课题 第 5 章 绿色植物与生物圈中的碳-氧平衡 第 1 节 光合作用吸收二氧化碳释 放氧气 第 1 课时
教学目标
教学目标： （1）说出光合作用的发现过程。 （2）阐明光合作用的概念 （3）归纳光合作用的反应式 （4）体会科学家设计实验思维方法，体验科学研究的过程，认识科学的本质。 教学重点： 阐明光合作用的概念，归纳光合作用的反应式。 教学难点： 体会科学家设计实验思维方法，体验科学研究的过程，认识科学的本质。
教学过程
时间 教 学 环 节 主要师生活动
2 分 钟 新 课 导 入 展示植物由小长大的图片。植物的生长需要物质和能量，而它们是如 何获得的呢？（根吸收无机物，有机物由光合作用制造）。植物生长增加的重 量主要是从什么物质转变而来的呢？在 1988 年的诺贝尔化学奖颁奖词中评 价“光合作用是地球上最重要的化学反应 ”那么，光合作用是如何被发现的 呢？请同学们填写任务单任务一里的表格。
16 分钟 追 溯 科 学 史 两千多年前，哲学家亚里士多德认为“植物的根是一张嘴，植物生活 和生长所需的一切物质，都是通过根吸收土壤汁得到的 ”，植物增加的重量应 该与土壤减少的重量相等。这符合人们的直接经验——陆生植物生长在土壤 中，生长所需要的物质能量“ 当然 ”来自于土壤。因此这一观点延续了快两 千年。 提问：你认同亚里士多德的观点吗？应该如何设计实验来反驳这一观 点呢？
17 世纪初， 比利时化学家海尔蒙特的柳树苗实验。他在一个装有 90 千克土壤的花盆里栽种了 2.27 千克的柳树苗，并用有孔的铁质盖板封住土壤 表面，定期给柳树苗浇纯净的雨水，5 年后柳树的质量变成 76.6 千克，而土 壤的质量只减少了 56.7 克（测干土的质量）。于是，他得出结论：植物是由 水而非土壤获得其生长的物质。 提问：海尔蒙特设计实验的严谨性体现在哪里呢？根据探究实验相关 知识，海尔蒙特实验有不足之处吗？他忽略了什么因素呢？
1727 年，英国的黑尔斯在重复海尔蒙特的实验时做了进一步量化，他 在密闭的空气里测量了植物根的吸水量和叶子表面的水分蒸发量，发现容器 中减少了大约 15%的空气，他推断空气被植物吸收并被用于制造其生长所需 要的原料物质。
1771 年，英国化学家普利斯特利用老鼠、蜡烛、薄荷苗、钟罩完成了 一个著名的实验。得出的结论是：绿色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。这种空气成分具体是什么？当时的普利斯特利并没有 给出科学的解释，他随后就开始研究这种气体，之后在瑞典药剂师舍勒和法 国化学家拉瓦锡的研究下，氧气终于被科学家们发现了。 提问： 这个实验是对照试验吗？包含几组实验呢？ 自变量是什么？符 合对照实验的原则吗？
普利斯特利的实验激发了很多科学家的热情，但是当时的科学家在重 复实验的时却并没有获得很普遍和稳定的成功。荷兰医生英格豪斯通过实验 发现，绿色植物能够更新空气只有在光下才能进行，而且也只有植物的绿色 部分才有这种作用 。1779 年，他出版了《experiments upon vegetables,
discovering their great power of purifying the common air in sunshine, and of injuring in the shade an at night》奠定了光合作用研究的基础。
瑞士牧师塞内比尔通过实验确证二氧化碳是光合作用必须的原料，他 在 1782 年提出，植物在光照下吸收二氧化碳的同时会放出氧气。 1804 年，瑞士科学家索绪尔发现，植物光合作用后质量增加大于植物 吸收二氧化碳和放出氧气的质量差， 由此推断水也是光合作用的原料
在绿色植物吸收水、二氧化碳、释放氧气的过程中，光是含有能量的， 光能到哪里去了？1845 年，德国科学家梅耶，根据能量转化和守恒定律明确 指出，植物在进行光合作用时，把光能转化为化学能。那么化学能储存在什 么物质中呢？也就是植物在吸收水分和二氧化碳、释放氧气的过程中，还产 生了什么物质呢？这一问题迟迟未能解决。
