3.5.1《 光合作用吸收二氧化碳释放氧气》教学设计
教学目标
(一)知识与技能
1.阐明光合作用的概念。
2.归纳总结出光合作用的反应式。
(二)过程与方法
1.通过让学生设计光合作用的探究实验和技能训练,培养学生的科学素养、创新精神和实践能力。
2.举例说明光合作用原理在农业生产上的应用。
(三)情感态、度价值观
1.阐明绿色植物在生物圈中不仅是有机物的制造者,而且还是氧的制造者,理解碳—氧平衡的重要意义。
2.培养学生爱护绿色植物、热爱大自然、保护环境的美好情感。
学情分析
通过上一章节的实验学习和探究,学生已经对实验过程、实验步骤、实验注意事项等比较熟悉。学生也愿意重复科学家们曾经走过的探索之路,他们有已经具备实验设计的能力,也有自主分析的基础,满足他们的这一个愿望,会大大提高他们的积极性,提高对生物学科的热情。
重难点
重点
1.光合作用的概念
2.运用实验法设计并完成探究活动
难点
1.运用实验法设计并完成探究活动“二氧化碳是光合作用必需的原料吗 ”
教学过程
(一)光合作用的原料
1.亚里士多德的说法
2400多年前古希腊学者亚里士多德提出,植物生长发育所需的物质全部来表自土壤;
亚里士多德认为,光合作用的原料来自于土壤,但是一个叫海尔蒙特的科学家不迷信权威,用自己的一个实验否定了亚里士多德的说法
2.海尔蒙特的实验
课件出示有关海尔蒙特的实验资料,学生自己阅读材料分析并回答以下两个问题。
(1)海尔蒙特对柳树苗的生长作出了怎样的解释
学生回答:海尔蒙特认为,柳树质量的增加来自雨水。
(2)他是否忽略了其他因素呢
生:光、叶片上的气孔与外界进行了气体交换,所以考虑空气的原因。
师:同学们回答的很好,事实证明,植物通过光合作用制造有机物时,还需要从外界吸收二氧化碳。这个现象是如何发现的呢 让我们一起来18世纪英国科学家普利斯特利的实验。
3.普利斯特利的实验
(1)带着学生回顾探究实验的六大步骤
①提出问题 ②作出假设 ③制定计划 ④实施计划 ⑤得出结论 ⑥表达和结论
(2)课件展示普利斯特利运用小鼠、蜡烛、绿色植物和密闭玻璃罩创设的经典实验。将整个探究过程以语音故事的形式呈现给同学们,激发同学们的积极性。
普利斯特利是一位英国化学家。1771年的一天,他发现了这样一种奇怪现象:他把一个玻璃罩放在桌子上,里面放进一只小白鼠和一些食物。可是不久,小白鼠就喘不上气起来,过了一会就死掉了。他接着又把一支燃烧着的蜡烛放进玻璃罩里,烛火转眼间也熄灭了。为什么为出现这样的结果呢 现代人当然很容易解释清楚:那是因为玻璃罩中的氧气被小白鼠呼吸完了或被蜡烛燃烧掉了。可是在当时,连化学家都不明白—呼吸和燃烧竟还需要氧气!
当时普利斯特利冥思苦想,也不知道到底是怎么回事。他猜想,可能是呼吸或燃烧时,把空气给弄浑浊了吧!
可是,人们每天都在呼吸,都在焚烧树木取暖做饭,为什么地球上的空气还没有变浑浊不堪呢 是不是空气在不断更新着,从而消除了呼吸和燃烧所产生的浑浊物呢 循着这个思路,他又竭尽全力地寻找那个更新空气的过程。
他把空气和水放进玻璃罩里不断摇晃,看是不是江河湖海把空气“洗”干净了;把玻璃罩放入冰天雪地,看是不是严寒“净化”了空气;又把玻璃罩放到眼光下曝晒,看是不是太阳光“杀灭”了腐败的浊气;最后还在玻璃罩里放进了腐殖质,看是不是“发酵”在起作用。总之,大自然的各种现象,他都进行了模拟实验。但无论用什么方法,玻璃罩里的小白鼠照样死,蜡烛照样灭。
有一天,他把连土带根的薄荷草移进玻璃罩里,几天过后,薄荷草生长良好。更使他兴奋不已的是:当把小白鼠也放进玻璃罩里时,它竟活泼地跳来跳去,有时还嗅嗅小草;当把蜡烛放进罩里时,火焰不但不熄,还又亮又稳。此时,他才恍然大悟:空气净化者,原来是绿色植物!
