5.2.2 光合作用（第二课时）教学设计-2025-2026学年鲁科版（五四学制）生物七年级上册

该初中生物学教学设计聚焦光合作用微观机制与应用，核心为氧气产生于叶绿体类囊体及筛管运输有机物。通过复习光合作用四要素、遮光实验，结合生态瓶气泡情境提问，衔接前课时基础，构建“现象-微观-应用”学习支架。 亮点在于实验驱动与微观可视化，如“金鱼藻释放氧气”实验用卫生香复燃验证气体，动画展示光反应、筛管模型模拟运输，培养科学思维与探究实践。实例分析合理密植、环割增产，助学生建立结构功能观，为教师提供直观教学路径。

《光合作用》第2课时教案 学科 初中生物 年级册别 七年级上册 共2课时 教材 鲁科版义务教育教科书（五•四学制）·生物学七年级上册 授课类型 新授课 第2课时 教材分析 教材分析 本课为第二章第二节“光合作用”的延续，聚焦于光合作用的微观机制与实际应用。教材通过“金鱼藻释放氧气”演示实验、叶绿体结构图解及筛管运输路径示意图，引导学生深入理解氧气产生的具体部位、有机物的运输方式，并进一步拓展至农业生产中的合理密植、增施气肥等实践策略。该节内容在知识结构上承前启后：既巩固了第一课时关于原料、条件、产物的基本认知，又为后续学习呼吸作用、生态系统能量流动奠定基础，是实现从“现象—过程—应用”三重跃迁的关键环节。 学情分析 经过第一课时的学习，学生已掌握光合作用的基本要素与实验验证方法，具备一定的科学探究能力。但对“氧气如何产生”“有机物如何运输”等微观过程仍缺乏直观感知，易将“叶绿体”简单理解为“制造场所”，忽略其内部结构与功能分工。部分学生难以建立“物质运输通道”与“能量分配系统”的联系，存在概念迁移困难。教学中需借助显微观察、动态模型与真实案例，突破抽象思维障碍，强化生命系统的整体性认知。 课时教学目标 生命观念 1. 能说明氧气是在叶绿体类囊体薄膜上产生的，且与水的分解密切相关。 2. 能描述筛管是运输有机物的通道，其结构特点支持物质长距离运输。 科学思维 1. 能基于实验现象推断气体成分，运用“反证法”分析黑暗条件下无氧气释放的原因。 2. 能结合植物结构图，解释环割树皮增产的原理，发展因果推理能力。 探究实践 1. 能使用显微镜观察叶片横切面，识别叶肉细胞与叶脉结构，寻找可能的光合作用发生区域。 2. 能设计简易实验方案验证“光合作用产物通过筛管运输”这一假设。 态度责任 1. 能认同光合作用对维持碳氧平衡的重要性，树立保护植被的生态意识。 2. 能关注农业技术革新，体会科学原理在解决现实问题中的价值。 教学重点、难点 重点 1. 氧气产生的具体部位——叶绿体类囊体薄膜。 2. 筛管的结构特征及其在有机物运输中的作用。 难点 1. 理解水在光反应中被分解并释放氧气的化学过程。 2. 构建“光合产物→筛管→根茎叶果实”的运输路径模型，实现跨器官理解。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、实验观察法、讲授法 教具准备 显微镜、叶片横切片永久装片、多媒体课件、金鱼藻实验装置、卫生香、火柴、导管与筛管对比模型 教学环节 教师活动 学生活动 复习导入，激活已有经验 【5分钟】 一、回顾旧知，提出核心问题 （1）、提问式复习 教师提问： “上节课我们得出光合作用的四个基本要素是什么？” “哪些实验证据证明了淀粉是产物？光照是必要条件？” “为什么说光合作用既是物质转化又是能量转化？” 引导学生依次回答： - 场所：叶绿体；原料：二氧化碳+水；条件：光；产物：有机物+氧气。 - “绿叶遮光实验”中见光部分变蓝，说明有淀粉生成；遮光部分不变色，说明无淀粉生成。 - 物质转变：无机物→有机物；能量转化：光能→化学能。 （2）、创设新情境，引出新问题 教师展示水草密集处浮起大量小气泡： “同学们，还记得昨天我们在生态瓶里看到的气泡吗？