光合作用之捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)

光合作用之捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)?1.知識(shí)與技能目標(biāo)說(shuō)出綠葉中色素的種類和作用。說(shuō)出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。嘗試進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)相關(guān)操作技能。2.過(guò)程與方法目標(biāo)通過(guò)綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和科學(xué)探究能力。分析色素吸收光譜的曲線，提高學(xué)生解讀圖表、獲取信息的能力。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和勇于探索的精神。認(rèn)同細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)觀點(diǎn)，樹(shù)立生物多樣性的觀念。二、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)綠葉中色素的種類和作用。葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)。2.教學(xué)難點(diǎn)綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的原理及操作要點(diǎn)。理解葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所及其結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)關(guān)系。三、教學(xué)方法講授法、實(shí)驗(yàn)法、討論法、直觀演示法相結(jié)合四、教學(xué)過(guò)程（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）展示幾幅不同季節(jié)植物葉片顏色變化的圖片，如春天嫩綠的樹(shù)葉、秋天金黃或火紅的楓葉等。引導(dǎo)學(xué)生思考：為什么植物葉片會(huì)呈現(xiàn)出不同的顏色？這些顏色的變化與植物的生理活動(dòng)有什么關(guān)系？提問(wèn)：大家都知道植物能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物，那么植物是通過(guò)什么來(lái)捕獲光能進(jìn)行光合作用的呢？從而引出本節(jié)課的主題--光合作用之捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)。（二）捕獲光能的色素（20分鐘）1.色素的種類利用多媒體課件展示葉綠體中色素的種類及吸收光譜的示意圖。講解葉綠素包括葉綠素a和葉綠素b，主要吸收藍(lán)紫光和紅光；類胡蘿卜素包括胡蘿卜素和葉黃素，主要吸收藍(lán)紫光。引導(dǎo)學(xué)生觀察教材上的色素層析結(jié)果示意圖，分析各種色素在濾紙條上的位置和顏色，總結(jié)不同色素在層析液中的溶解度大小關(guān)系：胡蘿卜素溶解度最大，擴(kuò)散速度最快；葉綠素b溶解度最小，擴(kuò)散速度最慢。2.色素的作用結(jié)合教材內(nèi)容和圖片，說(shuō)明色素能夠吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能。大多數(shù)葉綠素a以及全部葉綠素b、葉黃素和胡蘿卜素可以吸收和傳遞光能；少數(shù)處于特殊狀態(tài)的葉綠素a能夠吸收光能，并將光能轉(zhuǎn)化成電能。通過(guò)舉例說(shuō)明色素對(duì)植物光合作用的重要性，如在陰雨天或光照不足時(shí)，植物葉片顏色可能變淺，影響光合作用效率，因?yàn)樯睾繙p少會(huì)導(dǎo)致吸收光能的能力下降。（三）綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)（30分鐘）1.實(shí)驗(yàn)原理講解色素提取的原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中，所以可以用無(wú)水乙醇提取綠葉中的色素。說(shuō)明色素分離的原理：不同色素在層析液中的溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快，反之則慢，這樣，色素就會(huì)隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分離開(kāi)。2.實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)提取色素準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料：新鮮的綠葉（如菠菜葉），讓學(xué)生觀察葉片的顏色，感受其富含色素。向研缽中加入二氧化硅（有助于研磨充分）、碳酸鈣（防止研磨中色素被破壞）和無(wú)水乙醇（提取色素），迅速、充分地研磨葉片。提醒學(xué)生注意：研磨要迅速、充分，否則色素可能被分解；加入的試劑用量要合適，避免過(guò)多或過(guò)少影響實(shí)驗(yàn)效果。制備濾紙條取一張干燥的定性濾紙，將濾紙剪成長(zhǎng)10cm、寬1cm的濾紙條，在濾紙條一端剪去兩角（使層析液在濾紙條上擴(kuò)散均勻），并在距這一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線。畫濾液細(xì)線用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫出一條細(xì)線。待濾液干后，再畫一兩次。強(qiáng)調(diào)：濾液細(xì)線要細(xì)、直、齊，且干燥后重復(fù)畫幾次，以增加色素的含量，使分離效果更明顯。分離色素向小燒杯中加入3mL層析液，將濾紙條（有濾液細(xì)線的一端朝下）輕輕插入層析液中，隨后用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯。特別提醒：不能讓濾液細(xì)線觸及層析液，否則濾液細(xì)線中的色素會(huì)溶解在層析液中，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。3.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)將學(xué)生分成若干小組，每組45人，按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)操作。教師巡視各小組的實(shí)驗(yàn)情況，及時(shí)給予指導(dǎo)和幫助，解答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，如研磨不充分、濾液細(xì)線畫得不符合要求、層析液觸及濾液細(xì)線等，并提醒學(xué)生注意安全，正確使用實(shí)驗(yàn)儀器和試劑。