光合作用的原理和应用教学设计普通高中生物课程标准必修 1分子与细胞(人教版)(第一课时)光合作用的原理和应用教学设计教材分析1学情分析2教学目标3教学重点与难点4练习设计7板书设计8教学过程6教法学法及媒体选择5本节课为普通高中生物课程标准(人教版)必修1 分子与细胞中第5章第4节能量之源光与光 合作用的内容。光合作用知识在教材中占有重要地 位，是整个高中阶段的重点，也是高考必考的知识点 。通过本课的学习能为以后深入学习实验设计的方法 、步骤和解题思路打下基础，也为讲述光合作用的原 理做好知识铺垫。因此，这部分内容的教学不容忽视 。在本节课的教学中，我以“光合作用的探究历程 中出现的问题以及解决的方法”为主线，与学生一起 探究光合作用发现历程中的经典实验，弄清光合作用 的探究历程，总结出光合作用的原料、产物、场所和 条件，最终归纳出光合作用的的概念和反应式。一教材分析：我所任教班级的学生在全年级处于中等水平，由于 考试体制的因素，他们初中时对生物的学习比较欠缺， 对光合作用的了解基本上是一片空白，很有必要系统地 学习对光合作用的探究历程，了解有关光合作用的经典 实验。该部分内容较为抽象，高一学生的逻辑思维能力 比较有限，可通过情景动画、相片、活动提高学生的感 性认识；他们的自主学习能力也相对较弱，可通过本节 内容的教学培养他们分析资料和归纳总结的能力。通过对“细胞学说的建立过程”、“对生物膜结构 的探索历程”和“关于酶本质的探索”教学，学生对科 学史的学习有了一定基础，通过对“降低化学反应活化 能的酶”教学，学生对实验设计有了一定了解。我班学 生对生物学、生物学实验有着极大的兴趣，能积极主动 地学习。这些都有利于教学目标的达成。二学情分析：知识目标：说明光合作用以及对它的认识过程 能力目标：通过对这些经典实验的分析，让学生领悟实验 设计的方法、步骤和解题思路，分析资料和归纳总结 的能力得到提升。 情感、态度和价值观目标：通过光合作用的探究历程，体验到科学发展的 艰辛，感悟科学家崇高的精神境界、实事求是的科学 态度，认识到科学研究方法的重要，同时能认识到科 学是在不断的观察、实验和探索中前进的。三教学目标：1教学重点 （1）光合作用的探究历程 （2）光合作用的概念和反应式 2教学难点真正领悟实验设计应遵循的原则和方法，并 很好地运用到设计实验中。四教学重点与难点：1教法及媒体选择根据新课程理念，针对本节内容，我主 要采取探究式、启发式教学与多媒体辅助教学 相结合的方法。通过设问、展示资料和活动启 发学生思考分析，使学生积极主动地参与教学 过程中。 2学法通过组织学生观察、自学、讨论，使他 们能用观察法、分析法、比较推理法得出结论 ， 培养他们分析资料和归纳总结的能力，领 悟实验设计的方法、步骤和解题思路。五教法学法及媒体选择：【展示图片】【设疑】为什么说“光合作用是阳光下最大的魔术”呢？ 【展示数据】六教学过程：（一）导入新课阳光下最大的魔术地球表面上的绿色植物每年通过光合作用大 约制造4400亿吨有机物； 地球表面上的绿色植物每年通过光合作用储 存的能量约为7111018kJ，这个数字大约相当 于24万个三门峡水电站所发出的电力，相当于人 类在工业生产、日常生活和食物营养上所需要的 能量的100倍。【设问导入新课】光合作用是怎样被人们发现的呢？今天， 我们就一起重温科学家们对光合作用的探究历程。【板书】光合作用的探究历程（二）新课教学：光合作用的探究历程 【设问过渡】植物都会长大，所需营养物质来自哪里？ 我们来看一下比利时医生海尔蒙特的实验五年后结论：植物增重主要来自水分； 而不是来自土壤。1.1642年海尔蒙特的实验柳树增重 74.47Kg，土壤减少0.06Kg 【展示介绍】海尔蒙特在实验设计中，考虑到土壤要已知“ 干重”、要“加桶盖”，只用“纯净的雨水”，有何 意义？柳树真的只需要水就能长大吗？海尔蒙特忽视 了哪些因素？ 【提问】【师生共同归纳】排除无关变量对实验结果 的影响。【师生共同归纳】忽视了植物会从空气中吸 收二氧化碳。2.普利斯特利、英格豪斯和拉瓦锡的 实验【展示阅读题纲】 1.阅读内容：教材P101第2、3自然段及图5-12 2.思考问题： 普利斯特利的实验步骤、结果、结论 英格豪斯的新发现【过渡】那么科学家们是怎样发现植物会从空 气中吸收二氧化碳的呢？我们一起来重温普利斯 特利、英格豪斯和拉瓦锡三位科学家的实验吧！【介绍】普利斯特利是英国化学家、英格豪斯 是荷兰生物学家和拉瓦锡是法国化学家。普利斯特利的实验英 格 豪 斯 的 实 验B组A组 光照光照黑暗【请学生回答以上问题，归纳总结并展示】 结论：植物可 以更新空气结论：只有在 光照下绿叶才 可以更新空气【提问】普利 斯特利的实验 有什么不足之 处？