今天，老师带来了更真实的画面。这些气泡是从哪里来的？它们真的是氧气吗？” 提问：“如果把金鱼藻放在黑暗中，还会产生这些气泡吗？为什么？” 预设回答：“不会，因为没有光，无法进行光合作用。” 教师顺势引入：“那我们如何用实验证明这些气体就是氧气呢？让我们一起做一次‘气体侦探’！” 1. 回答教师提问，复述光合作用四大要素。 2. 回忆“遮光实验”现象与结论。 3. 思考“黑暗中是否产气”问题，提出猜想。 4. 对“气体成分检测”产生浓厚兴趣，进入新任务状态。 评价任务 知识回忆：☆☆☆ 问题思考：☆☆☆ 情境参与：☆☆☆ 设计意图 以真实情境图片唤醒学生记忆，实现知识衔接。通过层层递进的问题链，激活前序知识，自然引出“氧气来源”“光的作用”等深层议题。设置“气体侦探”角色，赋予课堂趣味性与挑战性，激发学生主动探究欲望，体现“温故而知新”的教学逻辑。 实验探究，验证氧气来源 【12分钟】 一、演示“金鱼藻释放氧气”实验 （1）、组装实验装置并讲解操作要点 教师现场组装实验装置： “将一株金鱼藻放入盛满清水的锥形瓶中，倒扣一支装满水的试管，确保无气泡残留。然后将整个装置置于阳光下照射。” 强调：“注意观察试管内是否有气体逐渐积累，当气体占试管容积一半左右时，立即取出试管。” 提示：“操作时务必小心，防止玻璃仪器破碎。” （2）、演示“卫生香复燃”检验法 教师点燃一根卫生香，待其即将熄灭时，迅速将其伸入试管口： “请仔细观察——卫生香是否重新燃烧起来？” 实时反馈：“看！卫生香立刻猛烈燃烧，火焰明显增强！” 提问：“这个现象说明什么？” 预设回答：“说明气体具有助燃性，是氧气。” 教师补充：“氧气能使带火星的物体复燃，这是检验氧气的经典方法。” （3）、对比黑暗条件下的实验现象 教师将另一套相同装置移至暗箱中，静置30分钟后取出： “现在，我们也来测试一下黑暗中的气体。” 重复相同操作，结果：“卫生香没有复燃，甚至很快熄灭。” 追问：“这说明什么？” 学生总结：“只有在光下才能产生氧气，说明光是必需条件。” 1. 观察实验装置搭建过程，理解变量控制。 2. 专注观察试管内气体积累情况，记录时间与体积变化。 3. 亲眼见证卫生香复燃现象，惊叹于科学奇迹。 4. 分析对比实验结果，得出“光下产氧、黑暗不产氧”的结论。 评价任务 现象观察：☆☆☆ 结论推导：☆☆☆ 对比分析：☆☆☆ 设计意图 通过亲历式实验演示，将抽象的“氧气释放”转化为可感可知的现象。利用“卫生香复燃”这一强烈视觉冲击，强化学生对“氧气助燃”的认知。通过光照与黑暗双组对比，构建因果关系链，深化“光为必要条件”的理解。整个过程体现“证据驱动—推理判断—结论形成”的科学思维路径，培养学生的实证精神。 深入剖析，揭示本质机制 【10分钟】 一、解析光合作用的光反应阶段 （1）、播放动画《光反应的秘密》 教师播放一段4分钟的动态动画： 画面展现：阳光照射叶绿体，类囊体膜上的色素分子吸收光能，激发电子传递链；水分子被分解成氢离子和氧气，氧气释放到空气中；同时，光能转化为ATP与NADPH中的化学能。 提问：“在这个过程中，水去了哪里？氧气是从哪里来的？” 学生回答：“水被分解，氧气来自水分子。” 教师板书关键反应： “6H₂O + 光能 → 12H⁺ + 12e⁻ + 6O₂↑” 强调：“所以，氧气不是来自二氧化碳，而是来自水的分解！” （2）、引导学生构建“叶绿体结构—功能”对应关系 教师出示叶绿体结构模型： “请观察：类囊体薄膜堆叠成基粒，上面分布着光合色素和酶复合体。” 提问：“为什么说类囊体是光反应发生的场所？” 引导思考：“因为这里有光能捕获系统和水的分解装置。” 二、探索有机物运输路径 （1）、展示筛管结构 教师逐层讲解： “筛管是由一系列长形细胞首尾相连构成的管状结构，相邻细胞壁上有许多筛孔，形成‘筛板’。” 