绿色植物与生物圈的碳—氧平衡

第五章 绿色植物与生物圈的碳—氧平衡
教学目标
知识目标
1．归纳出光合作用的概念；说出光合作用的原料、产物、条件；并能用公式表示光合作用。
2.举例说明光合作用在农业生产上的应用。
3.认识绿色植物在维持碳—氧平衡方面的重要作用。
能力目标
运用实验法独立设计并完成本章的探究活动。
情感、态度价值观目标
1.培养不断探究新知识的精神及同学间的合作精神，养成实事求是的科学态度。
2.增强环保意识，养成自觉爱护植物的好习惯。
教学重点
1．进一步探究光合作用的实质。
2．认识绿色植物在维持碳—氧平衡方面的重要作用。
教学难点
设计检验二氧化碳是否是光合作用的原料的实验。
教具准备
实验材料用具准备：（1）按演示实验一装置提前两三天（或一周）准备，并每日放在阳光充足的地方，以收集足够的氧气，便于上课使用。
（2）另准备一套和实验一装置完全相同的材料用具，便于上课演示操作步骤及注意事项。
教学过程
［创设情境，导入新课］
地球上凡是生物都要呼吸，而凡呼吸，必消耗氧，产生二氧化碳。尤其是现在随着工业的发展和能源的开发利用，大量的燃料的燃烧也会消耗大量的氧，排出大量的二氧化碳。可我们为什么还没有感觉到缺氧呢？氧从何来？二氧化碳哪去了？大自然是怎样调节氧和二氧化碳的平衡的？要想破解这个谜，还需要我们进一步了解植物的光合作用。通过引言，创设问题情景，激发学生的求知欲和探究问题的积极性。
一、光合作用还产生氧气
［问题引导，自主探究］
师：在第四章中，我们已经知道了绿色植物通过光合作用可以制造有机物——淀粉，那么，绿色植物光合作用的产物只是有机物吗？还有没有其他成分，是什么成分？今天我们继续通过实验来探讨一下。
教师按演示实验操作，并要求学生注意观察实验装置里的现象。
问题：1.你在漏斗中的金鱼藻上看到了什么？
2.你在漏斗中又看到了什么？
3.你认为试管中的气体是什么？你想怎么验证它？
4.通过验证你得出的结论是什么？
教师取出事先准备好的集有氧气和二氧化碳的两个瓶子，并告诉学生甲瓶为氧气，乙瓶为二氧化碳，然后将快要熄灭的卫生香分别伸入甲、乙两瓶中，让学生观察现象并描述。
师：再将罩在金鱼藻上的集有大约1/2以上气体的试管取出来，迅速将快要熄灭的卫生香伸进管中，并要求学生注意观察卫生香的燃烧情况并与甲、乙两瓶中的燃烧情况进行对照比较，并预测金鱼藻在光下通过光合作用可能放出什么气体？
【展示交流，释疑解惑】
学生展示自己的学习成果，教师根据情况释疑解惑。
二、光合作用利用二氧化碳作为原料
［问题引导，自主探究］
师：俗话说：巧妇难为无米之炊。即任何事物都不会凭空产生，也就是说，绿色植物通过光合作用可以产生有机物及氧气，而这有机物和氧气是由什么转化来的呢？下边请大家看普里斯特利的实验。
问题：
1.图1中蜡烛熄灭、小白鼠死亡的原因是什么？
2.图2中植物能长时间活着、蜡烛也没有熄灭的原因是什么？
3.图3中植物和小白鼠都能够正常活着的原因是什么？
4.通过普里斯特利的实验你能得出怎样的结论？
【展示交流，释疑解惑】
学生通过小组讨论，展示交流看法；教师据情况释疑解惑。
三、探究实验：二氧化碳是光合作用所必需的原料吗？
［问题引导，自主探究］
师：那么二氧化碳真的是绿色植物光合作用所必需的吗？你能否设计一个实验，来验证一下二氧化碳确实是光合作用所必需的，下面大家自己动手设计一下实验，也可以小组互相讨论讨论，实验材料及提示，大家可参考P129探究实验。写出实验设计方案并做到以下三点：
①写出所选用的主要实验材料的原因
②写出所选用的实验仪器设备在实验中的作用。
③写出每个实验步骤可以说明什么问题。
在讨论设计实验方案时，请与小组成员讨论以下问题：
1.这个实验的变量是什么？
2.你如何控制这个变量？
3. 除你控制的变量外，其它的量应如何处理？
4. 你怎么检验所选植物在试验中是否进行了光合作用？
5. 你能在下边画出小组的实验装置图吗？
6. 与小组同学分析实验装置和方案是否严密、合理。
