3.1.3植物通过光合作用固定光能导学案-2024-2025学年济南版（2024）七年级生物学下册

本文围绕植物光合作用展开，聚焦光合作用发现历程、要素及过程等核心知识。承接学生对植物生长的认知，为理解生态系统奠基，呼应生物与环境关系主题。通过实验分析、动画观看等环节，渗透生命观念、科学思维、探究实践及态度责任等核心素养。 该设计以科学家实验串联知识，凸显探究式教学特色。学生在思考讨论中提升思维能力，教师获清晰授课路径，借助动画等突破光合作用过程这一教学难点。

学生版：七年级下册济南版（2024）生物学《植物通过光合作用固定光能》导学案 一、学习目标 1. 描述光合作用的发现过程，说出相关科学家的实验结论。 2. 阐述光合作用的原料、产物、条件和场所，准确写出光合作用的反应式。 3. 解释光合作用的过程，包括光反应和暗反应的主要变化及相互关系。 4. 举例说明光合作用在农业生产中的应用，理解光合作用对维持生物圈碳 - 氧平衡的重要意义。 二、学习重难点 1. 重点：光合作用的发现过程及相关实验的分析；光合作用的原料、产物、条件、场所及反应式；光合作用的过程，尤其是光反应和暗反应的基本过程及相互关系。 2. 难点：理解光合作用过程中光能如何转化为化学能，以及光反应和暗反应的复杂生理变化；运用光合作用的知识解释实际生活和农业生产中的现象及问题。 三、学习过程 1. 课程导入：阅读下面的故事，思考问题。300多年前，比利时科学家海尔蒙特做了一个柳树实验。他在大花盆里种了一棵2.3kg的柳树，只用纯净雨水浇灌。5年后，柳树增重到76.7kg ，但土壤只减少了0.06kg。思考：柳树增加的重量从哪里来？大胆发表自己的观点。 2. 光合作用的发现历程 普利斯特利实验：观察普利斯特利将小鼠和绿色植物分别放在密闭玻璃罩内的实验示意图 ，思考：实验中你发现了什么现象？为什么植物能更新空气？大胆推测一下。 英格豪斯实验：阅读英格豪斯对普利斯特利实验改进的内容，对比普利斯特利和英格豪斯的实验，思考：英格豪斯实验的创新之处是什么？光照在实验中有什么重要作用？通过这两个实验对比，能得出什么关于光合作用的初步结论？ 萨克斯实验：看萨克斯将绿色叶片先放在暗处几小时，然后一半曝光、一半遮光，一段时间后用碘蒸气处理叶片的实验示意图 ，思考：萨克斯为什么要将叶片先放在暗处几小时？观察实验结果图片，从实验现象能得出什么结论？ 3. 光合作用的原料、产物、条件和场所 原料和产物：回顾之前科学家的实验，思考：从普利斯特利和英格豪斯的实验中，空气中哪些成分参与了光合作用？从萨克斯的实验中，光合作用的产物是什么？ 条件和场所：再次分析英格豪斯和萨克斯的实验，思考为什么说光照是光合作用的必要条件？观察叶绿体的结构模式图，思考为什么说叶绿体是光合作用的场所？总结光合作用的原料、产物、条件和场所，填写在下面表格中。 光合作用要素 具体内容 原料 产物 条件 场所 4. 光合作用的过程 光反应阶段：观看光反应阶段的动画视频 ，思考：在光反应阶段，叶绿体中的色素在光照射下发生了什么变化？水分解产生的氧气有什么作用？ATP中的能量在后续过程中会如何利用？ 暗反应阶段：观看暗反应阶段的动画视频 ，思考：暗反应阶段二氧化碳进入叶绿体后发生了什么变化？光反应和暗反应之间有什么联系？ 5. 光合作用的意义及应用 意义：思考绿色植物通过光合作用制造的有机物，对自身和其他生物有哪些重要意义？绿色植物通过光合作用如何维持生物圈中的碳 - 氧平衡？ 应用：结合生活实际，举例说明在农业生产中，人们是如何利用光合作用的原理来提高作物产量的？ 四、课堂小结 1. 总结光合作用的发现过程，说出相关科学家及其实验结论。 2. 默写光合作用的原料、产物、条件、场所及反应式。 3. 简单描述光合作用光反应和暗反应阶段的主要变化。 