《第2節(jié) 綠色植物與生物圈中的碳-氧平衡》教案4.doc

第節(jié) 綠色植物與生物圈中的碳氧平衡教案教學(xué)目標(biāo)認(rèn)知目標(biāo)歸納出光合作用的概念。舉例說明光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。認(rèn)識綠色植物在維持碳氧平衡方面的重要作用。能力目標(biāo)運用實驗法獨立設(shè)計并完成本章的探究活動。情感目標(biāo)培養(yǎng)不斷探究新知識的精神及同學(xué)間的合作精神，養(yǎng)成實事求是的科學(xué)態(tài)度。教學(xué)重點進(jìn)一步探究光合作用的實質(zhì)。認(rèn)識綠色植物在維持碳氧平衡方面的重要作用。教學(xué)難點設(shè)計檢驗二氧化碳是否真的是光合作用的原料的實驗。教學(xué)方法觀察、討論、實驗探究法。教具準(zhǔn)備自制光合作用課件及光合作用與呼吸作用在生物圈中維持碳氧平衡課件。實驗材料用具準(zhǔn)備：（）按演示實驗一裝置提前兩三天（或一周）準(zhǔn)備，并每日放在陽光充足的地方，以收集足夠的氧氣，便于上課使用。（）另準(zhǔn)備一套和實驗一裝置完全相同的材料用具，便于上課演示操作步驟及注意事項。課時安排課時教學(xué)過程第一課時導(dǎo)入新課地球上凡是生物都要呼吸，而凡呼吸，必消耗氧，產(chǎn)生二氧化碳。尤其是現(xiàn)在隨著工業(yè)的發(fā)展和能源的開發(fā)利用，大量的燃料的燃燒也會消耗大量的氧，排出大量的二氧化碳?？晌覀?yōu)槭裁催€沒有感覺到缺氧呢？氧從何來？二氧化碳哪去了？大自然是怎樣調(diào)節(jié)氧和二氧化碳的平衡的？要想破解這個謎，還需要我們進(jìn)一步了解植物的光合作用。通過引言，創(chuàng)設(shè)問題情景，激發(fā)學(xué)生的求知欲和探究問題的積極性。講授新課一、光合作用還產(chǎn)生氧氣師：在第四章中，我們已經(jīng)知道了綠色植物通過光合作用可以制造有機(jī)物淀粉，那么，綠色植物光合作用的產(chǎn)物只是有機(jī)物嗎？還有沒有其他成分，是什么成分？今天我們繼續(xù)通過實驗來探討一下。教師按演示實驗操作，并要求學(xué)生注意觀察實驗裝置里的金魚藻，看它在陽光下是否放出了氣泡。生：仔細(xì)觀察實驗，并描述實驗現(xiàn)象。學(xué)生：看到漏斗中的金魚藻中有一個一個的小氣泡產(chǎn)生。學(xué)生：看到漏斗中有氣泡向試管中移動。師：那么金魚藻產(chǎn)生的小氣泡是什么成分呢？下邊大家接著看實驗。教師取出事先準(zhǔn)備好的集有氧氣和二氧化碳的兩個瓶子，并告訴學(xué)生甲瓶為氧氣，乙瓶為二氧化碳，然后將快要熄滅的衛(wèi)生香分別伸入甲、乙兩瓶中，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象并描述。生：甲瓶中衛(wèi)生香復(fù)燃，乙瓶中衛(wèi)生香熄滅。師：再將罩在金魚藻上的集有大約以上氣體的試管取出來，迅速將快要熄滅的衛(wèi)生香伸進(jìn)管中，并要求學(xué)生注意觀察衛(wèi)生香的燃燒情況并與甲、乙兩瓶中的燃燒情況進(jìn)行對照比較，并預(yù)測金魚藻在光下通過光合作用可能放出什么氣體？生：衛(wèi)生香能復(fù)燃；與甲瓶中燃燒情況相同，所以金魚藻在光下通過光合作用放出了氧氣。師：很好。通過實驗我們可以得出結(jié)論：金魚藻在光下能夠產(chǎn)生氧氣，可見，綠色植物進(jìn)行光合作用的產(chǎn)物除了有機(jī)物外，還有氧氣。二、光合作用利用二氧化碳作為原料師：俗話說：巧婦難為無米之炊。即任何事物都不會憑空產(chǎn)生，也就是說，綠色植物通過光合作用可以產(chǎn)生有機(jī)物及氧氣，而這有機(jī)物和氧氣是由什么轉(zhuǎn)化來的呢？下邊請大家看大屏幕。教師展示普利斯特利的著名實驗課件：畫面：單擊出現(xiàn)：一個密閉的玻璃罩內(nèi)放有一支點燃的蠟燭，單擊，蠟燭逐漸熄滅。單擊出現(xiàn)問題：蠟燭為什么會熄滅？生：因為密閉的玻璃罩內(nèi)缺氧。畫面：單擊出現(xiàn)一個密閉的玻璃罩內(nèi)放有一個小白鼠，單擊小白鼠漸漸死去。單擊出現(xiàn)問題：小白鼠為什么會死去？生：缺氧。