提问：“这种结构有什么优势？” 学生讨论：“便于有机物在细胞间自由流动，实现长距离运输。” （2）、模拟运输过程 教师用彩色毛线穿过多个纸筒模拟筛管： “想象这些毛线代表有机物，纸筒代表筛管细胞，筛孔就是连接点。轻轻拉动毛线，它就能顺畅通过所有纸筒。” 提问：“如果某个纸筒被堵塞，会发生什么？” 预设回答：“运输中断，前方堆积，后方空缺。” 教师联系实际：“这就像果树环割后，有机物无法向下运输，集中在枝条，促进果实膨大。” 1. 观看动画，理解光反应中水的分解与氧气释放。 2. 记录关键反应式，明确“氧气源自水”这一核心知识点。 3. 分析叶绿体结构，建立“类囊体=光反应场所”的认知。 4. 参与模拟实验，直观感受筛管的运输特性。 评价任务 机制理解：☆☆☆ 结构匹配：☆☆☆ 模型应用：☆☆☆ 设计意图 通过动画与模型双重手段，将“光反应”“筛管运输”等微观过程可视化、具象化。强调“氧气来自水”这一反常识结论，打破学生固有误解。利用“毛线模拟”帮助学生理解筛管的连续性与通透性，建立“结构决定功能”的生命观念。整个环节注重“由形入理”，实现从“知道”到“理解”的跃迁。 联系实际，拓展应用视野 【8分钟】 一、解读农业生产中的科学策略 （1）、分析“合理密植”原理 教师展示对比： - 种植过稀：光照浪费，单位面积产量低。 - 合理密植：叶片互不遮挡，充分利用光能。 - 种植过密：叶片互相遮挡，影响光合作用。 提问：“为什么不能种得太密？太稀呢？” 学生回答：“太密会遮光，太稀则浪费资源。” 教师总结：“合理密植，使每株植物都能获得充足光照，最大化光合效率。” （2）、探讨“增施气肥”意义 教师展示温室大棚，标注“白天通风换气”与“二氧化碳施肥”字样： “在密闭大棚中，夜间呼吸作用消耗二氧化碳，白天光合作用需求量大。若不补充，就会成为限制因素。” 提问：“为什么要向大棚内补充二氧化碳？” 学生回答：“增加原料供应，提高光合作用速率。” 二、解释“环割树皮”增产现象 （1）、重现果农操作场景 教师展示枣树环割，提问： “果农在开花期绕树干剥去一圈嫩皮，目的是什么？” 引导学生结合筛管知识分析： “环割破坏了韧皮部中的筛管，阻止了光合产物向下运输，导致有机物积聚在枝条上，促进花果发育。” （2）、组织小组辩论 分组讨论：“环割是否可持续？长期环割会对树木造成什么伤害？” 预设观点：短期有效，长期会导致树势衰弱、死亡。 1. 观察三类种植密度图，理解合理密植的重要性。 2. 分析温室增施二氧化碳的必要性，联系原料供给。 3. 探讨环割树皮的利弊，形成辩证思维。 4. 参与小组辩论，表达个人见解。 评价任务 原理理解：☆☆☆ 应用分析：☆☆☆ 批判思维：☆☆☆ 设计意图 将抽象理论融入真实生产场景，提升知识实用性。通过对比图、照片等图像资料，增强信息获取力。设置“环割是否可持续”争议话题，鼓励学生多角度思考，培养科学伦理意识。整个环节体现“学以致用”，落实“科学—技术—社会”（STS）教育理念。 总结升华，构建整体认知 【5分钟】 一、梳理知识网络，形成系统框架 （1）、师生共建知识图谱 教师引导学生共同绘制“光合作用全景图”： - 光照 → 叶绿体类囊体 → 水分解 → 氧气释放 → 大气 - 二氧化碳 + 水 → 叶绿体基质 → 有机物合成 → 筛管运输 → 根茎叶果实 - 有机物提供能量与构建材料 → 支撑生命活动与生长发育 （2）、提炼核心思想 教师总结： “光合作用不仅是一个化学反应，更是一场生命的奇迹：它让光能变成生命能量，让无机物变成有机物，让地球充满生机。它是地球上最伟大的能量转换器，也是维持碳氧平衡的生命之锚。” 二、布置延伸任务，开启未来探索 （1）、提出开放性问题 “如果有一天，人类能在实验室里人工合成光合作用，我们还能依赖植物吗？