五、课后作业 1. 完成教材课后相关练习题。 2. 查阅资料，了解更多关于光合作用在生产生活中的应用实例 。 教师版：七年级下册济南版（2024）生物学《植物通过光合作用固定光能》导学案 一、学习目标 1. 描述光合作用的发现过程，说出相关科学家的实验结论。（学生能够清晰阐述海尔蒙特、普利斯特利、英格豪斯、萨克斯等科学家的实验过程及得出的结论，培养学生对科学史的了解和科学思维。） 2. 阐述光合作用的原料、产物、条件和场所，准确写出光合作用的反应式。（学生能准确无误地说出二氧化碳和水是原料，有机物和氧气是产物，光照是条件，叶绿体是场所，并正确书写反应式，强化对光合作用基本概念的掌握。） 3. 解释光合作用的过程，包括光反应和暗反应的主要变化及相互关系。（学生可以详细说明光反应中光能转化及水的分解，暗反应中二氧化碳的固定和还原等过程，理解二者相互依存的关系，突破教学难点。） 4. 举例说明光合作用在农业生产中的应用，理解光合作用对维持生物圈碳 - 氧平衡的重要意义。（学生能列举如合理密植等农业生产实例，阐述光合作用对碳 - 氧平衡的作用，体现知识与生活实际的联系。） 二、学习重难点 1. 重点：光合作用的发现过程及相关实验的分析；光合作用的原料、产物、条件、场所及反应式；光合作用的过程，尤其是光反应和暗反应的基本过程及相互关系。（这些是光合作用的核心知识，是学生理解光合作用本质和应用的基础，需重点讲解和强化。） 2. 难点：理解光合作用过程中光能如何转化为化学能，以及光反应和暗反应的复杂生理变化；运用光合作用的知识解释实际生活和农业生产中的现象及问题。（对于七年级学生，这些内容较为抽象，需要通过直观的动画、实例等帮助学生理解和突破。） 三、学习过程 1. 课程导入：阅读下面的故事，思考问题。300多年前，比利时科学家海尔蒙特做了一个柳树实验。他在大花盆里种了一棵2.3kg的柳树，只用纯净雨水浇灌。5年后，柳树增重到76.7kg ，但土壤只减少了0.06kg。思考：柳树增加的重量从哪里来？大胆发表自己的观点。 答案及解析：引导学生思考植物增重的原因，学生可能回答来自水、空气等。答案不唯一，主要是激发学生兴趣和思维，为引出光合作用做铺垫。海尔蒙特认为柳树增重主要来自水，但实际植物增重不仅来自水，还有空气中的二氧化碳等参与光合作用合成有机物。 2. 光合作用的发现历程 普利斯特利实验：观察普利斯特利将小鼠和绿色植物分别放在密闭玻璃罩内的实验示意图 ，思考：实验中你发现了什么现象？为什么植物能更新空气？大胆推测一下。 答案及解析：现象是小鼠在有植物的玻璃罩内能够存活更久，在没有植物的玻璃罩内很快死亡。原因是植物进行光合作用产生氧气，供小鼠呼吸，同时吸收小鼠呼出的二氧化碳 。推测可以从气体成分变化、植物的某种作用等角度引导学生思考，培养学生逻辑推理能力。 英格豪斯实验：阅读英格豪斯对普利斯特利实验改进的内容，对比普利斯特利和英格豪斯的实验，思考：英格豪斯实验的创新之处是什么？光照在实验中有什么重要作用？通过这两个实验对比，能得出什么关于光合作用的初步结论？ 答案及解析：创新之处是发现只有在光照条件下，植物才能更新空气。光照是光合作用的必要条件，为光合作用提供能量 。初步结论是光合作用需要光照，光照影响植物产生氧气（更新空气）这一过程 ，通过对比分析培养学生对实验变量和结论的分析能力。 萨克斯实验：看萨克斯将绿色叶片先放在暗处几小时，然后一半曝光、一半遮光，一段时间后用碘蒸气处理叶片的实验示意图 ，思考：萨克斯为什么要将叶片先放在暗处几小时？观察实验结果图片，从实验现象能得出什么结论？ 答案及解析：将叶片先放在暗处几小时是为了消耗叶片中原有的淀粉，避免对实验结果产生干扰。实验现象是曝光部分叶片变蓝，遮光部分叶片不变蓝 。结论是光合作用的产物有淀粉，且光合作用需要光照。