绿色植物与生物圈中的碳氧平衡教学设计

1/8“绿色植物与生物圈中的碳-氧平衡”教案设计课题绿色植物与生物圈中的碳-氧平衡设计者设计说明依据大纲的要求，本章要求学生通过观看演示实验、分析名家实验、讨论设计实验等多种手段.归纳光合作用的概念，举例说明光合作用在农业生产上的作用.认识绿色植物在维持碳氧平衡方面的作用。教材分析本章是在学习了绿色植物通过光合作用制造有机物和对有机物利用的基础上进一步探究光合作用的实质。本章通过光合作用产生氧气、光合作用利用二氧化碳作为原料两个理论主题的学习来进一步探究植物的光合作用与生活的关系即光合作用与生物圈的碳氧平衡及在农业生产上的运用，从课程安排非常符合学生的认知规律和现代教案理念本章完成了对光合作用全过程的认识和理解，但又不是对光合作用这一知识点的简单完善，而是从绿色植物对于生物圈所起的重要作用的角度，让学生进一步认识光合作用在维持碳—氧平衡方面的重要意义。同时引导学生关注光合作用在农业生产上的应用。学情分析初一学生对于生物的学习兴趣是有的，但知识储备不是很从足，在探究光合作用的实质的教案过程中，特别重视教案的直观性，培养学生的动手能力、分析问题理论联系实际的能力。本章安排了一个要求学生独立设计完成的全过程探究。这是本册书的最后一个探究活动，难度较大，特别是对探究方案的设计要求较高。教师在教案中可适当加强引导，尽量要求学生独立完成。“独立”并不意味着单枪匹马地干，仍然提倡学生之间的讨论和交流，互相取长补短。教案目标（一）知识与技能：1.归纳光合作用的概念，举例说明光合作用在农业生产上的作用。2.认识绿色植物在维持碳氧平衡方面的作用。（二）能力目标：运用实验法独立设计并完成本章的探究活动。（三）情感、态度、价值观：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.认识绿色植物在维持碳—氧平衡方面的重要作用，增强学生爱护植物、保护环境的意识。难点探究二氧化碳是光合作用的原料的实验设计教案方法.教案方法：实验演示，归纳总结，重点讲述等学习方法小组合作，观察讨论，实验探究课前准备.教师：探究呼出的气体中含有较多的二氧化碳的实验装置，准备检验氧气的实验装置和检验光合作用产生氧气的实验材料及用具，探究二氧化碳是光合作用原料的实验，多媒体课件2/8学生：生物兴趣小组的同学参与收集金鱼藻在光下产生的气体。搜集全球气候变暖的资料。教案过程情景创设光合作用产生氧气以魔术的形式表演呼出的气体能让澄清的石灰水变浑浊的实验引导学生总结实验的结论过渡：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课前培训兴趣小组的学生制作氧气的方法引导学生描述实验现象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。再将装有金鱼藻的集气瓶打开，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？观看总结：人呼出的气体中含有较多的二氧化碳兴趣小组学生在班级中进行现场操作，并要求学生注意观察实验装置里的金鱼藻，并描述实验现象。观察老师的演示实验得出结论：金鱼藻在光下能够产生氧气，可见，绿色植物进行光合作用的产物除了有机物外，还有氧气。提升学生兴趣的同时，直观地感知呼吸能向大气排出二氧化碳观察的基础上请学生思考气体的成分，根据自己已有的知识做出假设，并思考验证方法。师生双方根据学生提出的方法对气体的成分进行实验，循序渐进地引导学生得出结论：光合作用产生3/8氧气。光合作用利用二氧化碳作为原料普利斯特利的著名实验课件：俗话说：巧妇难为无M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？教师展示普利斯特利的著名实验课件：展示画面1、2、3，根据画面质疑1：蜡烛为什么会熄灭？