光合作用教學(xué)案例

1、學(xué)習(xí)好資料歡迎下載定向激趣、啟發(fā)思維的互動(dòng)式教學(xué)模式光合作用教學(xué)案例一、教材內(nèi)容分析光合作用發(fā)現(xiàn)過程的一系列實(shí)驗(yàn)，在生物學(xué)發(fā)展史上堪稱經(jīng)典。大膽的推測、巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和嚴(yán)密 的邏輯推理，無不閃耀著科學(xué)家的智慧之光，并且貫穿于其中的科學(xué)思維與研究方法，可啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行探 究式學(xué)習(xí)。在以往的教材中，光合作用的發(fā)現(xiàn)史一般放在閱讀材料部分。教師在課堂教學(xué)中至多附帶一點(diǎn) 簡單介紹，甚至略去。然而，隨著此次新課改的實(shí)施，這段內(nèi)容的教學(xué)功能受到了越來越多的重視。本課通過讓學(xué)生模擬科學(xué)家的思維方式，重視生物學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，掌握光合作用的過程及本質(zhì)。二、教學(xué)目標(biāo)1 .知識(shí)目標(biāo)：(1)通過研究經(jīng)典實(shí)驗(yàn)大致認(rèn)識(shí)人類探索光

2、合作用的歷程；了解經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的方法和結(jié)論。(2)概述光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)的基本過程和相互關(guān)系。2 .能力目標(biāo)：(1)體驗(yàn)前人設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的技能和思維方式；經(jīng)歷科學(xué)探究的一般過程；(2)讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)提取、分離葉綠體中色素的方法和技能；(3)通過引導(dǎo)學(xué)生分析光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程，概括物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生分析概括能力。3 .情感、態(tài)度和價(jià)值觀目標(biāo)：學(xué)習(xí)光合作用的過程中，滲透物質(zhì)與能量，光反應(yīng)與暗反應(yīng)間的辨證關(guān)系，樹立辨證觀點(diǎn)。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：光合作用的過程教學(xué)難點(diǎn)：光合作用中的物質(zhì)和能量變化四、學(xué)情分析1 .光合作用過程是本課題的核心內(nèi)容學(xué)生只有認(rèn)識(shí)了光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過

3、程，才能理解從光能、ATP分子中活躍的化學(xué)能到糖類等有機(jī)物分子中的穩(wěn)定的化學(xué)能這一能量轉(zhuǎn)移過程，掌握光合作用的能量和物質(zhì)變化的本質(zhì)，使學(xué)生對(duì) 光合作用的認(rèn)識(shí)水平，在初中的基礎(chǔ)上前進(jìn)一步。2 .學(xué)生只有知道光合過程的各個(gè)環(huán)節(jié)，才能理解內(nèi)外因素對(duì)光合作用的影響，才能進(jìn)一步研究如何提高光合效率的途徑，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的技術(shù)。因此，學(xué)習(xí)光合作用的過程，是深入聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)際的理論基礎(chǔ)。3 .從生物界看，光合作用是最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。光合作用制造的有機(jī)物，不僅供綠色植物 本身利用，也是地球上絕大多數(shù)生物體中有機(jī)物的來源，是生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者。這些，是學(xué)生學(xué)習(xí)呼吸 作用、生態(tài)系統(tǒng)等內(nèi)容的基礎(chǔ)。五、課前準(zhǔn)備

4、1 .資料準(zhǔn)備：利用初中教材和高中教材等參考資料，通過因特網(wǎng)搜集一些關(guān)于光合作用的發(fā)現(xiàn)(經(jīng)典實(shí)驗(yàn))解讀材 料，經(jīng)編輯后印發(fā)給學(xué)生，并要求學(xué)生結(jié)合教材進(jìn)行預(yù)習(xí)。色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)結(jié)果(菠菜色素提取濾紙條)2 .媒體準(zhǔn)備：本課使用的媒體主要為電腦，即需要制作好課件。六、教學(xué)理念和方法1 .教學(xué)理念互動(dòng)教學(xué)模式認(rèn)為，有意義的學(xué)習(xí)是在與他人的互動(dòng)中產(chǎn)生的，學(xué)生原有的知識(shí)結(jié)構(gòu)是影響他們新的學(xué)習(xí)的重要因素。教師的重要任務(wù)是給學(xué)生提供一個(gè)適宜的環(huán)境(即創(chuàng)設(shè)情景)，由學(xué)生自己來發(fā)現(xiàn)和體驗(yàn)，并通過檢驗(yàn)，將他們與他人相沖突的思想進(jìn)行對(duì)比(也就是互動(dòng)教學(xué))的過程來構(gòu)建起自己的知識(shí)體 系，在構(gòu)造新的認(rèn)識(shí)中最終做出自

