第5章第1节有机物从哪里来

第5章第1节有机物从哪里来
【设计思路】
本节内容是初中生物的重点和难点。根据要求，重新编排了教学顺序。从五个方面来安排本节教学内容。分别是：众多实验、光合作用概念、光合作用探究历史、光合作用意义、光合作用的应用。
在“众多实验”中，介绍了5个实验，从而总结出光合作用的原料、产物、条件、场所。其中，实验2（萨克斯实验）是重点实验；实验4（探究银边天竺葵或者青菜不同部位实验），使学生进一步体验科学探究的方法。在“光合作用概念”中，总结光合作用的原料、产物、条件、场所、公式和实质，其中“实质”对于学生比较难理解。介绍“光合作用探究历史”，使学生对科学研究的艰难性、漫长性有所理解。对于“光合作用意义”，通过学生查找资料，用事实、数据等来理解。通过3个实践问题，理解“光合作用的应用”。
【学习目标】
1、知识目标：
⑴ 阐明绿色植物光合作用的原料、产物、条件、场所、实质和公式。
⑵ 了解光合作用的探索历史，即众多实验。
⑶ 举例说出绿色植物光合作用原理在生产上的应用和意义。
2、能力目标：
⑴ 通过探究光合作用的条件、产物和场所，进一步体验科学探究的方法。
⑵ 在探究活动中培养分析、判断、推理的能力，以及运用知识解决问题的能力。
3、情感态度与价值观：
⑴ 进一步明确生物圈中的人和动物与绿色植物的密切关系，产生保护植物、爱好环境的情感。
⑵ 了解光合作用的探究历史，使学生进一步 体会科学研究的严谨性、漫长性，提高学生的科学素养。
【学习重点、难点】
1、重点：阐明绿色植物的光合作用。
2、难点：探究植物进行光合作用的场所，了解光合作用原理在生产上的应用。
【 教学过程】（第一课时到实验3，第二课时 从实验4开始至结束）
教学内容学生活动教师活动
引言
绿色植物是生态系统中的生产者；原因是绿色植物能进行光合作用，制造有机物和氧气。
回顾复习，并进入新课学习。设计问题，步步引导：⑴绿色植物在生态系统的组成中充当什么角色？⑵为什么充当生产者的角色？引出课题。
新课
一、众多实验
实验1：1648年，海尔蒙特的实验
⑴实验过程

⑵实验结论

⑶实验意义

实验2：1864年，萨克斯的实验
⑴实验过程：

⑵实验操作
⑶实验现象

⑷分析
⑸实验结论

⑹总结实验

实验3：1880年，恩吉尔曼实验
⑴实验过程

⑵实验现象

⑶实验结论

实验4：探究银边天竺葵或 者青菜不同部位实验
⑴提出问题

⑵作出假设

⑶制定计划

实验操作
⑷实验现象

⑸实验分析

⑹结论
介绍叶绿体

阅读书本，获取 信息。

90kg桶＋ 2.3kg柳树＋雨水 5 年
土壤少了60kg＋柳树增重76.7kg
柳树生长需要水（光合作用主 要原料之一）
结论片面，不全面。

阅读实验过程，提出各自的问题。

a．为什么用天竺葵？是否可以用别的植物？

b．为什么要放在黑暗处一昼夜？
c．为什么要用黑纸片？
d．为什么将叶片的一部分夹紧，而不是全部？
e．为什么是正反两面都要夹紧？

f．为什么又要移到阳光下照射3～4小时？
g．为什么要浸入酒精中？
h．为什么要隔水加热？
i．为什么要用清水漂洗？

j．为什么要滴加碘液？
学生为主，教师为辅，共同解答疑惑。
教师演示，或者学生分组实验
学生描述：未遮光部分→变蓝色；遮光部分→没有变色。
未遮光部分→变蓝色→有淀粉产生（进行光合作用）；遮光部分→没有变色→没有淀粉产生（没有进行光合作用）。
光合作用产物之一：淀粉；条件：需要光。
思考和讨论：实验设计很严谨，科学研究是一项十分严谨的工作，从小也要养成严谨的科学态度。

阅读书本，获取信息。
提出疑问：
a．为什么用水绵？

b．什么是好氧细菌？
c．为什么放在没有氧气的黑暗处一段时间？
d．为什么用极 细光束照射？

e．为什么之后又完全暴露在光下？
学生为主，教师为辅，共同解答疑惑。
学生观察图片，描述现象：用极细光束照射时，好氧细菌只集中在水绵被光照射到的一侧的叶绿体周围；完全暴露在光下时，好氧细菌集中在水绵两侧的叶绿体周围。
光合作用场所：叶绿体；产物之一：氧气；条件：光。

阅读书本，获取信息。介绍探究设计。

提出各自想探究的问题。如只有叶片的绿色部分能进行光合作用？
针对各自的问题作出假设。如只有叶片的绿色部分能进行光合作用。
根据自己的假设，设计实验。如针对“只有叶片的绿色部分能进行光合作用”的假设，设计的实验，同实验2的第3、4两步，实验材料为银边天竺葵或者青菜不同部位。
思考和讨论：对比，如用银边天竺葵，那么变量就是有无叶绿体；如用青菜不同部位实验，变量就是叶绿体的多少。
思考和讨论：实验材料不同部位叶绿体含量不同，在进行光合作用时，制造的淀粉含量不同。滴加碘液，通过变色程度的不同，可以判断光合作用场所。
教师演示，或者学生分组实验
银边天竺葵：边缘→没有变蓝色；中间→变蓝色。青菜：1至4，蓝色越来越深。
银边天竺葵：边缘→没有变蓝色→没有淀粉（没有叶绿体，不进行光合作用）；中间→变蓝色→有淀粉（有叶绿体，进行光合作用）。青菜：1至4，蓝色越来越深→淀粉越来越多（叶绿体含量越来越多，光合作用进行的越来越强）。
光合作用场所：叶绿体。
明白含有叶绿体的器官都可以进行光合作用，主要器官是叶。
引导学生了解。