通过此实验分析让学生理解实验设计的严谨性和科学性。 3. 光合作用的原料、产物、条件和场所 原料和产物：回顾之前科学家的实验，思考：从普利斯特利和英格豪斯的实验中，空气中哪些成分参与了光合作用？从萨克斯的实验中，光合作用的产物是什么？ 答案及解析：从普利斯特利和英格豪斯实验可知，二氧化碳参与了光合作用（因为植物能更新空气，而空气成分改变主要与二氧化碳和氧气有关 ）；从萨克斯实验可知光合作用产物有淀粉。还可补充现代科学通过同位素标记法等进一步验证光合作用原料和产物的实验，拓宽学生知识面 。 条件和场所：再次分析英格豪斯和萨克斯的实验，思考为什么说光照是光合作用的必要条件？观察叶绿体的结构模式图，思考为什么说叶绿体是光合作用的场所？总结光合作用的原料、产物、条件和场所，填写在下面表格中。 光合作用要素 具体内容 原料 二氧化碳、水 产物 有机物（主要是淀粉）、氧气 条件 光照 场所 叶绿体 答案及解析：英格豪斯实验表明无光照植物不能更新空气（产生氧气） ，萨克斯实验中遮光部分不产生淀粉，所以光照是必要条件。叶绿体含有光合色素等结构，能吸收光能，且光合作用相关的酶等也存在于叶绿体中，所以是光合作用场所。通过表格总结，使知识更系统，便于学生记忆。 4. 光合作用的过程 光反应阶段：观看光反应阶段的动画视频 ，思考：在光反应阶段，叶绿体中的色素在光照射下发生了什么变化？水分解产生的氧气有什么作用？ATP中的能量在后续过程中会如何利用？ 答案及解析：叶绿体中的色素吸收光能，将水分解成氧气和[H] ，同时将光能转化为ATP中的化学能。水分解产生的氧气释放到大气中，供生物呼吸。ATP中的能量用于暗反应中三碳化合物的还原 。通过思考这些问题，帮助学生理解光反应过程及产物的去向和作用。 暗反应阶段：观看暗反应阶段的动画视频 ，思考：暗反应阶段二氧化碳进入叶绿体后发生了什么变化？光反应和暗反应之间有什么联系？ 答案及解析：二氧化碳进入叶绿体后与五碳化合物结合生成三碳化合物，三碳化合物在[H]和ATP的作用下被还原成有机物等 。光反应为暗反应提供[H]和ATP ，暗反应为光反应提供ADP和Pi等，二者相互依存，缺一不可 。通过分析二者联系，让学生整体把握光合作用过程。 5. 光合作用的意义及应用 意义：思考绿色植物通过光合作用制造的有机物，对自身和其他生物有哪些重要意义？绿色植物通过光合作用如何维持生物圈中的碳 - 氧平衡？ 答案及解析：对自身来说，制造的有机物用于自身生长、发育和繁殖等生命活动；对其他生物，是食物来源和能量来源 。绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，使大气中二氧化碳和氧气含量相对稳定，维持碳 - 氧平衡 。 应用：结合生活实际，举例说明在农业生产中，人们是如何利用光合作用的原理来提高作物产量的？ 答案及解析：如合理密植，让植物充分接受光照，提高光能利用率；增加二氧化碳浓度，为光合作用提供充足原料；延长光照时间等 。通过实例让学生体会知识的实用性，培养学生运用知识解决实际问题的能力。 四、课堂小结 1. 总结光合作用的发现过程，说出相关科学家及其实验结论。（引导学生回顾海尔蒙特、普利斯特利、英格豪斯、萨克斯等科学家实验，强化记忆。） 2. 默写光合作用的原料、产物、条件、场所及反应式。（检查学生对基础知识的掌握情况 ，及时发现问题并纠正。） 3. 简单描述光合作用光反应和暗反应阶段的主要变化。（帮助学生梳理光合作用过程，巩固重难点知识 。） 五、课后作业 1. 完成教材课后相关练习题。（通过练习进一步巩固课堂所学知识 。） 2. 查阅资料，了解更多关于光合作用在生产生活中的应用实例 。（培养学生自主学习和拓展知识的能力，加深对知识的理解和应用 。） 1 学科网（北京）股份有限公司 $$