3.2.2 光合作用导学案-2025-2026学年人教版生物七年级下册

生物学导学案 · 光合作用 生物学导学案 光合作用 新人教版 · 七年级下册 · 第三单元 · 第二章 · 第二节 学校： 班级： 姓名： 日期： ◆ 一、学习目标 本节课的学习将围绕生物学核心素养的四个维度展开，帮助同学们全面理解光合作用的原理和过程，培养科学探究能力和生命观念。请同学们认真阅读以下学习目标，明确学习方向。 核心素养 具体目标 生命观念 ① 说出光合作用的概念，阐明光合作用的场所和条件；② 描述光合作用的过程，理解光反应和暗反应的关系；③ 认识光合作用对生物圈的重要意义。 科学思维 ① 通过分析实验数据，推理光合作用的原料、产物和条件；② 运用对比分析的方法，理解影响光合作用强度的因素。 探究实践 ① 独立完成验证光合作用产生氧气的实验，学会控制变量的实验方法；② 能够规范操作实验器材，观察并记录实验现象，得出合理结论。 态度责任 ① 认识光合作用对维持生物圈碳-氧平衡的重要意义；② 形成爱护植物、保护环境的意识，关注植物与环境的和谐共生。 表 1 学习目标与核心素养对应表 学习重点：光合作用的概念、过程及其对生物圈的意义。 学习难点：理解光合作用的内在机理，以及光反应和暗反应的关系。 ◆ 二、预习案 ▸ 【知识链接】 在学习本节课之前，让我们先回顾一下已学过的相关知识。在第二章第一节《水的利用与散失》中，我们已经知道植物通过叶片上的气孔吸收二氧化碳、释放氧气。植物为什么能够“制造”氧气呢？这与植物的一项神奇生理活动——光合作用密切相关。 早在17世纪，比利时科学家海尔蒙特就做了一个著名的实验：他将一株重2.5kg的柳树苗种在装有90kg土壤的木桶中，只浇雨水。五年后，柳树增重了80多kg，而土壤仅减少了不到100g。海尔蒙特认为柳树增重主要来自水，但他忽略了一个重要因素——空气。后来科学家们逐渐发现，植物增重还与空气中的某种气体有关，这种气体就是二氧化碳。 那么，植物是如何利用二氧化碳和水来制造有机物的呢？让我们带着这个问题，进入本节课的学习。 ▸ 【自主预习】 请同学们认真阅读课本相关内容，并完成以下填空，检验预习效果。 1. 光合作用的概念：绿色植物通过________，利用________，把________和________转化成储存能量的________（如淀粉），并且释放出________的过程。 2. 光合作用的场所是________，它主要分布在植物的________细胞中。 3. 光合作用的条件是________，原料是________和________，产物是________和________。 4. 光合作用的过程可以分为两个阶段：第一阶段是________，在________上进行；第二阶段是________，在________中进行。 5. 光合作用的意义：①为植物自身提供________；②为动物和人类提供________；③维持生物圈中的________平衡。 6. 影响光合作用强度的因素主要有：________、________、________和水分等。 【参考答案】 1. 叶绿体；光能；二氧化碳；水；有机物；氧气 2. 叶绿体；叶肉 3. 光；二氧化碳；水；有机物；氧气 4. 光反应；类囊体薄膜；暗反应；叶绿体基质 5. 有机物和能量；食物和能量；碳-氧 6. 光照强度；二氧化碳浓度；温度 ▸ 【预习自测】 下列关于光合作用的叙述，正确的是（ ） A. 光合作用只在白天进行 B. 光合作用的场所是线粒体 C. 光合作用的产物是有机物和氧气 D. 光合作用不需要光能 【参考答案】C（解析：A错误，光合作用需要光，但植物在白天储存的能量可以在夜间继续供生命活动使用；B错误，光合作用场所是叶绿体，线粒体是呼吸作用场所；C正确；D错误，光合作用需要光能作为能量来源。） ◆ 三、探究案 ▸ 探究活动一：验证光合作用产生氧气 【情境导入】 同学们，你们是否注意到这样的现象：在鱼缸里养一些水草，鱼儿会活得更健康。这是为什么呢？原来，水草在进行光合作用时会释放氧气，增加水中氧气含量。那么，我们如何通过实验来验证光合作用确实产生了氧气呢？让我们通过实验来探究这个问题。 【实验设计】 实验名称：验证光合作用产生氧气 实验原理：氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃。 实验材料：金鱼藻（或黑藻）、大烧杯、短颈漏斗、试管、清水、火柴、木条、酒精灯。 