5、己的判斷?；?dòng)教學(xué)模式一般包括 5個(gè)環(huán)節(jié)：“定向激趣”、“啟發(fā)思維”、“調(diào)整思維”、“形成思維”和“應(yīng)用思維”。2 .教學(xué)方法：學(xué)習(xí)好資料歡迎下載講授法、演示法、討論法七、教學(xué)過程（一）定向激趣，引入課題第一步：教師用多媒體播放一段短片（動(dòng)物要以食物來維持生命；一棵小樹長成參天大樹其質(zhì)量增加幾百至幾千倍）他們的食物是什么呢？引導(dǎo)學(xué)生答出，植物通過光合作用生長。從而引入課題這就是本節(jié) 課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容（板書：光合作用）目的：通過短片的播放讓學(xué)生感受到人們的生產(chǎn)、生活離不開光合作用，體會(huì)光合作用的重要性， 引入課題。第二步（教師復(fù)習(xí)提問）：光合作用的場所在哪里？光合作用需要什么條件？產(chǎn)物是什么？并由

6、此歸 納出光合作用的概念。教師組織學(xué)生討論并得出結(jié)論：光合作用是指綠色植物通過葉綠體（場所），利用光能（條件），把二氧化碳和水（原料）轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的有機(jī)物（產(chǎn)物），并且釋放出氧氣的過程。（板書：光合作用的概念）目的：通過復(fù)習(xí)提問，鞏固原有知識(shí)，引入將要學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的正遷移，以達(dá)到推陳出新 的目的。（二）啟發(fā)思維第一步：教師鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)光合作用的概念，寫出反應(yīng)方程式：葉綠體6CO+12屋O> C 6H2。+6HaO+6OT （板書：光合作用反應(yīng)方程式）光能目的：教師根據(jù)學(xué)生的書寫情況，指出書寫時(shí)經(jīng)常出錯(cuò)的地方（學(xué)生常把葉綠體和光能忘寫），提醒學(xué)生今后注意。第二步（學(xué)生活動(dòng)）：

7、仔細(xì)觀察這個(gè)反應(yīng)方程式，用現(xiàn)有的知識(shí)進(jìn)行分析對(duì)比，教師引導(dǎo)他們提出一 些具有探索價(jià)值的問題：（1）肉眼看不見的情況下，科學(xué)家怎樣發(fā)現(xiàn)綠色植物吸收CO,釋放Q?（2）光合作用合成的有機(jī)物是不是一定是葡萄糖？（3）光合作用所釋放出來的 Q其氧原子是來自CO,還是HO?（4）在反應(yīng)物中有12HaO,生成物中也有 6Ho為什么不將兩者對(duì)消呢？（5）葉綠體為什么可以利用光能？（6） CO的性質(zhì)不活潑，為什么也能被還原成葡萄糖？（7）光合作用對(duì)于整個(gè)生物界甚至整個(gè)自然界有什么貢獻(xiàn)？目的：利用這些具有探索價(jià)值的問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為講新課作準(zhǔn)備。（三）共同探索，調(diào)整思維講授新課的過程，就是在教師的指導(dǎo)下

8、由學(xué)生自己來探索和建構(gòu)自己知識(shí)框架的過程。方法：在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以將自己的思想和他人的思想進(jìn)行對(duì)比。從中得到啟迪，并調(diào)整自 己的思維，形成正確的認(rèn)識(shí)。教師把復(fù)雜的問題分解成幾個(gè)小問題，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)，同時(shí)讓學(xué)生在潛 移默化中學(xué)會(huì)解決復(fù)雜問題。1 .光合作用的發(fā)現(xiàn)（板書）第一步：教師讓學(xué)生閱讀以下材料，分析并分別得出結(jié)論：（1） 17世紀(jì)初，布魯塞爾醫(yī)生 Van Helmont做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：將一株 2.3千克重的柳樹種在 90.8千克 的干土中，用雨水澆灌 5年，小柳樹長成 76.7千克，而土壤重量只比原來減少57克。他由此得出結(jié)論：植物是從水中取得生長所需的物質(zhì)的。這個(gè)結(jié)論全部正確嗎

