内容正文:
第五章 绿色植物与生物圈中的碳氧平衡
第一节 光合作用吸收二氧化碳释放氧气
绿色植物的光合作用在生物圈的平衡和稳定中占有十分重要的地位,本课是学生掌握绿色植物光合作用及其应用的关键,能够帮助学生初步建立保护环境的意识,也为下一章学习《爱护植被,绿化祖国》打下一定的基础。本课不仅在教材的学习中起到了承上启下作用,而且在整个生物学的学习中也是至关重要的。
学生在学习了绿色植物是生物圈中有机物的制造者之后,已经了解植物是生产者的角色,具备这样的知识储备,再来学习光合作用吸收二氧化碳释放氧气这节,进一步补充认知结构。而且本课内容有四个小实验,合理利用实验提高学生的积极性。
生命观念
1.认同光合作用过程中物质和能量变化观。
2.认同光合作用是生态系统的基础。
科学思维
1.通过实验探究光合作用的条件和产物,理解光合作用的概念。
2.阐述光合作用概念、反应式、物质的来源和去路等。
探究实践
1.运用实验方法设计并完成探究活动“二氧化碳是光合作用必需的原料吗?”
2.学会设计验证光合作用的原料、产物、条件、场所等探究(验证)实验。
态度责任
举例说明光合作用原理在农业生产上的应用。
教学重点:光合作用的实质;光合作用在农业上的应用。
教学难点:光合作用需要的原料和产物。
教学课件、相关实验器材。
一、导入新课
教师导入:地球上的生物都要进行呼吸,而呼吸必须消耗氧,产生二氧化碳。尤其是现在随着工业的发展和能源的开发利用,大量燃料的燃烧也会消耗大量的氧,排出大量的二氧化碳。可我们为什么还没有感觉到缺氧呢?氧从何而来?二氧化碳去哪了?大自然是怎样调节氧和二氧化碳的平衡的?要想破解这个谜,还需要我们进一步了解植物的光合作用。
二、探究新知
探究一 光合作用利用二氧化碳作为原料
教师讲述:在科学发展的历史长河中,很多科学家都对植物的光合作用进行了研究。
1.课件展示海尔蒙特实验的过程,思考:
(1)实验前后柳树苗和土壤的重量发生了怎样的变化?海尔蒙特是怎样解释这种现象的?
(2)海尔蒙特所做的实验与植物的光合作用有什么联系呢?
(3)想一想,水是对实验产生作用的唯一因素吗?海尔蒙特是否忽略了什么?
学生阅读教材,了解海尔蒙特实验的过程,思考并回答问题。
2.课件展示普利斯特利实验的过程,思考:小白鼠为什么能在容器中正常地生活?这个实验可以得出什么结论?
教师讲述:普利斯特利根据实验得出结论:植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。(植物可以制造氧气,消耗二氧化碳)
3.教师提出问题:二氧化碳是绿色植物光合作用所必需的原料吗?你能否设计一个实验,来验证一下二氧化碳确实是光合作用所必需的原料。
指导学生参考P122~123“探究”。写出实验设计方案,并做到以下三点:①写出所选用的主要实验材料的原因。②写出所选用的实验仪器设备在实验中的作用。③写出每个实验步骤可以说明的问题。
在讨论设计实验方案时,请与小组成员讨论以下问题:
(1)这个实验的变量是什么?
(2)你如何控制这个变量?
(3)除了你控制的变量外,其他的量应如何处理?
(4)你怎么检验所选植物在实验中是否进行了光合作用?
(5)请画出小组的实验装置图。
(6)与小组同学分析实验装置和方案是否严谨、合理。
(7)与小组同学交流得出结论的推理过程,并分析推理是否符合逻辑。
学生在小组内交流自己设计的实验方案,先进行小组内评议,共同评析小组内各组员设计的实验方案是否严谨、合理,给同学提出自己的建议,也可将自己在设计过程中遇到的疑问提出来,大家共同讨论、解答。
探究二 光合作用还能产生氧气
教师过渡:通过普利斯特利的实验,我们可以推测植物释放了氧气,但是这个实验不能直观地看到,你能否重新设计一个实验,来验证这一事实呢?
小组内讨论2分钟,选一名代表进行交流。
教师提示:选什么植物?怎样收集?怎样检验?
教师演示教材P123的演示实验,学生认真观察,并思考,回答问题:
(1)试管内是否有气泡产生?
(2)将带火星的卫生香(或竹签)伸入试管口,出现了什么现象?
(3)你能得出什么实验结论?
提示:(1)有气泡产生。
(2)卫生香(或竹签)复燃。
(3)金鱼藻在光下产生了氧气。
教师讲述:快要熄灭的卫生香(或竹签),遇到金鱼藻在光下释放的气体,立刻燃烧起来,这是氧气助燃的特性。这个实验如果在黑暗中进行,则看不到这一现象。说明金鱼藻只有在光下才能够产生氧气。可见,光合作用的产物除了有机物外,还有氧气。
综上所述,光合作用实质上是绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物(如淀粉),并且释放出氧气的过程。
表达式:二氧化碳+水有机物(储存着能量)+氧气
探究三 光合作用原理在农业生产上的应用
1.教师过渡:接下来我们一起来看光合作用在