教学目标
知识目标
1、探究光合作用的原料、产物、条件和场所,阐明光合作用的实质和意义;
2、举例说明光合作用原理在生产上的应用,解释有关的实际问题。
能力目标
1、通过查阅有关光合作用的发现过程的资料,培养学生查阅、整理资料的能力;
2、通过光合作用的一组探索性实验过程,使学生学会观察和记录植物生理实验现象的基本方法,初步明确从现象到本质的科学思维方式。
情感目标
1、通过光合作用一组实验的操作过程,培养学生实事求是的科学态度和一丝不苟的探究精神;
2、通过光合作用在生产上的应用的教学,使学生意识到生物科学的价值,增强其学习兴趣和主动性。
教学建议
教材分析
光合作用是绿色植物的一项非常重要的生理功能。因此,“有机物的制造——光合作用”这一节既是本章的重点,也是全书的重点。在初中生物教学中,光合作用的概念是学生学得的第一个复杂的概念,如何以概念和形成途径使学生掌握光合作用概念,是本节的教学重点。因此有必要让学生通过了解光合作用的发现过程来分析、讨论光合作用的原料、条件及产物,再以一组光合作用的探索实验加以检验。而光合作用的一组探索性实验能否成功,则是教学中突出重点和突破难点的关键。本节的教学安排为3课时,第1课时讲授光合作用的发现过程,第2课时光合作用的探索性实验,第3课时总结光合作用的概念、实质及意义。
教法建议
光合作用的发现过程,可以事先让学生以小组为单位进行资料的搜集和整理,带到课堂上来进行交流,通过概述某科学家的实验过程或结果,启发学生通过分析和思考得出相应的结论。光合作用的发现过程教学内容如下:
科学家
实验过程或结果
实验结论
海尔蒙特1648
木桶里栽柳5年,雨水浇灌,柳苗由2.3kg增重至76.8kg;90kg干土减重57g
柳的增重来自水
普利斯特利1771
钟罩里的小鼠窒息而死;将小鼠与植物同时放入密封的钟罩内,小鼠生活正常
植物能“净化”空气
英格豪斯1779
植物的绿色部分,只有在光下才能起到“净化”空气的作用
光的重要作用
谢尼伯1782
发现照光时绿色植物吸收CO2,释放O2
CO2是原料,O2是产物
索热尔1804
植物增重大于CO2吸收量减去O2释放量
水是原料
萨克斯1864
发现照光时叶绿体中的淀粉粒才会增大
有机物是产物
其教学目标有三:一是使学生领悟到光合作用的发现是许多科学家智慧的结晶和不懈努力的结果,因此要珍惜学习知识的机会;二是使学生领略科学家们发现问题和解决问题的科学思维方式,接受科学素质的启蒙教育;三是通过光合作用发现过程分析其原料、条件和产物,为下一步探究实验做准备。木桶内土壤的重量是90kg。此后,他只用纯净的雨水浇灌柳苗。为了防止灰尘落入,他专门制作了桶盖。5年过去了,柳苗渐渐地长大了。他再次称量柳苗和土壤的重量,结果使海尔蒙特大吃一惊:柳苗重量增加74.5kg,土壤重量仅减少了0.057kg!(配合投影图)同学们,根据海尔蒙特的实验,你能得出什么结论呢?
小组讨论发言,得出结论:柳苗生长所需要的物质,并不是由土壤直接转化的,水才是使植物增重的物质。(板书:海尔蒙特柳苗生长之迷说明柳苗的增重来自水)
提问:海尔蒙特的实验结论完全正确吗?从植物生活环境的角度分析植物生长需要的物质来源,还应该考虑什么因素?
讨论发言:可提到阳光、空气。看来,海尔蒙特的实验还是有很大的局限性的。那么,后来的科学家又是怎样做的呢?
1771年英国科学家普利斯特利在研究助燃空气时,做了一个新奇的实验。请几个同学分角色扮演蜡烛、小鼠、绿色植物和太阳,伴随着解说员的讲解表演普利斯特利的三个实验(配合投影图)。
分析讨论实验结果说明了什么问题,得出结论:植物能"净化"空气。(板书:普利斯特利钟罩内的实验说明植物能"净化"空气)
提问:当人们重复普利斯特利的实验时,有的获得成功,有的总是失败,甚至发现植物还会更严重地污染空气。为什么学者们会得到不同的实验结果呢?
讨论回答引出下一个实验:阅读材料"1779年荷兰科学家英格豪斯通过实验证明绿色植物只有在光下才能净化空气;他还发现,光照下的绿色植物能够释放气体,这种释放气体的能力在夕阳西下时降低,日落后则完全停止?quot;这说明什么问题?
学生回答:光的重要作用。(板书:英格豪斯绿色植物只有在光下才能起到"净化"空气的作用说明光的重要性)
提问:英格豪斯的实验结果说明光合作用的条件是什么?(光)
讲述:那么,在光照下绿色植物究竟释放什么气体?这种气体是否与植物净化空气的作用有关呢?后来,科学家们了解了空气的组成成分,明确了这种气体就是氧气。
阅读材料:"1782年瑞士牧师谢尼伯通过实验证明植物在光下放出氧气的同时,还要吸收空气中的二氧化碳。在此基础上,1804年瑞士学者索热尔对光合作用首次进行定量测定,发现在光合作用的过程中,植物的增重量大于二氧化碳吸收量减去氧的释放量。因此他指出绿色植物在光下同时还要消耗水,这也与海尔蒙特的结论相吻合。1864年德国科学家萨克斯做过这样的实验:把绿叶放在暗处数小时,消耗叶片中部分营养物质,然后把叶片的一部分暴露在光下,另一部分遮光。经过一段时间后,用碘蒸汽处理叶片,结果遮光的部分叶片无颜色变化,而照光的一部分叶片显示深蓝色。科学家们已经证实,只有淀粉遇碘呈现蓝色,淀粉燃烧时能够生成二氧化碳和水,因而它是一种有机物。萨克斯的实验使人们认识到,绿色植物在光下不仅能够释放氧气,而且能够合成淀粉等物质,供给植物生长发育等生命活动所用。1897年,人们首次把绿色植物的上述生理活动称为光合作用。这样,柳苗的生长之迷也终于被揭开了。"
提问:上述研究结果说明光合作用的原料和产物各是什么?
学生讨论后回答(板书:谢尼伯发现光照时绿色植物吸收二氧化碳,释放氧说明光合作用的原料是二氧化碳,产物是氧;索热尔植物增重量大于二氧化碳吸收量减去氧的释放量说明光合作用的原料还有水;萨克斯发现光照时叶绿体中的淀粉粒才会增大说明淀粉是光合作用的产物)
总结:光合作用的原料、条件、产物各是什么?这样一个生产加工的过程是在哪进行的呢?
学生明确:光合作用的原料是二氧化碳和水;条件是阳光;产物是淀粉和氧;场所是叶绿体。
板书设计:
第二节有机物的制造--光合作用
一、光合作用的发现
海尔蒙特柳苗生长之迷说明柳苗的增重来自水普利斯特利钟罩内的实验说明植物能"净化"空气英格豪斯绿色植物只有在光下才能起到"净化"空气的作用说明光的重要性谢尼伯发现光照时绿色植物吸收二氧化碳,释放氧说明光合作用的原料是二氧化碳,产物是氧;索热尔植物增重量大于二氧化碳