2：小白鼠为什么会死去？3：蜡烛为什么不熄灭？其燃烧时所需的氧气从哪来？植物为什么也能很好地生长？4：为什么二者放在一起时，却都能正常地活着，它们之间有什么关系？质疑：普利斯特利的实验是否总能成功？此实验成功的条件是什么？在普利斯特利之后，也有一些科学家重复了他的实验，但有的并未成功，请你帮他们找找失败的原因。引导学生总结普利斯特利的实验得出什么结论？过渡：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，也可以前后左右互相讨论讨论，实验材料及提示，大家可参考讨论释疑：1、因为密闭的玻璃罩内缺氧。2、缺氧。3、因为绿色植物光合作用放出了氧气。蜡烛燃烧时要产生二氧化碳，可能为植物所利用。4、植物通过光合作用放出的氧可满足小白鼠呼吸作用所需要，而小白鼠呼吸作用产生的二氧化碳可能也满足了绿色植物的需要。5、因为绿色植物必须在光下才能进行光合作用，所以此实验成功的条件是必须有光。结论：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。同时蜡烛燃烧或动物呼吸排出的二氧化碳又是绿色植物光合作用的原料。讨论并对小组内的方案进行归纳整理本实验较简单，讨论时可把问题放在一起讨论通过分析实验让学生学习科学家严谨的科学态度和严密的思维。不要求学生设计的方案与教师预想的完全一样，只要能证实假设，即使可行性差一些也没关系，关键是看学生能否综合运用讨论如何探究二氧化碳是光合作用必需的原料4/8的实验设计屏幕提示。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明什么题。屏幕展示一个设计好的验以菹草为实验材料现场验证二氧化碳是光合作用必需的原料的为学生提供实验材料和实验的步骤（见附页）让学生对照屏幕分析自己的设计实验的不足之处分组实验并填写实验报告单各种技能解决实际问题。培养学生的动手能力和实验操作的能力实验验证二氧化碳是光合作用必需的原料的光合作用与生物圈中的碳—氧平衡引导学生总结碳-氧平衡的概念质疑：“碳-氧平衡”会不会永远保持下去？总结：全球气候变暖的罪魁祸首就是过量的二氧化碳气体。由于人类的生产和生活产生了大量的二氧化碳气体，并且为了开发生存空间，大量毁林开荒，二氧化碳的含量已超过了绿色植物的调节能力。全球变暖必将给地球生物带来灾难性的后果。近年来已得到多方面的体现。请你利用所学知识，提出解决这场灾难的具体可行的方案。由于绿色植物的光合作用不断消耗二氧化碳，产生大量的氧气，所以，在整个生物圈中二氧化碳和氧气的含量处于相对平衡的状态。这就是生物圈中的碳-氧平衡。阅读屏幕的材料，进一步感受绿色植物在维持生物圈碳-氧平衡方面的重要作用。展示搜集的全球气候变暖的相关资料展示一下。如：使全球气候变暖，极地冰川融化，海平面升高，使一些海边城市变为海底世界，动植物也会因气候变暖而收集资料，开阔眼界让学生上网通过收集有关碳氧平衡方面的资料，然后让学生在课堂上进行汇报交流，拓展和丰富了学生的知识，更开阔了学生的眼界，让学生获得在网络世界和知识海洋畅游的美好情感体验，增强学生热爱科学，热爱大自然，保护环境的意识。5/8变得不适应等。从国际合作和日常怎样做到低碳生活两个方面进行交流光合作用在农业生产中的应用过渡：植物的光合作用不仅在维持生物圈的碳-氧平衡方面具有举足轻重的作用，也是我们农业生产重要保证。播放光合作用的公式质疑：光合作用的条件场所、原料、产物、能量变化过渡：俗话说“民以食为天”，请同学们根据我们所掌握的知识，结合课本P77屏幕图片和最后一段总结：在农业生产中我们可以采取哪些措施达到高产的目的？（提示：根据光合作用的原料、条件分析）分析我们当地和新疆的瓜果口味情况，提出“为什么新疆的哈密瓜特别的甜呢？