5.2.2 光合作用（第一课时）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的场所、原料、条件、产物及实质，通过生态瓶气泡观察和微视频《绿叶的秘密工厂》导入，连接学生“植物需要阳光”的生活经验，承上启下梳理植物结构与后续呼吸作用、生态系统能量流动的知识脉络。 此教案以真实情境激发探究兴趣，通过萨克斯实验学生全程操作（如酒精脱色、碘液染色）培养科学思维与探究实践能力，结合思维导图构建知识体系，作业分层设计兼顾基础与拓展。既助学生建立生命观念（物质与能量转化），又为教师提供可操作的实验教学方案，提升课堂效率与学生科学素养。

《光合作用》第1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1课时 教材分析 教材分析 本课内容选自鲁科版七年级上册第二章第二节“光合作用”，是学生首次系统接触植物体内物质与能量转化的核心过程。教材以“生态瓶气泡观察”为切入点，通过萨克斯“叶片遮光实验”和普里斯特利系列实验的科学探究路径，引导学生逐步揭示光合作用的场所、原料、条件与产物，构建完整的知识体系。该节内容在整章中起承上启下作用，既承接前一章对植物结构的认知，又为后续学习呼吸作用、生态系统能量流动奠定基础，具有极强的逻辑性和实践性。 学情分析 七年级学生正处于形象思维向抽象思维过渡阶段，对生命现象充满好奇，但对微观生物过程缺乏直观感知。他们已有“植物需要阳光”“植物能释放氧气”等生活经验，但对“光合作用”的本质理解模糊，常误认为植物只吸收二氧化碳、释放氧气，忽略水与能量转化的关键角色。部分学生存在概念混淆，如将光合作用与呼吸作用混同。教学中需借助实验观察、情境任务和可视化模型，突破抽象思维障碍，引导学生从“现象—证据—结论”逻辑链中建构科学认知。 课时教学目标 生命观念 1. 能说出光合作用的主要场所是叶绿体，原料为二氧化碳和水，条件是光，产物为有机物和氧气。 2. 能描述光合作用的实质是物质转化（无机物→有机物）与能量转化（光能→化学能）的统一过程。 科学思维 1. 能基于实验现象提出合理假设，设计对照实验验证“光是否为必要条件”“二氧化碳是否为原料”等关键问题。 2. 能通过对比实验组与对照组结果，进行因果推理，形成严谨的科学论证意识。 探究实践 1. 能独立完成“绿叶在光下制造有机物”实验操作，规范使用酒精隔水加热、碘液染色等技术。 2. 能记录实验现象并准确分析叶片见光部分与遮光部分颜色差异，得出淀粉为产物的结论。 态度责任 1. 能意识到光合作用是地球上最重要的化学反应，对维持碳氧平衡具有重要意义。 2. 能关注农业生产中合理密植、增施气肥等应用策略，体会科学原理服务于社会的价值。 教学重点、难点 重点 1. 光合作用的原料、条件、产物及主要场所。 2. “绿叶在光下制造有机物”实验的设计思路与现象分析。 难点 1. 理解光合作用的实质：物质转变与能量转化的双重意义。 2. 设计并理解“二氧化碳是光合作用必需原料”的对照实验原理与变量控制。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、实验演示法、讲授法 教具准备 生态瓶、金鱼藻、试管、卫生香、酒精灯、烧杯、黑纸片、碘液、天竺葵、氢氧化钠溶液、清水、显微镜、多媒体课件 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入，激发探究兴趣 【5分钟】 一、创设真实情境，引出核心问题 （1）、展示生态瓶观察记录 教师手持已放置于光下的生态瓶，引导学生观察瓶内水草产生的气泡： “同学们，请注意看这个生态瓶。我们已经连续观察了两天，今天早上再次检查，发现绿色水草在阳光照射下，每20秒会产生大约6到8个细小气泡。这些气泡是什么？它们是从哪里来的？” 引导语：在阳光下，一片片绿叶静静地沐浴着光线，却正在进行着地球上最伟大的化学反应——光合作用。