5.4光合作用與能量轉(zhuǎn)化第1課時教案高一上學期生物人教版必修1

第1課時教學設計課題光合作用與能量轉(zhuǎn)化課型新授課?章/單元復習課□專題復習課□習題/試卷講評課□學科實踐活動課□其他□教學內(nèi)容分析本節(jié)是人教版必修一第五章第四節(jié)第一課時，課標內(nèi)容包括：“捕獲光能的色素和結構”、“葉綠體的結構適于進行光合作用”。通過本節(jié)學習學會提取和分離色素的實驗方法、了解色素的種類和功能、掌握葉綠體的結構和功能。是后面學習“光合作用原理和應用”的基礎。建議本節(jié)用2課時完成，第1課時在教室內(nèi)進行，進行理論性學習；第2課時在實驗室進行，讓學生動手操作提取、分離色素的實驗。學習者分析學生在本教材第3章學習了葉綠體的顯微結構及其功能，對葉綠素也不陌生。在實驗操作方面，也具備了一定的實驗方法和操作技能，這些為學習本節(jié)已打下基礎。學生對紙層析法、實驗中相關試劑的使用、色素吸收光譜等知識理解起來會有一定的難度，需要教師的細心指導。學習目標確定在普通高中生物學課程標準中，與本節(jié)有關的內(nèi)容要求是:說明植物細胞的葉綠體從太陽光中獲取能量。通過本節(jié)的實驗探究與思考討論，能夠掌握色素的提取和分離方法，能知道各種色素吸收的可見光。學業(yè)要求是從物質(zhì)和能量視角，探索光合作用，因此本節(jié)的教學目標確定如下：1.說出綠葉中色素的種類和作用。2.通過“綠葉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。3.說出葉綠體的結構和功能。4.類比恩格爾曼的水綿實驗設計方案，嘗試運用科學家的科學思維和科學方法解決生物學問題。學習重點難點重點：（1）葉綠體中色素的種類和作用。（2）葉綠體的結構和功能。難點：（1）對實驗原理的理解。（2）對照實驗的設計和色素的提取、分離。學習評價設計檢查學生對葉綠體結構的相關知識的掌握，課堂討論及成果的展示詳情程度、課堂對實驗原理的掌握程度。課堂同學的反應、習題的正確性等幾方面進行。6.學習活動設計教師活動學生活動環(huán)節(jié)一：新知導入教師活動：教師展示白化苗圖片，通過問題引發(fā)學生思考。提問：白化苗由于不能進行光合作用，待種子中儲存的養(yǎng)分耗盡就會死亡。這一現(xiàn)象說明了什么？由此導入新課——細胞呼吸的原理與應用。學生活動1觀察圖片，思考白化苗為什么會死亡?；顒右鈭D說明：聯(lián)系生活實際，引發(fā)學生困惑，激發(fā)學生的探究興趣。環(huán)節(jié)二：綠葉中色素的提取和分離教師活動1展示圖片，引導學生提出問題：1.提出問題（1）綠葉中含有幾種色素？（2）各種色素在綠葉的含量相同嗎？（3）如何提取和分離這些色素？2.作出假設：教師活動：根據(jù)篩選出的值得探究的問題，引導學生如何作出假設。3.實驗方案教師引導學生根據(jù)實驗原理，設計實驗方案1.用無水乙醇提取葉綠體中的色素。2.用紙層析法對提取的色素進行分離。3.觀察現(xiàn)象，得出結論。4.設計實驗教師活動：引導學生思考：如何去設計實驗？=4\*GB3④進行實驗，記錄結果教師活動：教師播放“綠葉中色素的提取和分離”視頻，讓學生觀看視頻，引領學生完成實驗結果的記錄。=5\*GB3⑤分析結果，得出結論教師活動：引領學生分析實驗結果，得出結論。綠葉中含有4種色素。=6\*GB3⑥表達和交流：第2課時在實驗室進行。