捕獲光能的色素和結構教案

第五章第4節(jié)能量之源——光與光合作用第1課時捕獲光能的色素和結構教案扎佐中學：猶紅一、課標要求光合作用內容的學習始于綠葉中色素對光能的吸收，教學中要指導學生做好“綠葉中色素的提取和分離”的實驗，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，幫助學生增強感性認識，使學生領悟科學研究的方法并掌握相關的操作技能。在學習色素作用的同時可結合物理學知識，突破學習難點。通過葉綠體結構的學習讓學生進一步了解生物體結構與功能的統一。具體內容標準：葉綠體色素的提取和分離。二、教材分析“捕獲光能的色素和結構”是人教版高中必修1第5章第4節(jié)“能量之源──光與光合作用”的第1課時，主要講解葉綠體的結構和色素的種類，提取、分離色素的實驗技巧，其中蘊含科學家探索光合作用原理的科學思維和科學方法。為第2課時“光合作用的原理和應用”的學習做好鋪墊，在本模塊中起著承上啟下的作用，是細胞能量來源的主要內容，是高中生物教學大綱明確指出的重點內容。本節(jié)以知識講述和實驗相結合的布局，從實驗操作中激發(fā)學生對知識細節(jié)的學習，注重知識體系的呈現和核心要點的建構，而且本節(jié)又是學生在高中階段重要實驗，教師在教學過程中要教會學生將抽象知識與具體實驗操作相聯系，快速理解植物光合作用的物質和結構基礎。三、學情分析學生在初中生物已經學過光合作用的基礎知識，前面又知道了葉綠體的顯微結構及功能、光合作用是合成ATP重要途徑之一，已經具備進一步學習葉綠體的亞顯微結構和光合作用原理的知識基礎和興趣。

實驗操作方面，已經能進行研磨、過濾操作，但紙層析法是首次進行，需教師仔細指導。由于缺乏對微觀結構的直觀經驗，所以難于理解基粒（類囊體）的亞顯微結構；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。四、教學目標（一）知識目標1.說出綠葉中色素種類及特點。2.掌握葉綠體的結構和功能3.理解“色素提取與分離”實驗中紙層析方法的原理和操作注意事項。（二）能力目標1.通過觀察“色素對不同波長的光的吸收”情況圖，培養(yǎng)學生的觀察、分析能力。2.學會理論與實踐相結合，物理與化學模型相結合的認知方式，以及實驗操作方法設計原理分析的方法。（三）情感態(tài)度與價值觀目標體驗科學探究過程，培養(yǎng)學生質疑、求真務實、創(chuàng)新的科學態(tài)度和精神；學生在合作的過程中，學會與人交流，尊重他人，增強團結協作意識。五、教學重難點（一）教學重點1.綠葉中色素的種類和作用。2.葉綠體結構和功能。（二）教學難點1.理解紙層析方法分離色素的方法和原理。2.綠葉中色素的作用。六、設計思路本節(jié)內容主要學習捕獲光能的色素及葉綠體的結構和功能。通過對“綠葉中色素的提取和分離”實驗進行精心地講解，讓學生了解綠葉中光合色素的種類、顏色和分布順序，再設計連貫的小問題結合物理學知識引導學生了解光合色素的作用。通過觀察葉綠體立體結構示意圖形象得了解葉綠體的結構特點，并且通過經典的實驗材料分析，明確葉綠體的作用。七、教學方法學生自主、探究、合作學習與師生共同探究相結合（含自學、觀察、談話、討論、講授等）。八、課時安排1課時九、教學過程教學內容教師行為學生活動設計意圖導入新課教師提問：1.很多同學家里都會養(yǎng)花，要想把花養(yǎng)得很好，通常應該把花盆擺在陽面還是背陰面呢？是放在陽臺上呢，還是放在封閉的房間里？為什么？2.什么是光合作用？光是怎樣被植物捕獲和吸收的？有何特點？這節(jié)課我們就從“捕獲光能的色素和結構”著手研究相關問題。學生思考回答以實際生活引入，激發(fā)學生學習興趣。推進新課一、捕獲光能的色素1.“綠葉中色素的提取和分離”實驗2.四種色素對光的吸收差別我們在初中就已經知道植物能進行光合作用，是因為其細胞中含有一些能吸收光能的色素。那么植物細胞中一般含有哪些捕獲光能的色素呢？