9、？學(xué)生討論并得出結(jié)論：這個(gè)結(jié)論不全正確，植物生長還需要營養(yǎng)物質(zhì)。目的：通過討論不僅讓學(xué)生獲得了更全面、更準(zhǔn)確的知識(shí)，還提高了學(xué)生的語言表達(dá)能力、進(jìn)一步加 強(qiáng)了學(xué)生的合作意識(shí)。（2） 1772年，英國化學(xué)家普里斯特利（J.Priestley ）報(bào)道，在密閉器中蠟燭燃燒污染了空氣，并學(xué)習(xí)好資料 歡迎下載使其中的小鼠窒息，但若在密閉器中放入一枝薄荷，小鼠生命得到挽救。他的結(jié)論是植物能凈化空氣，但他所做的實(shí)驗(yàn)有時(shí)成功，有時(shí)失敗，試想一下可能的原因是什么？學(xué)生討論并推測：可能實(shí)驗(yàn)過程中沒考慮陽光的作用，致使薄荷產(chǎn)生的氧氣不足以提供給小鼠呼吸。提出假設(shè)，光合作用需要陽光。（3） 1779年，荷蘭醫(yī)生Jan

10、 Ingenhousz才確定植物凈化空氣是依賴于光的。（4） 1782年，日內(nèi)瓦牧師 J.Senebier證明，植物在光照時(shí)吸收CO,并放出 Q。（5） 1804年，N.T.de Saussure 發(fā)現(xiàn)，植物光合作用后增加的重量大于吸收CO和放出Q。（提問學(xué)生：增加的部分來自什么物質(zhì)？）學(xué)生討論并得出結(jié)論：水參與了光合作用。（6） 1864年，德國科學(xué)家薩克斯 J.von Sachs觀察到光照的葉綠體中有淀粉的積累，顯然這是由于 光合作用產(chǎn)生的葡萄糖合成的。（7） 1880年，德國植物生理學(xué)家恩吉爾曼教授利用水綿做了如下實(shí)驗(yàn)：他將水綿放在暗處，然后用 光束對(duì)水綿細(xì)胞的不同部位做點(diǎn)狀投射，發(fā)現(xiàn)水

11、中的好氧細(xì)菌明顯聚集在投射到葉綠體上的光點(diǎn)處。（提問學(xué)生：為什么會(huì)出現(xiàn)上述情況？）學(xué)生討論并得出結(jié)論：葉綠體是光合作用的場所，光合作用產(chǎn)生Q。（8）到20紀(jì)30年代，美國科學(xué)家魯賓和卡門做了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)。引導(dǎo)學(xué)生討論，與學(xué)生共同完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，同時(shí)演示幻燈片。用氧的同位素18O分別標(biāo)記H2O和CO,使它分別成為H218O和C18Q, 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CO;第二組向同種綠色植物提供H2O和C18Q。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，結(jié)果表明，第一組釋放的氧全部是 18Q,第二組釋放的氧全部是 Q。這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明：光合作用釋放出來的氧

12、氣全部來自水。教師總結(jié)：由此可以看出，幾代科學(xué)家歷經(jīng)二百多年，才對(duì)光合 作用的生理過程有了比較清楚的認(rèn)識(shí)?？梢姡茖W(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)。至此，人們對(duì)光合作用的認(rèn)識(shí)可用下式表示：葉綠體6CO+12Hbi8。> C6H12Q+6H2O+68q T（板書：反應(yīng)方程式）光能目的：通過讓學(xué)生模擬科學(xué)家的思維方式，重現(xiàn)生物學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)論，重視前后知識(shí)的聯(lián) 系。色索沖突嚷收光通酬蘿卜家（曜黃色、主要瞰收前"章光葉黃素£受色:2 .葉綠體中的色素（板書）第二步（學(xué)生活動(dòng)）：課前先讓學(xué)生以分組的形式

13、 做“葉綠體中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，并得到菠菜色 素提取濾紙條?？?*以:俄豆工就綠色.1，主要童收紅600 7闌遁長除外患，紫打.紅樸實(shí)驗(yàn)結(jié)果如右圖在學(xué)生觀察的基礎(chǔ)上，總結(jié)板書（如圖2-9）。教師點(diǎn)撥：在通常情況下，葉綠素的含量是類胡蘿 卜素的4倍，因此，在春夏季節(jié)我們所見到的葉子通常 是綠色。目的：通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和動(dòng)手能力。第三步（學(xué)生活動(dòng)）：閱讀以下材料1881年，恩吉爾曼教授又做了以下實(shí)驗(yàn)：他將一 種絲狀綠藻（剛毛藻）置于顯微鏡下，并用具有精細(xì)光 譜的光束照射絲狀綠藻，發(fā)現(xiàn)好氧細(xì)菌圍繞著藻絲照射學(xué)習(xí)好資料歡迎下載2所示。這說明葉綠體中的色素幾分鐘后，這些細(xì)菌都聚集在被紅光

