能量之源——光与光合作用第一课时教案

能量之源——光与光合作用

一、捕获光能的色素和结构

一、教材分析

《捕获光能的色素和结构》是人教版高中生物必修一《分子与细胞》第5章第4节《能量之源一光与光合作用》第1节课的教学内容，主要学习叶绿体内色素的种类和功能、叶绿体的结构和功能，掌握提取、分离色素的实验方法。本节内容是对第3章细胞的基本结构知识的提升，又是后面学习光合作用原理和应用的基础。

二、教学目标

1．知识目标：

(1)说出叶绿体中色素的种类和作用

(2)说出叶绿体的结构和功能。

2．能力目标：

(1)通过“叶绿体中色素的提取和分离’’实验，学会提取、分离叶绿体中色素的方法。

(2)通过小组间的交流与合作，提高学生的语言表达能力及思维的严密性。

3．情感、态度和价值观目标：

(1)通过对“叶绿体中色素的提取和分离”实验的操作，培养学生勇于实践的科学精神和科学态度。

(2)通过联系知识与生产实践的关系，激发学生对生物学科的兴趣热爱，分析叶绿体结构与功能的联系，形成结构与功能相统一的观点，

三、教学重点难点

重点：叶绿体中色素的种类和作用。

难点：对实验原理的理解：色素的提取分离过程。

四、学情分析

我们的学生属于平行分班，没有实验班，学生已有的知识和实验水平有差距。有些学生对于毛细吸管怎么用都不清楚，所以讲解时需要详细。对于研磨和过滤等操作学生有一定的基础，但纸层析法是首次接触，需要教师指导并借助动画给予直观的认识。

五、教学方法

1．实验法：绿叶中色素的提取与分离学生进行分组实验。

2．学案导学：见后面的学案。

3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习

六、课前准备

1．学生的学习准备：预习实验“叶绿体中色素的提取和分离”，初步把握实验的原理和方法步骤。

2．教师的教学准备：多媒体课件制作，课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。3．教学环境的设计和布置：两人一组，实验室内教学。课前打开实验室门窗通风，课前准备好绿叶、滤纸条、纱布等材料用具，配制好层析液。

七、课时安排：1课时

八、教学过程

(一)预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

教师首先提问： (1)万物生长靠太阳，那么，太阳能是怎么转变成生命活动可以利用的能量的呢? (光合作用或绿色植物的光合作用)

(2)又依靠什么进行光合作用呢? (叶绿体)

教师：这节课我们就来学习捕获光能的色素和结构。我们来看本节课的学习目标。多媒体展示学习目标，强调重难点。然后展示探究的第一个问题，绿叶中有哪些色素呢?已经布置学生们课前预习了这部分，检查学生预习情况并让学生把预习过程中的疑惑说出来。

设计意图：步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标。

（三）合作探究、精讲点拨。

探究一：绿叶中有哪些色素呢?

教师：大家提出的这些问题很好，看得出课前认真预习了。那么我们今天主要来解决这些问题。多媒体展示实验提取和分离叶绿体中的色素的目的要求、材料用具。重点讲解实验原理，

强调提取色素和分离色素的不同，其中纸层析法学生第一次接触，所以着重讲解，通过FASH 动画帮助学生理解。

学生明白原理后教师继续和学生分析说明实验步骤，强调实验注意事项，提出思考问题，布置学生进行探究实验，两人一组，分工合作。并让学生在做实验的过程中思考讨论所提出的问题。

多媒体展示探究思考题。

(1)研磨时放入少量二氧化硅和碳酸钙的目的分别是什么?

(2)过滤时，用尼龙布而不用滤纸的原因是什么?

(3)滤纸条为什么要剪去两个角?

(4)层析时烧杯要加盖，为什么?

(5)为什么要重复画滤液细线?如果只画一次会怎么样呢?

(6)为什么滤液细线不能触及层析液?如果接触了又会怎么样呢?

(7)滤纸条上出现了几条色素带，其排列顺序怎样?宽窄如何?这说明了什么?

在学生分组实验的过程中教师巡回观察指导。 (课堂实录) ，

等学生分组实验进行到滤纸条在小烧杯中进行层析时，组织学生在等待结果的过程中交流实验前提出的思考题，进行师生交流。交流到第七个问题时，正好实验结果也就出现了，这时找学生展示自己滤纸条上的实验结果，并让学生交流观察自己滤纸条上的结果，教师展示结果比较好的色素带，总结绿叶中色素的种类及颜色等知识。色素的种类及其作用

胡萝卜素（橙黄色）

类胡萝卜素

（含量1/4）叶黄素（黄色）

叶绿体中的色素

叶绿素a(蓝绿色)

叶绿素（含量3/4）叶绿素b（黄绿色）

设计意图：通过引导，学生能深入领会实验原理，有利于掌握操作要领；通过提出探究思考题，注重了试验的探索性；通过学生亲自动手完成实验操作过程，解决了课本中提出的“不

能”、“注意”等的原因，从中找到了成就感，对生物学的学习兴趣大有提高。这时进一步提出问题：我们分离出了绿叶中的色素，那么这四种色素对光的吸收有什么差别吗?

探究二：绿叶中四种色素对光的吸收有什么差别吗？

让学生观察多媒体白光通过三棱镜和白光先通过色素滤液再通过三棱镜的光谱情况，对比思考色素对光的吸收情况，从连续光谱中可以看到不同波长的光被吸收的情况，并给出叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱，学生很容易得出色素的功能：吸收光能，主要吸收红光和蓝紫光。然后给出探究二的思考题：

(1)叶片呈现绿色的原因是什么?

(2)为什么许多植物到了秋天叶子就变黄了?红叶是怎么回事呢?

(3)温室的顶棚用红色玻璃还是绿色玻璃好?

教师组织学生分组讨论，最后师生总结。(课堂实录)

设计意图：通过多媒体的对比给了学生一个感性认识，通过看图，提高了学生对图表的分析能力。通过联系生产实践进行拓展，使学生认识到知识的价值，提高了学习生物的兴趣。探究三：捕捉光能的色素存在于细胞中什么部位呢?

简单介绍前面科学家的研究成果，然后多媒体展示叶绿体的结构。这时提出问题：色素具体分布在叶绿体的什么部位呢? (类囊体)

设计意图：本部分知识很简单，引导学生结合前面所学的细胞器来掌握。

探究四：叶绿体的作用仅仅是吸收光能吗?

多媒体FLASH动画展示资料分析中恩吉尔曼的实验。通过实验分析得出叶绿体的功能，并讨论恩吉尔曼实验的巧妙之处。

设计意图：通过分析科学家的实验，让学生明确实验设计的原则，提高生物学的科学素养，通过对叶绿体结构和功能的学习，形成结构与功能相适应的生物学观点。

（四）反思总结，当堂检测。

教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。

设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。

（五）发导学案、布置预习。

我们已经学习了捕获光能的色素和结构，那么，光合作用是如何进行的呢？在下一节课我们