高中生物-優(yōu)質(zhì)課捕獲光能的色素和結(jié)構教學設計學情分析教材分析課后反思

《捕獲光能的色素和結(jié)構》教學設計設計思想：針對本小節(jié)內(nèi)容,嘗試用層層設疑、讓學生實驗探究、小組合作討論交流的方式獲取知識、發(fā)展能力。在這個過程中,通過層層設疑解疑,學生的學習動機和興趣不斷被激發(fā)推進,再通過教師的引導，學生動手進行實驗探究,一方面開拓了視野,成為了知識的主動建構者,另一方面鞏固了所學的科學探究實驗方法,提高了觀察、動手、語言表達、推理、交流合作等多項能力,這些對學生的終身發(fā)展都有積極的意義。在本節(jié)課的設計上，主要采用啟發(fā)式教學法，從以下幾點著手：1.以問題引發(fā)興趣，整個教學過程要設置好問題，層層展開，層層遞進，讓新知識與舊知識融為一個整體，讓學生在步步上升中攀登到知識的頂峰。2.以實驗說明結(jié)論，生物學的教學就是實驗的教學過程，實驗的展示形式有學生分組實驗、教師示范實驗、動畫和圖片演示實驗等，讓實驗現(xiàn)象說明問題，而不是直接讓學生記住結(jié)論。3.科學探究的思想貫徹始終，用科學家的經(jīng)典實驗來學習科學的實驗方法和思維，在學生分組實驗中學習設計實驗的基本原則，學會分析實驗，改進實驗，學會科學地評價自己。一、教學目標：知識目標：1、說出葉綠體中色素的種類和作用。2、說出葉綠體的結(jié)構和功能。能力目標：1、通過“葉綠體中色素的提取和分離”實驗，學會提取、分離葉綠體中色素的方法。2、通過質(zhì)疑、創(chuàng)新設計，初步掌握對照實驗的方法，提高觀察、分析、判斷等思維能力。3、通過小組間的交流和質(zhì)詢，提高學生的語言表達能力及思維的嚴密性，能夠聽取他人的意見，利用證據(jù)和邏輯對自己的結(jié)論進行辯護以及做必要的反思和修改。情感、態(tài)度和價值觀目標：1、通過對“葉綠體中色素的提取和分離”實驗的操作，培養(yǎng)學生質(zhì)疑、求實、創(chuàng)新及勇于實踐的科學精神和科學態(tài)度。2、通過和諧知識與生產(chǎn)實踐的關系，激發(fā)學生對生物學科的興趣熱愛，借助葉綠體的結(jié)構與功能的聯(lián)系分析，形成結(jié)構與功能相統(tǒng)一的觀點。3、借助實驗的自我評價，形成生命科學的價值觀，能正確認識自我、評價自我。二、重點難點重點：葉綠體中色素的種類和作用難點：對實驗原理的理解，對照實驗的設計和色素的提取。三、課前準備1、學生的學習準備：復習有關實驗設計和探究方法的知識，預習實驗“葉綠體中色素的提取和分離”，初步把握實驗的原理和方法步驟。2、教師的教學準備：依據(jù)實驗的原理和方法盡可能多地提出質(zhì)疑并找到答案。教學環(huán)境的設計和布置：兩人一組、四人一組實驗室內(nèi)教學，課前打開實驗室門窗通風。學生也可以自帶綠葉，為了節(jié)省時間，課前準備好濾紙條，配制好層析液。課后的探究可根據(jù)學生要求和實驗室實際情況，盡可能滿足學生對材料用具的要求。四、教學過程1、導入新課教師提供數(shù)據(jù)，使學生理解絕大多數(shù)生物的能量之源是太陽能，引出課題。然后提問：1、綠色植物以什么方式固定光能？2、植物靠什么物質(zhì)去捕獲光能？3、綠葉中有哪些色素呢？是否只含葉綠素？通過創(chuàng)設情境、層層設疑，迅速吸引學生的注意力，激發(fā)研究興趣。