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| 高中-分子与细胞-光合作用的发现史
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作者： 陈琼
发表时间： 2006-4-21 文章出处： 新思考网
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教学课题
光合作用的发现史
所用教材
教材名称：全日制普通高级中学教科书 生物 第 一 册，第 三 章 三 节 52 页 出版社： 人民教育出版社
教学目标
知识目标：进一步掌握光合作用的概念及总的反应式；叶绿体中色素的种类及作用；
能力目标：通过回顾光合作用发现过程中的几个经典实验，提高学生的科学素养，培养学生设计实验、分析实验的能力；
情感目标：认识到光合作用的重要意义；通过对光合作用实验的分析、讨论，体验科学工作的方法和过程，激发学生的创新意识，增强学生进行科学研究的兴趣
教学重点
光合作用发现过程的几个著名试验
2、叶绿体中色素的种类和作用
教学难点
光合作用发现过程的几个著名试验的设计思想
课时安排
1
教学用具
多媒体设备
教学方法
充分利用多媒体教学的优势，以图片的形式重现光合作用发现史上重要的试验。同时巧妙运用提问技巧，引导学生探索生物试验的设计思想，培养学生的科学素养。色素部分以讲解与演示为主。
学
过
程
及
内
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（一）、创设情境，导入
从日常生活入手，引导学生得出以下结论：所有生物每天取食的有机物都直接或间接来源于植物的光合作用制造的有机物。然后发问：我们在初中已经学过光合作用，也做过“绿叶在光下制造淀粉”、“光合作用产生氧气”、“光合作用吸收二氧化碳”
等试验，请大家思考后回答：什么是光合作用？
（二）、自主、合作、探究
一、光合作用的概念
观察图片，讨论。教师在学生讨论后归纳出：光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能把CO2和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。
问：光合作用是怎样被人们发现的？同学看书。
光合作用是一个对整个地球生态系统很有意义的过程，但同时又是一个不容易被人察觉的过程，你能看出咱们校园里的那些花草树木正在将CO2和水转变为有机物储存了能量还释放出氧气吗？如果你说能，你能拿出很有说服力的证据吗？觉得有点难度吧。我们这堂课首先就来介绍一下光合作用的发现史，看看科学家们是通过什么样的实验来让世人相信在植物体内确实发生着光合作用的。
二、光合作用的发现过程（以时间为主线，光合作用反应式为辅线）
指导学生阅读光合作用的过程，并思考科学家做试验时的思路是什么，以培养训练学生科学探索的能力。
1、 海尔蒙特的试验：构成植物体的原料来自水而不是土壤（但没有考虑到空气的作用）
根据图片简要讲述试验过程及其得出的结论：构成植物体的原料来自水而不是土壤。问：严格地来讲这个试验一定能得出这样的结论吗？有没有缺陷呢？大家想想它是不是忽略了什么因素呢？
2、 普里特斯利的试验：绿色植物可以更新空气（但不知道植物更新了空气中的哪种成分，也没有发现光在这个试验中的作用）
根据图片简要讲述试验过程及结果，然后提问：1、单独在密闭玻璃罩内的蜡烛为什么会熄灭？单独生活在玻璃罩内的小鼠为什么会窒息而死？ 2、为什么在密闭的玻璃罩内和植物生活在一起的小白鼠没有死亡？蜡烛没有熄灭？在这个过程中植物起到了什么作用？
引导学生得出结论：植物的存在更新了空气的成分。
3、1779年荷兰医生英格豪斯确定了：植物的绿色部分只有在光下才能起到 “净化”空气的作用；1782年瑞士的森尼别发现照光时绿色植物吸收CO2，释放O2
4、萨克斯的试验：光合作用中产生了淀粉
根据图片简要讲述试验过程及现象，其中提示学生领会此设计试验的思路、方法。
提问：这个试验结果说明了什么？为什么要一面遮光一面曝光？为什么要对天竺葵进行暗处理？
