第四章 绿色植物是生物圈中有机物的制造者
第一课时
一、教学目标
1、解释绿色植物在光下制造淀粉等有机物
说出光合作用的本质
运用实验的方法探究绿叶在光下制造淀粉
4、训练学生尝试设计实验的技能，初步领会生物科学探究的一般方法
5、学生自己设计实验，提高分析问题、解决问题的能力及创新能力
6、认识绿色植物的光合作用在生物界及至整个自然界的意义
二、目标制定的依据
（一）学生状态分析
● 学生具有一定的生活体验和知识储备，如学生在小学阶段已知道植物能进行光合作用，对光合作用也有所了解
● 学生具有一定的实验设计知识，如设置对照等方法。
●初中学生讨论积极性高，参与性强。
（二）教材分析
本节课以光合作用中的一个经典实验——绿色植物在光下产生有机物为载体，旨在引导学生对实验的探究，建立光合作用的模型，掌握控制实验条件、设置对照、选择实验材料等规则，进而能创造性地设计实验进行科学探究，领悟科学精神，提高生物科学素养。
（三）本课特有的育人价值
● 在探究实验中让学生充分体会合作、交流、分享对学习的重要意义。
● 实验方法具有一些不确定性，通过对过程和结果的分析、讨论，培养学生发现、分析、解决问题的能力。
三、教学重点、难点
1．教学重点是绿色植物在光下制造淀粉
2．教学难点是绿色植物在光下制造淀粉的实验设计
四、教学准备
1、材料和用具：盆栽天竺葵、酒精、碘液、大烧杯、小烧杯、酒精灯、培养皿、石棉网、镊子、火柴、三脚架、纸片、曲别针、红薯、土壤溶液等。
2、自制光合作用课件、录像等。
五、教法选择
以学生为主体，以问题为核心，以主动参与为基本方式的渐进式探究教学。
六、教学流程图
七、教学过程
（一）、引入
咱们鹿泉特产很多，香椿、柿子、大枣等等，鹿泉市白鹿泉乡荷莲峪村，是优质大枣基地，每年吸引来很多游客摘大枣，采柿子，还可以体验一把刨花生、挖红薯的乐趣，这不，这就是一个老乡在挖红薯，沉浸在丰收的喜悦中。那你知道红薯中主要含什么有机物吗？
（二）探究一：红薯中含有淀粉吗？
记得如何鉴定淀粉吗？提示学生回忆：观察玉米种子结构时，我们是用什么方法区分胚和胚乳的？由此学生可联想到淀粉的鉴定方法。遇碘变蓝。
学生分组实验：学生向红薯切面上滴加碘液，观察现象。
结论：含有淀粉
（三）探究二：红薯中的淀粉来源于哪呢？
红薯中的淀粉是从哪来的呢？红薯生长在什么地方？土中，红薯是不是直接从土中吸收的淀粉呢？我们看看土中有无淀粉。
分组实验：学生向土壤溶液中滴加碘液，观察现象。
结论：不是来源于土壤，可能来源于叶片。（绿叶通过筛管把淀粉运输到红薯中储存的）
（四）探究三：绿叶含有淀粉吗？
引导实验过程：你验证过吗？那只是假设，需要设计实验来证明。（出示一盆天竺葵）我们怎么就知道天竺葵叶片制造出来淀粉呢？（滴加碘液）实验，并没有变蓝。直接滴加碘液可行吗？有叶绿素干扰。怎么办？（水煮）高温下，水确实能够溶解一点叶绿素，但是叶子中的绿色退去了吗？提示：用酒精加热。酒精直接能否放到火上加热？提示：酒精具有挥发性，易燃烧。离火远一点。怎么办？（隔水加热）。
展示实验过程（出示数码相机录像内容及结果叶片甲）
出示实验结果。变蓝，说明什么？
分析实验结果：遇碘变蓝。
实验结论：绿叶能制造淀粉。
现在我们再取一片天竺葵的叶片乙，（学生操作）按照刚才的实验步骤，来进行实验。
（五）探究四：绿叶制造淀粉需要光吗？
假设：光是绿叶制造淀粉的条件。
你能设计实验吗？同学们讨论设计实验，把关键步骤及预期结果写在题板上。然后汇报自己组的实验设计。（题板内容：设计实验的步骤及预期结果。）