畫面：單擊出現(xiàn)一個密閉的玻璃罩內(nèi)放有一盆植物和一支點燃的蠟燭，單擊蠟燭不熄滅，植物也能長時間活著。單擊出現(xiàn)問題：蠟燭為什么不熄滅？其燃燒時所需的氧氣從哪來？植物為什么也能很好地生長？生：因為綠色植物光合作用放出了氧氣。蠟燭燃燒時要產(chǎn)生二氧化碳，可能為植物所利用。畫面：單擊出現(xiàn)一個密閉的玻璃罩內(nèi)放有一盆植物和一只小白鼠，小白鼠不死亡，植物也生長良好。單擊出現(xiàn)問題：為什么二者放在一起時，卻都能正常地活著，它們之間有什么關(guān)系？生：植物通過光合作用放出的氧可滿足小白鼠呼吸作用所需要，而小白鼠呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳可能也滿足了綠色植物的需要。師：很好，那么大家再考慮一個問題：普利斯特利的實驗是否總能成功？此實驗成功的條件是什么？在普利斯特利之后，也有一些科學(xué)家重復(fù)了他的實驗，但有的并未成功，請你幫他們找找失敗的原因。生：因為綠色植物必須在光下才能進(jìn)行光合作用，所以此實驗成功的條件是必須有光。師：對，分析得很好，所以每一位科學(xué)家做每一項實驗都必須有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和嚴(yán)密的思維。下邊我們來總結(jié)一下，普利斯特利的實驗?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論？生：植物能更新由于蠟燭燃燒或動物呼吸而變得污濁了的空氣。同時蠟燭燃燒或動物呼吸排出的二氧化碳又是綠色植物光合作用的原料。三、探究實驗：二氧化碳是光合作用所必需的原料嗎？師：那么二氧化碳真的是綠色植物光合作用所必需的嗎？你能否設(shè)計一個實驗，來驗證一下二氧化碳確實是光合作用所必需的，下面大家自己動手設(shè)計一下實驗，也可以前后左右互相討論討論，實驗材料及提示，大家可參考探究實驗。寫出實驗設(shè)計方案并做到以下三點：寫出所選用的主要實驗材料的原因。寫出所選用的實驗儀器設(shè)備在實驗中的作用。寫出每個實驗步驟可以說明什么問題。第二課時教師組織學(xué)生在小組內(nèi)交流自己的實驗設(shè)計方案，先進(jìn)行小組內(nèi)評議，共同評析小組內(nèi)各組員的實驗設(shè)計方案是否嚴(yán)謹(jǐn)、合理，給同學(xué)提出自己的建議，也可將自己在設(shè)計過程中遇到的疑問提出來，大家共同討論、解答。教師邊巡視，邊指導(dǎo)，也可參與到各小組討論中，適時給予指點與評價。對有創(chuàng)意的給予肯定與表揚，對有明顯漏洞與不足的方案給予幫助與指點。最后教師可歸納總結(jié)評議結(jié)果，也可給學(xué)生提供一個簡便易行的實驗方案，供學(xué)生參考。四、光合作用與生物圈中的碳氧平衡師：大家先在小組內(nèi)交流一下你們的實驗設(shè)計方案，選出你們認(rèn)為較好的、設(shè)計較合理的方案，咱們在班上來共同分析一下。生：小組內(nèi)交流并選出較好的方案。師：教師挑選較好的方案，用實物投影將學(xué)生的實驗設(shè)計方案投到大屏幕上。甲同學(xué)：師：用點燃的蠟燭為綠色植物提供二氧化碳，而且也設(shè)計了對照實驗，甲中的氫氧化鈉可用來吸收二氧化碳，方案可行，但還有一點問題未考慮周全，誰來說一下？生：要將植物在黑暗處放一晝夜，再移到光下做實驗，這樣可避免原有葉片中秋景的有機(jī)物的干擾。師：很好，下邊咱們再看一個較好的實驗設(shè)計方案。請乙同學(xué)介紹其設(shè)計原理。生：乙同學(xué)自己介紹：將甲、乙兩套裝置（如下圖所示）同時放在黑暗處一晝夜，然后一起移到光下，幾小時后，檢驗甲、乙裝置里的葉片是不是都有淀粉生成。師：這個實驗方案既設(shè)計了對照，也用了提示中的實驗材料，還考慮到了檢驗的方法及結(jié)果，是較好的實驗方案。由于時間關(guān)系就不一一展示分析了。通過這個實驗，我們可以得出結(jié)論：二氧化碳是光合作用必需的原料，而且光合作用的原料中還需要水的參與。五、光合作用與生物圈中的碳氧平衡師：通過這幾節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道了：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，吸進(jìn)氧呼出二氧化碳，這樣大氣中的碳氧如何保持平衡呢？