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2019-2020年高中生物 （人教大綱版）第一冊 第三章　生物的新陳代謝 3光合作用(第一課時) 從容說課 本節(jié)教材主要講述了光合作用的發(fā)現(xiàn)過程、葉綠體中的色素、光合作用的過程以及光合作用的重要意義四個方面的內(nèi)容。 光合作用的發(fā)現(xiàn)，是建立在初中生物教材講述了光合作用的基礎(chǔ)知識上，安排了綠葉在光下制造淀粉的實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，更加深入地從產(chǎn)物和場所等方面講述了光合作用發(fā)現(xiàn)過程中的幾個著名實(shí)驗(yàn)。有英國科學(xué)家普里斯特利的“植物可以更新空氣”；有德國科學(xué)家薩克斯的“光合作用產(chǎn)生了淀粉”；有德國科學(xué)家恩吉爾曼的“氧是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所”和美國科學(xué)家魯賓、卡門的“光合作用釋放的氧全部來自水”。通過這些實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，不僅了解光合作用的發(fā)現(xiàn)過程，重要的是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和不斷探求新知識的精神。 葉綠體中色素的探索，教材通過實(shí)驗(yàn)中葉綠體中色素的提取、分離，使學(xué)生自己動手，親眼看到從上到下依次的橙黃色、黃色、藍(lán)綠色和黃綠色的出現(xiàn)。并結(jié)合科學(xué)家將這4種色素命名的過程，使學(xué)生懂得探索生物科學(xué)的基本方法，獲得色素方面的基礎(chǔ)知識，初步掌握提取和分離葉綠體中色素的方法。 關(guān)于光合作用的過程和意義，首先，教材從光合作用的總反應(yīng)式入手，說明光合作用的場所、條件、原料和產(chǎn)物。引出根據(jù)是否需要光，將光合作用的過程分為光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段。之后教材對兩個階段分別從場所、條件、物質(zhì)變化、能量變化等方面進(jìn)行了比較詳細(xì)的分析。得出兩個階段是一個整體，在光合作用的過程中，二者緊密聯(lián)系、缺一不可的辯證結(jié)論。關(guān)于光合作用的意義，“對生物進(jìn)化的作用”，教材介紹的較為詳細(xì)?！肮夂献饔脼閹缀跛猩锏纳嫣峁┝宋镔|(zhì)來源和能量來源”，上節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容?！熬S持大氣中氧和二氧化碳含量的相對穩(wěn)定”，通過學(xué)習(xí)光合作用的過程就能理解，因此，教材對后兩個方面的意義沒做詳細(xì)分析。最后，補(bǔ)充了植物栽培與光能的合理利用，意在指導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際。 教學(xué)目標(biāo) 知識目標(biāo) 知道：光合作用的發(fā)現(xiàn)。 理解：葉綠體中的色素。 應(yīng)用：光合作用的過程和重要意義。 能力目標(biāo) 1.通過光合作用過程中光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用對比法進(jìn)行學(xué)習(xí)的方法。 2.初步掌握提取和分離葉綠體中色素的方法，滲透“線條學(xué)習(xí)法”，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。 情感目標(biāo) 1.通過光合作用的意義來理解當(dāng)今世界面臨的一些重大問題，如糧食、化石能源、環(huán)境污染等，引起學(xué)生對世界未來的關(guān)注。 2.通過光合作用發(fā)現(xiàn)過程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生認(rèn)識到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛、科學(xué)研究方面的重要，進(jìn)而說明學(xué)習(xí)方法的重要。 3.