一起讨论分析。关键之处：设计对照（确立单一变量），黑暗处理（排除干扰）。你怎么就知道淀粉一定是在实验过程中产生的？实验探究三叶片本身就有淀粉，拿这样的叶片来做实验，不管照不着光，都有淀粉，这样做实验能成功吗？（不能）那怎么办呢？（运走和消耗）黑暗处理。
对照课本，整理实验过程：
1、黑暗处理 2、选叶遮光3、酒精隔水加热4、清水漂洗5、滴加碘液 6、清水漂洗 7、观察变化
操作实验，展示结果。
分析实验现象，叶片乙，一部分变蓝，一部分不变蓝。为什么呢？
叶片甲全变蓝，你猜老师是什么时候做的这个实验？
结论：绿叶制造淀粉需要光。
（六）绿叶在光下制造有机物
其实光合作用制造的淀粉，在植物体内还会转变成蛋白质、脂肪等其他有机物。
我们刚才设计的这个实验，正是德国科学家萨克斯在1864年做的实验。这个实验在光合作用史上有重大意义，正因为萨克斯的实验，使人们认识到，绿色植物能够合成淀粉等物质，供给植物生长发育等生命活动所用。之后人们才首次把绿色植物的这种生理活动称为光合作用。
光合作用并不是所有的植物细胞都能发生，例如：红薯因为缺少叶绿体而不能进行光合作用。所以绿色植物的光合作用场所是叶绿体，需要光提供能量。把光能转变成化学能，储存在有机物中。
（七）光合作用的概念
出示光合作用的概念：绿色植物利用光能提供的能量，在叶绿体中合成了有机物，并且把光能转变成化学能，储存在有机物中，这个过程就叫光合作用。
据科学家估计，整个地球上的绿色植物光合作用一年大约制造5000亿吨有机物，是整个生物圈中的生产者，其他几乎所有生物都直接或间接来源于绿色植物的光合作用。
地球上绿色植物一年进行光合作用所提供的能量，若折算成电能，可达1700万亿度。现在整个地球上人类一年所消耗的能量仅占绿色植物光合作用所提供能量的10％左右。可见，绿色植物又是巨型的能量转换站。
出示森林是大自然的氧吧，金色麦田。
红薯给我们提供了淀粉等有机物，我们一时吃不了那么多，那我们如何储藏呢？请大家课下搜集红薯的储存方法。
九、板书
第四章 绿色植物通过光合作用制造有机物
1、探究：绿叶在光下制造有机物
2、光合作用
第四章 绿色植物是生物圈中有机物的制造者
第二课时
一、教学目的：
1、描述绿色植物的呼吸作用的过程。
2、阐明有机物对于生物体的重要作用。
3、认同呼吸作用是生物的共同特征。
4、培养学生设计实验的技能，提高学生观察、分析推理实验等自主学习的能力。
5、通过探究实验培养学生乐于动手、勤于思考、实事求是的科学态度。
二、教学重点和难点：
重点：有机物对植物体的作用；植物体呼吸作用的演示实验。
难点：植物呼吸作用的过程以及呼吸作用实验的设计与分析。
三、教学准备：
1、学生课前准备：学生分为六组，以小组为单位，设计实验，探究有机物分解时需要氧、产生二氧化碳、释放能量。同时，做好实验的观察和记录。查找常见的蔬菜和水果中所含有的营养物质的资料。
2、实验材料的准备：16个暖水瓶、温度计、薄膜袋、试管、广口瓶、澄清石灰水、蜡烛、导管、燃烧匙、止水夹、火柴；根、茎、叶、花、果实、种子各若干。
3、制作相关的课件。
四、教学过程：
教学内容
教师活动
学生活动
趣味引题，直接导出有机物用来构建植物体
1、出示常见的几种植物器官，请学生分析属于什么器官、含有的成分。引出器官含有大量的有机物。细胞是构成植物体的基本单位，细胞各部分都由大量的有机物构成，并指导学生阅读书本。从细胞水平和器官水平两方面引导学生归纳出有机物构建植物体 。
引起注意并思考回答问题 ，知道植物各器官和各细胞中都含有有机物。
有机物为植物体的生命活动提供能量
