-绿叶在光下制造有机物实验教案.doc

绿叶在光下制造有机物
一、 使用教材
本实验来自人教版七年级上册第四章绿色植物是生物圈中有机物的制造者。
二、 实验器材
天竺葵，黑色卡纸、曲别针、彩色的透明塑料袋、95W白炽灯、照度计、三脚架、石棉网、酒精灯、火柴、酒精、清水、碘液、培养皿、镊子、铁架台、漏斗、滤纸、量筒、研钵、试管、剪刀、滴管、烧杯、玻璃棒。
三、 实验创新要点
（一） 实验内容创新
1、探究了光照强度对光合作用的影响。
2、探究了光质对光合作用的影响。
3、探究了光照的时间对光合作用的影响。
4、用研磨过滤的方法代替了酒精脱色，并探究了生熟淀粉遇碘显示的颜色。
（二） 实验材料创新
1、在遮光实验室内用95W白炽灯代替太阳光照。
2、通过改变白炽灯的数量和植物与光源的距离来控制光照强度。
3、用红色、橙色、蓝色、紫色的透明塑料袋对叶片进行遮光，在灯光下进行照射，用这种方法代替不同色光。
一、 实验教学目标
（一）知识性目标：
阐明绿叶在光下能够制造有机物。
（二）技能性目标：
运用不同实验的策略，探究光照强度与光质以及光照时间对植物光合作用的影响。
（三）情感性目标：
通过创新探究活动，培养学生创新意识,确立实事求是的科学态度。
五、实验设计思路
在完成教材中的实验课程后，我对每个小组的实验结果进行整理，并向同学们进行展示，学生发现虽然每个天竺葵叶片见光部分都出现了蓝色，但是蓝色的深浅不同。蓝色的深浅代表着淀粉的含量，代表着光合作用的强度。从这一现象入手探究影响光合作用强度的因素。影响光合作用的因素有许多，教材中的实验是探究绿叶在光下制造有机物，单一变量为光，所以我引导学生从光照强度、光质、光照时间三个方面来探究其对光合作用的影响。为了更好地控制单一变量，我们选择在遮光教室中进行实验材料的处理，并用95W的白炽灯代替太阳光照。实验完成后通过比较不同条件下叶片蓝色的深浅程度来判断该因素对光合作用强度的影响。
本实验学要使用大量酒精，使本实验有一定的危险性。从这一角度出发，设计一个新的实验方案来验证绿叶在光下制造了有机物淀粉。 学生在小学科学实验课中已经掌握了研磨过滤的实验操作，所以教师和同学们通过讨论制定了实验方案：将叶片通过研磨过滤除去叶片中叶绿素获得澄清的叶片提取液，再向提取液中滴加碘液通过液体颜色的变化来检验绿叶是否在光下制造了有机物淀粉。
六、实验教学内容
（一）探究光照强度对光合作用的影响
1、将5盆天竺葵在黑暗条件下处理一昼夜。
2、用黑纸片和曲别针对天竺葵叶片的一部分进行遮光。
3、通过改变白炽灯的数量和植物与光源的距离来控制光照强度，并用照度计进行测量，用这一方法形成了5种光照环境：716LUX 、1407LUX 、2114LUX 、2827LUX
3524LUX ，将天竺葵分别放在这五种光照强度下进行照射。
4、照射7小时后，取下不同光照强度下处理好的天竺葵叶片，分别用酒精水浴加热的方法脱去叶绿素。
5、用清水漂洗后，滴加碘液进行染色，一段时间后用清水冲洗掉多余的碘液。
6、观察比较这五种光照强度下叶片上出现的颜色及深浅变化。
7、得出结论
（二）探究光质对光合作用的影响
1、将天竺葵在黑暗条件下处理一昼夜。
2、用4层 红色、橙色、蓝色、紫色、绿色的透明塑料袋对天竺葵叶片的一部分进行遮光。（如图一图二）
（图一） （图二）
3、将天竺葵放到适宜的光照强度下进行照射。
4、照射7小时后，取下不同颜色遮光处理好的天竺葵叶片，分别用酒精水浴加热的方法脱去叶绿素。
5、用清水漂洗后，滴加碘液进行染色，一段时间后用清水冲洗掉多余的碘液。
6、观察比较这五种色光下叶片上出现的颜色及深浅变化。
7、得出结论
（三）探究光照时间对光合作用的影响
1、将天竺葵在黑暗条件下处理一昼夜。
2、用黑纸片和曲别针对天竺葵叶片的一部分进行遮光。
3、将天竺葵放到适宜的光照强度下进行照射。
4、每过一小时取下遮光处理好的天竺葵叶片，分别用酒精水浴加热的方法脱去叶绿素。
5、用清水漂洗后，滴加碘液进行染色，一段时间后用清水冲洗掉多余的碘液。
6、观察比较不同光照时间下叶片上出现的颜色及深浅变化。
7、得出结论
（四）研磨过滤法验证淀粉的生成
1、把一盆栽天竺葵放到黑暗处一昼夜，
2、用黑纸片和曲别针对天竺葵叶片的一部分进行遮光。
3、 将天竺葵放到适宜的光照强度下进行照射。
4、7小时后将处理好的植物叶片取下，用剪刀把见光部分和遮光部分剪开并做好标记，并将这两部分重叠剪成面积相同的两部分。
5、 将遮光部分的叶片放入研钵中再向研钵中加入4ml清水，然后充分研磨。见光部分的叶片放入研钵中再向研钵中加入4ml清水，然后充分研磨。
6、 将研磨后的两份液体分别用玻璃棒引流放入过滤装置中过滤，得到两份澄清的滤液，再分别装入两支试管中，做好标记。
7、分别向两支试管中滴加等量的碘液，观察试管中液体颜色的变化。
8、得出结论
七、实验教学过程
（一）课前准备
教师为学生提供全部的实验器材，学生按照自己的兴趣自由结组，分为光强小组、光质小组、时间小组、研磨小组。各小组按照步骤提前对天竺葵进行处理。
（二）情境引入
在完成教材中的实验课程后，我对每个小组的实验结果进行整理，并向同学们进展示，学生发现虽然每个天竺葵叶片见光部分都出现了蓝色，但是蓝色的深浅不同（如图三所示）。是什么因素影响了有机物的生成量？激发了学生的探究欲望。

