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和主動(dòng)探索新知識(shí)的技能、技巧。 3．情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)： 1．體驗(yàn)科學(xué)探究歷程，體會(huì)科學(xué)概念是在不斷觀察、實(shí)驗(yàn)、探索和爭(zhēng)論中形成； 2.認(rèn)同科學(xué)家不僅要繼承前人的科研成果，而且要善于吸收不同學(xué)科中的有關(guān)知識(shí)，還要具有質(zhì)疑、創(chuàng)新及勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度； 3.學(xué)會(huì)參與、合作和交流探究的內(nèi)容和結(jié)果； 4.認(rèn)識(shí)到技術(shù)的發(fā)展在科學(xué)研究中的作用，尊重科學(xué)且用發(fā)展的觀點(diǎn)看待科學(xué)、樹立辨證的科學(xué)觀。 教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史過程中的各實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、優(yōu)缺點(diǎn)和結(jié)論。 難點(diǎn)：光合作用的發(fā)現(xiàn)過程中各實(shí)驗(yàn)如何巧妙地連接起來，如何過渡，如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考探究從而得出正確結(jié)論。 學(xué)情分析 學(xué)生在初中生物課中學(xué)習(xí)過有關(guān)光合作用的知識(shí)，而且生活實(shí)踐中也對(duì)光合作用有所了解。但是，對(duì)于光合作用的發(fā)現(xiàn)歷史卻很陌生，關(guān)鍵對(duì)于我們這節(jié)課要達(dá)到的目標(biāo)“科學(xué)探究的一般方法”知之甚少。高中學(xué)生具備了一定的觀察和認(rèn)知能力，分析思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步建立，但還很不完善，對(duì)事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并對(duì)探索科學(xué)的過程與方法及結(jié)論的形成缺乏理性的思考。在教學(xué)過程中，教師要盡量創(chuàng)設(shè)學(xué)生活動(dòng)的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的主體，教師只是為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供必要的指導(dǎo)和知識(shí)鋪墊。 教學(xué)方法 探究式教學(xué)，結(jié)合問題、討論、比較、歸納多種教學(xué)方法，并配以多媒體輔助教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生再現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程，并進(jìn)行分析、討論、歸納和總結(jié)。新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí) 課前準(zhǔn)備 1. 學(xué)生的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備 學(xué)生收集了解關(guān)于光合作用研究歷史。興趣小組做關(guān)于光合作用的探究實(shí)驗(yàn)。 2. 教師的教學(xué)準(zhǔn)備 指導(dǎo)學(xué)生預(yù)習(xí)教材、收集了解關(guān)于光合作用研究歷史；制作的多媒體課件；準(zhǔn)備實(shí)物投影等課堂用品。 3. 教學(xué)用具的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)備 （1）多媒體課件 （2）實(shí)物投影儀 課時(shí)安排：1課時(shí) 教學(xué)過程： 光合作用的探究歷程 (一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。 （二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。 【多媒體】展示一組優(yōu)美的配樂風(fēng)景圖片。 【教師】植物的每一片綠葉就好像是一個(gè) “綠色工廠”源源不斷地生產(chǎn)者有機(jī)物。在自然界中綠色植物隨處可見，你看到過植物正在進(jìn)行光合作用嗎？沒有。那么，科學(xué)家們到底是怎樣發(fā)現(xiàn)光合作用這一生理過程的呢？（創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)興探究興趣，導(dǎo)入新課。） 【教師】這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)光合作用的探究歷程。我們來看本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。多媒體展示學(xué)習(xí)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)重難點(diǎn)。 （三）合作探究、精講點(diǎn)撥。 1. 植物為什么會(huì)生長(zhǎng)的探究： （1）亞里士多德的觀點(diǎn)： 【教師】植物種在土壤，能不斷的生長(zhǎng)。植物為什么會(huì)生長(zhǎng)呢？如果你是公元前的某個(gè)人你可能會(huì)怎樣想？ 