2、新課學習實驗《葉綠體中色素的提取和分離》提出問題、設計方案，通過預習，學生對實驗的原理和方法步驟已經(jīng)有了大致的了解，但是由于認知水平的限制，對原理的理解不夠透徹。所以在學生實驗前，教師可讓學生先提出預習過程中的疑問再針對問題作出解釋，或者鼓勵學生自己設計實驗并通過實驗來解決疑問，教師也可對實驗原理和步驟進行簡要說明。一般來說，學生會有這些問題：1、為什么要將濾紙條的一端剪去兩個角，如果不剪去會怎么樣呢？2、為什么要重復畫線，如果只畫一次會怎么樣呢？3、為什么濾液細線不能觸及層析液，如果接觸了又會怎么樣呢？本實驗是一類提供方法步驟的探究性實驗。學生可以按照教材中的方法步驟進行操作，也可以根據(jù)老師的引導啟發(fā)，自己大膽的設計實驗。因為前面已經(jīng)有了實驗設計的知識基礎和探究的實踐經(jīng)驗，所以教師只是提供建議，切不要限制學生思維的方向。但是為了保證學生在有限的時間里能完成一項探究，教師應規(guī)定每個小組只能選擇一個研究的問題，而且對照組必須與書本提供的操作完全一致，以保證完成教材要探究的問題。學生通過科學思維方式和科學研究方法的訓練，勢必會產(chǎn)生采用自己設計的實驗方案來探究問題的迫切愿望?？紤]到實驗中的一些步驟如畫濾液細線學生從來沒有接觸到過，為了使學生能準確、順利地完成自主性實驗操作，在學生實驗前教師可進行演示實驗或放映有關實驗過程的錄像。3、實驗操作、合作探究：學生合作實驗，教師觀察指導。因為考慮到時間，教師要求學生兩個人為一組，統(tǒng)籌規(guī)劃，分工合作，并認真觀察記錄實驗結(jié)果，分析結(jié)果得出結(jié)論。教師邊巡邏指導，邊給予人文關懷，提醒層析液中的丙酮有毒且易揮發(fā)，所以實驗應在通風條件下進行。4、表達和交流：與其他小組交流探究的過程和結(jié)論，以及提出新的問題：濾紙條上出現(xiàn)了幾條色素帶，其排列順序怎樣？寬窄如何？這說明了什么？通過實驗組和對照組的分析，得出本小組探究問題的結(jié)論，如為什么要重復畫線？濾液細線為什么不能觸及層析液？聽取其他小組的質(zhì)詢，以及進行必要的答辯、反思和修改。,5、進一步探究。在實驗過程中，學生往往會發(fā)現(xiàn)新的問題，如綠葉中水分的存在會影響實驗效果，有沒有方法可以降低葉片中水的含量呢？用研磨的方法提取色素時，必須加入碳酸鈣保護葉綠體中的色素，從而導致毛細吸管容易堵塞，那么有沒有更好的提取色素的方法？濾液細線很難畫直、畫勻，那有沒有有方法既可以達到這些要求，又可以提高色素的濃度呢？教師鼓勵學生根據(jù)自己所學的知識或者利用網(wǎng)絡，設計實驗解決新問題。這個過程其實是一個評價的過程，學生自我評價、學生相互評價、教師評價。通過評價，使知識得以鞏固和提高，學生的思維和方法得到發(fā)展。通過這一步教學，學生不僅完成了色素種類的探究，還通過自己的努力實踐，解決了課本中提出的“不能”、“注意”的原因，從中找到成就感，學習生物的積極性會大有提高。6、實驗拓展：色素的吸收光譜、色素的功能將色素溶液放在陽光和三棱鏡之間，從連續(xù)光譜中可以看到不同波長的光被吸收的情況，并給出葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜，從而得出色素的功能：吸收光能，主要吸收紅橙光和藍紫光。通過實驗給了學生一個感性認識，通過看圖，提高了學生對圖表的分析能力。