學(xué)習(xí)光合作用的過程中，滲透物質(zhì)與能量，光反應(yīng)與暗反應(yīng)之間的辯證關(guān)系，樹立辯證觀點(diǎn)。 重點(diǎn)落實(shí)方案 重點(diǎn) 1.光合作用的意義。 2.葉綠體中的色素。 3.光合作用的過程。 落實(shí)方案 1.將重點(diǎn)分解到三個課時中。 2.關(guān)于光合作用的意義。 （1）聯(lián)系當(dāng)今世界面臨的一些重大危機(jī)，引發(fā)學(xué)生對自身生存環(huán)境的興趣。 （2）將光合作用的意義條理為三個方面。 （3）進(jìn)化方面，依據(jù)氧的線索進(jìn)行。 3.關(guān)于葉綠體中的色素 （1）預(yù)習(xí)，要求學(xué)生用語言能敘述實(shí)驗(yàn)的原理，方法步驟。 （2）學(xué)生動手，親自實(shí)驗(yàn)提取和分離色素，獲得直觀認(rèn)識。 （3）示范效果比較好的色素帶，讓學(xué)生觀察，與自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比。 4.關(guān)于光合作用的過程 （1）預(yù)習(xí)，初步了解光合作用的整個過程。 （2）分別對光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段進(jìn)行物質(zhì)變化、能量變化分解講解。 （3）利用光合作用過程的圖解進(jìn)行總結(jié)，使學(xué)生在整體上把握。 難點(diǎn)突破策略 難點(diǎn) 光合作用中的物質(zhì)變化和能量變化。 突破策略 1.安排學(xué)生預(yù)習(xí)、教師講解時，先從物質(zhì)、能量兩方面進(jìn)行分析、講解。 2.播放多媒體課件：光合作用的過程。 教具準(zhǔn)備 光合作用發(fā)現(xiàn)過程中的實(shí)驗(yàn)步驟線條式掛圖，多媒體課件：光合作用的過程。 學(xué)法指導(dǎo) 建議指導(dǎo)學(xué)生采用“線條學(xué)習(xí)法”。“線條學(xué)習(xí)法”是很重要的一種學(xué)習(xí)方法，它可以使知識形成網(wǎng)絡(luò)，成為體系。比如，證明綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉的實(shí)驗(yàn)中，教材中的文字?jǐn)⑹鲭m簡練，但不直觀，若我們指導(dǎo)學(xué)生，將其轉(zhuǎn)換成： 曝光 遮光 變藍(lán) 不變 綠色葉片 黑暗處理 碘蒸氣 學(xué)生的思路就會明確。再如學(xué)習(xí)光合作用的過程，理解了光合作用過程的線條圖解，便掌握了光合作用的過程。引導(dǎo)學(xué)生掌握此學(xué)習(xí)方法，可促進(jìn)對知識的掌握，學(xué)生也將終身受益。 課時安排 3課時 第一課時 教學(xué)過程 ［導(dǎo)課］ 1．師生共同復(fù)習(xí)初中階段學(xué)習(xí)過的光合作用概念。 光合作用是綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機(jī)物，并釋放氧氣的過程。 2．請學(xué)生依光合作用的概念，寫出光合作用的反應(yīng)式： 光能 葉綠體 CO2+H2O (CH2O)+O2 3．引導(dǎo)學(xué)生，依據(jù)光合作用的概念和反應(yīng)式，指出光合作用過程中的原料、產(chǎn)物、條件和場所：二氧化碳和水、糖類為主的有機(jī)物和氧氣、光能和葉綠體。 4．通過上述三個問題，我們對光合作用有了一個大致的認(rèn)識。那么，光合作用對于人類的生產(chǎn)和生活、對于自然界、對于生物界有什么意義呢? ［教學(xué)目標(biāo)達(dá)成］ 一、光合作用的意義 1．光合作用為生物的生存提供了物質(zhì)來源和能量來源。 設(shè)問：生物生命活動所需要的有機(jī)物和能量的最終來源是什么? 引導(dǎo)學(xué)生的思路：人類一日三餐的主食，分別來自動物和植物，而不論肉食動物還是植食動物，其食物最終均來自植物。由此可見，生命活動的最終物質(zhì)和能量來自綠色植物。綠色植物僅有光合作用，能把小分子的無機(jī)物轉(zhuǎn)化為大分子的有機(jī)物，并把光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，儲存在有機(jī)物中。