1773年,他的研究获得了英国皇家科学家会的最高奖赏。
师:提出问题:分析这个实验,你能得出什么结论
学生分析实验,思考、讨论问题并最终的出:植物能更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊了的空气。
有感而发
看完普利斯特利整个探究过程,请谈谈你有哪些感想
生:谈谈自己的感想。
师:科学,总是在不断的探索中曲折前进的,站在巨人的肩膀上,可以看得更远。听了巨人们的故事,我们收获颇多,接下来,我们也来探究二氧化碳是绿色植物的光合作用必须的原料吗
4.自主探究实验:二氧化碳是绿色植物光合作用所必需的原料吗
提出问题:二氧化碳是绿色植物光合作用所必需的原料吗
作出假设:二氧化碳是绿色植物光合作用所必需的原料。
“小巨人”: 制定计划、 实施计划
要求:1、画出实验装置图并清楚解释实验装置。
2、列出实验操作步骤并解释清楚有可操作性。
3、给出预期的实验现象及结论。
提示:1、氢氧化钠 溶液能够吸收二氧化碳。
2、溴代麝香草酚蓝溶液(简称BTB溶液)呈 蓝色,通入二氧化碳后呈黄绿色。
师:请同学们以小组为单位,结合实验设计要求和提示信息,讨论、设计出实验方案。
学生分组讨论并设计出探究方案,写出实验用具、画出实验装置图和写出实验步骤,小组代表汇报,全班交流。
学生展示,教师点评。
最终得出结论:二氧化碳是绿色植物光合作用所必需的原料。
(二)探究活动四:光合作用的产物
师:通过上一章的学习,我们知道了光合作用的条件是光,场所为叶绿体,并且能够制造有机物。那么光合作用是否还产生其他物质呢
先观看视频,然后教师演示光合作用产生氧气的实验,让学生注意观察:(1)金鱼 在光下是否放出了气泡 (2)卫生香的燃烧情况。
师:同学们都看清楚了吗 光合作用产生了什么气体
学生在教师的提示下的出:氧气。
师:快要熄灭的卫生香遇到金鱼藻在光下释放的气体又燃了起来,说明光合作用产生了氧气 ,因为氧气有助燃性!
(三)光合作用实质
课件出示光合作用示意图。
师:从图示可以看出,光合作用的实质是发生了物质和能量两个方面的转化,分别是怎样转化了的
生:物质方面,将二氧化碳和水转化成了有机物和氧气;能量方面,将光能转化成了化学能。
师:这就是光合作用的实质,你能据此用一个简单的式子表示光合作用吗 你们先自己尝试着写,然后我请一位同学在黑板上写出!
学生尝试自己写出光合作用的表达式。并请为同学上黑板写出,如有错误,及时纠正。
教师课件展示:
(四)光合作用原理在农业生产上的应用
比较一下三种种植方法,看看其生长状况 有何不同,并分析原因(从利用光合作用角度分析)。
学生阅读,思考,并分析原因。
(六)课堂总结
师:谈谈你的收获!
板书设计
植物吸收二氧化碳释放氧气
1.条件:光
2.场所:叶绿体
3.原料:水、二氧化碳
4.产物:有机物、氧气
5.公式:
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共25张PPT)
人教版生物七年级上册
2
0
2
1
光合作用
吸收二氧化碳
释放氧气
学习目标
光合作用的原料和产物是什么？
光合作用的实质是什么？
光合作用的原理在农业生产上有怎样的应用？
图A 土壤(烘干)100公斤幼树2.5公斤
图B 只浇雨水(几乎不含任何养料)
图C 5年后树长大了
图D 土壤烘干后称重，只比原来减轻了0.1公斤，树增加了80多公斤
柳树生长之谜
海尔蒙特忽略了什么因素的作用？
答：17世纪后，由于显微镜的发现，人们发现了植物叶片上的气孔，因而认为，正是通过这些气孔，植物与外界进行了气体交换。后来的科学研究证实，绿色植物通过光合作用制造有机物时，从外界吸收了二氧化碳并释放出氧气。
一段时间后
一段时间后
1、1773年普利斯特利实验
普利斯特利的结论：
植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气。
科学家证实，蜡烛燃烧或动物的呼吸都会排出二氧化碳，消耗氧气，而植物的光合作用能够释放氧气，消耗二氧化碳。
二氧化碳是光合作用必须的原料吗？
提出问题：
做出假设：
二氧化碳是光合作用必须的原料.
