2019-2020年高中生物 第四节能量之源 光合作用教案 新人教版必修1

2019-2020年高中生物第四节能量之源光合作用教案新人教版必修1教学目的：光合作用的发现过程（知道）叶绿体中色素的种类和作用（理解）教学重点：叶绿体中色素的种类和作用教学难点：光合作用发现过程的几个著名实验的设计思想教学媒体：各个实验过程的投影片、叶绿体结构的投影片、色素吸收光谱的投影片教学方法：讲述法与科学探索活动相结合教学过程：教师活动教学过程学生活动引言出示问题板书提问板书通过初中生物课的学习，我们已经知道，植物的每一片绿叶就好像是一个“绿色工厂”源源不断地生产有机物，绿色在植物生产有机物的过程是通过什么生理过程完成的呢？第三节：光合作用什么是光合作用呢？（答：略）那么，如果我们将绿叶比喻为绿色工厂，其中的厂房、动力、原料和产物各是什么？（答：叶绿体，光能，二氧化碳和水，有机物和氧。我们可以将光合作用的生理过程总结成这样一个化学反应式光能佗+钛。（理0）+。2这个生理过程到底是怎体的呢？这就是今天我们所要学习的内容。首先我们来了解一下科学家们是怎样发现光合作用这一生理过程的。一、光合作用的发现这要追溯到很久以前。过去，人们一直以为，种子之所以能够长成参天大树，完全依靠于土壤。1648年，一位比利时的科学家海尔蒙特对此产生了怀疑，于是他设计了这样一个实验：他把一棵重2.5kg的柳树苗栽种到一个木桶里，木桶里盛有事先称过重量的土壤。以后，他每天只用纯净的雨水浇灌树苗。为防止灰尘落入，他专门制作了桶盖。五年以后，柳树增重80多千克，而土壤却只减少了100g，海尔蒙特为此提出了建造植物体的原料是水分这一观点，但是当时他却没有考虑到空气的作用。是谁首先想到植物的生长与空气的作用有关的呢？是一位英国科学家普利斯特利。（学生阅读“普利斯特利”后回答：蜡烛燃烧和小白鼠呼吸需要的是什么气体呢？实验说明了什么问题？（答：绿色植物在光照下吸收了二氧化碳，产生了氧气。思考、回答自学、思考、回答自学、思考、回答自学、思考、回答教师活动教学过程学生活动提问提问提问板书由于当时科学发展水平的限制，普利斯特利只联想到植物可以更新空，但不知道是空气的成分，也没有认识到光在其中的关键作用。后来，又经过许多科学家的实验，才逐渐发现了光和作用的场所、条件、原料和产物。下面我们再来介绍其中几个著名的实验。同学们注意这些实验的设计思想。学生阅读“绿叶在光下制造淀粉的实验”后回答：1.为什么对天竺葵先进行暗处理？2.为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？3.这个实验的说明什么问题？（答：1.将叶片内原有的淀粉运走耗尽。2.进行对照。3.证明绿叶在光下制造了淀粉。）学生阅读“德国科学家恩吉尔曼实验”后回答1好氧细菌集中于叶绿体所有受光部位的周围，这说明了什么问题呢？2.为什么选用水绵做实验材料？3.为什么选用黑暗并且没有空气的环境？4.为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下？（答：1.氧是叶绿体释放出来的，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所2.选用水绵作为实验材料，是因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体，而且螺旋分布于细胞中，便于进行观察和分析研究。3.先选用黑暗并且没有空气的环境，是为了排除实验前环境中光线和氧的影响，确保实验的准确性。4.先选极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而证明了实验结果完全是光照引起的，并且氧是由叶绿体释放出来的。）随着科技手段的进步，人们对光合作用的认识也越来越深刻，到20世纪30年代，随着物理学和化学的发展，一些先进的科学技术手段被广泛采用，如用同位素标记法来研究光合作用的问题，这使人们对光合作用的认识更深入了一步。那么，什么是同位素标记法？请同学们阅读课本中的小资料。20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门，利用同位素标记去成功地进行了另一个光合作用的实验。（用幻灯演示。）这个实验目的是为了弄清楚在光合作用中产生的氧到底是来自水还是二氧化碳？同学们考虑一下，应标记哪一种元素？如何设计这个实验呢？（引导学生讨论，与学生共同完成实验设计，同时演示幻灯片：用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2，使它分别思考、回答自学、思考、回答自学、思考、回答自学、思考、回答教师活动教学过程学生活动成为H218O和C18O2，然后进行两组光合作用的实验：第一组向绿色植物提供H218O和CO2；第二组向同种绿色植物提供H2O和C18O2。