探究一、有机物分解时释放能量。
提供种子萌发释放出能量的实验，提出问题，让学生根据问题观察、思考、讨论，自行探究得出种子萌发有能量的变化。
观察现象，思考和回答探究一的问题，并通过小组讨论认识到有机物发生变化释放出能量
探究二、有机物分解时产生二氧化碳和水。
实验A
提供二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的实验材料，提出问题，让学自行探究得出结论。
学生阅读完实验A的内容后，小组自行操作实验，讨论得出结论：氧化碳使澄清石灰水变浑浊
实验B
教师提示学生实验的要点，学生实验时老师巡查指导，了解各组的实验情况，演示探究的问题，各组边汇报现象，教师边填入。引导学生分析记录，得出结论。
每组的实验材料（新鲜白菜和白菜干）分别于课前一天放到薄膜袋，扎紧袋口，插上导气管，连接用的橡皮导管以止水夹夹紧，放到黑暗中。上课时用澄清的石灰水检验瓶中的气体。观察记录现象。汇报记录的现象。参与实验、观察现象、讨论归纳得出有机物分解产生二氧化碳的结论。同时老师引导出还有水产生。
探究三、有机物分解时需要氧参与
教师指导学生分组实验，观察各组的实验情况，演示探究三的问题，各组边汇报现象，教师边填入表三。引导学生提出问题，分析记录，得出结论。
每组分别把煮熟的种子和萌发的种子在实验前一天放到广口瓶中，放到温暖的地方。上课时分别把点燃的蜡烛放到每组的广口瓶中，观察记录现象。汇报记录的现象。并提出问题归纳得出有机物分解需要氧的参与。
呼吸作用
演示课件：以活的生物为背景，示生物体吸收氧气、呼出二氧化碳的过程以及线粒体的结构和功能。引导学生根据三个实验的现象，概括和归纳，得出结论。
学生观察课件，并根据三个实验的现象，通过分析和归纳，概括出呼吸作用的概念，并用公式表示呼吸作用。明确植物体的所有器官都进行呼吸作用。
五、教学说明
1、引题采用趣味引导，能引起学生注意并快速进入课堂。有机物用来构建植物体这部分的教学，按照课本是从细胞水平到器官水平的顺序，但学生通常了解较多的是器官，比如，苹果、红萝卜、马铃薯和花生分别是果实、根、茎和种子，学生都知道这些器官含有大量的有机物，从学生容易理解的知识入手唤起学习的兴趣，归纳出植物的器官含有大量的有机物。然后，引导学生联系前面所学的细胞核中的遗传物质DNA是有机物，通过分析细胞膜的主要成分--蛋白质和脂类是有机物，细胞壁的主要成分也是有机物，归纳出细胞组成成分主要是有机物。这样，通过引导学生从器官水平到细胞水平，最后推断出有机物的作用之一是用来构建植物体。
2、绿色植物制造的有机物养育了生物圈中的其他生物是这部分是重点和难点。通过学生自行探究实验导出呼吸作用，得出有机物通过呼吸作用为植物体供能。为了激发学生的课堂气氛，调动学生学习的动力，采用竞赛的方式进行。对探究过程中积极、认真的组、最快做出实实验现象的，能做出实实验现象的都奖给红花，红花多者获胜。
提问：植物制造的有机物除了用来构建植物体还有其它的作用吗？过渡到有机物还能为植物的生命活动提供能量。
老师先叫学生阅读探究一的操作，然后让学生分组观察种子萌发过程有热量散发的实验后，要求学生思考探究一后回答的问题，并通过小组讨论认识到有机物发生变化释放出能量。
提问：种子萌发过程中的有机物最终转变成什么物质呢？
要了解这部分的内容，我们首先要了解二氧化碳使澄清石灰水变混浊的特性，同学们先阅读实验A怎样操作。然后学生边操作、边观察、边完成探究问题，老师提问并了解学生成功与否，若不成功，老师要和学生一起分析原因。
提出问题：种子萌发过程中的有机物最终也会转变成二氧化碳吗？