制定方案：
材料用具
实验装置
两个玻璃皿、两个广口瓶、两个烧杯、两枝带叶子的枝条、氢氧化钠溶液、清水、
二氧化碳是光合作用必须的原料吗？
探究
安装装置
暗处理
光 照
脱色
漂 洗
加碘液
漂洗
观 察
氢氧化钠
清水
吸收二氧化碳
实验结果：一号叶片：
二号叶片：
结论：二氧化碳是光合作用所必须的原料
不变蓝
变蓝
氢氧化钠（实验组）
清水（对照组）
一号
二号
实验变量：二氧化碳
二、光合作用产生氧气
实验现象：快要熄灭的卫生香（或竹签），遇到金鱼藻在光下释放的气体，立刻猛烈燃烧起来（氧气助燃的特性）
实验结论：绿色植物进行光合作用的产物除了有机物外，还有氧气。
水草进行光合作用，叶片产生许多气泡。
光合作用需要水
二氧化碳 + 水 有机物 + 氧气
光能
叶绿体
光能
叶绿体
（储存着能量）
光合作用场所是叶绿体
二氧化碳 + 水 有机物 + 氧气
光能
叶绿体
光能
叶绿体
（储存着能量）
光合作用在光下产生有机物
二氧化碳 + 水 有机物 + 氧气
光能
叶绿体
光能
叶绿体
（储存着能量）
光合作用原理在农业生产上的应用
给大田、温室里的农作物施用二氧化碳，以增加农作物的产量的方法，被称为气肥法，二氧化碳被称为“空中肥料”。
具体操作方法
1、直接喷施贮存在钢瓶中的 二氧化碳
2、点蜂窝煤炉。
作物套作——间种
间套复种是充分利用植物生长季节，推广套种减少农田光能的损失，增加农田的复种指数，农田套种作物的生长盛期在春、夏、秋，复种指数可达200%以上使整个生长季节田间的光合效率都处于较旺盛的状态；间套作高矮作物并存，无论时间和空间上都能变为连续利用光能，同时加大了总体光合面积。
延长光照时间
通过对植物对光照时间的不同需求可以把植物分为；长日照植物、短日照植物和中日照植物，轮作正是利用了植物对光照时间的不同需求，加强光照时间。
增强光合作用的措施：
1、适当增加二氧化碳的浓度
2、适当增强光照
3、合理灌溉
4、适当提高温度
光
二氧化碳
水
氧气
有机物
二氧化碳+水 氧气+有机物
CO2
O2
光照
H2O
叶绿体
叶绿体
光合作用
表达式：
同学们再见！3.5.1光合作用吸收二氧化碳释放氧气练习
选择题
1.若将某植株一片叶的主叶脉切断（图中甲），另一叶片两面都贴上不透明的黑纸（图中乙），在黑暗处放置24小时后光照4小时。取下两叶片经脱色后用碘液处理，发现A部位不变蓝，B部位呈蓝色，C部位不呈蓝色。以上实验能够证明光合作用需要（ ）
A. 水和二氧化碳 B. 叶绿素和阳光 C. 水和阳光 D. 水和叶绿素
答案： C
解析：水是光合作用的必须原料，水由导管运输。甲叶片把主叶脉切断，由于叶脉中有输导组织导管和筛管，这样甲叶片离茎远的一端A就得不到从根运输来的水分了，因此在甲叶的切口两端的AB就形成以水分为唯一变量的对照实验组，实验的结果是切口的下端的B变蓝，而切口的上端A不变蓝，说明切口下端叶片B部分的进行了光合作用制造了淀粉，而切口的上端A部分因为没有水分，则不能进行光合作用，因此植物进行光合作用需要水分。
叶片乙的中间贴上不透明的黑纸即C部分叶片遮光，周围部分不遮光，这样就形成以光照为唯一变量的对照组，而实验的结果是周围见光部分变蓝，说明见光的部分进行光合作用制造了淀粉，而未见光的C部分不能正常进行光合作用造淀粉。因此证明植物进行光合作用需要光。所以，以上实验能够证明光合作用需要水和阳光。
2.下列不符合光合作用特点的是（ ）
A. 释放氧气
B. 合成淀粉等有机物
C. 把光能转化为化学能 D. 释放能量供生命活动的需要
答案：D
解析：绿色植物的光合作用是在叶绿体里利用光能把二氧化碳和水合成淀粉等有机物，释放氧气，同时把光能转变成化学能储存在合成的有机物中的过程。释放能量供生命活动的需要是呼吸作用的结果。呼吸作用是在细胞的线粒体里在氧的作用下把有机物分解成二氧化碳和水，同时释放能量供生命活动利用。
3.利用温室大棚栽培蔬菜时，可安装一种仪器，以增加二氧化碳的浓度，提高产量，其主要原理是利于植物进行（ ）
A. 呼吸作用 B. 光合作用 C. 蒸腾作用 D. 分解作用
答案：B
解析：A.呼吸作用是在活细胞中有机物在氧的参与下被分解成二氧化碳和水并释放出能量的过程，不符合题意。 B.绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程，叫做光合作用，影响光合作用效率的环境因素有光照、温度、二氧化碳的浓度。二氧化碳是光合作用的原料，利用温室大棚栽培蔬菜时，可安装一种仪器，以增加二氧化碳的浓度，促进光合作用积累有机物，提高产量，符合题意。
