捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)教案

第五章第4節(jié)能量之源——光與光合作用第1課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)教案扎佐中學(xué)：猶紅一、課標(biāo)要求光合作用內(nèi)容的學(xué)習(xí)始于綠葉中色素對(duì)光能的吸收，教學(xué)中要指導(dǎo)學(xué)生做好“綠葉中色素的提取和分離”的實(shí)驗(yàn)，要讓學(xué)生仔細(xì)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(xué)生增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，使學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)研究的方法并掌握相關(guān)的操作技能。在學(xué)習(xí)色素作用的同時(shí)可結(jié)合物理學(xué)知識(shí)，突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)。通過葉綠體結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)讓學(xué)生進(jìn)一步了解生物體結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一。具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)：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(jié)構(gòu)”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(shí)，主要講解葉綠體的結(jié)構(gòu)和色素的種類，提取、分離色素的實(shí)驗(yàn)技巧，其中蘊(yùn)含科學(xué)家探索光合作用原理的科學(xué)思維和科學(xué)方法。為第2課時(shí)“光合作用的原理和應(yīng)用”的學(xué)習(xí)做好鋪墊，在本模塊中起著承上啟下的作用，是細(xì)胞能量來源的主要內(nèi)容，是高中生物教學(xué)大綱明確指出的重點(diǎn)內(nèi)容。本節(jié)以知識(shí)講述和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的布局，從實(shí)驗(yàn)操作中激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)細(xì)節(jié)的學(xué)習(xí)，注重知識(shí)體系的呈現(xiàn)和核心要點(diǎn)的建構(gòu)，而且本節(jié)又是學(xué)生在高中階段重要實(shí)驗(yàn)，教師在教學(xué)過程中要教會(huì)學(xué)生將抽象知識(shí)與具體實(shí)驗(yàn)操作相聯(lián)系，快速理解植物光合作用的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。三、學(xué)情分析學(xué)生在初中生物已經(jīng)學(xué)過光合作用的基礎(chǔ)知識(shí)，前面又知道了葉綠體的顯微結(jié)構(gòu)及功能、光合作用是合成ATP重要途徑之一，已經(jīng)具備進(jìn)一步學(xué)習(xí)葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)和光合作用原理的知識(shí)基礎(chǔ)和興趣。

實(shí)驗(yàn)操作方面，已經(jīng)能進(jìn)行研磨、過濾操作，但紙層析法是首次進(jìn)行，需教師仔細(xì)指導(dǎo)。由于缺乏對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的直觀經(jīng)驗(yàn)，所以難于理解基粒（類囊體）的亞顯微結(jié)構(gòu)；本節(jié)課涉及物理（光學(xué)）、化學(xué)知識(shí)，對(duì)于理解色素吸收色光，掌握有關(guān)化學(xué)試劑的使用方法與技巧有一定的難度。四、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)目標(biāo)1.說出綠葉中色素種類及特點(diǎn)。2.掌握葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能3.理解“色素提取與分離”實(shí)驗(yàn)中紙層析方法的原理和操作注意事項(xiàng)。（二）能力目標(biāo)1.通過觀察“色素對(duì)不同波長的光的吸收”情況圖，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析能力。2.學(xué)會(huì)理論與實(shí)踐相結(jié)合，物理與化學(xué)模型相結(jié)合的認(rèn)知方式，以及實(shí)驗(yàn)操作方法設(shè)計(jì)原理分析的方法。（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)體驗(yàn)科學(xué)探究過程，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑、求真務(wù)實(shí)、創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和精神；學(xué)生在合作的過程中，學(xué)會(huì)與人交流，尊重他人，增強(qiáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)。五、教學(xué)重難點(diǎn)（一）教學(xué)重點(diǎn)1.綠葉中色素的種類和作用。2.葉綠體結(jié)構(gòu)和功能。（二）教學(xué)難點(diǎn)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(shè)計(jì)思路本節(jié)內(nèi)容主要學(xué)習(xí)捕獲光能的色素及葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。通過對(duì)“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行精心地講解，讓學(xué)生了解綠葉中光合色素的種類、顏色和分布順序，再設(shè)計(jì)連貫的小問題結(jié)合物理學(xué)知識(shí)引導(dǎo)學(xué)生了解光合色素的作用。通過觀察葉綠體立體結(jié)構(gòu)示意圖形象得了解葉綠體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并且通過經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)材料分析，明確葉綠體的作用。七、教學(xué)方法學(xué)生自主、探究、合作學(xué)習(xí)與師生共同探究相結(jié)合（含自學(xué)、觀察、談話、討論、講授等）。八、課時(shí)安排1課時(shí)九、教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教師行為學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課教師提問：1.很多同學(xué)家里都會(huì)養(yǎng)花，要想把花養(yǎng)得很好，通常應(yīng)該把花盆擺在陽面還是背陰面呢？是放在陽臺(tái)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(diǎn)？這節(jié)課我們就從“捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)”著手研究相關(guān)問題。學(xué)生思考回答以實(shí)際生活引入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。推進(jìn)新課一、捕獲光能的色素1.“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)2.四種色素對(duì)光的吸收差別我們?cè)诔踔芯鸵呀?jīng)知道植物能進(jìn)行光合作用，是因?yàn)槠浼?xì)胞中含有一些能吸收光能的色素。那么植物細(xì)胞中一般含有哪些捕獲光能的色素呢？

