光合作用历史回眸
????????????????????????????????? ???? 周薇薇
一、教学目标
1.知识与技能
(1)了解光合作用研究过程中几个经典实验,并从中理解实验的设计原理。
(2)能推测出各个实验的结论,并能分析其合理性和科学性。
(3)理解光合作用的总反应式。(原料、产物、条件、场所)
2.过程与方法
(1)通过分析光合作用研究过程中的实验,清楚知道实验设计要遵循的原则:对照原则;单一变量的原则等。
3.情感态度和价值观
通过对科学家设计的实验的分析,感受科学家敢于质疑、坚韧不拔的意志品质,养成不迷信权威,敢于追求真理的科学精神和严谨的科学态度。
三、重点和难点
重点:光合作用原料、场所、产物的实验探索
难点:从经典实验中理解实验的设计原理,发展学生的实验设计能力。
四、教学准备
教师制作多媒体课件。
学生预习教材、收集有关光合作用研究历史的资料。
五、教学过程


教学内容

教师行为

学生行为

设计意图

 

一、



1、多媒体展示一组绿叶图片,请同学描述一下自己所了解的光合作用。
2、教师根据学生的回答进行板书,逐渐形成光合作用的反应式。
3、光合作用的反应式,看上去并不复杂,但是人类对它的探索经历了300多年,期间已经获得6次诺贝尔奖,时至今日,还有许多的科学家还在进行研究,到底光合作用蕴藏了多少的秘密,今天让我们一些沿着科学家研究的足迹,了解光合作用的研究历史。

学生观看展示的图片。

几位学生描述自己了解的光合作用,并相互补充。

 

学生回忆原有的知识:光合作用的原料、产物、场所、条件以及反应式,同时引导学生学习的兴趣。

二、光合作用研究的历史

1、亚里士多德的观点

 

 

 

2、赫尔蒙特的实 验

 

 

 

3、普利斯特利的实验

 

 

 

4、英格豪斯的实验

 

 

 

5、萨克斯的实验

 

 

 

6、恩格尔曼的实验

 

 

 

 

 

7、鲁宾和卡门实验

 

 

提出问题:植物种在土壤中,能不断的生长。植物生长所需的物质来自何处?
讲解人类对光合作用的早期探索是如何围绕植物生长展开的并提问:
1、亚里士多德的没有经过实验,他是怎样得出此结论的?
2、在2000多年中,人们他这一观点深信不疑,没有人对他的观点提出质疑,这是为什么?

 

世界上第一个对亚里士多德的观点提出质疑的科学家赫尔蒙特,他设计了这样一个实验。
课件演示赫尔蒙特的实验,介绍过程及结果。
引导学生分析:
1.赫尔蒙特通过实验,否定了亚里士多德的观点,推测赫尔蒙特实验结论是什么?
2.赫尔蒙特当时是围绕什么假设进行研究的?
3.赫尔蒙特的实验设计中,有哪些做法是可取的?
4.柳树真的只需要水就能长大吗?你认为赫尔蒙特忽视了哪个重要的因素?

谁是第一个在光合作用研究上考虑到空气这一因素的?动画演示普利斯特利的实验过程。
教师围绕普利斯特利的实验提问:
1.普利斯特利是怎样使自然环境中无法观察到的空气成分的变化表现出来?
2.为什么每个实验都设计了两组实验?该实验对装置有何要求?
3.请推测其实验结论.

提出问题:许多的科学家在重复普里斯特利的实验时,有的成功了,有的失败了,有的甚至得出相反的结论,你认为失败最可能的原因是什么?你怎样设计进一步实验?
在学生交流设计的实验基础上,教师进行点评,并通过课件展示英格豪斯的实验设计:
总结实验设计原则:单一变量原则、对照原则

提出问题:绿色植物释放O2的同时还产生了哪些物质?萨克斯设计的实验:
根据萨克斯设计的实验组织学生分析下列问题:

  1. 暗处理的目的是什么?
  2. 实验中如何设计对照组、实验组?
  3. 实验的现象是什么?
  4. 实验的结论是什么?