【归纳总结学生的答案】该实验缺少空白对 照，还应设置在黑暗中进行的四组实验明确：绿叶在光下吸收CO2 ，释放O2。【讲述】植物究竟几怎样更新空气的 呢？随着化学的发展，1785年法国化 学家拉瓦锡发现了空气的组成【讲述】在光合作用过程中，植物还会吸收 光能，1845年，德国科学家梅耶推测:植物光 合作用时，把光能转化成化学能储存起来。【设问过渡】光能究竟贮存在什么物质中呢 ？我们来重温德国科学家萨克斯的实验吧！ 黑暗处理一半遮光，一半暴光一段时间后，酒精脱色碘液染色碘液【课前指导学生学习萨克斯实验的步骤】 .1864年萨克斯的实验【活动】课前将学生分组，指定组长负责完成 实验。 【展示】选择完成较好的予以展示表扬。选择完成不理想的分析失败的原因。【分组讨论】 （1）为什么要将植株放在暗处几小时？ （2）本实验是否设置了对照？ （3）实验中自变量和因变量分别是什么？ （4）为什么要用酒精脱色？ （5）为什么最后叶片一半变成蓝色一半不变蓝色？ （6）该实验的结论是什么？【归纳】结合以上实验结论，归纳出光合作用的原 料和产物，并同步板书：【请学生回答以上问题，归纳总结并展示】【学生回答，并展示结论】氧是由叶绿体释放出来的叶绿体是光合作用的场所【提问】光合作用的场所在哪里？请同 学们回顾上节恩格曼实验，该实验得出 了什么结论？ 【请同学们完善光合作用的反应式】【归纳板书】.1939年鲁宾和卡门的实验(美国)【展示阅读题纲】 .阅读内容：教材P102第3自然段以及“ 同位素标记法” .思考归纳：鲁宾和卡门的实验的方法 、过程和结论【提问过渡】利用反应式提出问题：产 物氧气中的氧元素是来自反应物中的二 氧化碳还是水呢？我们来重温德国科学 家鲁宾和卡门的实验吧！ C18O2CO2H2OH218O光照下的 球藻悬液O218O2AB同位素18O标记H2O和CO2H2 18O和C18O2结论：光合作用释放的氧来自水【讲述讲述】同位素标记法同位素标记法【请学生回答以上问题，归纳总结并展示过程【请学生回答以上问题，归纳总结并展示过程 和结论】和结论】( CH2 O)14CO2141.碳碳的同位素的同位素 C 标记标记COCO2 214CO214CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳，这一途径 称为卡尔文循环。2.20世纪0年代,美国科学家卡尔文【提问过渡提问过渡】光合作用产生的有机物又是怎样光合作用产生的有机物又是怎样 合成的？合成的？【简介】卡尔文循环。【归纳板书】（三）光合作用的的概念【设问】（1）通过以上这些经典实验，请归纳光 合作用的原料、产物、条件分别是什么？场所在 哪里？（2）什么是光合作用？ 【展示】海尔蒙特实验结论：植物增重主要来自水分；而不是来自土壤。 普利斯特利、 英格豪斯和拉 瓦锡普利斯特利的结论：植物可以更新空气 英格豪斯实验结论：只有在光照下绿叶才可以更新空气 拉瓦锡的实验结论：绿叶在光下吸收CO2 ，释放O2 梅耶推测：植物光合作用时，把光能转化成化学能储存起来 萨克斯的实验结论：淀粉是光合作用的产物 恩格尔曼的结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作 用的场所 鲁宾卡门实验结论：光合作用释放的氧来自水 方法：同位素标记法 卡尔文循环结论：CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中的碳（二）光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能， 将CO2和H2O转化成储存着能量的有机物，并释放出O2的过程。 （三）光合作用的反应式（一）光合作用的探究历程总 结（四）课堂练习 【例1】为研究光对大豆生长的影响，某小组设计了如下实验： 在两只花盆里分别种相同数量的大豆苗，并进行如下处理：在这一实验设计中，有一处不正确，需要改正为（ ） A乙花盆放在光亮处 B甲花盆放在黑暗处C甲花盆的温度高于20 D乙花盆浇充足的水 【例2】用放射性同位素18O标记的CO2作为金鱼藻光合作用的原 料,一段时间后放射性18O将可能出现在下列哪些物质中( )1 C6H12O6 2 H2O 3 O2 4 其它有机物A.1 B.1 2 C.1 3 D.1 2 3 4花盆 光 温度 水 甲 光亮处 20 充足 乙 黑暗处 20 不足 1.教材P102：一.基础题：1、2、5、6 2.学习伙伴P64-65:学点一, P67:5 3.学习伙伴P125-126:4、12、16七练习设计：第4节 能量之源光与光合作用 二光合作用的原理和应用 （一）光合作用的探究历程 1海尔蒙特的实验 2普利斯特利、英格豪斯和拉瓦锡 3萨克斯的实验 4鲁宾、卡门的实验 5卡尔文循环 （二）概念 （三）反应式八板书设计：