5、恩格尔曼的试验：叶绿体是进行光合作用的场所
先向学生简要介绍一下水绵的特点。根据幻灯片简要讲解试验的过程以及试验现象，师生讨论得出结论：氧是由叶绿体释放出来的叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。 与学生一起分析讨论生物试验设计的思路以及要素，找出本试验设计的巧妙之处。
教
学
过
程
及
内
容
思考：①为什么选用黑暗、无空气的环境？先选用黑暗并且没有空气的环境，是为了排出试验前环境中光线和氧的影响，确保试验的准确性。
②为什么要用极细的光束？先选用极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧气的部位；而后用完全曝光的水绵与其对照，从而证明了试验结果完全是由光照引起，氧是叶绿体释放出来的，叶绿体是进行光合作用的场所。
回顾一下以上发现光合作用的试验，总结出光合作用的总反应式，导入下一部分同位素示踪试验以及叶绿素部分。
6、鲁宾和卡门的实验：证明光合作用释放的氧气来自于水。
提问：从总反应式可以看到，在光合作用的原料中二氧化碳和水当中都含有氧原子，那么证明光合作用释放的氧气究竟是来自于水还是二氧化碳呢？
简要介绍同位素标记法，以及它在科学研究中的重要作用。
从解决问题的角度出发，师生讨论对比试验的设计后，引导学生进行试验设计。
师生讨论光合作用有关的当今世界面临的重大问题，如粮食、能源、环境保护等等，进而设想光合作用研究的前景，以及新的应用领域。
三、叶绿体中的色素
复习叶绿体的相关知识，引导学生说出：在叶绿体的基粒中和基质上有很多进行光合作用的酶；叶绿体的每个基粒都是由一个个囊状结构垛叠而成，在囊状结构的薄膜上，有进行光合作用的四种色素，这些色素的功能是可以吸收、传递和转化光能的。强调：叶绿体作为光合作用的场所与它的结构有关。
我们将在试验课上提取并分离出来叶绿体上四种色素，到时候同学们对色素的印象会更加直观。
试验结果是这样的：在这条滤纸条上分离出了四个不同颜色的条带，从上到下分别是：橙黄色，黄色，蓝绿色和黄绿色。。。。。。。
教师引导学生阅读课文P55叶绿体中叶绿素吸收光谱，引导学生得出叶绿素主要吸收蓝紫光和红橙光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光并用于光合作用，对绿颜色光吸收最少。但是叶绿素并不是只吸收红橙光和蓝紫光，而是对可见光所有波长的光都有吸收，只是吸收的程度不一样，并且只有在吸收所有波长的可见光之后光合的效率最高。
两道练习：
①温室栽培蔬菜，采用什么样颜色的玻璃做顶棚更能提高产量：A 红色 B 蓝紫色 C 绿色D 无色
②在做植物试验的暗室里，为了尽量降低植物光合作用的强度，最好安装：A 红光灯B 绿光灯 C 白炽灯D蓝光灯
小结：做几道练习题作为这堂课的结束，巩固所学知识。
后
总
结
与
评
议
纪
录
自
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分
析
和
同
学
评
议
意
见
本堂课主要介绍光合作用的发现过程中的经典实验，从一定程度上反映了科学探索的一般方法，是培养学生科学素质的好素材。为此，将这一部分内容和色素部分安排一课时来完成。本堂课在设计时希望把科学知识作为培养学生科学精神和创新思维能力的载体，注意从光合作用发现的300多年历程到运用光合作用的相关知识解决当前世界所面临的重大问题，进而设想光合作用研究的前景；从重复古代科学家的经典实验到课堂上的交流讨论、发现探索，再到实验设计，为学生搭设一个自主学习、发现探究的“平台”。
在实际教学活动的实施过程中，学生表现出浓厚的学习兴趣，积极参与讨论和探究；所有有关知识的传授很全面，但重点不够突出，并且试验设计的思想体现得还远不够充分。另外，课堂时间掌握不够准，致使色素部分的教学任务没有顺利完成；作为教师在课堂上调控课堂气氛方面没有起到应有的作用。
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