出示课件,介绍恩格尔曼的实验,并请学生观察思考下列问题:
1、指导学生观察水绵的结构。
2、观察水绵和好氧细菌的装片,思考在此实验中好氧细菌的作用?
3、实验设计时,先隔绝空气黑暗,再用极细光束照射,好氧细菌聚集在哪里?实验设计中时又设计了完全暴露在光下的水绵和好氧细菌的装片,作用是什么?
4、实验的结论是什么?

 

提出问题:光合作用产生的O2来自H2O还是
CO2?
指导学生阅读教材P65广角镜:同位素标记法

设问:要研究光合作用产生的O2来自H2O还是
CO2?同学们考虑一下,同位素标记哪一种元素?你将怎样设计实验?

在学生回答的基础上,多媒体展示设计图,指导学生分析,得出结论。

 

1940年美国科学家卡尔文14CO2,供给小球藻进行光合作用,最终探明了14CO2转化在(14CH2O)中。

 

学生思考、回答相关问题

 

 

 

 

 

学生观看课件,并对根据实验前后数据进行快速计算,围绕赫尔蒙特的实验,学生思考、讨论、分析相关问题。

 

学生观察课件展示的实验过程,讨论、回答问题。

 

 

 

  1.  
  2. 学生进行设计并组织进行交流。

 

?

学生思考分析,也可同桌讨论后回答。
学生分析实验设计中的对照组、实验组、变量、控制变量。

 

 

学生观察课件、思考、分析、回答。

 

 

 

 

学生阅读教材“同位素标记法”。

回答相关的问题并进行实验设计。

使学生认识科学的结论需要严谨的科学实验为基础的。
培养学生不要迷信权威,敢于质疑的科学精神。

  1.  
  2.  

 

意识到科学研究方法的重要性。知道科学研究的基本方法:假设→设计实验→实验验证→得出结论。
理解控制变量在实验设计中的作用。

 

本实验设计讨论中围绕巧妙设计了怎样的观测指标?如何设置对照组以及对照组在控制单一变量中的作用。

 

亲生体验实验设计要遵循的原则:对照原则、单一变量等。让学生感受科学研究的艰辛,科学家坚忍不拔的意志品质。

通过分析实验过程,学习在科学实验设计时,尽量做到周密、科学,结果要易于检测,并排除干扰因素等实验设计方法,培养学生严谨的科学态度。

体现科学史的学习不是简单告诉学生科学事实,而是让学会分析实验的科学性、严谨性。

 

 

让学生认识物理学技术在生命科学研究中的作用。
训练学生科学设计能力,培养学生的科学思维和研究性学习能力。

 

了解现代实验方法之一:同位素示踪法在光合作用研究中的再次运用。

三、小结、布置作业。

1回顾光合作用研究历史。
2、总结科学研究的基本方法和实验中应遵循的几个原则。
3、布置作业:请设计一个实验:证明光合作用需要二氧化碳 。

学生回顾和总结本节课的重点内容。

锻炼学生的归纳、应用能力,并通过课后作业进一步提高学生设计实验的能力。

 

板书


年代

科学家

结论

1642

范·赫尔蒙特

柳树获得的物质来源于水

1771

普利斯特利

植物可以更新空气

1779

英格豪斯

只有在光照下植物可以更新空气

1864

萨克斯

绿色叶片在光合作用产生了淀粉

1880

恩格尔曼

光合作用的场所在叶绿体中

1939

鲁宾、卡门

光合作用释放的氧来自水(同位素标记法)

20世纪40年代

卡尔文

光合产物中有机物的碳来自CO2

科学探究的基本方法:
题→假设实验结果结论

实验设计应遵循的原则:
对照原则
单一变量原则
科学性原则
简单性、可行性、重复性等

学习园地:

高二年级

高三年级

鸿运网网址