然后給出問題：溫室或大棚中指蔬菜時，應選擇什么顏色的玻璃、薄膜或補充光源？通過聯(lián)系生產(chǎn)實踐，使學生認識到知識的價值，提高學習生物的興趣。過渡：這些捕捉光能的色素存在于細胞中什么部位呢？展示：葉綠體的結(jié)構。要求學生聯(lián)系細胞器的內(nèi)容學習。資料分析：恩格爾曼實驗。得出葉綠體的功能，并討論恩格爾曼實驗的巧妙之處。通過對葉綠體結(jié)構和功能的學習，形成結(jié)構與功能相適應的生物學觀點。7、總結(jié)總結(jié)葉綠體的功能，具有這些功能的結(jié)構基礎。那么，光合作用是如何進行的呢？在下一節(jié)課我們一起來學習光合作用探索的歷史。這節(jié)課后大家可以先預習一下這一部分，著重分析科學家是如何設計實驗，如何得出恰當?shù)慕Y(jié)論的。既是總結(jié)，也是布置預習作業(yè)，激發(fā)學生科學探究的意愿。五、知識結(jié)構六、作業(yè)設計七、課堂鞏固：1、陽光通過三棱鏡能顯示出七種顏色的連續(xù)光譜。如果將一瓶葉綠素提取液放在光源和三棱鏡之間，連續(xù)光譜中就會出現(xiàn)一些黑色條帶，這些條帶應位于（）A、綠光區(qū)B、紅橙光區(qū)和綠光區(qū)C、藍紫光區(qū)和綠光區(qū)D、紅橙光區(qū)和藍紫光區(qū)2、在圓形濾紙的中央，滴上葉綠體的色素濾液進行色素分離，會看到近似同心的四圈色素環(huán)，排在最外圈的色素是（）A、橙黃色的胡蘿卜素B、黃色的葉黃素C、藍綠素的葉綠素aD、黃綠色的葉綠素b3．用紙層析法將色素進行分離，在濾紙條上出現(xiàn)的最窄的一條色素帶的顏色是()A．黃色B．橙黃色C．黃綠色D．藍綠色4．提取葉綠體中的色素時要加無水乙醇，其原因是()A．讓色素溶解B．防止葉綠素被破壞C．便于將葉片研磨成勻漿D．促使葉綠體中色素分離5．葉綠體是進行光合作用的細胞器，下面有關葉綠體的敘述中正確的是()A．葉綠體中的色素都分布在囊狀結(jié)構的薄膜上B．葉綠體中的色素分布在外膜和內(nèi)膜上C．光合作用的酶只分布在葉綠體基質(zhì)中D．光合作用的酶只分布在外膜、內(nèi)膜和基粒上6.下列哪組色素是葉綠體和有色體都含有的（）A.葉綠素和葉黃素B.葉綠素和類胡蘿卜素C.葉綠素和胡蘿卜素 D.葉黃素和胡蘿卜素7.在同一光源下，一株高等綠色植物在單位時間內(nèi)，使光合作用產(chǎn)生的O2最多的實驗處理是（）A.白光照射 B.濾去紅光和藍光C.濾去紫光 D.濾去黃光和綠光《捕獲光能的色素和結(jié)構》學情分析學生在初中生物已經(jīng)學過光合作用的基礎知識，前面又知道了葉綠體的顯微結(jié)構及功能、光合作用是合成ATP重要途徑之一，已經(jīng)具備了進一步學習葉綠體的亞顯微結(jié)構和光合作用原理的知識基礎和興趣。實驗操作方面，已經(jīng)能進行研磨、過濾操作，但紙層析法是首次進行，需教師仔細指導。由于缺乏對微觀結(jié)構的直觀經(jīng)驗，所以難于理解基粒（類囊體）的亞顯微結(jié)構；本節(jié)課涉及物理（光學）、化學知識，對于理解色素吸收色光，掌握有關化學試劑的使用方法與技巧有一定的難度。通過前面的學習，學生已經(jīng)熟悉了細胞的結(jié)構，教學中教師可利用學生的生活體驗、學習自覺性和主動性，激發(fā)并引導學生學會探究問題的基本思路。