7.与小组同学交流得出结论的推理过程，并分析推理是否符合逻辑。
【展示交流，释疑解惑】
教师组织学生在小组内交流自己的实验设计方案，先进行小组内评议，共同评析小组内各组员的实验设计方案是否严谨、合理，给同学提出自己的建议，也可将自己在设计过程中遇到的疑问提出来，大家共同讨论、解答。教师边巡视，边指导，也可参与到各小组讨论中，适时给予指点与评价。并让有创意的小组展示给全班同学看。老师给予肯定与表扬，对有明显漏洞与不足的方案给予帮助与指点。最后教师可归纳总结评议结果，也可给学生提供一个简便易行的实验方案，供学生参考。
教师挑选较好的方案，用实物投影将学生的实验设计方案投到大屏幕上，或用其他方法展示。
例如：下面两组设计
四、光合作用与生物圈中的碳—氧平衡
［问题引导，自主探究］
师：通过这几节的学习，我们知道了：光合作用消耗二氧化碳，放出氧，而其他所有的生物包括植物自己都要呼吸，吸进氧呼出二氧化碳，这样大气中的碳—氧如何保持平衡呢？下边大家阅读P129―P130的光合作用与生物圈中的碳—氧平衡部分，并在阅读过程中，思考并讨论以下几个问题：
（1）碳—氧平衡会打破吗？在什么情况下会打破？我们应当怎样预防？
（2）联系自己的生活环境，谈谈环境中二氧化碳增多的原理。
（3）二氧化碳增多已经给环境带来了什么影响？
（4）请同学们预测一下，如果环境中的二氧化碳再继续增多，将会使我们的生活环境发生什么变化，对人类有什么影响？
（5）作为生物圈中的一员，为了我们的生活环境永远清新，我们应该怎么做？
【展示交流，释疑解惑】
学生自学阅读、讨论回答问题。
教师根据回答及时释疑解惑。
五、光合作用及其在农业生产上的应用
［问题引导，自主探究］
师：光合作用不仅给我们地球上的所有生物提供了食物，还提供了氧气。可以看出，光合作用是多么伟大的一项生理活动啊，那么就让我们用一个简单的式子来永远记住这一伟大过程吧。
1.你能说出光合作用的原料、条件、产物吗？
2.你能用一个式子将原料、条件、产物表示出来吗？
3.你能归纳出光合作用的实质吗？
【展示交流，释疑解惑】
学生默写光合作用反应式，讲述光合作用的实质。
师：在农业生产上，你能否用你所学的知识来指导农民伯伯们应怎样做才能充分利用光能，提高产量呢？
教师展示过密、过稀和合理密植的图片。
教师讲述：在种植农作物时，要合理密植。还可以延长光合作用时间，采取一定的方法，提高植物周围的二氧化碳浓度等。
【视野扩展，感悟提升】
1.在我国北方，到了冬季许多树的叶子都掉光了，光合作用能力大大下降。为什么北方的人们没有感觉缺氧呢？
2.冬天，我省许多菜农利用温室栽种蔬菜。请回答下列问题。
（1）菜农采用白天适当增加光照，夜晚适当降低温度的措施，以提高蔬菜产量。其中的道理是增加光照可使__________________增强，降低温度可使____________减弱，从而增加有机物的积累。
（2）菜农常常对温室内的蔬菜施用有机肥，不但培育了有机蔬菜，而且增加了温室内的二氧化碳浓度。二氧化碳浓度增加的意义是___________________。
［巩固训练，检测反馈］
完成《综合能力训练》
【梳理总结，反思升华】
回顾本节课，说出下列内容。
一、光合作用
1、概念_________________；2、公式______________________；3、原料______________
4、条件__________________；5、产物___________________；6、实质_________________
二、光合作用在生物圈中的作用
绿色植物通过光合作用，不断吸收大气中的_______，释放______从而维持了生物圈的___________。
三、光合作用在农业生产上的应用
在农业生产上人们经常采用________________，充分利用阳光，提高光合作用的效率，达到增产的目的。在大棚生产中，人们还通过增加棚内______________的浓度，提高光合作用、提高产量。