【學(xué)生推測(cè)】植物種在土壤，植物的生長(zhǎng)當(dāng)然來源于土壤。 【教師】公元前3世紀(jì)，古希臘學(xué)者亞里士多德以為，小小的種子之所以能夠長(zhǎng)成參天大樹，完全依靠于土壤。果真是來自土壤嗎？我們要分析是怎樣得出此結(jié)論的。 【學(xué)生思考后回答】亞里士多德的結(jié)論實(shí)際上只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)上的推測(cè)，并沒有進(jìn)行相應(yīng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。（使學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)的生物學(xué)結(jié)論的得出需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)每茖W(xué)實(shí)驗(yàn)位基礎(chǔ)。） （2）海爾蒙特的實(shí)驗(yàn): 【多媒體】展示材料1（圖片和文字）：海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)過程。 【教師】如果亞里士多德的結(jié)論是正確的，你推測(cè)一下，5年后柳樹增加的重量與土壤減少的重量是怎樣的關(guān)系？（讓學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)推測(cè)。） 學(xué)生推測(cè)后，教師展示海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：柳樹重量增加了73.7kg而土壤只減少了約0.06 kg。 根據(jù)這一事實(shí)海爾蒙特會(huì)提出什么觀點(diǎn)？ 據(jù)你了解該結(jié)論完全正確嗎？ （培養(yǎng)學(xué)生分析問題和交流的習(xí)慣和能力，以及面對(duì)現(xiàn)象提出合理假設(shè)的能力。） 【學(xué)生討論并回答】1.海爾蒙特根據(jù)試驗(yàn)得出的觀點(diǎn)：建造植物體的原料是水分。 2.當(dāng)時(shí)他沒有考慮到空氣的作用。 2.植物放出氧氣之謎的探究： 【教師】是誰首先想到植物的生長(zhǎng)與空氣的作用有關(guān)的呢？1771—1777年，英國(guó)科學(xué)家約瑟夫普利斯特利。 【多媒體】展示材料2：普利斯特利的實(shí)驗(yàn)圖示。 由重復(fù)了普里斯特利實(shí)驗(yàn)的部分興趣小組同學(xué)結(jié)合圖示講解實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 【教師】這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了什么問題呢？ 【學(xué)生分析回答】植物能夠凈化因燃燒或呼吸而變混濁的空氣。 【多媒體】展示材料3： 當(dāng)時(shí)又有多位科學(xué)家參照普利斯特利的實(shí)驗(yàn)過程重復(fù)實(shí)驗(yàn)，卻發(fā)現(xiàn)他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有時(shí)與普利斯特利相同，但也有很多時(shí)候與普利斯特利不同，甚至是完全相反的，即與植物同時(shí)放在密閉鐘罩中的蠟燭熄滅的時(shí)間比不與植物同時(shí)放在密閉鐘罩中的蠟燭熄滅得更快；與植物同時(shí)放在密閉鐘罩中的小鼠比不與植物同時(shí)放在密閉鐘罩中的小鼠存活時(shí)間更短。由此他們認(rèn)為植物也能是空氣變污濁。 【教師】這又是什么原因？ 【學(xué)生分析討論并回答】沒有認(rèn)識(shí)到光在其中的關(guān)鍵作用。（培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。） 【教師】是誰發(fā)現(xiàn)了光在其中的關(guān)鍵作用？ 【多媒體】展示材料4： 1779年，荷蘭的英根豪斯做了500多次植物更新空氣的實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在光下才能成功；植物體只有在光下才能更新污濁的空氣。 【教師】由于當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平的限制，普利斯特利僅僅聯(lián)想到植物可以更新空氣，但不知道是空氣中的哪種成分在起作用，也沒有認(rèn)識(shí)到光在其中的關(guān)鍵作用。直到1785年，化學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確植物在光下吸收的是CO2，放出的是O2。 （使學(xué)生體會(huì)科學(xué)的研究需要不懈的努力，認(rèn)識(shí)科學(xué)是逐漸發(fā)展的過程，不同學(xué)科在科學(xué)發(fā)展過程中相互促進(jìn)。） 3.植物進(jìn)行光合作用的條件、產(chǎn)物和場(chǎng)所的探究： （1）光合作用的條件、產(chǎn)物探究： 【教師】光是植物光合作用的必要條件。那么在這個(gè)過程中光能到哪里去了？ 1845年，德國(guó)科學(xué)家梅耶指出：植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來。 【教師】光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，貯存于什么物質(zhì)中？ 部分興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了探究。 【多媒體】展示材料5：部分興趣小組的同學(xué)重復(fù)薩克斯實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的錄像 【教師】為什么對(duì)天竺葵先進(jìn)行暗處理？ 