14、和藍(lán)紫光所照射到的藻絲周圍，如圖 主要吸收紅光和藍(lán)紫光。學(xué)生討論并得出結(jié)論：葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光。目的：學(xué)生獲取知識(shí)的途徑不再局限于課本，充分利用身邊的信息資源不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、 有利于學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的進(jìn)行還拓展了學(xué)生的知識(shí)面，將課堂與生活聯(lián)系起來，使學(xué)習(xí)不再枯燥乏味。很多 學(xué)生還學(xué)會(huì)了質(zhì)疑，并有了學(xué)以至用的想法。這充分體現(xiàn)了探究式學(xué)習(xí)的特點(diǎn)。3 .光合作用的過程（板書）第四步（演示法）：先用多媒體展示葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生回顧已學(xué)過的葉綠體結(jié)構(gòu)的相關(guān)知 識(shí)，弄清光合作用有關(guān)的酶和色素的分布部位，并進(jìn)一步說明光反應(yīng)和暗反應(yīng)的部位，以達(dá)到溫故知新的 目的。教師講述：光合作

15、用按照是否需要光的參與，分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)。反應(yīng)方程式）（1）光反應(yīng)階段（板書）光反應(yīng)的過程，以教師講解為主，邊講解邊板圖。（圖210）水的光解（板書）讓學(xué)生回顧科學(xué)家魯賓和卡門所做的實(shí)驗(yàn)，并讓學(xué)生寫出反應(yīng)式：光2屋O -> 4 H+QT由此推導(dǎo)，要生成 6mol的Q,需要光解12moi的水，可見 生成物中的水是后來重新生成的，并且可將反應(yīng)式簡化。葉綠體CO+H2O> （CHQ +OT（板書:光能ATP的形成（板書）教師啟發(fā)：什么叫能量守恒定律？并從“能量既不能產(chǎn)生，也不能消失，只是從一種形式轉(zhuǎn)變成另一種形式”入手，引導(dǎo)學(xué)生探索，要把光能轉(zhuǎn)變成葡萄糖中穩(wěn)定的化學(xué)能，首先要把光能轉(zhuǎn)變

16、成ATP中活躍的化學(xué)能，留待暗反應(yīng)用。酶ADP+Pi+-能> ATP教師演示，學(xué)生總結(jié)：,場所：葉綠體的囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上 條件：色素、酶、光能水的光解：光2H2O -> 4 H+OT的形成：酶ADP+Pi+ 光能> ATPI本質(zhì)：光能轉(zhuǎn)化為 ATP中活躍的化學(xué)能目的：在演示過程中，學(xué)生自己歸納總結(jié)，整合規(guī)律，能對(duì)所學(xué)的知識(shí)透徹理解，印象深刻。這無疑CO圉2 il極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。（2）暗反應(yīng)（板書）教師講解：光反應(yīng)必須在有光的條件下才能進(jìn)行，它為暗反應(yīng)提 供了 H和ATP暗反應(yīng)不需要光，但要以光反應(yīng)為前提條件，并且 需要CO和酶等。從而引出暗反應(yīng)，達(dá)到承上啟下的作用。

17、第五步：暗反應(yīng)如圖 2-11所示，邊講解邊分析暗反應(yīng)階段的 的固定和CO的還原兩過程。學(xué)習(xí)好資料歡迎下載教師演示，學(xué)生總結(jié):f場所：葉綠體的基質(zhì)中條件：多種酶co 2 2的固定：酶暗反應(yīng)階段J過程I CO 2 + C 5> 2C 3CO 1 2的還原：ATPI 2C 3 +H> QH12Q (CH。+ C5 + H2O酶I本質(zhì)：ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能(3)光反應(yīng)與暗反應(yīng)的相互關(guān)系 教師啟發(fā)，學(xué)生歸納總結(jié)：區(qū)別項(xiàng)目光反應(yīng)暗反應(yīng)場所葉綠體的囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上葉綠體的基質(zhì)中條件色素、酶、光能多種酶本 質(zhì)光能轉(zhuǎn)化為ATP中活躍的化學(xué)能ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 有機(jī)物中