通過實驗設計、分析與操作進行交流互動，嘗試引導學生建構葉綠體亞顯微結(jié)構模型和化學組成，提高學生的理論與實踐相結(jié)合，以及歸納總結(jié)和語言表達能力?！恫东@光能的色素和結(jié)構》效果分析通過新課的學習，學生基本掌握了實驗的操作方法，明白了實驗的原理以及實驗注意事項背后的原因，既鍛煉了動手操作能力，提高了團結(jié)協(xié)作的水平，也同時學會了如何提取和分離色素，以及色素的種類和作用。對照葉綠體的亞顯微結(jié)構，將認識水平從平面過渡到立體，恩格爾曼的實驗進一步提高了學生們對于葉綠體和光合作用的認識，從對照實驗類型入手，分析自變量、因變量和實驗結(jié)論，邏輯清楚，思維嚴密。在課程改進上，如果能將恩格爾曼的實驗以視頻形式展現(xiàn)，相信會取得更好的效果?！恫东@光能的色素和結(jié)構》教學反思（1）本節(jié)內(nèi)容從“捕獲光能的色素和結(jié)構”開始，學生對光合作用有一定知識基礎，但還很不深入，因此教師要在學生已有的知識基礎上幫助學生建構內(nèi)涵更豐富的光合作用的概念。（2）在學習捕獲光能的色素好葉綠體結(jié)構的知識時，實驗非常重要。實驗中要讓學生仔細觀察分離出的不同色素帶，注意色素帶的不同顏色、分布順序和寬窄，思考其中的道理。（3）將提取的色素液放在光源和分光棱鏡之間可以發(fā)現(xiàn)在紅光好藍紫光部分呈現(xiàn)暗帶，說明這部分的光被色素吸收。由此讓學生思考色素吸收的光用來做什么。（4）色素是植物吸收光能的物質(zhì)，但是這些物質(zhì)主要分布在小小的葉綠體內(nèi)，這是科學家通過實驗發(fā)現(xiàn)的?？梢韵葘⒍鞲駹柭膶嶒灲榻B給學生，讓學生討論思考恩格爾曼的兩個設計巧妙的實驗說明了什么問題，然后再讓學生認識葉綠體的基本結(jié)構以及這種結(jié)構適于分布色素和多種酶的特點。（5）若時間充足，教師可以引導學生進一步探討，“結(jié)合濾液細線比較難畫，對于本實驗中所用到的濾紙條是否可以進一步改進，從而使實驗現(xiàn)象更明顯？”，激發(fā)學生探究的熱情。（6）講解實驗時，要注意在黑板上圖形結(jié)合，畫出色素條帶，實驗中一定注意強調(diào)二氧化硅、碳酸鈣、無水乙醇、層析液的作用，從而使學生能夠更加深刻的認識本小節(jié)內(nèi)容?！恫东@光能的色素和結(jié)構》教材分析《能量之源——光與光合作用》是人教版必修一《分子與細胞》模塊第五章第四節(jié)的內(nèi)容。這節(jié)內(nèi)容包括兩部分：第一部分為捕獲光能的色素和結(jié)構，第二部分是光合作用的原理和應用。與舊教材相比，本節(jié)內(nèi)容大體上保持了舊教材的難易程度和編排順序，僅在以下三個方面作了調(diào)整：一是對光合作用的探究歷程進行了擴充，增加了英格豪斯、梅耶、卡爾文等科學家的實驗，將光合作用的發(fā)現(xiàn)過程闡述的更加完整；二是新增了環(huán)境因素對光合作用強度影響的探究實驗，這個探究實驗的設計和操作均有一定的難度，教材為此提供了相關的提示和參考案例；三是葉綠體的結(jié)構和功能、化能合成作用這兩部分內(nèi)容在舊教材中沒有被編排，在《光合作用》這一節(jié)中，為了內(nèi)容的完整性和更符合學生的認知規(guī)律，將這兩部分內(nèi)容移至本節(jié)中。