在相同的条件下，对两组光合作用实验释放出的氧进学生阅读出示问题行分析，结果表明，第一组释放的氧全部是1802,第二组释效板书的氧全部是02。）提问这个实验证明了光合作用中释放的氧全部来自水。由此可以看到。几代科学豕历经二百多年，才对光合作用的生理自学、思过程有了比较清楚的认识。可见，科学的发展道路是很艰难，这考、回答提问里不仅包含着科学家们的艰辛劳动与智慧，还与社会科学技术的进步与发展密切相关。前面我们已经了解了光合作用的发现过程，那么，在绿叶这个“绿自学、思色工厂”中，光合作用这一生理过程，到底是怎样进行的呢？在考、回答提问学习这个问题以前，我们还是先来认识一下它的“厂房”一一叶绿体。我们已经学习过叶绿体的有关知识，同学们回忆一下，叶绿体存在于植物的哪一个部位？它有什么功能？叶绿体的结构是怎样的？电子显微镜下观察叶绿体的超薄切片，看到的叶绿体的基粒，是不是一个单纯的圆柱体呢？（不是，是由一层一层的结构重叠而成的。）讲述：很好，这个圆柱体是由一个个囊状的结构垛叠而成的。（取出一硬币。）假如这就是一个由膜围成的囊状结构；将其一个个垛叠起来，就形成了一个圆柱体，也就是一个基粒。叶绿体内含有的几个到几十个基粒扩大了叶绿体内的膜面积，这有什么作用呢？（答：有利于光合作用的一系列化学反应的进行。）为什么春夏两季植物的叶子翠绿醉人，而深秋树叶则金黄斑斓思考、回呢？叶绿体中的色素分为两大类：叶绿素和类胡萝卜素。叶绿素答又分为两类：叶绿素a,呈蓝绿色；叶绿素b,呈黄绿色。类胡萝卜素也分为两类：胡萝卜素，呈橙黄色；叶黄素，呈黄色。由于叶绿素含量约占总量的四分之三，而类胡萝卜素仅占四分之一，所以通常植物的叶子总是翠绿醉人的。这是由于叶绿素掩盖了类胡萝卜素颜色的缘故。但是，叶绿素很容易被破坏。秋天叶绿素会因为“忍受”不了气温下降等因素的影响而分解消失；胡萝卜素和叶黄素则比较稳定，终于在没有叶绿素干扰时“重见天日”。（教师在这里可简要介绍黄栌、枫树“霜叶红于二月花”的原因，指出是由于叶绿素分解时，叶中的糖分转变成红色的花青素造成的。）教师活动教学过程学生活动囊状结构上存在的这些色素有什么作用呢？可以吸收、传递思考、回和转化光能。冋学们观察哪些波长的光吸收量大，哪些波长的光答出示问题吸收量取少？板书（答：主要吸收红橙光和蓝紫光，而对绿光吸收量最少。）学生阅读提问色素吸收的光，都能用于光合作用。由于色素对绿光的吸收量最少，绿光会被反射出来，所以叶绿体才呈现出绿色。色素能够吸收光能，还能传递和转化光能。根据结构与功能的统一，光合作用中与光有关反应会发生在什么部位？为什么？自学、思提问细胞内的任何化学反应都需要酶来催化。科学家发现在囊状结构薄膜上不仅分布有色素，还分布有大量的酶。同时在叶绿体内的基质中也分布有多种酶。那么，光合作用是否只在囊状结构考、回答提问的薄膜上进行呢？自学、思考、回答（答：不是，根据还有一些酶分布在基质中这一结论，冃定光合作用还可以在与光无关的部分即基质中进行。）讲述很好，通过以上学习我们可以看到，叶绿体这个厂房，不仅为光合作用的进行在结构方面做好了准备，同时也为光合作用的提问进行做好了物质上的准备。当我们了解这一切时，不得不赞叹大自然的神奇！今天这节课里，我们首先介绍了光合作用的发现历程。对于这部分内容，同学们不要只记住结论，更重要的是理解科学家们讲述的设计思想。同时，同学们应该从结构与功能相统一的观点出发，掌握第二个大问题叶绿体和其中的色素。巩固练习：教材中的复习题提问评讲课堂作业：课课练P39评讲思考、回课堂检测：15分钟P11、12评讲答2019-2020年高中生物第四节能量之源光合作用教案1新人教版必修1光合作用与当今世界面临的粮食问题、环境问题等关系十分密切；光合作用总的反应方程式的确立历经了科学家们293年的艰辛探索，渗透着科学思维和科学方法；光合作用整个生理过程复杂而抽象，它包含发生在叶绿体中的一系列的化学反应，蕴含着物质转变、能量转化，涉及到较复杂的概念、原理、规律。因此，一般的教学媒体、方法，难以使绝大部分学生准确、全面、高效地掌握知识、发展能力和培养情感，我们借助CAI、优化教学过程（含教学目的、教学内容、教学方法及教学模式等要素的优化组合），充分激活学生较高层次的思维，引导学生主动地学、合作地学，以提高学生的生物科学素质。1、教学目标知识目标：123智能目标：12确定教学目标了解光合作用的结构和物质基础；理解光合作用的反应方程式、概念、过程、意义；掌握光合作用的过程、图解和实质及在实际中的应用。自学研究史，了解科学家的科学思维和科学方法；通过试验（含设计）及相关科学方法的学习，培养初步的研究能力和运用相关学科知识解决生物学问题的能力；3. 