下面請(qǐng)同學(xué)們先看實(shí)驗(yàn)桌上的實(shí)驗(yàn)材料、儀器，再結(jié)合教材“綠葉中色素的提取和分離”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，然后就實(shí)驗(yàn)原理、目的、實(shí)驗(yàn)材料、方法步驟思考幾個(gè)問題。實(shí)驗(yàn)中無水乙醇的作用是什么？層析液有什么重要用途？研磨時(shí)加入二氧化硅和碳酸鈣的目的是什么？分離時(shí)濾液細(xì)線為什么不能接觸到層析液？教師板書，寫出實(shí)驗(yàn)的大致流程，并根據(jù)學(xué)生的回答做出評(píng)價(jià)，精講上述問題。安排學(xué)生4人一組，分工協(xié)作完成實(shí)驗(yàn)，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(xiàn)象圖。問學(xué)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(kuò)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(duì)光的吸收特點(diǎn)有關(guān)。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(xué)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(lán)紫光和紅光，胡蘿卜素和葉黃葉主要吸收藍(lán)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(shí)看到的物體的顏色實(shí)際上是這個(gè)物體反射的光，葉片中的色素對(duì)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(jù)不同色素對(duì)不同波長的光的吸收特點(diǎn)，想一想，溫室或大棚種植蔬菜時(shí)，應(yīng)選擇什么顏色的光做補(bǔ)充光源？學(xué)生回憶初中所學(xué)知識(shí)學(xué)生查看實(shí)驗(yàn)材料、儀器，并閱讀相關(guān)內(nèi)容學(xué)生思考，并對(duì)教材資料中與問題相關(guān)內(nèi)容處做好標(biāo)記。學(xué)生傾聽老師講解，并做好筆記。學(xué)生緊密配合完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)生觀察層析圖，思考回答問題。學(xué)生思考學(xué)生觀察后結(jié)合課本內(nèi)容回答。學(xué)生認(rèn)真聽老師歸納與分析。學(xué)生根據(jù)已學(xué)知識(shí)回答從已有知識(shí)入手，起到溫故知新作用。培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力。帶著問題有目的地閱讀，讓學(xué)生做到眼到、手到、心到。學(xué)習(xí)效率更高。學(xué)生記錄好知識(shí)點(diǎn)，以便以后復(fù)習(xí)。通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生直觀地了解綠葉中色素的種類、顏色、排序以及相對(duì)含量，同時(shí)掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作技能，學(xué)會(huì)小組之間的合作與交流。通過問題自然過渡。引導(dǎo)學(xué)生了解色素在光合作用中的作用——捕獲光能。運(yùn)用剛學(xué)習(xí)的知識(shí)解釋生活中的現(xiàn)象。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決生產(chǎn)中的實(shí)際問題的能力。二、葉綠體的結(jié)構(gòu)過渡：這些捕捉光能的色素存在于植物細(xì)胞中的什么部位呢？在前面學(xué)習(xí)細(xì)胞器時(shí)我們就知道了葉綠體是光合作用的場所，葉綠體在結(jié)構(gòu)上有哪些特點(diǎn)與其光合作用的功能相適應(yīng)呢？我們看課本99頁第三段以及圖5-11，了解葉綠體的結(jié)構(gòu)是怎樣的？光鏡下觀察是什么樣?電鏡下呢？教師提問：我們?cè)陔婄R下看到的葉綠體基粒，是不是就是一個(gè)個(gè)單純的圓柱體？教師概訴：這些圓餅狀的囊狀結(jié)構(gòu)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(gè)基粒都是由2個(gè)以上至多達(dá)100多個(gè)類囊體堆疊而成的。葉綠體內(nèi)有如此多的類囊體和基粒有什么重要意義？我們都是根據(jù)書本資料得知葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所，如果要你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明，你會(huì)怎么做？（提示從光合作用的原料和產(chǎn)物去分析，引導(dǎo)學(xué)生思考討論，然后對(duì)比科學(xué)家的做法，分析科學(xué)家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法的巧妙之處。）恩格爾曼實(shí)驗(yàn)提問：1.選材對(duì)完成一個(gè)成功的實(shí)驗(yàn)是很重要的，恩格爾曼選用了什么特殊的研究材料？2.實(shí)驗(yàn)前為何要先把臨時(shí)裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中？3.實(shí)驗(yàn)中為何要用極細(xì)的光束照射？4.從這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論？教師總結(jié):葉綠體的功能。吸收光能，是光合作用的場所。學(xué)生回答學(xué)生回顧以前學(xué)習(xí)的知識(shí)。學(xué)生閱讀文字與圖像，然后思考并回答學(xué)生回答學(xué)生思考回答學(xué)生根據(jù)老師引導(dǎo)，思考討論學(xué)生自學(xué)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)，然后逐一回答問題認(rèn)真聽老師總結(jié)，并做好筆記。復(fù)習(xí)鞏固并本節(jié)知識(shí)聯(lián)系起來。培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力。讓學(xué)生直觀形象地描述葉綠體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。讓學(xué)生進(jìn)一步了解生物體結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一。通過問題自然銜接。通過恩格爾曼經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的介紹、分析，使學(xué)生進(jìn)一步明確葉綠體的重要作用是進(jìn)行光合作用的場所，同時(shí)再次體驗(yàn)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的方法應(yīng)用。課后思考課后研究性課題：在恩格爾曼這一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，再設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明葉綠體主要吸收紅光和藍(lán)紫光用于光合作用。以小組為單位，查閱相關(guān)資料，寫出實(shí)驗(yàn)方案。培養(yǎng)自主探究學(xué)習(xí)能力。十、板書設(shè)計(jì)第五章第4節(jié)能量之源—光與光合作用第一課時(shí)捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)一、捕獲光能的色素（一）綠葉中色素的提?。ǘ┓蛛x1．實(shí)驗(yàn)原理：2．

實(shí)驗(yàn)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(lán)綠（葉綠素a）畫濾液細(xì)線（細(xì)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