实验步骤： 步骤一：取适量金鱼藻放入盛有清水的大烧杯中。 步骤二：将短颈漏斗倒扣在金鱼藻上方，使漏斗颈浸入水中。 步骤三：取一支试管装满水，用手指堵住管口，倒插入漏斗颈中。 步骤四：将装置放在阳光下照射，观察试管内的变化。 步骤五：待试管内收集到约1/2气体后，用拇指堵住试管口，取出试管。 步骤六：将带火星的木条伸入试管中，观察现象。 实验现象记录： 观察项目 观察现象 阳光下照射时 带火星的木条伸入试管后 表 2 光合作用产生氧气实验观察记录表 🧠 思考：为什么要将装置放在阳光下照射？这体现了实验设计的哪个原则？ 你的回答：__________________________________________ 【参考答案】光是光合作用的必要条件，阳光下植物才能进行光合作用产生氧气。这体现了对照实验原则——通过控制变量（光照）来验证假设。 【实验结论】 通过实验观察，我们发现：在阳光下照射一段时间后，试管内收集到了气体；将带火星的木条伸入试管后，木条复燃。这说明光合作用产生了氧气，氧气具有助燃性。 ★ 提示：实验中收集到的气体是光合作用释放的氧气，这是验证光合作用产生氧气的经典实验方法。 ▸ 探究活动二：验证光合作用需要二氧化碳 【实验设计】 实验原理：氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳。淀粉遇碘变蓝色，可用于检验光合作用是否产生了淀粉。 实验步骤： 步骤一：取两盆生长状况相同的天竺葵，分别标记为A和B。 步骤二：将A盆放入装有清水的透明塑料袋中，将B盆放入装有氢氧化钠溶液的透明塑料袋中，密封袋口。 步骤三：将两盆植物放在黑暗处一昼夜（目的是耗尽叶片中原有的淀粉）。 步骤四：将两盆植物移到阳光下照射3-4小时。 步骤五：分别摘取A、B两盆植物的叶片，放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热（脱色处理）。 步骤六：用清水漂洗叶片后，滴加碘液，观察叶片颜色变化。 实验现象记录： 植物编号 处理方式 叶片颜色变化 A 袋内放清水 B 袋内放氢氧化钠溶液 表 3 光合作用需要二氧化碳实验观察记录表 【参考答案】A叶片变蓝，B叶片不变蓝（或变浅蓝）。说明A植物进行了光合作用产生了淀粉，B植物因缺乏二氧化碳无法进行光合作用。 【实验结论】 通过实验观察，我们发现：A叶片遇碘变蓝，说明产生了淀粉；B叶片遇碘不变蓝，说明没有产生淀粉。这说明二氧化碳是光合作用的原料之一。 ▸ 探究活动三：光合作用的过程与意义 【合作探究】 同学们已经通过实验验证了光合作用的产物和原料，那么光合作用的具体过程是怎样的呢？它对植物自身和整个生物圈有什么重要意义呢？请同学们分小组讨论以下问题，并将讨论结果填写在下表中。 讨论问题一：请用简单的图示表示光合作用的原料、产物、条件和场所。 讨论问题二：为什么说光合作用是生物圈中最基本的物质和能量转换过程？ 讨论问题三：从光合作用的角度分析，为什么植树造林有利于改善环境？ 讨论问题 小组讨论结果 问题一 问题二 问题三 表 4 光合作用意义小组讨论记录表 【归纳总结】 通过小组讨论，我们可以归纳出光合作用的重要知识： 1. 光合作用表达式： 二氧化碳 + 水 → 有机物（储存能量）+ 氧气 （条件：光；场所：叶绿体） 2. 光合作用的三大意义： ① 为植物自身提供有机物和能量，是植物生长发育的物质基础； ② 为动物和人类提供食物和能量来源，是生物圈食物链的起点； ③ 维持生物圈中的碳-氧平衡，吸收二氧化碳，释放氧气，改善大气环境。 ◆ 四、训练案 ▸ 【基础巩固】 1. 光合作用的场所是（ ） A. 线粒体 B. 叶绿体 C. 细胞核 D. 液泡 【参考答案】B（解析：叶绿体是光合作用的场所，含有叶绿素等光合色素。） 2. 下列哪项不是光合作用的原料（ ） A. 二氧化碳 B. 水 C. 氧气 D. 无机盐 【参考答案】C、D（解析：光合作用的原料是二氧化碳和水，氧气是产物。无机盐不是光合作用的原料。） 3. 光合作用产生的有机物主要是（ ） A. 蛋白质 B. 脂肪 C. 淀粉 D. 维生素 【参考答案】C（解析：光合作用产生的有机物主要是淀粉等糖类。） 4. 验证光合作用产生氧气的实验中，检验氧气的方法是（ ） A. 用澄清石灰水 B. 用带火星的木条 C. 用碘液 D. 用酒精 【参考答案】B（解析：氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃。） 5. 