教师协助总结。

和学生一起完成探究实验。

答：天竺葵是本实验最好的材料，也可以选用蚕豆、小白菜、绵葵等有绿而薄叶片的植物。
答：使叶片消耗掉原先制造的淀粉，实验结果测到的产物就是叶片在该实验条件下制造的，实验结果更可靠。
答：遮光。
答：起到对照，遮光和不遮光部分。变量是光。
答：达到完全遮光，叶片正反面都能进行光合作用。
答：进行光合作用。

答：溶解叶绿素，减少色素干扰。
答：酒精燃点低，如果直接加热，绿色还没有褪去，酒精就会燃烧起来；酒精容易挥发，直接加热，挥发太快，造成浪费。
答：洗去酒精，减少滴加碘酒后的干扰。
答：碘液可以检测是否有淀粉。

注意安全。

教师提示淀粉的特性——遇到碘液会变蓝色。

指出实验中的放在黑暗处一昼夜、正反两面、用清水漂洗等步骤，让学生思考一下，科学家这样设计的意义？

引导学生了解。

答：结构简单，叶绿体带状，便于观察。
答：需要生活在氧气充足的地方。
答：消耗掉之前制造的氧气。

答：有利于光合作用在水绵一侧进行，实验现象明显。
答：对比。

介绍图片。
强调在“叶绿体”周围，那里氧气最多。

引导得出多 个结论

指导学生完成探究活动，

提示学生参考实验2的实验过程 ，设计探究实验。
提问：为什么用银边天竺葵或者青菜不同部位做实验？

提问：在本实验中，为什么实验2的第1、2省略了？

提示淀粉的特性——遇到碘液会变蓝色。
提示注意实验材料的叶绿体含量。

出示图片，简单介绍叶绿体的颜色、位置、功能等
二、概念
1、定义

2、原料
产物
条件
场所

3、公式

4、实质
绿色植物利用太阳提供的光能，在叶绿体中把二氧化碳和水，合成淀粉等有机物，并释放氧气。同时把光能转变成化学能储藏在有机物中的过程。
二氧化碳、水
有机物（主要淀粉）、氧气
光
叶绿体
二氧化碳＋水 叶绿体 光 有机物（主要淀粉）＋氧气
物质转变：简单无机物→复杂有机物；
能量转变：光能→有机物中化学能。
指导，帮助学生总结。

原料二氧化碳，需要向学生介绍。

强调必 须有光

因为没有物理和知识化学，学生难以理解，要适当提示总结。
三、光合作用探索历史从1648年开始，到21世纪，一代又一代人孜孜不倦，力图完善光合作用机制。面对这种科学研究，你有什么想法？
引导学生思考，各抒己见。
如：科学道路的攀登是很漫长的；科学研究是无数科学家的智慧结晶；科学需要不断完善，永无止境等等。光合作用探究的大事记：
1648年（比）海尔蒙特→原料之一水；1771年（英）普里斯特利→可以改变空气成分；1773年（荷）英恩豪斯→条件光；1804年（瑞士）索绪尔→原料是二氧化碳、水；1845年（德）迈尔→光能转变为化学能；1864年（德）萨克斯→产物之一淀粉；1880年（德）恩吉尔曼 →场所叶绿体；1897年教科书中首次称此过程为——光合作用……
四、意义
1、制造有机物

2、提供能量

3、提供氧气

通过查找资料，介绍光合作用意义
如，提供给植物自身生长需要的有机物；通过食物链、食物网提供给动物和人类的有机物。
如，为生物生命活动的能量来源；光合作用每年固定3×1021J能量，以1970年计，全球消耗掉3×1020J能量，只有光合作用的十分之一。
如，绝大多数的生物呼吸需要氧气；全球生物呼吸、燃烧、消耗的氧气，大约每秒钟10000吨（即每年消耗氧气大约3.15×1011吨氧气），地 球上的氧气只够用2000年；每年绿色植物释放5.35×1011吨氧气。适当补充。
每年同化的碳素2×1011吨，换算成葡萄糖，约为4～5×1011吨。

如，我们现在用的煤炭、石油和天然气都是古代植物光合作用储存在有机物中的能量，被我们现在来用。

空气中的氧气70％由光合作用补充。
维持地球上二氧化碳－氧气的平衡。
五、应用
结合光合作用，思考回答。
答：长期得不到光照，不能合成有机物。从而造成死亡或者减产。

答：合理加大农作物种植密度，扩大单位面积内叶片总面积，也就是扩大光合作用的总面积，最大限度的利用阳光，提高单位面积的产量。
答：二氧化碳是光合作用的原料，透明是为了增加光照。都是使光合作用更加旺盛。
提问：家中种植花草，如果长时间放在黑暗处会死亡。小麦在灌浆的时候遇到阴雨天，会减产。原因是什么？
提问：分析合理密植高产的原因。
提问：为什么大棚种植时，有时会在大棚中充填二氧化碳气体？大棚为什么是透明的？
DIY 实验。

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