為什么讓葉片的一半曝光，另一半遮光呢？這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說明什么問題？ 【學(xué)生回答】暗處理是為了將葉片內(nèi)原有的淀粉耗盡。部分遮光部分曝光，是為了進(jìn)行對(duì)照。碘遇淀粉變藍(lán)，結(jié)果證明綠葉在光下制造了淀粉；光合作用需要光。 （進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。） （2）光合作用場(chǎng)所的探究： 【教師】1880年，德國(guó)的又一位科學(xué)家恩吉爾曼也進(jìn)行了一個(gè)光合作用的實(shí)驗(yàn)。 【多媒體】展示材料6（圖片和文字結(jié)合）：恩吉爾曼的水綿實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象 【教師】簡(jiǎn)介水綿和好氧型細(xì)菌的特點(diǎn)。 提問： ①為什么選用水綿做為實(shí)驗(yàn)材料？②為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？③為什么先用極細(xì)光束照射水綿，而后又讓水綿完全曝露在光下？④好氧細(xì)菌集中于葉綠體所有受光部位的周圍，這說明了什么問題呢？ 　 【學(xué)生分析資料討論回答】①選用水綿作為實(shí)驗(yàn)材料，是因?yàn)樗d不僅有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，而且螺旋分布于細(xì)胞中，便于進(jìn)行觀察和分析研究。②先選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境，是為了排除實(shí)驗(yàn)前環(huán)境中光線和氧的影響，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。③先選極細(xì)光束，用好氧細(xì)菌檢測(cè)，能準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧的部位；而后用完全曝光的水綿與之做對(duì)照，從而證明了實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是光照引起的，并且氧是由葉綠體釋放出來的。④氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。（培養(yǎng)學(xué)生分析問題和語言表達(dá)能力。） 　　【教師】恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)巧妙地證明了光合作用的場(chǎng)所是葉綠體。 通過上述探究歷程，可以歸納光合作用是怎樣過程？ 【學(xué)生】歸納得出光合作用的概念、反應(yīng)式： CO2 + H2O——→(CH2O) + O2 4.釋放的O2 來自于H2 O還是CO2、有機(jī)物是如何合成的探究： （1）釋放的O2 來自于H2 O還是CO2探究： 【教師】光合作用釋放出的氧氣到底來自水，還是二氧化碳？ 可以提示：在緒論中曾介紹的同位素示蹤法，應(yīng)標(biāo)記哪一種元素？如何設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀? 【學(xué)生討論設(shè)計(jì)】用氧的同位素18O分別標(biāo)記 H2O和CO2，使它分別成為H218O和C18O2，然后進(jìn)行兩組光合作用的實(shí)驗(yàn)：第一組向綠色植物提供H218O和CO2；第二組向同種綠色植物提供H2O和 C18O2。在相同的條件下，對(duì)兩組光合作用實(shí)驗(yàn)釋放出的氧進(jìn)行分析。 【多媒體】展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果：第一組釋放的氧全部是18O2，第二組釋效的氧全部是O2。 結(jié)論：光合作用中釋放的氧全部來自水。 （2）有機(jī)物是如何合成的探究： 【教師】由原先寫的光合作用的化學(xué)表達(dá)式，提問產(chǎn)物（CH2O）中C來自反應(yīng)物中的什么?怎樣研究其形成有機(jī)物的過程？ 【學(xué)生】借鑒魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)，很快想到用同位素示蹤法。 【多媒體】展示材料7：20世紀(jì)40年代美國(guó)科學(xué)家卡爾文實(shí)驗(yàn)的過程，最終探明了碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的過程，稱為卡爾文循環(huán)。 5.近代科學(xué)家對(duì)光合作用的研究： 【多媒體】展示材料8：部分興趣小組學(xué)生收集的近代科學(xué)家對(duì)光合作用的研究、因光合作用的研究獲得諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)家，并由興趣小組學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。例如:1954年D.I.阿爾農(nóng)的循環(huán)光合磷酸化的研究；英國(guó)的R.希爾光反應(yīng)系統(tǒng)的研究；1982年西德生化學(xué)家H.米舍爾生物膜上的色素復(fù)合體的成功分離； 德國(guó)的蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)分析專家R.休伯和J.戴維森這個(gè)復(fù)合體的復(fù)雜的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的測(cè)定等。 