教師活動：結合實驗的整個過程，教師引領學生思考實驗時需要考慮哪些細節(jié)？有哪些注意事項？可通過設置問題串的形式引導學生思考。問題1：實驗的原理是什么？問題2：為什么要選取鮮嫩、色濃綠的綠葉？研磨時放入少量二氧化硅和碳酸鈣的目的分別是什么?問題3：在濾紙條一端剪去兩角的目的是什么?問題4：為什么要重復畫濾液細線?如果只畫一次會怎么樣呢?問題5：層析時,為什么不能讓濾液細線觸及層析液?觸及了會怎么樣？問題6：為什么層析時試管口要用棉花塞緊？問題7：7.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?學生活動1：學生結合圖片和閱讀教材，提出有價值的問題學生做出假設學生根據(jù)實驗原理，確定實驗方案學生活動：學生閱讀教材，并展開討論，確定實驗設計。1.提取綠葉中的色素。2.制備濾紙條。3.畫濾液細線。4.分離綠葉中的色素。學生活動：觀看實驗操作視頻，記錄實驗結果。學生活動：學生結合問題積極思考、討論、交流并回答。問題1：提取色素的原理：綠葉中的色素能溶于有機溶劑無水乙醇中分離色素的原理：綠葉中的色素在層析液中的溶解度不同，溶解度越高在濾紙條上擴散得快。問題2：鮮嫩、色濃綠的綠葉含有的色素較多。研磨時放入少量二氧化硅目的是研磨充分，有利于色素的提??；加少許碳酸鈣的目的是防止研磨過程中葉綠體中的色素受到破壞。問題3：剪去濾紙條兩角，防止層析液在濾紙條邊緣擴散過快使色素帶擴散不整齊。問題4：重復畫使濾液細線使濾紙條含有較多的色素。如果只畫一次會得不到清晰的色素帶。問題5：濾液細線不能觸及層析液，防止色素溶于層析液中，導致色素帶不清晰，影響實驗結果。若接觸了會得不到清晰的色素帶。問題6：層析液易揮發(fā)且有一定毒性，層析時試管口要用棉花塞緊為了減少層析液揮發(fā)。問題7：濾紙條上出現(xiàn)了4條色素帶，從上到下的順序依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。寬窄：葉綠素a>葉綠素b>葉黃素>胡蘿卜素。由寬窄可以看出他們的含量不同，由位置可以得出他們在層析液中的溶解度不同，越靠上的溶解度越大?；顒右鈭D說明：通過閱讀教材及視頻觀看，了解葉綠素的提取和分離過程，通過問題設置，培養(yǎng)學生思考、分析和語言表達能力，提升學生探究思維能力。環(huán)節(jié)三：葉綠素的種類和功能教師活動1師生根據(jù)實驗結果，共同總結葉綠素的種類及各種色素的特征。教師出示吸收光譜圖，根據(jù)光譜圖引導學生總結各種色素主要吸收的可見光類型。教師出示遷移應用問題，引導學生思考（1）有的溫室大棚內(nèi)懸掛紅色或藍色的燈管有什么好處？（2）為什么是用紅色或藍色的呢？用綠色的可以嗎？師生共同總結葉綠素的功能學生活動1學生結合光譜圖，總結各種色素主要吸收的可見光。葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍紫光和紅光；胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光。學生活動：根據(jù)前面的吸收光譜，討論遷移應用問題。（1）用這種方法可以提高光合作用強度，增加農(nóng)作物產(chǎn)量。因為光合色素吸收最多的是光譜中的藍紫光和紅光。不同顏色的光照對植物的光合作用會有影響。（2）因為光合色素吸收最多的是光譜中的藍紫光和紅光，對綠光吸收最少，所以不使用綠色的塑料薄膜或補充綠色光源?