C.蒸腾作用指的是植物通过蒸发由叶片失水的过程，不符合题意。
D.分解作用主要是指某些营腐生的细菌和真菌把动植物遗体分解成二氧化碳、水和无机盐的过程，不符合题意。
4.绿色植物的叶肉细胞能制造（ ）
A.水 B. 有机物 C. 氧气 D. 无机盐
答案： B
解析：结合分析可知，绿色植物的叶肉细胞含有叶绿体，能通过光合作用把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物（如淀粉），并且释放出氧气。
5.科技扶贫，帮助贫困地区农民提高经济效益，增加收入，同奔小康。为了提高老高家大棚草莓的产量和品质，可以采取的措施是（ ）
①适当增加大棚内的昼夜温差②挂果时多喷农药防虫③适当多施有机肥④经常通风⑤喷洒膨大剂⑥阴雨天增加光照
A. ①②③④ B. ①②③⑥ C. ②③④⑤ D. ①③④⑥
答案： D
解析：①白天增强光照有利于光合作用，有利于有机物的合成；夜晚降低温度，减弱呼吸作用，有机物分解减慢，总的来说有利于有机物的积累，正确；
②喷洒农药，容易造成环境污染，错误；
③在大棚蔬菜种植过程中，常利用增施有机肥的方法来增加大棚内的二氧化碳浓度，原因是有机肥被微生物分解产生二氧化碳，给植物提供光合作用的原料，正确；
④经常通风，增加二氧化碳浓度，利于植物进行光合作用，积累有机物，达到增产的目的。正确；
⑤喷洒膨大素，草莓单重大幅增加，但是可能危害身体健康，错误；
⑥光是光合作用的条件，阴雨天增加光照，利于植物进行光合作用，积累有机物，达到增产的目的，正确。
6.在光合作用实验中，其他条件不变的情况下，如果在密闭的实验装置中，放入一烧杯氢氧化钠溶液（它可吸收掉空气中的二氧化碳），则实验完成后的叶片上，滴上碘液后不变蓝。实验说明（ ）
A. 水是光合作用的原料之一
B. 二氧化碳是光合作用的原料之一
C. 二氧化碳是光合作用的产物
D. 叶绿体是光合作用的场所
答案：B
解析：在光合作用的实验中，在其它条件不变的情况下，密封的实验装置中，放入一瓶氢氧化钠，实验完成后，在叶片上滴碘液后不变蓝，其原因是因为氢氧化钠吸收二氧化碳，导致植物光合作用缺乏二氧化碳，植物不能进行光合作用制造淀粉，因此滴加碘液不变蓝。即实验说明二氧化碳是光合作用的原料之一。
7.下列哪些措施可提高大棚蔬菜的产量（ ）
①合理密植
②延长光照时间
③适度增加大棚中的二氧化碳浓度
A. ①② B. ①③ C. ②③
D. ①②③
答案：D
解析：①合理密植能够充分利用光能，提高光合效率和产量，符合题意。
②植物进行光合作用的时间越长，制造的有机物就越多，符合题意。
③二氧化碳是光合作用的原料，适度增加大棚中的二氧化碳浓度，植物进行光合作用积累的有机物多，符合题意。因此①②③都是正确的做法。
8.下列有关光合作用的描述，错误的是（ ）
A. 光合作用的场所是叶绿体
B. ②是光合作用的产物之一，它是氧气
C. 光是光合作用不可缺少的条件
D. 有机物和水是光合作用的原料
答案： D
解析：A．绿色植物进行光合作用的场所是叶绿体，A不符合题意。 B．绿色植物通过叶绿体利用光能，把二氧化碳和水合成贮存能量的有机物（主要是淀粉），并释放出氧气的过程，②氧气是光合作用的产物之一，B不符合题意。C．绿色植物进行光合作用不可缺少的条件是光。C不符合题意。D．绿色植物把二氧化碳和水合成贮存能量的有机物，二氧化碳和水是光合作用的原料，D符合题意。
9.如图分别表示某种植物在不同光照强度、不同二氧化碳浓度和不同温度下测量的光合作用效率。下列给出的推测中，不合理的是（ ）
A. 一定温度范围内，温度越高，光合作用效率越高
B. 一定光照强度内，增加光照强度能提升光合效率
C. 一定二氧化碳浓度范围内，增加二氧化碳浓度能提升光合效率
D. 夏天最热的午后，气温最高，光照最强，光合作用的效率最高
答案： D
解析：A．据第三幅图可见：一定温度范围内，随着温度升高表现出越高的光合作用效率，A不符合题意。 B．据第一幅图可见：一定光照强度内，增加光照强度能提升光合效率，B不符合题意。C．据第二幅图可见：在一定范围内，二氧化碳浓度越高，光合作用效率越强，C不符合题意。D．夏天最热的午后，部分气孔关闭，导致光合作用效率下降，D符合题意。
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