18、穩(wěn)定的化學(xué)能聯(lián) 系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供能量(ATP)和還原劑H暗反應(yīng)過程中產(chǎn)生的 ADP和Pi為光反應(yīng)合成 ATP提供(四)歸納總結(jié)，形成思維從上面的探討分析中，學(xué)生對(duì)光合作用的過程已有了一個(gè)基本的認(rèn)識(shí)，此時(shí)再加以歸納總結(jié)，可以幫助學(xué)生理順?biāo)季S，形成正確的認(rèn)識(shí)?？梢圆捎媒處焼枌W(xué)生答的形式，一步一步地將課本中光合作用過程的 圖解板書出來，并由此歸納出光合作用的實(shí)質(zhì)。板書設(shè)計(jì)第三節(jié)光和作用一、光合作用的概念葉綠體6CO+12Ho> C6H12Q+6HO+6OT光能1 .光合作用的發(fā)現(xiàn)2 .葉綠體中的色素二、光合作用的過程1 .光反應(yīng)2 .暗反應(yīng)3 .光反應(yīng)與暗反應(yīng)的相互關(guān)系最后再次歸納總結(jié)光合

19、作用的概念，并把它提升到一個(gè)理性認(rèn)識(shí)，并在此基礎(chǔ)上指出光合作用具用重要意義，為下節(jié)內(nèi)容的進(jìn)行做鋪墊。(五)學(xué)以致用，應(yīng)用思維學(xué)習(xí)的最終目的是為了應(yīng)用，適當(dāng)?shù)刈鲆恍┚毩?xí)，既可以檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度，又可以加深對(duì)課本知識(shí)的理解，也符合從實(shí)踐中來到實(shí)踐中去的認(rèn)識(shí)規(guī)律。八、鞏固練習(xí)(C )1.對(duì)光合作用產(chǎn)物中各元素的來源，敘述錯(cuò)誤的是A.產(chǎn)物HO中的氫，來自反應(yīng)物 HOB.產(chǎn)物HkO中的氧，來自反應(yīng)物 COC.產(chǎn)物GH2Q中的氧，來自反應(yīng)物 H2OD.產(chǎn)物Q,來自反應(yīng)物H2O(A )2.葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，濾紙條上四條色素帶的顏色從上到下依次是學(xué)習(xí)好資料歡迎下載A.橙黃色、黃色、藍(lán)

20、綠色、黃綠色B.黃綠色、藍(lán)綠色、黃色、橙黃色C.黃色、橙黃色、黃綠色、藍(lán)綠色D.橙黃色、黃色、黃綠色、藍(lán)紫色3.下圖是光合作用的圖解，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題:(1)D過程是在葉綠體的基粒的囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上進(jìn)行的。E過程是在葉綠體的基質(zhì) 中進(jìn)行的。(2)圖中C代表 二氧化碳的還原 的過程。(3)圖中代表的物質(zhì)中的氧來自于物質(zhì)二氧化碳。(4)寫出圖中一過程的反應(yīng)式是：ATP+ H20而斗Pi +能量 。(5)若將正常進(jìn)行光合作用的植物突然停止光照，但充分供給CO,則圖中代表的物質(zhì)含量將會(huì) 加，這是因?yàn)?光 反應(yīng)停止,不能提供一所必需的 回 和ATP,而圖中B代表 二氧化碳的固定 的過程仍在繼續(xù)進(jìn)行的緣故。九、教學(xué)反思通過這種互動(dòng)教學(xué)模式，不但使學(xué)生積極地參與到知識(shí)的生發(fā)過程中來，掌握課本的相關(guān)知識(shí)，而且拓寬了學(xué)生的視野、記憶牢固，也讓學(xué)生理解探索科學(xué)知識(shí)的一般過程，既培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考的創(chuàng)新精 神，同時(shí)又培養(yǎng)了學(xué)生相互幫助、協(xié)同配合的團(tuán)隊(duì)精神?？傊还茉谥R(shí)目標(biāo)的落實(shí)，還是在能力目標(biāo) 情感目標(biāo)的培養(yǎng)方面都取得比較好的教學(xué)效果。學(xué)習(xí)好資料歡迎下載附錄學(xué)生閱讀材料17世紀(jì)初，布魯塞爾醫(yī)生 Van Helmont做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：將一株 2.3千克重的柳樹種在 90.8千克的干 土中，用