；顒右鈭D說明：引導學生思考討論、交流，使學生的語言表達能力得到進一步的提高，培養(yǎng)學生知識運用能力。環(huán)節(jié)四葉綠體的結構與功能教師活動教師活動：展示葉綠體電鏡圖片，引導學生觀察并完成如下問題：（1）①~⑤各代表什么？（2）在⑤上分布有光合作用所需的_____和_____，在④中也分布有光合作用所需的_____。（3）葉綠體是如何增大受光面積的呢？2.出示恩格爾曼實驗材料：資料1：資料2：在類囊體膜上和葉綠體的基質(zhì)中，含有多種進行光合作用必需的酶。引導學生討論如下問題：（1）恩格爾曼第一個試驗的結論是什么？（2）恩格爾曼在選材、實驗設計上有什么巧妙之處？（3）在恩格爾曼的第二個實驗中，大量的需氧細菌聚集在紅光和藍紫光區(qū)域，為什么？（4）綜合上述資料，你認為葉綠體具有什么功能？教師活動：歸納總結葉綠體的功能。學生活動：學生結合以前所學知識，思考并發(fā)言學生活動：思考問題，小組討論，代表發(fā)言。（1）葉綠體是植物進行光合作用的場所；光合作用需要在光下進行；光合作用中釋放氧氣。（2）①用水綿作實驗材料。②將臨時裝片置于黑暗且沒有空氣的環(huán)境中。③用極細的光束照射。④進行黑暗（局部光照）與曝光的對照試驗。（3）葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光，所以在有紅光和藍紫光的部位，光合作用旺盛，產(chǎn)生的氧氣多，所以需氧細菌就大量聚集。（4）葉綠體是進行光合作用的場所。設計意圖說明：培養(yǎng)學生的大膽展示自我的精神，培養(yǎng)學生的語言表達能力和分析問題的能力。7.板書設計一、葉綠素的提取和分離1.實驗原理：（1）色素的提?。河脽o水乙醇（2）色素的分離:用層析液2.實驗步驟：提取色素制備濾紙條畫濾液細線分離色素觀察記錄二、葉綠素和葉綠體1.葉綠素的種類葉綠素a（藍綠色）、葉綠素b（黃綠色）、葉黃素（黃色）、胡蘿卜素（橙黃色）2.葉綠體的功能：進行光合作用的場所作業(yè)與拓展學習設計1.下列有關“葉綠體中色素的提取和分離”實驗的敘述，正確的是（）A.提取葉綠體中的色素時，加入二氧化硅可防止色素被破壞B.將研磨液迅速倒入放有濾紙的漏斗中進行過濾，將濾液收集到試管中C.畫濾液細線時，應連續(xù)迅速地重復畫2～3次D.四種色素中，擴散速度最快的是胡蘿卜素2.某興趣小組選擇了新鮮菠菜的“綠葉”“嫩黃葉”，做綠葉中色素的提取和分離實驗。色素層析結果如圖，下面敘述正確的是（）B.如果以“綠葉”為實驗材料，實驗中沒加碳酸鈣也可能出現(xiàn)和“嫩黃葉”相似的結果C.如果將兩組實驗提取的色素放置在陽光和三棱鏡之間，則吸收光譜最明顯的差異出現(xiàn)在藍紫光區(qū)域D.甲為“嫩黃葉”，乙為新鮮菠菜的“綠葉”3.下圖表示葉綠體中色素的吸收光譜（顏色深、淺分別表示吸收量多、少），甲、乙兩圖分別是（）A.胡蘿卜素、葉綠素的吸收光譜B.葉綠素、胡蘿卜素的吸收光譜C.葉黃素、葉綠素的吸收光譜D.葉黃素、胡蘿卜素的吸收光譜4.某研究組獲得了水稻的葉黃素缺失突變體。將其葉片進行了紅光照射，光吸收測定和色素層析條帶分析（從上至下）與正常葉片相比，實驗結果是（）A.光吸收差異顯著，色素帶缺第2條B.光吸收差異不顯著，色素帶缺第2條C.光吸收差異顯著，色素帶缺第3條D.光吸收差異不顯著，色素帶缺第3條5.葉綠體是綠色植物進行光合作用的細胞器，下面有關葉綠體的敘述正確的是（）D.光合作用的