并引導(dǎo)學(xué)生分析預(yù)測(cè)光合作用的研究對(duì)農(nóng)業(yè)、能源、國(guó)防、軍事、航天等領(lǐng)域的重要作用，對(duì)人們生產(chǎn)、生活的影響。 6.對(duì)科學(xué)家對(duì)光合作用探究歷程的歸納： （1）在多媒體上對(duì)光合作用的探究歷程中主要科學(xué)家、年代、研究結(jié)論等內(nèi)容進(jìn)行列表歸納。 【教師】從1771年至今科學(xué)家們歷經(jīng)三百多年，才對(duì)光合作用的生理過程有了比較清楚的認(rèn)識(shí)。可見，科學(xué)的發(fā)展道路是很艱難，這里不僅包含著科學(xué)家們的艱辛勞動(dòng)與智慧，還與社會(huì)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展密切相關(guān)?？茖W(xué)的結(jié)論來源于長(zhǎng)期科學(xué)的研究。 （2）由上述實(shí)驗(yàn)歸納光合作用的場(chǎng)所、動(dòng)力、原料、產(chǎn)物，得出光合作用的反應(yīng)式。 【學(xué)生】場(chǎng)所：葉綠體；動(dòng)力：光；原料：CO2 和H2O；產(chǎn)物：糖類等有機(jī)物和氧氣。 光合作用的概念、反應(yīng)式： CO2 + H2O——→(CH2O) + O2　 （三） 光合作用有關(guān)問題的自主探究設(shè)計(jì)： 【教師】請(qǐng)學(xué)生思考有關(guān)光合作用的場(chǎng)所、動(dòng)力、原料、產(chǎn)物，是否還有需要研究的問題、如何研究，并以小組合作的方式討論、設(shè)計(jì)、匯報(bào)、修正實(shí)驗(yàn)方案。 【學(xué)生】以四人小組為單位，討論研究的問題，共同設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，選擇四組學(xué)生代表在實(shí)物投影儀上展示探究問題及實(shí)驗(yàn)方案。（例如探究光合作用需要CO2嗎？） 其他小組可以提出問題進(jìn)行質(zhì)疑，通過交流、討論修正實(shí)驗(yàn)方案。 （四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)。 教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。 設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的反饋糾正。 （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。 我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了光合作用的探究歷程，那么，光合作用是如何進(jìn)行的呢？在下一節(jié)課我們一起來學(xué)習(xí)光合作用原理和應(yīng)用。這節(jié)課后大家可以先預(yù)習(xí)這一部分，著重分析光合作用的過程。并完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。 九、板書設(shè)計(jì) <一>、光合作用的探究歷程 1、1627年，海爾蒙特（比利時(shí)），原料：水 2、1771年，普利斯特利（英），植物可以更新空氣 3、1779年，英格豪斯（荷），條件：光照 4、1864年，薩克斯（德），產(chǎn)物：淀粉 5、1880年，恩格爾曼（美），場(chǎng)所：葉綠體 小結(jié)：CO2+H2O O2+ CH20 6、1939年，魯賓和卡門（美），H2*O *O2 7、1948年，卡爾文（美），*CO2 2*C3 *CH2O 十、教學(xué)反思 光合作用探究歷程中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，從一定程度上反映了科學(xué)探索的一般方法，是培養(yǎng)生科學(xué)素質(zhì)的好素材。但是在教學(xué)過程中如果僅僅只是照本宣科介紹幾個(gè)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣不能激發(fā),學(xué)習(xí)的主動(dòng)性不能調(diào)動(dòng)。要結(jié)合學(xué)校的實(shí)際將部分經(jīng)典實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為興趣學(xué)生親自動(dòng)手做的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，課堂上由興趣小組學(xué)生呈現(xiàn)給全體同學(xué),再加上與多媒體的有機(jī)結(jié)合，達(dá)到既培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神和創(chuàng)新思維能力的目的，就充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能動(dòng)性。 第三課時(shí) 教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)目標(biāo)： 1.嘗試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。 2..說出光合作用原理的應(yīng)用。 3..簡(jiǎn)述化能合成作用。 2．能力目標(biāo)： 1．過多媒體投影，對(duì)光合作用過程圖解的分步展示，運(yùn)用化學(xué)知識(shí)理解物質(zhì)和能量變化，理順?biāo)鶎W(xué)知識(shí)的邏輯順序，啟迪學(xué)生的形象思維，培養(yǎng)學(xué)生觀察聯(lián)想、歸納綜合、靈活應(yīng)用知識(shí)的能力。 