下面請同學們先看實驗桌上的實驗材料、儀器，再結合教材“綠葉中色素的提取和分離”的實驗內容，然后就實驗原理、目的、實驗材料、方法步驟思考幾個問題。實驗中無水乙醇的作用是什么？層析液有什么重要用途？研磨時加入二氧化硅和碳酸鈣的目的是什么？分離時濾液細線為什么不能接觸到層析液？教師板書，寫出實驗的大致流程，并根據學生的回答做出評價，精講上述問題。安排學生4人一組，分工協作完成實驗，大約15分鐘完成。教師在黑板上彩色粉筆畫出色素在濾紙條上的層析現象圖。問學生圖上有幾條色素帶？說明什么？這4種色素分別是什么？最寬的是什么色素？擴散得最快的是什么色素？過渡：葉片為什么往往是綠色的呢？這和各色素對光的吸收特點有關。將綠葉中的4種色素溶液，分別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。同學們觀察,圖5-10，哪些波長的光吸收量大，哪些波長的光吸收量最少？教師歸納：葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃葉主要吸收藍紫光?？梢姼鞣N色素吸收的光譜是不一樣的。物理課上講過我們平時看到的物體的顏色實際上是這個物體反射的光，葉片中的色素對綠光吸收最少，大部分綠光被反射回來，所以葉片呈綠色。教師提問：根據不同色素對不同波長的光的吸收特點，想一想，溫室或大棚種植蔬菜時，應選擇什么顏色的光做補充光源？學生回憶初中所學知識學生查看實驗材料、儀器，并閱讀相關內容學生思考，并對教材資料中與問題相關內容處做好標記。學生傾聽老師講解，并做好筆記。學生緊密配合完成實驗。學生觀察層析圖，思考回答問題。學生思考學生觀察后結合課本內容回答。學生認真聽老師歸納與分析。學生根據已學知識回答從已有知識入手，起到溫故知新作用。培養(yǎng)學生自學能力。帶著問題有目的地閱讀，讓學生做到眼到、手到、心到。學習效率更高。學生記錄好知識點，以便以后復習。通過實驗讓學生直觀地了解綠葉中色素的種類、顏色、排序以及相對含量，同時掌握相關的實驗操作技能，學會小組之間的合作與交流。通過問題自然過渡。引導學生了解色素在光合作用中的作用——捕獲光能。運用剛學習的知識解釋生活中的現象。培養(yǎng)學生應用知識解決生產中的實際問題的能力。二、葉綠體的結構過渡：這些捕捉光能的色素存在于植物細胞中的什么部位呢？在前面學習細胞器時我們就知道了葉綠體是光合作用的場所，葉綠體在結構上有哪些特點與其光合作用的功能相適應呢？我們看課本99頁第三段以及圖5-11，了解葉綠體的結構是怎樣的？光鏡下觀察是什么樣?電鏡下呢？教師提問：我們在電鏡下看到的葉綠體基粒，是不是就是一個個單純的圓柱體？教師概訴：這些圓餅狀的囊狀結構稱為類囊體。吸收光能的四種色素，就分布在類囊體的薄膜上。教師提問：每一個基粒都是由2個以上至多達100多個類囊體堆疊而成的。葉綠體內有如此多的類囊體和基粒有什么重要意義？我們都是根據書本資料得知葉綠體是進行光合作用的場所，如果要你設計實驗證明，你會怎么做？（提示從光合作用的原料和產物去分析，引導學生思考討論，然后對比科學家的做法，分析科學家設計實驗方法的巧妙之處。）恩格爾曼實驗提問：1.選材對完成一個成功的實驗是很重要的，恩格爾曼選用了什么特殊的研究材料？2.實驗前為何要先把臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中？3.實驗中為何要用極細的光束照射？4.從這個實驗能得出什么結論？教師總結:葉綠體的功能。吸收光能，是光合作用的場所。學生回答學生回顧以前學習的知識。學生閱讀文字與圖像，然后思考并回答學生回答學生思考回答學生根據老師引導，思考討論學生自學恩格爾曼實驗，然后逐一回答問題認真聽老師總結，并做好筆記。復習鞏固并本節(jié)知識聯系起來。培養(yǎng)學生自學能力。讓學生直觀形象地描述葉綠體的結構特點。讓學生進一步了解生物體結構和功能的統一。通過問題自然銜接。通過恩格爾曼經典實驗的介紹、分析，使學生進一步明確葉綠體的重要作用是進行光合作用的場所，同時再次體驗對比實驗的方法應用。課后思考課后研究性課題：在恩格爾曼這一個實驗的基礎上，再設計一個實驗，證明葉綠體主要吸收紅光和藍紫光用于光合作用。以小組為單位，查閱相關資料，寫出實驗方案。培養(yǎng)自主探究學習能力。十、板書設計第五章第4節(jié)能量之源—光與光合作用第一課時捕獲光能的色素和結構一、捕獲光能的色素（一）綠葉中色素的提?。ǘ┓蛛x1．實驗原理：2．

實驗步驟：(1)提取研磨→橙黃（胡蘿卜素）↓（最快）過濾(2)分離↓→黃（葉黃素）制備濾紙條（剪去兩角）↓→藍綠（葉綠素a）畫濾液細線（細勻直）（最寬）↓→黃綠（葉綠素b）分離濾液中的色素↓(3)觀察與記錄葉綠素a