因此，光合作用為生物的生存提供了物質(zhì)來源和能量來源。 2．維持大氣中氧和二氧化碳含量的相對穩(wěn)定。 ①回憶化學(xué)知識，明確大氣中氧氣含量約21％左右；二氧化碳含量約0.3％左右。 ②回憶呼吸作用：植物、動物和人類，呼吸作用每時每刻都在消耗氧氣、釋放二氧化碳。機(jī)械的運(yùn)動，燃燒的過程也在每時每刻消耗氧氣，釋放二氧化碳。既然如此，為什么大氣中的氧氣和二氧化碳還能維持相對穩(wěn)定呢? ③光合作用每時每刻都在釋放氧氣、吸收二氧化碳。據(jù)統(tǒng)計，光合作用每年釋放的氧氣達(dá)5.351011噸，吸收的碳素達(dá)21011噸。因此，盡管地球上存在著消耗大量氧氣、產(chǎn)生大量二氧化碳的過程，但與光合作用產(chǎn)生氧氣、吸收二氧化碳的過程比較，顯然是微不足道的。這就是大氣中氧氣和二氧化碳含量相對穩(wěn)定的道理所在。正是因?yàn)槿绱?，人們才形象地把綠色植物稱為“自動空氣凈化器”。 3．對生物的進(jìn)化有重要作用。 在距今30億～20億年以前，藍(lán)藻在地球上出現(xiàn)。藍(lán)藻通過自身的光合作用，釋放了氧氣，從而使還原性的原始大氣逐漸轉(zhuǎn)化成了氧化性的現(xiàn)代大氣。大氣中的一部分氧轉(zhuǎn)化成了臭氧(O3)。臭氧在大氣上層形成的臭氧層，能夠有效地濾去太陽輻射中對生物具有強(qiáng)烈破壞作用的紫外線。以上兩個條件的形成，一方面，使厭氧生物逐漸進(jìn)化為需氧生物；另一方面，使水生生物逐漸進(jìn)化為陸生生物。經(jīng)過長期的生物進(jìn)化過程，最后才出現(xiàn)廣泛分布在自然界的各種生物。 由上述可見，光合作用是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。 二、光合作用的發(fā)現(xiàn) 1．由課外活動小組的代表向全體同學(xué)匯報重做英國科學(xué)家普里斯特利和德國科學(xué)家薩克斯的實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果。 2．銀屏顯示如下的閱讀提綱： 　普里斯特利的實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)論 (1) 　薩克斯的實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)論 (2) 　恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)論 (3) 　魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)論 (4) 3．指導(dǎo)學(xué)生依據(jù)閱讀提綱閱讀教材和插圖。 4．請學(xué)生依據(jù)閱讀提綱的四點(diǎn)內(nèi)容回答： (1)普里斯特利的實(shí)驗(yàn)過程，點(diǎn)燃的蠟燭與綠色植物一起放在一個密閉的玻璃罩內(nèi)；小鼠與綠色植物一起放在一個密閉的玻璃罩內(nèi)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：蠟燭不易滅，小鼠不易窒息；綠色植物可以更新空氣。 (2)薩克斯的實(shí)驗(yàn)過程：①把綠葉放在暗處幾小時，②然后把此葉片一半曝光，另一半遮光，③過一段時間，用碘蒸氣處理葉片。結(jié)果，遮光的一半不變色，曝光的一半呈深藍(lán)色。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：綠葉在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。 (3)恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)過程，①把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時裝片放在無空氣的黑暗環(huán)境里。②用極細(xì)的光束照射水綿。③顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，好氧菌向葉綠體被光照射處集中。④若上述臨時裝片完全暴露在光下，好氧菌則分布在葉綠體所有受光部位。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：氧由葉綠體釋放，葉綠體是光合作用的場所。 (4)魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)過程：①用18O分別標(biāo)記H2O和CO2。②進(jìn)行兩組光合作用實(shí)驗(yàn)，第一組向綠色植物提供H218O和CO2；第二組向同種綠色植物提供H2O和C18O2。③結(jié)果：第一組氧全來自18O2；第二組氧全來自O(shè)2。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光合作用釋放的氧全部來自水。 5．教師小結(jié)學(xué)生的四點(diǎn)回答。銀屏顯示以上四點(diǎn)內(nèi)容。 6．師生共同回顧光合作用的發(fā)現(xiàn)過程，引導(dǎo)學(xué)生得出如下結(jié)論。 (1)社會生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)是推動科學(xué)進(jìn)步的動力之一。 (2)科學(xué)進(jìn)步是科學(xué)家艱苦努力、不斷探索的結(jié)果。 (3)“實(shí)驗(yàn)→假說(推想)→實(shí)驗(yàn)(驗(yàn)證)→結(jié)論”是科學(xué)結(jié)論(真理)誕生的模式之一。 ［教學(xué)目標(biāo)鞏固］ 1.生物界中最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝是( ) A.新陳代謝 B.光合作用 C.呼吸作用 D.蒸騰作用 分析：新陳代謝包括物質(zhì)代謝和能量代謝，是生物體內(nèi)一切有序的化學(xué)反應(yīng)的總稱。呼吸作用是生物體的一種代謝，是將生物體內(nèi)的有機(jī)物分解，能量釋放的過程。蒸騰作用是水分以氣體狀態(tài)從體內(nèi)散發(fā)到體外的過程。這三種生理活動都涉及到物質(zhì)代謝和能量代謝，但都不是最基本的。只有光合作用，可以利用光能，將光能貯存在有機(jī)物中，為能量代謝提供基礎(chǔ)，可以將無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，為物質(zhì)代謝提供基礎(chǔ)。因此，光合作用是生物界中最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。 答案：B 2.下列各項(xiàng)中不屬于光合作用意義的是( ) A.把無機(jī)物制造成有機(jī)物 B.把光能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能 C.吸收CO2放出O2 D.是生命的基本特征 分析：根據(jù)光合作用的概念可知，A、B、C都屬于光合作用的意義。只有D不是，生命的基本特征應(yīng)是新陳代謝。 答案：D 3.光合作用的實(shí)驗(yàn)中，如果所有的水中有0.20%的水分子含有18O，所有的二氧化碳中0.68%的分子中含有18O，那么，光合作用釋放的氧氣中含有18O的比例為( ) A.0.20% B.0.48% C.68% D.0.88% 分析：依據(jù)同位素示蹤我們知道：光合作用過程中釋放的氧全部來自水，因此，供給光合作用原料水中有0.20%的含有18O，那么，光合作用釋放的氧氣中這個比值不變。故選A。 答案：A ［布置作業(yè)］ 預(yù)習(xí)《實(shí)驗(yàn)八》葉綠體中色素的提取和分離。 ［結(jié)課］ 這節(jié)課，我們通過實(shí)驗(yàn)分析了光合作用是通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成貯存著能量的有機(jī)物，并且釋放出氧的過程。并了解了光合作用的意義。那么，作為光合作用的場所——葉綠體中，究竟有幾種色素？怎樣才能把它們提取和分離出來呢？下節(jié)課，我們繼續(xù)討論。 板書設(shè)計 第三節(jié) 光合作用 光能 葉綠體 概念：CO2+H2O （CH2O）+O2 一、光合作用的意義 1.提供物質(zhì)來源和能量來源。 2.維持大氣中氧和二氧化碳含量的相對穩(wěn)定。 3.對生物的進(jìn)化有重要作用。 二、光合作用的發(fā)現(xiàn) 1.綠色植物可以更新空氣。 2.光合作用產(chǎn)生了淀粉。 3.葉綠體是光合作用進(jìn)行的場所。 4.光合作用釋放的氧來自于水。