释疑：概括总结光合作用的实质如：应注意在种植农作物时，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。引导学生联系农业生产和生活实际，做到理论与实践相结合，”教师用生动形象生活实例来让学生自己的思考分析，来认识理解光合作用和呼吸作用之间的关系，来归纳光合作用的概念，从而进一步认识光合作用的实质。技能训练我们在研究生物学问题时，往往要做大量的实验，对实验结果进行认真分析，才能掌握生物学规律。下面我们进行“分析实验结果”的技能训练。请同学们认真阅读“技能训练”中的实验数据，分析问题1、2.学生释疑：1.从表中数据可以看出，植物和光源的距离与植物产生的气泡数成反比，结论：光照越强，光合作用也就越强。2.将这个试管放在黑暗处，试管中将没有气泡冒出。因为金鱼藻在黑暗中无法进行光合作用，所以，试管中将没有气泡冒出。6/8课堂小结教师组织学生自行小结，可让不同学习程度的学生分别用自己的语言概述本节课主要内容，教师加以点评、补充与强调，来及时了解教案效果。结束语植物是我们的衣食父母，食的是他，衣的是他，善待他们，就是善待我们人类自己。探究二氧化碳是光合作用必需的原料提出问题：二氧化碳是光合作用必需的原料吗？做出假设：假设二氧化碳是光合作用必需的原料，那么没有二氧化碳植物就不能进行光合作用。实验方案：材料：菹草（是一种多年生沉水被子植物）试管1（内盛1%碳酸氢钠溶液，用凉开水配制）试管2（同试管1）试管3（内盛凉开水）灯泡说明：水经煮沸后，溶解在水中的气体包括二氧化碳已被排除。操作：1、先打开试管2的橡皮塞，用镊子夹住一片菹草叶子（叶尖朝上，叶子基部向下）放入试管底部2、打开试管3的橡皮塞，放入一片同等大小的菹草叶子，3、把1、2、3号试管同时放到灯光下照射几分钟，检查3个试管内有无气泡产生，叶片是上浮还是仍然沉在水底？预测：数据记录与分析编号现象（有无气泡？叶片上浮还是下沉？）预测理由123对比1、2号试管，可以发现什么问题？对比2、3号试管，为什么2号有气泡、3号无气泡？为什么？结论：二氧化碳（是或不是）光合作用的原料，原来的假设（成立或不成立）。7/8课堂小测1.进行光合作用时，植物不需要的外界条件是A.二氧化碳B.水C.高温D.光2.植物光合作用的实质是A.合成有机物，释放能量B.合成有机物，贮存能量C.分解有机物，贮存能量D.分解有机物，释放能量3.要保证城市居民每天都能得到新鲜氧气，可以采取的措施是A.多盖高楼，居住在高层B.扩大居住面积C.美化环境D.多植草坪多种树判断4.仙人掌由于叶变成刺，所以不能进行光合作用5.有机物中储存的能量，归根结底来源于太阳光能6.绿色植物生物必需的有机物，可以由根从土壤中吸取7.植物体的所有活细胞都能进行光合作用8.新疆吐鲁番盆地，由于昼夜温差较大，白天光合作用旺盛，晚上呼吸作用微弱，所以种植的瓜果味道特别甜9.植物在光下不进行呼吸作用，因为呼吸作用放出的二氧化碳被光合作用利用了10.1862年，德国科学家沙克斯做过这样的实验：他每天早晨、傍晚、深夜三个时间从同一棵植物上摘下一片叶子，再用打孔器在这三片叶子上各取下同样大小的一块圆片，烘干后称重，结果发现：深夜取下来的叶片最轻，早晨取下来的比较重，傍晚的最重。他又把这三个圆片放入酒精中煮一下，取出后，用水冲洗，加碘液染色，结果发现：深夜的颜色最浅，傍晚的颜色最深。试分析说明早晨、傍晚、深夜出现三种不同结果的原因。（1）早晨的样品比较重，这说明___________________________________________。（2）傍晚的样品最重，碘酒处理时蓝色最深，这说明____________________________。（3）深夜的样品最轻，颜色最浅，这表明_______________________________________。12.右图为呼吸作用实验。（1）实验要用黑布遮住大烧杯，不让透光，