第5章绿色开花植物的生活方式第1节光合作用第1课时光合作用的发现与探索教案

第1课时光合作用的发现与探索一、教学目标1.说出绿色植物光合作用发现的过程。2.通过几个经典实验的图示，培养学生对图示进行分析，归纳的能力，初步领悟科学家研究的方法。二、教学重难点重点：1、说出光合作用的发现过程；2、解释发现光合作用实验的原理；3、说明光合作用发现的意义。难点：阐明发现光合作用实验的原理。三、教学过程（一）导入新课：我们中国有句谚语是“万物生长靠太阳”。请同学们思考一下：植物靠太阳干什么？(进行光合作用)。这一节我们就来学习光合作用的发现史----从柳苗生长之谜说起。（二）新授：公元前3世纪，古希腊哲学家亚里士多德根据经验推测得出结论：“植物的物质积累来源于土壤”。讲解法：实验一：17世纪上半叶，比利时科学家海尔蒙特对这一结论产生置疑，作出了挑战，他设计了课本上第一个实验----柳苗生长之谜。跨出了光合作用发现历程的第一步。要提出的问题有：（1）哪位同学能描述该实验的过程？（2）柳树增加的质量是多少？74.5千克。而土减少的质量是多少？0.057千克分析讨论：（1）柳苗增加的74、5千克从哪儿来的呢？首先，不可能来自泥土，因为减少的0、057千克干泥变不出来74、5千克柳苗来。而整个实验中施加的只有水。（2）海尔蒙特的这个实验设计很巧妙：是最早通过实验来解释植物生命现象的学者，而且结论来源于对实验数据的分析。（3）通过数据分析，你能得出什么结论？使柳苗增重的物质来水。（4）海尔蒙特在实验设计中，考虑到土壤要已知“干”重、要“加桶盖”，有何意义？防灰尘落入，严格控制实验条件，体现科学家认真严谨的科学态度。同学们也要学习科学家的认真严谨的态度。（5）我们来看看海尔蒙特的结论。（课件6）（6）柳树真的只需要水就能长大吗？你认为海尔蒙特的实验结论完全正确吗？（不完全正确，他只考虑土壤中物质对植物生长和影响，没有考虑空气中物质对植物生长的影响）那时他们并没有想到植物能从空气中获得什么。对比式：实验二：到十八世纪，有一位科学家对气体非常感兴趣，他就是普利斯利。 （学生每2个人一组，自学普利斯利的实验，时间是7min，教师巡回指导，组织讨论，通过问题提示，鼓励学生合作共同归纳该实验的结论）讨论：蜡烛熄灭和小白鼠死亡可能的原因？（1）分析图1—2，讨论：蜡烛熄灭和小白鼠死亡可能的原因？在光下，蜡烛燃烧消耗氧气，产生二氧化碳；鼠的呼吸需要吸入氧气，呼出二氧化碳。所以死亡原因是：氧气减少了，二氧化碳增多了。学生得出结论：蜡烛燃烧，小鼠呼吸会对空气造成----污染。看看当时普利斯利得出的结论：蜡烛燃烧和小白鼠呼吸会使瓶中的空气变坏。（2）如何才能使空气变好？当时科学家曾用水来试验，但都没有成功，你有什么办法来净化空气呢？在玻璃罩中放了一盆植物后，蜡烛和小白鼠都很好。（课件9）（3）植物和蜡烛为什么能长期共存，小白鼠因为有了绿色植物也没有死去？小白鼠和蜡烛燃烧需要的氧气从哪儿来的？它们产生的二氧化碳又去哪儿了？图3分析：在光下，密闭的钟罩下的植物，产生氧气，吸收了二氧化碳；小白鼠呼吸消耗氧气，生成二氧化碳；图4分析：在光下，密闭的钟罩下的植物，产生氧气，吸收了二氧化碳，蜡烛燃烧消耗氧气，放出了二氧化碳。教师引导生得出结论：植物光合作用需要吸收二氧化碳，放出氧气。科学家的结论：总结归纳：植物生长不仅需要空气而且能净化空气。因为在当时，普利斯特利仅知道这些。（4）人们严格按照普里斯特利的实验要求重复他的实验，有的能成功，有的失败，你认为失败最可能的原因是什么？人们重复普利斯利的实验时，实验控制条件不同，实验结果就不会相同。有的学者在黑暗条件下重复他的实验，植物不但不能进行光合作用，还会因为呼吸作用产生二氧化碳，更严重地污染了空气。你认为可以怎样进一步实验？实验三：你们的想法跟当年的英格豪斯一样，他设计如下实验（出示英格豪斯的实验图）。结论：光在植物更新空气的过程中起关键作用。英格豪斯的实验结果说明：绿色植物的光合作用需要光和叶绿素。探究式：萨克斯的实验：后来经科学家们研究发现，绿色植物进行光合作用，还能合成储存能量的有机物----淀粉。淀粉遇碘呈现蓝色如果让你来证明绿色植物进行光合作用产生了淀粉的实验设计，你会怎么设计？学生讨论。讨论：有点问题。与平时学的加以引导，不能一下入题太深。（1）实验要控制的变量是什么？光照。（2）怎么来设置对照？照光和遮光。（3）是在同一片叶上进行对照实验好，还是取不同叶片进行对照实验好？同一片叶上好。（4）我们怎么来检测是否有淀粉产生？用碘液染色后，叶片不遮光的部分变成蓝色，叶片遮光部分不变色 （5）如果遮光部份也变蓝色，我们怎么办？把绿叶放在暗处数小时，消耗叶片中部份营养物质。介绍：1864年德国科学家萨克斯的实验：黑暗处理→一半照光、一半遮光→酒精脱色→碘液显色（遮光处颜色没有变化，照光处变深蓝色）。（课件14）说明光是植物光合作用合成淀粉的必需条件。问：这个实验可以得出什么结论（淀粉是光合作用的产物）以上几个实验说明植物的光合作用与哪些因素有关？------光照、水、氧气、二氧化碳、淀粉、叶绿体有关。三．归纳；还有哪些科学家探究光合作用的实验？科学家实验过程或结果实验结论海尔蒙特17世纪上半叶木桶里栽柳5年，雨水浇灌，柳苗由2.3kg增重至76.8kg；90kg干土减重57g柳的增重来自水普利斯特利1771钟罩里的小鼠窒息而死；将小鼠与植物同时放入密封的钟罩内，小鼠生活正常植物能“净化”空气英格豪斯1779植物的绿色部分，只有在光下才能起到“净化”空气的作用光的重要作用谢尼伯1782发现照光时绿色植物吸收CO2，释放O2CO2是原料，O2是产物索热尔1804植物增重大于CO2吸收量减去O2释放量水是原料萨克斯发现照光时叶绿体中的淀粉粒才会增大有机物是产物四、课堂小结1．什么是光合作用？2．绿色植物的进行光合作用的条件是什么？原料是什么？产物是什么？它是地球上一个最重要的化学反应，它的发现具有非常重要的意义。（合理密植，多层次种植）