运用原理分析影响光合作用的因素，加强理论联系实际的能力思想教育目标：1.通过研究史的学习及实验设计与实施，培养科学态度及创新、合作等科学精神；2. 借助光合作用的物质和结构及动态变化全过程的分析，认识普遍联系、运动变化、内因与外因等辨证唯物主义观点和结构与功能相统的观点；3. 借助光合作用意义分析，渗透生物学进化观点、生态学观点、生命科学价值观等的教育。2、教学重点1）理解光合作用的反应式和概念2）掌握光合作用连续的全过程图解和实质、构建植物代谢知识结构体系3）掌握生命科学研究的一些基本方法，着力培养初步的研究和创造能力4）分析光合作用的意义和影响因素，深刻理解生命科学的价值3、教学难点（1）科学实验方法的教育2）完整知识结构的构造2）光合作用在生产实际中的应用4、教学方法学生自主型与师生共同探究型相结合（含自学、实验、谈话、讨论、讲授等）5、教学手段：（1）CAI：臭氧层是怎样形成的？怎样减缓温室效应? 设计实验，证明进行光合作用的场所是叶绿体 设计实验，探索叶绿体中色素接受何种波长的光 动画演示光反应过程、暗反应过程设计实验，证明光合作用过程中产生了氧设计实验，证明光合作用过程中产生的氧来自于水设计实验，光合作用过程中需要原料二氧化碳设计实验，探索光合作用过程中碳的循环途径 光合作用在世纪之交的研究动向（2）分组实验：色素的提取和分离6、课型：新授课7、课时：2课时二、教学方案与教学策略设计依据教学设计的实施模式（见下图），在明确了教学目标的前提下，设计光合作用一课的教教学组织习实施与管理学方案。1、教学内容设计在注重学科知识完备性、整体性、动态性、多维性、开放性的前提下，将其分成：（1）进行光合作用的结构和物质基础（叶绿体和叶绿体色素）；（2）光合作用具体过程及其连续性；（3）光合作用的实质和意义；（4）与生产实际的联系，引入研究史，探索性实验设计。重构教学内容，进一步体现系统性、层次性、生命性、逻辑性。2、教学媒体的设计光合作用一课教学媒体选择计算机，设计一套人机交互型的CAI课件，力求直观、动态地描述微观世界中的生化反应，辅助学生完成“模拟实验”，且每个知识点和能力目标落实的途径（形成性测试等）均在桌面有一个按钮，学生可以实时与计算机互换信息，使学生主动参与性增强、兴趣提高。3、教学方法的设计 “探索性实验”采用发现式教学法提出问题一T引导探究、提出假设一T分析、论证、检验一T总结并教学最优化迁移 “光合作用具体过程”采用自学与讨论相结合的教学法自学一T观看CAI动画演示一T伴CAI讨论一T学生总结 “光反应和暗反应的区别和联系”采用CAI个别化教学法4、认知模式设计实验/观察（叶绿体、叶绿体色素）一TCAI演示光合作用过程一T理论（概念）一9实践（在生产实际中的应用）宏观（叶）一9微观（叶绿体、光合作用）一9宏观（应用）5、智能培训设计分析温室效应，臭氧层的形成，引导学生关注社会；动手实验，叶绿体色素的提取和分离；提出问题；设计实验、预测结果、分析归纳，综合培养了观察、实验、思维等能力。在此基础上，设计课堂教学结构，完成教学流程图的设计。讨论：臭氧层是如何形成的如何减缓温室效应设;合计设验证乍讨论场所产物氧来自于反应物水取和分师生活动）碳原子的的色移途行光乍用演示学生叶绿体光谱讨论：影响因素、在生产实际中的措施讨论：光合作用连续过程简图，总结光合乍用总反应式及实质教师引导：光合作用在世纪之交的研究动向讨论：光合作用对生物界、自然界等的意义学生活动说明:讨论光反应和暗反应的和区别师生共同进行逻辑判断三、教学流程图的设计*四、教学后记1、“光合作用”教学设计体现了生物是一门以实验为基础的自然科学，强化“提出目标T提供可供选择的实验材料一T学生设计实验一T实验结果分析一T结论”的训练：培养学生善于发现问题，并选择合适的方法解决问题的技巧；注重相关学科间的知识联系；亲自体验科学思维方式、态度；提高了学生的研究能力、创新能力。2、教学设计中“学生自学一T学生观察CAI演示的光合作用过程一T伴CAI学生分步讨论具体过程一T伴CAI、学生对比光、暗反应的区别与联系一T总结”，学生在认知过程中辅之以CAI宏观地再现叶绿体的亚显微结构，动静结合地描述全过程，学生对知识掌握准确、记忆清晰、理解深刻、分析透彻。3、整个教学过程实现了五个转变：教师角色的转变：讲授者一T指导者学生地位的转变：被动的接受者一T主动参与的学习主体媒体作用的转变：演示工具一T学生的认知工具教学过程的转变：设疑、分析、讲授一T学生发现、探索、构建知识、培养能力教学模式的转变：教师讲授式一T自主型与探究型的结合这五大转变努力让学生参与概念和原理的建立过程、生物知识结构的构建过程及生物问题的解决过程，充分体现了过程性、主体性、发展性的教学思想。