下列关于光合作用意义的叙述，错误的是（ ） A. 为植物自身提供有机物 B. 为动物提供食物来源 C. 消耗氧气，释放二氧化碳 D. 维持碳-氧平衡 【参考答案】C（解析：光合作用消耗二氧化碳，释放氧气，C选项描述的是呼吸作用。） ▸ 【能力提升】 6. 某同学设计了如下实验装置来探究光合作用的条件。将两株生长状况相同的植物分别放在A、B两个装置中，A装置用透明玻璃罩罩住，B装置用黑色纸袋罩住，其他条件相同。几小时后，用带火星的木条检验两装置中的气体，结果如下表所示。请回答： 装置 处理方式 木条检验结果 A 透明玻璃罩 木条复燃 B 黑色纸袋罩住 木条不复燃 （1）该实验的变量是________，A装置起________作用。 （2）根据实验结果，可以得出的结论是________。 【参考答案】 （1）光照；对照 （2）光合作用需要光（或光是光合作用的必要条件） 7. 如图所示为某植物在夏季一天中光合作用强度的变化曲线，请分析回答： （1）曲线在中午12点左右出现下降，可能的原因是什么？ （2）从曲线变化可以看出，影响光合作用强度的主要环境因素有哪些？ 【参考答案】 （1）中午气温过高，植物蒸腾作用过强，部分气孔关闭，导致二氧化碳供应不足，光合作用强度下降。 （2）光照强度、温度、二氧化碳浓度等。 ▸ 【拓展延伸】 8. 阅读以下材料，回答问题： 材料：温室大棚种植是一种现代农业生产方式。在温室大棚中，人们可以通过调节光照、温度、二氧化碳浓度等条件，来提高农作物的产量。研究表明，适当增加二氧化碳浓度可以显著提高光合作用效率，从而提高作物产量。 （1）请运用光合作用的知识，解释为什么增加二氧化碳浓度能提高作物产量。 （2）除增加二氧化碳浓度外，温室大棚还可以采取哪些措施来提高光合作用效率？ 【参考答案】 （1）二氧化碳是光合作用的原料之一，增加二氧化碳浓度可以提高光合作用效率，使植物制造更多的有机物，从而提高作物产量。 （2）还可以采取以下措施：①适当增加光照强度或延长光照时间；②保持适宜的温度；③合理灌溉，保证水分供应；④合理密植，充分利用光照等。 9. 农业生产中，农民常常会在清晨或傍晚给农作物浇水，而不是在中午。请运用本节课所学知识解释其中的科学道理。 【参考答案】 中午气温高、光照强，植物蒸腾作用旺盛，气孔大量开放。此时浇水，水温较低，会刺激植物气孔关闭，影响光合作用；同时，叶片上的水珠在强光下会像放大镜一样聚焦阳光，可能灼伤叶片。清晨或傍晚温度较低、光照较弱，浇水对植物的影响较小，有利于水分吸收和光合作用进行。 ◆ 五、反思案 ▸ 【知识梳理】 请同学们用思维导图的形式，将本节课的核心知识进行梳理和归纳。可以以“光合作用”为中心，向外延伸出概念、表达式、原料、产物、条件、场所、过程和意义等分支。请在下方框内绘制你的思维导图： （请在此处绘制思维导图） ▸ 【学习反思】 请同学们认真回顾本节课的学习过程，对照以下问题进行自我反思，并如实填写： 1. 本节课我学到了哪些重要的知识？ __________________________________________ 2. 在探究实验中，我最感兴趣的是哪个环节？为什么？ __________________________________________ 3. 我还有哪些疑问没有解决？ __________________________________________ 4. 本节课的学习对我的日常生活有什么启示？ __________________________________________ ▸ 【课后探究】 同学们，学完本节课后，请尝试完成以下课后探究活动，将所学知识运用到实际生活中。 探究任务：观察不同光照条件下植物的生长状况 请同学们在家中选择两盆相同的盆栽植物（如绿萝或吊兰），一盆放在阳台光照充足处，另一盆放在室内阴暗处，连续观察一周，每天记录两盆植物的叶片颜色、状态和生长情况，并尝试解释观察到的现象。 观察时间 光照充足处植物 阴暗处植物 对比分析 第一天 第三天 第五天 第七天 表 5 课后探究观察记录表 我的解释：__________________________________________ ★ 提示：完成观察后，请将观察记录和你的解释带到课堂上，与同学们分享交流。你也可以拍照记录植物的变化，制作成科学小报告。 —— 学无止境，探索不息 —— 第 1 页 / 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 $