而你们看到的这些气泡，正是光合作用释放的气体！那么，光合作用是如何发生的？它的原料、条件、产物分别是什么？让我们带着这些问题，开启今天的探索之旅。 （2）、播放微视频《绿叶的秘密工厂》 播放一段3分钟的动画短片，画面展现：阳光照耀下，叶片表面微小的叶绿体像一个个微型工厂，不断“吞食”二氧化碳与水，在光能驱动下合成淀粉，并释放出氧气。镜头拉近，显微镜下可见叶肉细胞中蓝色颗粒逐渐显现。 提问：“视频中提到的‘工厂’是什么？它在什么条件下工作？产物有哪些？” 预设回答：叶绿体、需要光、产生淀粉和氧气。 教师小结：这正是科学家们通过长期实验所证实的——植物通过光合作用制造有机物，释放氧气。今天，我们就来亲自重现这一伟大发现的过程。 二、重温经典实验，构建科学认知 （1）、介绍萨克斯“叶片遮光实验”背景 教师讲解：19世纪60年代，德国植物学家萨克斯为了验证“绿叶在光下是否能制造淀粉”，设计了一个巧妙的实验。他选取一片叶子，用黑纸片部分遮盖，然后置于阳光下照射数小时，再进行检测。 提问：“为什么选择用黑纸片遮盖一部分叶片？这样做的目的是什么？” 引导学生思考：为了设置“有光”与“无光”两个环境，形成对照，从而判断光照是否为制造淀粉的必要条件。 （2）、分组模拟实验操作流程 教师分发实验材料包（含天竺葵盆栽、黑纸片、曲别针、酒精、碘液、烧杯、培养皿），并逐项说明注意事项： “请各小组注意：酒精易燃，必须隔水加热，不能直接加热；碘液有刺激性，避免接触皮肤；实验过程中佩戴护目镜。” 强调安全规则后，启动实验流程。 1. 观察生态瓶中气泡产生情况，提出“气泡成分是什么”的疑问。 2. 认真观看微视频，提取“叶绿体”“光”“淀粉”“氧气”等关键词。 3. 思考黑纸片的作用，初步建立“对照实验”概念。 4. 按要求佩戴护目镜，领取实验材料，进入实验准备状态。 评价任务 气泡观察：☆☆☆ 问题提出：☆☆☆ 实验准备：☆☆☆ 设计意图 通过真实生态瓶观察引入，将抽象的“光合作用”具体化为可感知的“气泡”现象，激发学生探究欲望。借助微视频实现视觉化呈现，帮助学生建立“叶绿体是生产场所”的初步印象。通过设问引导学生主动思考实验设计原理，为后续动手操作奠定认知基础，体现“从生活走向科学”的教学理念。 实验探究，验证光合作用产物 【15分钟】 一、实施“绿叶在光下制造有机物”实验 （1）、黑暗处理一昼夜 教师指导：“第一步，将天竺葵放在黑暗处一昼夜。这是为了让叶片中原有的淀粉全部运走或消耗掉，避免干扰实验结果。” 示范操作：将盆栽移入暗室，提醒学生注意时间控制，确保至少24小时。 提问：“如果不进行黑暗处理，会有什么后果？” 预设回答：叶片中残留淀粉，导致即使未见光部分也呈蓝色，影响实验准确性。 （2）、遮光处理与光照照射 教师分组发放黑纸片与曲别针，指导学生：“请选取一片成熟叶片，用黑纸片从上下两面完全覆盖其一部分，用曲别针固定。然后将植物移至阳光下照射3-4小时。” 强调：“遮盖区域要严密，防止漏光；光照时间要充足，确保充分反应。” 提示：“在此期间，各组可讨论下一步操作步骤。” （3）、摘叶、去纸、酒精脱色 教师提醒：“几小时后，小心摘下该叶片，去掉黑纸片。” 接着演示酒精脱色步骤： “将叶片放入盛有酒精的小烧杯中，置于大烧杯内，用酒精灯隔水加热。注意：绝对禁止直接加热酒精，否则极易引发火灾！” 观察现象：“随着加热进行，叶片由绿色逐渐变为黄白色，这是因为叶绿素被溶解到酒精中。” 提醒：“酒精溶液呈绿色，不要误以为是叶片变色。” （4）、漂洗、滴碘、观察颜色变化 教师示范： “取出黄白色叶片，用清水漂洗干净，平铺于培养皿中。” “向叶片滴加碘液，静置片刻。” “再用清水冲洗掉多余碘液，观察颜色变化。” 强调：“碘液遇淀粉变蓝，这是检验淀粉存在的关键特征。” 1. 配合教师完成黑暗处理操作，理解其目的。 2. 小组协作完成叶片遮光与光照实验，明确操作要点。 3. 