2．過讀書和師生的討論活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)和主動(dòng)探索新知識(shí)的技能、技巧。 3．情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)： 1．過生物結(jié)構(gòu)和生理功能相統(tǒng)一，物質(zhì)代謝和能量代謝相聯(lián)系等生物科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解，幫助學(xué)生樹立辨證唯物主義的觀點(diǎn)。 2．過科學(xué)家研究光合作用暗反應(yīng)的科研成果的介紹，對(duì)學(xué)生進(jìn)行熱愛科學(xué)，獻(xiàn)身科學(xué)的思想教育。 教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：光反應(yīng)和暗反應(yīng)的生理過程 難點(diǎn)：（1）光反應(yīng)和暗反應(yīng)的場(chǎng)所與條件、物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)換的關(guān)系。 （2）光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系。 學(xué)情分析 高一年級(jí)的學(xué)生在初中接觸過生物學(xué)，但對(duì)本節(jié)知識(shí)的支撐較弱，加上學(xué)生有城市的也有農(nóng)村的，生物的知識(shí)層次有差別，在教學(xué)中通過一些學(xué)生很熟悉的貼近生活的知識(shí)、圖片、動(dòng)畫激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生積極思考，組織學(xué)生在課堂上開展討論和探究。 教學(xué)方法 探究式教學(xué)，結(jié)合問題、討論、比較、歸納多種教學(xué)方法，并配以多媒體輔助教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生再現(xiàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程，并進(jìn)行分析、討論、歸納和總結(jié)。新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié)：預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí) 課前準(zhǔn)備 1．教師準(zhǔn)備 (1)查閱有關(guān)資料。了解近年來隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，光合作用的原理在生活和生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用情況。 (2)準(zhǔn)備種植反季節(jié)蔬菜的溫室中二氧化碳的調(diào)控示意圖 2．學(xué)生準(zhǔn)備 (1)閱讀本節(jié)課的內(nèi)容。聯(lián)系前面學(xué)習(xí)的光合作用探究歷程本節(jié)課內(nèi)容作一了解。 (2)調(diào)查當(dāng)前農(nóng)村生產(chǎn)的實(shí)際情況，搜集有關(guān)與光合作用的生產(chǎn)實(shí)際例子。 課時(shí)安排：1課時(shí) 教學(xué)過程： (一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑，使教學(xué)具有了針對(duì)性。 （二）情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。 由糧食短缺問題導(dǎo)入，讓同學(xué)們思考光合作用的意義，如何提高光合作用效率，以及衡量光合作用的指標(biāo)是什么？ 教師：這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)光合作用的原理。我們來看本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)。多媒體展示學(xué)習(xí)目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)重難點(diǎn)。 （三）合作探究、精講點(diǎn)撥。 光合作用的過程 1.光合作用反應(yīng)式 人們常常根據(jù)反應(yīng)過程是否需要光這個(gè)條件，將光合作用全過程分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)大的階段。 電腦演示類囊體上光反應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化過程，引導(dǎo)學(xué)生觀察，并組織小組討論： (1)光反應(yīng)階段 1、光反應(yīng)的部位在何處？ 2、光反應(yīng)的條件是什么？ 3、色素吸收的光能有哪兩個(gè)方面的用途？ 4、光反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化是怎樣？ 試用反應(yīng)式寫出物質(zhì)變化。 5、光反應(yīng)中產(chǎn)生的[H]和ATP到哪里去了？ 【學(xué)生】 ①發(fā)生部位:葉綠體片層結(jié)構(gòu)薄膜上 ②反應(yīng)條件:光、水色素分子、酶 ③水的光解和ATP的形成 ④物質(zhì)變化 水的光解: ATP形成: 能量轉(zhuǎn)變: ⑤[H]和ATP用于暗反應(yīng) 【教師】暗反應(yīng)又如何進(jìn)行的呢？ 