1864 年，德国植物生理学家萨克斯的实验证明了光合作用可以产生淀 粉等有机物。（前一章已经学过,略讲）
1881 年；德国植物学家恩吉尔曼开创了利用微生物研究植物光合作用 的新方法。他发现在水绵的叶绿体中有光合作用；好氧细菌聚集在红色和蓝 色光谱照射下的叶绿体周围，从而证明了光合作用的场所是叶绿体。 用时间线的方式展示光合作用的科学史，完成任务一的表格。
二氧化碳含有氧元素，水里也含有氧元素，那么光合作用释放的氧气， 到底是来自于水还是二氧化碳呢？人们曾经一度认为产生的氧气是来自于同 样是气体的二氧化碳。随着技术的进步，人们对同位素有了更多的了解，这 为解决氧气究竟来源于水还是二氧化碳提供的技术手段。1941 年，美国科学 家鲁宾和卡门利用同位素标记法进行探究，证明了光合作用释放的氧气来自 水。
光合作用产生的有机物又是怎样合成的呢？美国科学家卡尔文通过同 位素标记法标记二氧化碳中的碳元素，最终探明了二氧化碳在光合作用中转 化成有机物中碳的途径，这一途径被称为卡尔文循环。至此，人们对光合作 用终于有了比较全面的认识。 通过时间轴梳理光合作用发现史中的重要事件，将答案填写在任务单 任务一的表格中。
提问：通过对光合作用发现历程的学习，你认为科学及其发展有哪些 特点呢？请将答案填写在任务一第（2）小题下面的空白处。
4 分 钟 归 纳 与 概 括 提问：根据光合作用的发现历程，说出光合作用的原料、产物、条件 和场所。 完成任务单上的任务二：根据上述科学史，归纳光合作用的简式,写下 光合作用的概念。
3 分 钟 课 堂 练 习 拓展习题讲解课题 第 5 章 绿色植物与生物圈中的碳-氧平衡 第 1 节 光合作用吸收二氧化碳释 放氧气 第 2 课时
教学目标
教学目标： （1）说出光合作用对于生物圈的意义。 （2）说出光合作用在农业生产中的应用，说出如何增加产量的具体措施。 （3）通过拓展练习与具体应用，举例说明光合作用的影响因素。 教学重点： 说出光合作用对于生物圈的意义、应用与影响因素，可以在具体情境中灵活运用概念。 教学难点： 说出光合作用的影响因素。
教学过程
时间 教 学 环 节 主要师生活动
8 分 钟 光 合 作 用 意 义 提问：光合作用对生物圈的意义？ 播放视频：光合作用释放氧气。（5 分钟） 光合作用可以产生大量的氧气、维持了生物圈中氧气的浓度、供所有生物使 用，绿色植物是地球上的 “ 自动空气净化器 ”。除此之外，光合作用对生物 圈还有什么样的意义呢？如果没有光合作用，世界会变成什么样呢？请大家 完成任务单中的任务一。我们可以从光合作用的概念来理解。绿色植物光合 作用生成了有机物，根据之前的学习我们知道有机物可以构建植物体，给其 他生物提供食物，使绿色植物成为超大规模的“绿色有机物工厂 ”。另外， 光合作用可以将光能转化为储存在有机物中的能量，绿色植物是“能量转化
站 ”。学生们完成任务单的任务一。
5 分 钟 生 产 应 用 提问：如何提高农作物的产量？ 从光合作用的简式出发，分析光合作用在农业生产中的具体应用方法。合理 灌溉、补充二氧化碳，增强光照，提高光能利用率（合理密植和间作），适宜 温度，合理施肥。完成任务单的任务二。
8 分 钟 拓 展 练 习 提问 1：设计探究实验证明二氧化碳是光合作用的原料。 完成任务单的任务三（1）。 分析光合作用的典型例题。（题目取自中考题、海淀区统考题）（具体考核内 容覆盖了光照强度、二氧化碳、气孔状态对光合作用的影响） 拓展练习小结： 1、光合作用的影响因素。（自身因素、环境因素）完成任务单的任务三（2） 2、光合作用的检测指标（氧气的生成、有机物的生成、二氧化碳的减少）。 3、光合作用速率的检测指标。
1 分 钟 回 顾 回顾光合作用研究的最初问题，总结得出光合作用是地球上最重要的化学反 应，与上节课的开篇情境相呼应，强调了两节课融合成为一个整体。