（四）實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析（15分鐘）1.觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓各小組觀察濾紙條上色素帶的分布情況，記錄色素帶的顏色、排列順序和寬窄。請(qǐng)各小組代表描述本小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如從濾紙條的下端往上依次出現(xiàn)了哪幾種顏色的色素帶，各色素帶的寬度有什么差異等。2.結(jié)果分析引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：濾紙條上最下端的色素帶是葉綠素b，呈黃綠色，說(shuō)明其在層析液中溶解度最小，擴(kuò)散速度最慢；往上依次是葉綠素a（藍(lán)綠色）、葉黃素（黃色）和胡蘿卜素（橙黃色），它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛纫来卧龃螅瑪U(kuò)散速度也依次加快。比較不同色素帶的寬窄，分析其原因：色素帶的寬窄反映了各種色素在葉片中的含量，葉綠素a的色素帶最寬，說(shuō)明葉綠素a在綠葉中的含量最多，這與它在光合作用中起主要作用相適應(yīng)。討論實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的異常結(jié)果及原因，如色素帶不清晰、重疊或缺失等情況，讓學(xué)生思考如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)操作以獲得更好的實(shí)驗(yàn)效果。（五）葉綠體的結(jié)構(gòu)（15分鐘）1.葉綠體的分布與形態(tài)展示不同植物細(xì)胞中葉綠體分布的圖片，如葉肉細(xì)胞、保衛(wèi)細(xì)胞等，讓學(xué)生觀察葉綠體的形態(tài)和分布特點(diǎn)。講解葉綠體主要分布在綠色植物的葉肉細(xì)胞以及幼嫩莖的皮層細(xì)胞中，呈扁平的橢球形或球形。這種形態(tài)有利于葉綠體充分接受光照，進(jìn)行光合作用。2.葉綠體的結(jié)構(gòu)利用多媒體課件展示葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)示意圖，按照從外到內(nèi)的順序，講解葉綠體的結(jié)構(gòu)組成，包括外膜、內(nèi)膜、基質(zhì)和基粒。強(qiáng)調(diào)基粒是由許多類囊體堆疊而成的，類囊體薄膜上分布著與光合作用有關(guān)的色素和酶，基質(zhì)中也含有許多與光合作用有關(guān)的酶。總結(jié)葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系：葉綠體的雙層膜結(jié)構(gòu)保證了細(xì)胞內(nèi)環(huán)境的相對(duì)穩(wěn)定；基粒類囊體薄膜上的色素能夠捕獲光能，為光合作用提供能量；基質(zhì)中豐富的酶則為光合作用的暗反應(yīng)提供了必要的條件，使得光合作用能夠高效地進(jìn)行。（六）課堂小結(jié)（5分鐘）1.引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，包括捕獲光能的色素的種類、作用，綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的原理、步驟及結(jié)果分析，以及葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。2.強(qiáng)調(diào)色素和葉綠體結(jié)構(gòu)對(duì)于光合作用的重要性，總結(jié)光合作用中物質(zhì)和能量的變化過(guò)程，使學(xué)生對(duì)光合作用有一個(gè)更系統(tǒng)、更深入的理解。（七）課堂練習(xí)（10分鐘）1.布置幾道與本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的練習(xí)題，如選擇題、填空題、簡(jiǎn)答題等，讓學(xué)生在課堂上完成。例如：葉綠體中的色素能夠在濾紙條上彼此分離的原因是（）A.色素提取液中的不同色素已經(jīng)分層B.陽(yáng)光的照射使各種色素彼此分開(kāi)C.濾紙對(duì)各種色素的吸附力不同D.色素在層析液中的溶解度不同葉綠素主要吸收（）A.紅橙光和藍(lán)紫光B.藍(lán)紫光C.紅橙光D.綠光簡(jiǎn)述葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。2.巡視學(xué)生的答題情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問(wèn)題并進(jìn)行個(gè)別輔導(dǎo)。3.對(duì)練習(xí)題進(jìn)行簡(jiǎn)要講解，強(qiáng)調(diào)解題的關(guān)鍵思路和知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。（八）課后作業(yè)（5分鐘）1.讓學(xué)生完成教材上相關(guān)的課后練習(xí)題，加深對(duì)本節(jié)課知識(shí)的理解和掌握。2.思考拓展問(wèn)題：除了課本中介紹的色素提取和分離方法，還有哪些方法可以提取或檢測(cè)植物中的色素？請(qǐng)查閱資料并嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。五、教學(xué)反思通過(guò)本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生對(duì)光合作用中捕獲光能的色素和葉綠體的結(jié)構(gòu)有了較為系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究、直觀演示、討論分析等多種教學(xué)方法，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力、科學(xué)探究能力和分析問(wèn)題的能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生親身體驗(yàn)了綠葉中色素的提取和分離過(guò)程，雖然大部分學(xué)生能夠順利完成實(shí)驗(yàn)操作并觀察到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但仍有部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)了一些問(wèn)題，如濾液細(xì)線畫得不符合要求、層析液觸及濾液細(xì)線等。在今后的教學(xué)中，需要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)的指導(dǎo)，讓學(xué)生更加熟練地掌握實(shí)驗(yàn)技能，提高實(shí)驗(yàn)成功率。對(duì)于葉綠體結(jié)構(gòu)這一抽象的知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)多媒體課件的展示和講解，學(xué)生能夠較好地理解