演示葉綠體基質(zhì)中暗反應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化過程，引導(dǎo)學(xué)生觀察，并組織小組討論： （2）暗反應(yīng)階段 1、暗反應(yīng)的場(chǎng)所在何處？ 2、暗反應(yīng)的條件是什么？是否一定不能有光? 3、CO2發(fā)生了哪些變化？ 4、暗反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化是怎樣？ 試用反應(yīng)式寫出物質(zhì)變化。 【學(xué)生】 ①發(fā)生部位:葉綠體基質(zhì)中 ②反應(yīng)條件: ，不需要光 ③CO2被固定和還原 ④物質(zhì)變化 CO2固定: ； C3化合物還原: 。 能量轉(zhuǎn)變:ATP中活躍化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定化學(xué)能。 【教師】光反應(yīng)與暗反應(yīng)并非是兩個(gè)完全獨(dú)立的過程而它們之間有聯(lián)系嗎? 引導(dǎo)學(xué)生列表比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系。 【學(xué)生】 展示光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段比較表格 光反應(yīng)與暗反應(yīng)的相互影響 【教師】光反應(yīng)與暗反應(yīng)會(huì)相互影響嗎？ 【學(xué)生】會(huì) 【教師】那么它們是如何影響的呢？假如將正常進(jìn)行光合作用的某植物置于黑暗條件下，即停止光照，但二氧化碳持續(xù)供應(yīng)，它的暗反應(yīng)將如何變化呢？ 講解：當(dāng)光停后，光反應(yīng)就停止了，作為暗反應(yīng)的原料[H]和ATP也停止供應(yīng)了，而暗反應(yīng)中的二氧化碳固定形成三碳化合物繼續(xù)進(jìn)行，三碳化合物的還原將因?yàn)閇H]和ATP的停止供應(yīng)而停止了，即C3的含量上升，而C5的含量下降。 提問：如果現(xiàn)在換成光照繼續(xù)，而二氧化碳的供應(yīng)停止，光反應(yīng)如何變化呢?C5和C3的含量又會(huì)如何變化呢？ 【學(xué)生】思考、討論、回答。 講解：光照持續(xù)，光反應(yīng)正常進(jìn)行，二氧化碳停止，暗反應(yīng)中二氧化碳固定形成C3反應(yīng)停止，葉綠體中積累了一定量的C3，C3的還原繼續(xù)進(jìn)行，所以C3含量下降而C5的含量上升。 （四）反思總結(jié)，當(dāng)堂檢測(cè)。 教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容，并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。 設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的反饋糾正。 （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。 我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了光合作用的全部?jī)?nèi)容，在下一節(jié)課我們一起來復(fù)習(xí)光合作用。這節(jié)課后大家可以先完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。 設(shè)計(jì)意圖：布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè)，并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。 板書設(shè)計(jì) （一）光合作用的概念 （二）光合作用的過程 光 能 （CH2O）+ O2 CO2 + H2O 葉 綠 體 （三）光合作用的生理過程 光反應(yīng)：水的光解、形成ATP 暗反應(yīng)：CO2的固定、C3的還原 （四）光合作用原理的應(yīng)用 (五)化能合成作用 教學(xué)反思 本課內(nèi)容抽象，通過多媒體課件的展示，分組觀察討論，學(xué)生的積極性主動(dòng)性提高，也提高了學(xué)生全面理解獲取知識(shí)的能力。提取問題布置相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生互相合作共同完成學(xué)習(xí)任務(wù)的過程中驅(qū)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，驅(qū)動(dòng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的積極性并找到解決問題的方法和途徑。學(xué)生真正成為了學(xué)習(xí)的主體，培養(yǎng)和提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。 多媒體教學(xué)手段使課堂容量加大，教學(xué)進(jìn)度加快，課堂效率提高，加深了學(xué)生的理解和體會(huì)。 課堂容量較大，學(xué)生掌握的深度和廣度有一定的差異，應(yīng)調(diào)整教學(xué)策略，保證教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成度。如：光合作用的過程的學(xué)習(xí)，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生把光合作用過程中發(fā)生的反應(yīng)，標(biāo)明在葉綠體結(jié)構(gòu)的各個(gè)場(chǎng)所上，這樣更容易理解光合作用過程中的本質(zhì)聯(lián)系，達(dá)到對(duì)知識(shí)的整合和貫通。