本節(jié)內(nèi)容不僅和初中教材中有關光合作用的基礎知識密切相關，而且在高中教材中也起著承上啟下的作用：一方面通過本節(jié)內(nèi)容的學習，可以進一步理解在第三章中為什么把葉綠體比作“養(yǎng)料制造車間”和“能量轉(zhuǎn)換站”；另一方面本節(jié)內(nèi)容也為必修3中生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動、選修3中《生態(tài)工程》等內(nèi)容的學習打下基礎?！恫东@光能的色素和結(jié)構》評測練習1．通過紙層析分離綠葉中色素，結(jié)果在濾紙條上出現(xiàn)四條色素帶，從上到下依次為()A．胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素bB．胡蘿卜素、葉綠素a、葉綠素b、葉黃素C．葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素D．葉黃素、葉綠素a、葉綠素b、胡蘿卜素2．在進行綠葉中色素的提取和分離試驗時，不能讓層析液沒及濾液細線的原因是()A．濾紙上幾種色素會擴散不均影響實驗效果B．濾液細線會變粗而使色素太分散C．色素會溶解在層析液中，使實驗結(jié)果不明顯D．濾紙上的幾種色素會混合起來不分散3．用紙層析法將色素進行分離，在濾紙條上出現(xiàn)的最窄的一條色素帶的顏色是()A．黃色B．橙黃色C．黃綠色D．藍綠色4．提取葉綠體中的色素時要加無水乙醇，其原因是()A．讓色素溶解B．防止葉綠素被破壞C．便于將葉片研磨成勻漿D．促使葉綠體中色素分離5．葉綠體是進行光合作用的細胞器，下面有關葉綠體的敘述中正確的是()A．葉綠體中的色素都分布在囊狀結(jié)構的薄膜上B．葉綠體中的色素分布在外膜和內(nèi)膜上C．光合作用的酶只分布在葉綠體基質(zhì)中D．光合作用的酶只分布在外膜、內(nèi)膜和基粒上6.下列哪組色素是葉綠體和有色體都含有的（）A.葉綠素和葉黃素B.葉綠素和類胡蘿卜素C.葉綠素和胡蘿卜素 D.葉黃素和胡蘿卜素7.在同一光源下，一株高等綠色植物在單位時間內(nèi)，使光合作用產(chǎn)生的O2最多的實驗處理是（）A.白光照射 B.濾去紅光和藍光C.濾去紫光 D.濾去黃光和綠光8．提取和分離綠葉中色素的正確順序是()A．進行紙層析→制取濾液→在濾紙上劃線→將實驗材料剪碎后研磨B．制取濾液→進行紙層析→在濾紙上劃線→將實驗材料剪碎后研磨C．將實驗材料剪碎后研磨→在濾紙上劃線→制取濾液→進行紙層析D．將實驗材料剪碎后研磨→制取濾液→在濾紙上劃線→進行紙層析9、在圓形濾紙的中央，滴上葉綠體的色素濾液進行色素分離，會看到近似同心的四圈色素環(huán)，排在最外圈的色素是()A．橙黃色的胡蘿卜素B．黃色的葉黃素C．藍綠素的葉綠素aD．黃綠色的葉綠素b10．剛光通過三棱鏡能顯示出七種顏色的連續(xù)光譜。如果將一瓶葉綠素提取液放在光源和三棱鏡之間，連續(xù)光譜就會出現(xiàn)一些黑色帶，這些條帶應位于（）A．綠光區(qū)B.紅光區(qū)和綠光區(qū)C．藍紫光和綠光區(qū)D.紅光區(qū)和藍紫光區(qū)11.將深海中的藻類移到淺海中，光合作用的效率將明顯增強，這是因為A.在深海中只能獲得頻率高的藍紫光B.在深海中只能獲得頻率低的藍紫光C.在淺海中還可以利用波長長的紅光D.在淺海中還可以利用波長短的紅光12