第三章第二節有機物的制造——光合作用 教案示例

教材分析

光合作用是綠色植物重要的生理功能之一，是本章教材的重點內容。教材通過演示實驗分別介紹了光合作用的產物、原料和條件，并在此基礎上概括總結出光合作用的概念、實質和意義。因此，在教學過程 中，要努力做好演示實驗，并積極引導學生對演示實驗的結果進行科學的分析，逐步深入認識綠色植物的光合作用。

教學目的

1.通過演示實驗和對實驗結果的分析，使學生掌握光合作用的概念。

2.通過對光合作用的概念和光合作用的公式的分析，使學生理解光合作用的實質。

3.使學生了解光合作用的意義和應用。

教學重點

1.光合作用所需原料、條件和產物的演示實驗。

2.光合作用的概念和實質。

教學難點 

光合作用的實質。

教學方法

演示實驗和講述相結合。安排二課時。

教學準備

1.光合作用需要氧氣的實驗裝置。（放在各班教室向陽的窗臺上，讓學生觀察產生和收集氧氣的過程。）

2.光合作用吸收二氧化碳的實驗裝置和實驗結果。

3.說明光合作用需要葉綠素的實驗結果。（經酒精脫色和碘液處理的銀邊天竺葵葉片。）

教學過程 

（第一課時）

引言：我們已經了解了葉的形態和結構，知道綠葉在光下能制造淀粉。綠葉在光下制造有機物（主要是淀粉）的生理活動，我們稱為光合作用。光合作用需要什么原料、條件，有什么產物，這些問題還需要我們進一步探索研究。（引出課題：第三節有機物的制造—一光合作用）

一、光合作用的產物（板書）

教師指出：綠葉在光下制造淀粉的實驗，證明光合作用的產物有淀粉。（板書）

啟發思考：光合作用是否還有其他產物，

教師把光合作用產生氧氣的實驗裝置由教室的窗臺移到講臺桌上。并加以簡單介紹。

問：根據平時的觀察，看到金魚藻在光照下有什么現象發生？（學生回答：有氣泡產生）

啟發思考：光照下金魚藻產生的氣體會是什么氣體？

教師指出：我們可以來檢驗收集到的氣體。教師進行氣體檢驗示范之后，問：將要熄滅的小木棍遇到該氣體時有什么現象發生？（學生回答：重新燃燒）

問：這種現象說明產生的是什么氣體？

結論：氧氣。（板書）

啟發思考：綠葉在光下制造淀粉產生氧氣都需要什么原料呢？

二、光合作用的原料（板書）

教師出示并簡單介紹光合作用吸收二氧化碳的實驗裝置。指出實驗中氫氧化鈉溶液的作用，以及實驗的簡單過程。

問：甲、乙兩套實驗裝置有什么主要區別？（要求回答：甲裝置的槽里放的是氫氧化鈉溶液，乙裝置的槽里放的是清水。）

問：隨著時間的延長，甲、乙兩套實驗裝置的空間內，空氣成分會發生什么變化？（要求回答：甲裝置內空氣中的二氧化碳量比乙裝置內二氧化碳量大大減少。）

教師展示該實驗的結果，指出：摘自甲裝置內的葉片，經酒精脫色和碘液處理，未被染成藍色。而摘自乙裝置的葉片被染成藍色。

問：對實驗結果進行分析可以得出什么結論呢？（在學生回答的基礎上，教師最后概括。）

結論：必須有二氧化碳參加，綠葉在光下才能制造淀粉。

光合作用的原料：二氧化碳。（板書）

教師指出：經科學家實驗證明，沒有水參加，綠葉在光下也不能制造淀粉。

結論：光合作用的原料還有水。（板書）

通過上述三個實驗都可以說明：光是綠色植物進行光合作用的重要條件。除此之外光合作用還需要什么條件呢？

三、光合作用的條件（板書）

教師出示盆栽銀邊天竺葵。

問：銀邊天竺葵的葉片邊緣為什么是白色的？（要求回答：葉片邊緣的細胞里不含葉綠素。）

啟發思考：將經過光照的銀邊天竺葵的葉片用酒精脫色和碘液處理后，葉片的顏色會發生什么變化？

教師出示該實驗的結果，指出葉片中部原是綠色的部分被碘液染成了藍色，而白色的邊緣部分未被染成藍色。

問：對實驗結果進行分析可以得出什么結論呢？（在學生回答的基礎上，教師最后概括。）

結論：綠葉有葉綠素的部分經光照才能產生淀粉。

光合作用的條件：光、葉綠素。（板書）

啟發思考：光合作用為什么需要光？

教師對有關能量的問題作出形象的解釋之后，指出：植物進行各種生命活動都需要能量。綠葉進行光合作用時，就是依靠陽光提供的能量，把二氧化碳和水等原料轉變成淀粉等有機物。同時釋放出氧氣。

通過以上幾個實驗，我們分別了解到光合作用的原料、條件和產物等內容。現在全面的總結一下什么叫光合作用。

四、光合作用的概念（板書）

在學生思考回答的基礎上，教師指導學生閱讀教材中有關光合作用概念的內容。

教師指出：現在我們已經對光合作用有了初步的認識。但是還有一些問題需要我們進一步深入探討，如在光合作用的過程中物質和能量都發生了哪些根本變化，光合作用對植物本身、對于人類和整個生物界有什么意義等，這些問題我們在下一節課中再來繼續探討。