这对环境意味着什么？” （2）、预告下阶段学习 “下一单元我们将学习‘呼吸作用’，你会发现，植物也会‘呼吸’，而且与光合作用息息相关。让我们一起揭开生命的另一面！” 1. 参与知识图谱构建，梳理各环节联系。 2. 理解光合作用在整个生命系统中的核心地位。 3. 思考人工光合作用的伦理与环境影响。 4. 期待下一单元内容，保持学习热情。 评价任务 体系构建：☆☆☆ 思想升华：☆☆☆ 前瞻思考：☆☆☆ 设计意图 通过知识图谱整合零散信息，形成完整认知体系。强调“生命系统整体性”，提升高阶思维水平。以哲学性问题收尾，激发学生对科技伦理的思考，体现育人价值。结尾设置悬念，实现课程间的自然衔接，延续学习动力。 作业设计 一、基础巩固题 1. 请写出光合作用中水的分解反应式，并指出氧气的来源。 2. 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×： （1）氧气是在叶绿体基质中产生的。（ ） （2）筛管是运输水分和无机盐的通道。（ ） （3）环割树皮可以提高果实产量，是因为阻断了有机物的向下运输。（ ） （4）合理密植有利于提高光合作用效率。（ ） 3. 为什么说“光合作用是地球的能量基石”？请从能量流动角度解释。 4. 在温室大棚中，为何要在白天补充二氧化碳？请结合光合作用原料分析。 二、综合应用题 5. 请你设计一个家庭实验，验证“氧气是在光下由水分子分解产生的”。写出所需材料、步骤、预期现象及结论。 6. 某地农民发现，自家果园的苹果个头偏小，但枝条粗壮。请你根据所学知识，分析可能原因，并提出改进建议。 7. 查阅资料，了解“人工光合作用”研究进展，简要介绍其原理与潜在应用。 【答案解析】 一、基础巩固题 1. 6H₂O + 光能 → 12H⁺ + 12e⁻ + 6O₂↑；氧气来源于水的分解。 2. （1）× （2）× （3）√ （4）√ 3. 因为光合作用将太阳能转化为化学能，储存在有机物中，为几乎所有生物提供直接或间接能量来源，是生态系统能量流动的起点。 4. 白天光合作用旺盛，二氧化碳消耗快，补充可避免原料不足，提高光合速率，从而增加作物产量。 二、综合应用题 5. 材料：金鱼藻、透明玻璃缸、试管、水、火柴、卫生香。 步骤：①将金鱼藻放入水中，倒扣试管；②置于阳光下照射；③收集气体；④用卫生香检验。 现象：卫生香复燃。 结论：气体为氧气，说明光合作用中氧气来自水的分解。 6. 原因：可能是过度修剪或环割不当，导致有机物向上运输过多，果实得不到足够营养。 建议：减少环割范围，适当追肥，保证果实发育所需养分。 7. 人工光合作用利用半导体材料模拟叶绿体功能，在光照下将水和二氧化碳转化为燃料（如氢气、甲醇）。可用于清洁能源生产、太空生存支持等领域。 板书设计 [光合作用] 氧气来源：水的分解 位置：类囊体薄膜 反应式：6H₂O + 光能 → 6O₂↑ + 12H⁺ + 12e⁻ 有机物运输： - 筛管：长形细胞首尾相连，具筛孔 - 运输方向：自上而下（源→库） - 例：环割树皮 → 有机物积聚 → 果实增大 农业应用： → 合理密植：优化光照利用 → 增施气肥：补充二氧化碳原料 → 避免过度环割：维护树体健康 教学反思 成功之处 1. 实验环节设计巧妙，通过“气体侦探”角色赋予课堂趣味性，学生参与度极高。 2. 动画与模型结合，有效破解“氧气来源”“筛管运输”等微观难题，达成深度理解。 3. 采用“问题链+案例分析”模式，实现从知识到应用的无缝对接，提升综合素养。 不足之处 1. 显微观察环节时间略紧，部分学生未能完成完整观察。 2. 小组辩论中个别学生发言不充分，需加强引导。 3. 人工光合作用拓展内容较前沿，部分学生理解困难，建议提供更多图文资料辅助。 学科网（北京）股份有限公司 $