安全参与酒精隔水加热过程，观察叶绿素溶解现象。 4. 亲自动手完成漂洗、滴碘、冲洗全过程，细致观察颜色变化。 评价任务 操作规范：☆☆☆ 现象观察：☆☆☆ 小组协作：☆☆☆ 设计意图 通过亲身经历完整实验流程，让学生在“做中学”中深化对科学探究的理解。每一环节均设置关键问题，促使学生反思操作背后的科学逻辑。特别是酒精脱色环节，通过亲眼见证“绿变黄白”，直观感受叶绿素的存在与去除，为后续“叶绿体是场所”提供有力支撑。整个过程强化了安全意识、合作意识与实证精神。 分析结论，归纳光合作用要素 【10分钟】 一、交流实验现象，推理得出结论 （1）、组织小组汇报实验结果 教师邀请不同小组代表发言： “请描述你们观察到的现象：见光部分和遮光部分分别变成了什么颜色？” 预设回答：“见光部分变成深蓝色，遮光部分几乎不变色或呈淡黄色。” 教师追问：“为什么会出现这种差异？” 引导学生结合碘液特性与淀粉生成关系作答： “因为碘液遇淀粉变蓝，见光部分变蓝说明产生了淀粉；遮光部分未变蓝，说明没有产生淀粉。” （2）、提炼关键结论 教师板书核心结论： “光合作用的产物之一是淀粉。” “光是绿叶制造有机物不可缺少的条件。” 进一步提问：“除了光，还需要什么条件？有没有其他原料？” 引导学生回顾实验设计： “如果只有光，没有水或二氧化碳，能否进行光合作用？” 提示：接下来我们将通过另一个实验来解答这个问题。 二、引入普里斯特利实验，拓展认知边界 （1）、展示普里斯特利实验 教师逐一讲解： “将一支点燃的蜡烛放入密闭玻璃罩，蜡烛很快熄灭；将一只小鼠放入，小鼠很快死亡；当加入一盆植物后，蜡烛继续燃烧，小鼠也能存活。” 提问：“这说明了什么？植物起到了什么作用？” 学生回答：“植物更新了空气。” 教师补充：“后来证明，植物通过光合作用吸收二氧化碳，释放氧气，从而净化空气。” （2）、提出新问题链 “既然植物能释放氧气，那氧气是不是光合作用的产物？二氧化碳是不是原料？如何设计实验来验证？” 引导学生思考：“我们能不能像之前那样，设计一个‘有无二氧化碳’的对照实验？” 提示：“我们可以利用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，创造‘无二氧化碳’环境。” 1. 分享实验现象，准确描述见光部分变蓝、遮光部分不变色。 2. 推理得出“光是制造有机物的必要条件”“淀粉是产物”的结论。 3. 参与讨论，提出“氧气是否是产物”“二氧化碳是否是原料”的疑问。 4. 启发新思考，初步设想“无二氧化碳”实验方案。 评价任务 现象描述：☆☆☆ 结论推导：☆☆☆ 问题提出：☆☆☆ 设计意图 通过小组汇报与集体讨论，实现知识共享与思维碰撞。引导学生从现象出发，运用“碘液→淀粉→光合作用”逻辑链，自主归纳出“光是条件”“淀粉是产物”的核心结论。借助普里斯特利经典实验，打破“植物只吸碳放氧”的片面认知，自然引出“二氧化碳是原料”“氧气是产物”的新命题，为下一环节实验设计做好铺垫，体现“由表及里、层层递进”的教学逻辑。 总结提升，构建知识框架 【5分钟】 一、归纳光合作用的基本要素 （1）、师生共同梳理知识点 教师引导学生填写思维导图： “请根据刚才的实验和讨论，总结光合作用的四个基本要素。” 板书： - 场所：叶绿体（位于叶肉细胞中） - 原料：二氧化碳 + 水（来自空气与土壤） - 条件：光（太阳光） - 产物：有机物（如淀粉） + 氧气（释放到空气中） 强调：“这些要素缺一不可，共同构成光合作用的完整过程。” （2）、揭示光合作用的实质 教师画出简图： “光合作用不仅是制造有机物，更重要的是完成了两项重大转变：一是物质转变——把二氧化碳和水变成了淀粉等有机物；二是能量转化——把光能转化成了储存在有机物中的化学能。” 提问：“这就像一个‘能量转换器’，你还能想到哪些类似装置？” 预设回答：太阳能电池、风力发电机。 教师总结：“所以，叶绿体既是‘生产车间’，也是‘能量转换站’。” 