在教师指导学生阅读实验B的操作，提示一些注意事项，让学生分组完成萌发种子在呼吸过程放出二氧化碳的实验。上课前一天，全班分成8个小组，演示实验的装置可以改成用两个同等大小的薄膜袋，分别放进等量活白菜叶和白菜干，扎紧袋口，插上导气管，连接用的橡皮导管以止水夹夹紧。再让学生将导气管放入澄清石灰水里，挤压薄膜袋，这样操作比较简单，贴近生活实际，效果明显。学生在观察现象时同时思考问题并填探究二的内容。从而推导出二氧化碳来自植物的有机物，得出有机物彻底分解时产生二氧化碳。
有机物彻底分解时产生了二氧化碳，还有产生其它的物质吗？
老师导出：有机物彻底分解时，除了产生二氧化碳，还有水分。
提问：种子萌发过程中的有机物最终转变成二氧化碳和水，是否需要其他物质的参与？
教师指导学生分组完成有机物分解需要氧参与的实验。上课前一天，全班分成8个小组，与实验二的材料一样，只是把薄膜袋改为广口瓶。观察各组的实验现象，记录的现象，各组边汇报现象，教师边填入。引导学生分析记录，讨论得出结：有机物在彻底分解时需要氧的参与。
呼吸作用的概念是在前面学习的基础上，教师让学生看三个实验的结论及三个实验总结的动画演示：有机物利用氧释发出二氧化碳、水和能量，让学生根据所观察的进行理解。教师再引出呼吸作用的概念、公式和场所等，让学生归纳得出有机物是通过呼吸作用为植物的生命活动供能的。
3、 呼吸作用是生物的共同特征，教师通过问题：绿色植物制造的有机物除了自己利用外，还有什么作用呢？举例说明。学生通过举出实际的例子的过程，理解绿色植物制造的有机物还通过食物链，进入其他生物体内，参与构建其他生物体，并为其他生物体的生命活动提供能量，然后提问：其他生物有没有呼吸作用？学生回答人和动物等都有呼吸作用。最后得出结论：呼吸作用是生物的共同特征。
附：探究活动记录：
探究一：
请观察桌面上两个保温瓶的温度计的读数，其中
甲瓶装的是萌发的种子，乙瓶装的是煮熟的种子：
甲瓶的读数 （较高/较低）；
乙瓶的读数 （较高/较低）。
说明：萌发的种子能释放出 ，这是
种子中的 被分解而释放出来的。
探究二：
实验A：
分别向1号、2号试管倒入澄清石灰水（约占试管
的五分之一），然后用吸管向1号试管中的石灰水吹气
（吹气时用力要轻,防止石灰水溢出）；2号试管作对照。
观察现象：1号试管石灰水吹气后 。（变浑浊/澄清）
说明：人呼出的气体中含较多的 ，证明 具有使澄清石灰水变浑浊的特性。
实验B：
桌面上有两个装菜的袋子，一个装新鲜的白菜，另一个装白菜干：
1、分别向3号、4号试管倒入澄清石灰水；
2、把与袋子连接胶管上的夹子松开，将玻璃管插入装
有澄清石灰水的试管中；
3、轻轻挤压装有新鲜白菜的袋，把袋中的气体压入3号
试管的澄清石灰水中，石灰水 （变浑浊/澄清）；
4、轻轻挤压装有白菜干的袋，把袋中的气体压入4号
试管的澄清石灰水中，石灰水 （变浑浊/澄清）。
说明：活的植物器官在分解有机物时产生了 。
有机物被彻底分解时产生了 和 。
探究三：
桌面上有两个装有种子的瓶，其中甲瓶装有萌发的
绿豆种子，乙瓶装有煮熟的绿豆种子：
打开甲瓶的瓶盖，立即把点燃的蜡烛放入瓶中，
蜡烛 （燃烧/熄灭）；
打开乙瓶的瓶盖，立即把点燃的蜡烛放入瓶中，
蜡烛 （燃烧/熄灭）。
（注意：不要摇动瓶子，把蜡烛点燃后才打开瓶盖放
入，拿走蜡烛后要盖上瓶盖，防止外界气体进入。）
说明：甲瓶里缺少 气，它是被萌发的种子 。
结论：萌发的种子分解有机物时需要 的参与。
小结：从以上的探究活动证明：
植物吸收 ，将 分解，产生了 和 ，并释放出