好，下邊大家閱讀的光合作用與生物圈中的碳氧平衡部分，并在閱讀過程中，思考并討論以下幾個問題：（）碳氧平衡會打破嗎？在什么情況下會打破？我們應(yīng)當(dāng)怎樣預(yù)防？（）聯(lián)系自己的生活環(huán)境，談?wù)劖h(huán)境中二氧化碳增多的原理。（）二氧化碳增多已經(jīng)給環(huán)境帶來了什么影響？（）請同學(xué)們預(yù)測一下，如果環(huán)境中的二氧化碳再繼續(xù)增多，將會使我們的生活環(huán)境發(fā)生什么變化，對人類有什么影響？學(xué)生自學(xué)閱讀、討論回答問題。學(xué)生：碳氧平衡會打破，如當(dāng)我們大量砍伐森林、破壞植被時就會打破平衡，還有我們大力開發(fā)能源如化石燃料的大量燃燒會增加大氣中的二氧化碳量，我們應(yīng)大力開展植樹造林、綠化祖國的活動，同時減少能源資料的過度浪費。學(xué)生：環(huán)境中二氧化碳增多會帶來一系列的影響，如使全球氣候變暖，極地冰川融化，海平面升高，使一些海邊城市變?yōu)楹５资澜?，動植物也會因氣候變暖而變得不適應(yīng)等。師：同學(xué)們回答得都挺好，大家的知識面還比較寬。我們每一位同學(xué)都要積極行動起來，盡自己的一份力，保護(hù)好自己的家園。六、光合作用及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用師：光合作用不僅給我們地球上的所有生物提供了食物，還提供了氧氣?？梢钥闯?，光合作用是多么偉大的一項生理活動啊，那么就讓我們用一個簡單的式子來永遠(yuǎn)記住這一偉大過程吧。學(xué)生抄寫光合作用反應(yīng)式，朗讀光合作用的實質(zhì)。師：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，你能否用你所學(xué)的知識來指導(dǎo)農(nóng)民伯伯們應(yīng)怎樣做才能充分利用光能，提高產(chǎn)量呢？生：如應(yīng)注意在種植農(nóng)作物時，要合理密植。還可以延長光合作用時間，采取一定的方法，提高植物周圍的二氧化碳濃度等。師：很好，下課以后大家還可以想辦法，多找資料。接下來我們來共同小結(jié)一下這一節(jié)課的內(nèi)容。教師利用多媒體展示課件。單擊：屏幕左上角出現(xiàn)鮮紅的太陽，并光芒四射，畫面中央是一盆盆栽植物，點擊葉片，則放大葉片，點擊太陽則出現(xiàn)光線并能沿箭頭進(jìn)入葉片中，點擊二氧化碳則進(jìn)入葉片，葉脈中的水也進(jìn)入葉片中，二者通過箭頭匯聚在一起，單擊，則葉片中有淀粉形成，并且有氧氣不斷地擴(kuò)散出葉片之外，進(jìn)入大氣中。課堂小結(jié)教師組織學(xué)生自行小結(jié)，可讓不同學(xué)習(xí)程度的學(xué)生分別用自己的語言概述本節(jié)課主要內(nèi)容，教師加以點評、補(bǔ)充與強(qiáng)調(diào)，來及時了解教學(xué)效果?；顒优c探究課題：探究二氧化碳是光合作用的原料。提示：本實驗只有一個變量即二氧化碳；氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳。材料用具：玻璃罩、燒杯、氫氧化鈉溶液、碘液、植物。板書設(shè)計第二節(jié) 綠色植物與生物圈的碳氧平衡一、光合作用的產(chǎn)物有機(jī)物氧氣二、光合作用的原料二氧化碳水三、光合作用與生物圈中的碳氧平衡碳氧平衡綠色植物在維持碳氧平衡方面的作用維持生物圈中碳氧平衡的措施（）尋求國際合作，限制二氧化碳的排放量（）植樹造林、種草，發(fā)揮綠色植物的作用四、光合作用及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用光合作用的反應(yīng)式二氧化碳水 有機(jī)物氧氣（儲存著能量）光合作用的實質(zhì)綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣。光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用合理密植。