（第二課時）

引言：有人把綠葉進行光合作用，比作工廠的生產活動，你能說出綠葉這個“綠色工廠”中的機器設備、原料、動力和產物都是什么嗎？

在學生回答的基礎上，啟發思考。

問：你能用一個簡單的公式把“綠色工廠”的生產過程表示出來嗎？（在學生回答的基礎上，教師進行總結。）

光合作用的公式：（板書）

結合光合作用的公式，認真思考：在光合作用的過程中，物質和能量都發生了哪些根本的變化？（引出課題）

五、光合作用的實質（板書）

問：還記得學習種子的成分時，種子的成分包括哪兩大類物質，其中哪類物質比較簡單，哪類物質比較復雜？（要求回答：無機物和有機物。無機物簡單，有機物復雜。）

問：分析光合作用的公式，說明在光合作用的過程中，物質發生了哪些根本變化？（在學生回答的基礎上，教師最后概括。）

簡單的無機物（二氧化碳和水）轉變成復雜的有機物（淀粉等），并且釋放出氧氣。

問：在物質轉化的同時，還有什么變化發生呢？（在學生回答的基礎上教師最后概括。）

光能轉變成貯藏在有機物中的能量（化學能）。

從實質上說，光合作用包含了兩個方面的轉化：（板書）

教師指出：關于光合作用過程中，二氧化碳和水等無機物是怎樣轉化成淀粉等有機物；光能是怎樣轉化成貯藏在有機物中的能量；釋放出的氧又是從何而來。這些比較復雜的問題，留待我們在高中生物學中再作進一步的探討。

光合作用對綠色植物本身、對人類和自然界有什么意義呢？

六、光合作用的意義（板書）

問：人和動物也能像綠色植物那樣，把從外界攝入到體內的各種無機物在體內轉化成有機物嗎？（學生回答：不能）

問：那么，我們人和動物體內的各種有機物是哪來的呢？（學生回答：從食物中獲得的）

問：人和動物吃的植物性、動物性食物中的有機物又是從哪來的呢？（在學生回答的基礎上教師最后概括。）

食物中的各種有機物，都是直接或間接由綠色植物通過光合作用制成的。不僅如此，自然界中的各種有機物，包括我們比較熟悉的棉、麻、糖、橡膠等，也都是綠色植物通過光合作用給我們提供的。

據科學家估計，整個地球上的綠色植物光合作用一年所制造的有機物，若折算成葡萄糖可達4500億噸左右。

概括出意義之一：

（一）為人類和整個生物界提供大量的有機物（板書）

綠色植物可以直接利用光能來進行重要的生命活動——光合作用。

問：人和動物體是否也能直接利用光能來進行各種生命活動呢？（學生回答：不能）

問：那么，我們人體或動物進行生命活動所需要的能量是由誰提供的呢？（學生回答：是食物中貯藏的能量）

問：食物中貯藏的能量又是哪來的呢？（學生回答：直接或間接來源于綠色植物的光合作用，來源于太陽光能。）

教師指出：不僅植物性、動物性食物中貯藏的能量來源于綠色植物的光合作用，來源于光能。我們用的柴草、煤、石油、天然氣等能源物質，也都是現在或過去的綠色植物通光合作用所貯藏的太陽能。

據估計，地球上綠色植物一年進行光合作用所提供的能量，若折算成電能，可達1700萬億度。現在整個地球上人類一年所消耗的能量僅占綠色植物光合作用所提供能量的10％左右。

概括出意義之二：

（二）為人類和整個生物界提供豐富的能源（板書）

問：人和動物以及其他生物在呼吸時，吸進的氣體和呼出的氣體成分有什么不同？

在學生回答的基礎上，教師指出：生物呼吸時消耗了很多氧氣，產生了很多二氧化碳。自然界中的燃燒同樣要消耗很多氧氣而產生很多二氧化碳。

據科學家估計，全世界生物的呼吸和燃燒所消耗的氧氣，每秒鐘可達l萬噸左右。照這樣的速度，大氣中的氧氣在3000年左右就會被用完。但是我們生活中并沒有明顯感到環境中氧氣不足和二氧化碳過多，這是什么原因呢？這還要歸功于綠色植物的光合作用。據估計，l公頃闊葉林，在生長季節其光合作用每天能吸收二氧化碳 1噸，釋放出氧氣0.73噸。地球上綠色植物進行光合作用一年所釋放出的氧氣，可以達到4800億噸左右！

概括出意義之三：

（三）維持自然界中氧氣和二氧化碳含量的相對穩定（板書）

綜上所述，光合作用是生物界食物的來源、能量的來源、氧氣的來源。綠色植物的光合作用是地球上一切生物的生存、繁榮和發展的根本保障。

七、光合作用的原理在農業生產上的應用（板書）

教師指出：在農業生產上，農作物產量的高低與農作物在光合作用中制造有機物的多少有直接關系。

問：根據光合作用的原理，在農業生產上爭取農作物豐收的重要途徑是什么？（要求回答：充分利用陽光）

據估計，目前在農業生產上太陽能的平均利用率僅為0. 5％左右，一些高產田可達2—3％，一些實驗田光能的利用率可達5％。

問：為了充分利用陽光，在農業生產上可以采取哪些具體措施呢？（在學生回答的基礎上，教師最后概括。）

合理密植、間作套種。（板書）

教師對上述術語加以簡單解釋。并且指出：我國南方還可以改一年一作為一年兩作或三作；北方可以盡量擴大溫室和塑料大棚的栽種面積等。在采取人工照明延長光照時間、提高環境中二氧化碳濃度等方面，人們也在進行著科學的探索，并取得了一定的成績。