二、布置延伸任务，埋下伏笔 （1）、提出挑战性问题 “如果我们在黑暗中做同样的实验，还会出现气泡吗？为什么？” “如果把植物换成黑色塑料袋包裹，会发生什么？” 鼓励学生课后思考，并尝试设计简易实验验证。 （2）、预告下一课时内容 “下节课，我们将深入探究：水和二氧化碳究竟如何进入叶绿体？氧气是在哪里产生的？我们将通过显微镜观察叶片横切面，揭开真相！” 1. 听讲并记录光合作用四大要素。 2. 理解“物质转变”与“能量转化”的双重意义。 3. 思考“叶绿体如能量转换器”的比喻含义。 4. 对“黑暗中是否产气”等问题产生好奇，期待下一节课。 评价任务 要素归纳：☆☆☆ 实质理解：☆☆☆ 思维延伸：☆☆☆ 设计意图 通过思维导图系统梳理知识脉络，帮助学生形成结构化认知。强调“物质转变”与“能量转化”的双重实质，提升科学本质理解。以类比方式增强记忆点，使抽象概念具象化。最后设置悬念式问题，激发持续探究欲，实现“课虽止，思不止”的教学效果，为第二课时做好衔接。 作业设计 一、基础巩固题 1. 请写出光合作用的反应式，并标出原料、条件、产物和能量转化方向。 2. 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×： （1）光合作用只能在白天进行。（ ） （2）所有植物细胞都能进行光合作用。（ ） （3）叶绿体是光合作用的唯一场所。（ ） （4）氧气是光合作用的原料之一。（ ） 3. 实验中为什么要将天竺葵提前放在黑暗处一昼夜？请简要说明原因。 4. 为什么说“光合作用是地球上最重要的化学反应”？请从物质循环和能量流动角度解释。 二、拓展应用题 5. 某果园果农在枣树开花期进行环割树皮，剥去一圈嫩皮。请你结合本节课所学知识，分析这种做法为何能提高产量？ 6. 在温室大棚种植蔬菜时，菜农常在白天通风换气或施用“气肥”。请解释这样做对光合作用有何益处？ 7. 请你设计一个简单的家庭实验，验证“植物在光下释放氧气”。写出所需材料、实验步骤和预期现象。 【答案解析】 一、基础巩固题 1. 光能 二氧化碳 + 水 → 有机物（储存能量）+ 氧气 （叶绿体） 2. （1）√ （2）× （3）√ （4）× 3. 为了消耗掉叶片中原有的淀粉，避免其干扰实验结果，保证实验的准确性。 4. 因为光合作用将二氧化碳转化为有机物，维持碳氧平衡；同时将光能转化为化学能，为几乎所有生物提供能量来源，是生态系统能量流动的基础。 二、拓展应用题 5. 环割树皮破坏了筛管，阻止了有机物向下运输，使光合作用产生的有机物集中在果实部位，促进果实膨大，从而提高产量。 6. 通风换气或施用气肥（如二氧化碳）可以增加大棚内二氧化碳浓度，提高光合作用效率，进而增加蔬菜产量。 7. 材料：金鱼藻、透明玻璃缸、试管、水、火柴、卫生香。 步骤：①将金鱼藻放入装满水的玻璃缸中；②将倒扣的试管套在金鱼藻上方，置于阳光下；③等待约10分钟，观察试管内气体积累；④取出试管，迅速将快要熄灭的卫生香伸入管口。 现象：卫生香立刻复燃，说明释放的气体是氧气。 板书设计 [光合作用] 场所：叶绿体 │ 原料：CO₂ + H₂O │ 条件：光 │ 产物：有机物 + O₂ │ ✨ 实质： 1. 物质转变：无机物 → 有机物（如淀粉） 2. 能量转化：光能 → 化学能（储存在有机物中） 教学反思 成功之处 1. 以生态瓶气泡为真实情境切入，有效激发学生探究兴趣，实现“从生活走进科学”。 2. 实验环节设计科学，学生全程参与操作，真正做到了“做中学”，提升了实践能力与科学素养。 3. 通过多轮设问与小组讨论，引导学生主动建构知识，体现了以学生为主体的教学理念。 不足之处 1. 部分学生在酒精脱色环节操作不熟练，存在安全隐患，需加强安全演练。 2. 对“能量转化”概念的理解仍较抽象，个别学生难以建立“光能→化学能”的联系。 3. 课堂时间分配略显紧张，导致拓展应用题讨论不够深入，需优化节奏把控。 学科网（北京）股份有限公司 $