（图三）
学生很容易说出是因为“光”，通过讨论我们主要从从光照强度、光质、光照时间三个方面来探究其对光合作用的影响。
（三） 实验探究
学生完成实验操作后展示实验结果，并得出结论。
1、 光强小组
实验结果（见图四）：照度计下测量的光照强度分别为：716LUX 、1407LUX 、2114LUX 、2827LUX、 3524LUX。随着光照强度的增加叶片见光部分出现蓝色并不断加深。

（图四 ）
实验结论：
在选取光照强度范围内，光照强度越大植物光合作用越强。
教师补充：当光照强度达到某一值时，光合作用强度不会再随光照强度的增加而增加，而是保持不变，这一现象叫光饱和现象。3524LUX

2、色光小组
实验结果（见图五）：正常光照下的叶片出现的蓝色最深；单色光中红橙光下的蓝色较深；蓝紫光下蓝色较浅；绿光下叶片上几乎没有出现蓝色。

（图五）
实验结论：
白光下光合作用最强，单色光中红橙光下光合作用较强；蓝紫光较弱；绿光下最弱。
学生得出这一结论后突发奇想，他们提出要把不同的颜色变化在一片叶子上体现出来，为此学生对叶片进行了如下处理（如图六），做出的实验结果（如图七）。依然可发现单色光中红橙光下的蓝色较深；蓝紫光下蓝色较浅；绿光下叶片上几乎没有出现蓝色。并且验证了我们的实验结论。
（图六） （图七）
3、时间小组
实验结果（见图八）：随着光照时间的延长叶片上出现了蓝色并不断加深。

（图八）
实验结论：
在选取时间范围内，光照时间越长植物光合作用越强。
情境二：
本实验需要使用大量的酒精，十分危险！为此提出问题：有没有其他的实验方案，验证绿叶在光下制造淀粉？
学生：应用在小学科学实验课中已经掌握了研磨过滤的方法。具体过程（如图九），

（图九）
实验结果（如图十）：
这张图片是我们做出的实验结果，遮光部分的天竺葵叶片提取液呈现出碘液的颜色，见光部分的天竺葵叶片提取液呈现出紫色。展示学生做出的实验结果视频。
（图十）
淀粉遇碘为什么会出现紫色？经过大量实验探究结论如下（如图十一 图十二）

（图十一） （图十二）
通过研磨过滤提取到的淀粉是生淀粉，所以加碘液后呈紫色。原实验在酒精水浴加热过程中把生淀粉变成了熟淀粉，所以加碘液后呈蓝色。
所以我们得出的实验结果以证明绿叶在光下制造了有机物淀粉。
（四）建构概念
学生通过以上实验构建了以下两点概念：
1、光合作用在光下制造出了有机物淀粉。
2、光合作用与光照强度、光照时间、 光质有关。

（四） 继续探究
实验进行到这里并没有结束，我课下继续组织学生进行继续探究，寻找生活中其它的实验材料代替天竺葵。
八、实验效果评价
我们的创新优势有：
（一）衔接知识： 不同的色光和研磨过滤的操作是学生在小学科学就获得知识，体现了不同学段与学科之间知识的衔接。
（二）拓展知识： 学生认识到植物光合作用产生有机物的量与光的强度、光的颜色、光照时间息息相关。拓展了学生的知识面，为高中生物的学习打下基础。
（三）安全简单： 用研磨过滤的方法代替了酒精脱色。避免了酒精的使用使整个实验变得更加安全简单。
通过实验教学和实验探究使学生的能力得到了锻炼与提高，同时使学生体会到生物结论的得出是建立在实验的基础上的。学生在获得知识的同时，学会了科学探究的方法。