備課資料一、增加濃度的方法溫室中和露天都可以利用人工的方法增加空氣中濃度，使作物增加產(chǎn)量。用人工的方法增加空氣中的含量，稱為“施肥”。室外一般在土壤中加廄肥、泥炭、混合肥料及無機(jī)肥料（如碳酸氫銨既能提供氮素又能提供），依靠微生物的活動使有機(jī)物分解，在土壤中產(chǎn)生，分散到大氣中。室內(nèi)常以燃燒碳源物質(zhì)、用干冰（固體）、噴施氣體等方法提高空氣中的含量。這種施肥對蔬菜和花卉栽培都有很大的價值。二、二氧化碳肥料在講二氧化碳肥料時，可以用下面的實驗來證明二氧化碳能促進(jìn)植物的生長發(fā)育。取兩個小花盆，每盆內(nèi)播種粒小麥種子。等出苗后，分別用兩個玻璃罩把它們罩起來，其中在一個小花盆旁邊放一只小燒杯，燒杯內(nèi)放入碳酸氫鈉 和的鹽酸 。碳酸氫鈉和鹽酸反應(yīng)生成了二氧化碳。這樣，生活在這個玻璃罩下的小麥苗因得到比較豐富的二氧化碳，它就長得比較好。而對照組內(nèi)，因二氧化碳比較少，相形之下，就長得差。這個實驗結(jié)果，經(jīng)過兩周后就可以看得很清楚。燒杯內(nèi)的碳酸氫鈉和鹽酸，每隔一天就要更換一次，因為這樣才可以源源不斷地供給豐富的二氧化碳。三、“氣肥”的使用近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，氣體化肥正逐漸被人們所接受。光合作用是農(nóng)作物豐產(chǎn)的核心。農(nóng)作物生產(chǎn)所需的二氧化碳遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過空氣中的正常含量（約）。溫室大棚內(nèi)，白天光照增強(qiáng)，光合作用相應(yīng)加快，消耗的二氧化碳又得不到及時補(bǔ)充，致使光合作用不能正常進(jìn)行。為了提高產(chǎn)量，對溫室大棚補(bǔ)充二氧化碳是非常必要的。溫室大棚補(bǔ)充二氧化碳“氣肥”的方法較多，常見的有干冰法、發(fā)酵法、石灰石與鹽酸法、碳酸氫銨與硫酸反應(yīng)法等，較受歡迎的是碳酸氫銨與硫酸反應(yīng)法。實踐證明，二氧化碳 “氣肥”的施用，可以顯著提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，如水稻抽穗前二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)增加到時，其產(chǎn)量將增加。四、光合作用的副產(chǎn)物按光合作用簡單的反應(yīng)式（），其過程中產(chǎn)生氧氣，并擴(kuò)散至大氣中。我們稱氧氣為副產(chǎn)品，因為氧氣是制造淀粉時附帶產(chǎn)生的。地球大氣中存有的氧氣絕大多數(shù)是通過綠色植物的光合作用產(chǎn)生的，這些氧氣除了滿足綠色植物利用外，也滿足其他生物生命活動的需要。將植物沉浸于水內(nèi)，并在日光中照射，則綠色植物進(jìn)行光合作用時所產(chǎn)生的氣體形成氣泡上升。淡水中的絲狀藻類經(jīng)過日光照射后，因氣泡的聚集可使藻體浮至水面。如以一玻璃漏斗覆于水中的藻類或水生的植物上，使漏斗頸中充滿水，繼續(xù)將其頸封閉可收集植物所放出的氣體，待氣體收集至相當(dāng)容量時，開啟其封閉的頸，以燃燒的木片試之，則木片燃燒旺盛，這證明其氣體中含有大量的氧氣。五、生物圈中的碳氧平衡植物通過光合作用從大氣中吸收碳的速率，與通過動植物的呼吸和微生物的分解作用將碳釋放到大氣中的速率大體相等，因此，大氣中二氧化碳的含量在受到人類活動干擾以前是相當(dāng)穩(wěn)定的。六、溫室效應(yīng)二氧化碳是影響地球能量平衡的一個重要方面。能量主要以光的形式到達(dá)地球，其中大部分被吸收，并通過各種方式轉(zhuǎn)化為熱量，熱量最后以紅外（熱）輻射形式從地球再輻射出去。在大氣層中，二氧化碳對光輻射沒有阻礙，但是能吸收紅外線并阻擋紅外線通過，就像溫室的玻璃頂罩一樣，能量進(jìn)來容易出去難。大氣中的二氧化碳越多，對地球上熱量逸散到外層空間的阻礙作用就越大，從而使地球溫度升高得越快，這種現(xiàn)象叫做溫室效應(yīng)?？茖W(xué)家預(yù)測，今后大氣中二氧化碳每增加倍，全球平均氣溫將上升55，而兩極地區(qū)的氣溫升幅要比平均值高倍左右。因此，氣溫升高不可避免地使極地冰層部