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

第1課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)課題光合作用與能量轉(zhuǎn)化課型新授課?章/單元復(fù)習(xí)課□專(zhuān)題復(fù)習(xí)課□習(xí)題/試卷講評(píng)課□學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)課□其他□教學(xué)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(shí)，課標(biāo)內(nèi)容包括：“捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)”、“葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進(jìn)行光合作用”。通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí)學(xué)會(huì)提取和分離色素的實(shí)驗(yàn)方法、了解色素的種類(lèi)和功能、掌握葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。是后面學(xué)習(xí)“光合作用原理和應(yīng)用”的基礎(chǔ)。建議本節(jié)用2課時(shí)完成，第1課時(shí)在教室內(nèi)進(jìn)行，進(jìn)行理論性學(xué)習(xí)；第2課時(shí)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，讓學(xué)生動(dòng)手操作提取、分離色素的實(shí)驗(yàn)。學(xué)習(xí)者分析學(xué)生在本教材第3章學(xué)習(xí)了葉綠體的顯微結(jié)構(gòu)及其功能，對(duì)葉綠素也不陌生。在實(shí)驗(yàn)操作方面，也具備了一定的實(shí)驗(yàn)方法和操作技能，這些為學(xué)習(xí)本節(jié)已打下基礎(chǔ)。學(xué)生對(duì)紙層析法、實(shí)驗(yàn)中相關(guān)試劑的使用、色素吸收光譜等知識(shí)理解起來(lái)會(huì)有一定的難度，需要教師的細(xì)心指導(dǎo)。學(xué)習(xí)目標(biāo)確定在普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中，與本節(jié)有關(guān)的內(nèi)容要求是:說(shuō)明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽(yáng)光中獲取能量。通過(guò)本節(jié)的實(shí)驗(yàn)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(jiàn)光。學(xué)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(xué)目標(biāo)確定如下：1.說(shuō)出綠葉中色素的種類(lèi)和作用。2.通過(guò)“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)提取、分離葉綠體中色素的方法。3.說(shuō)出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。4.類(lèi)比恩格爾曼的水綿實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，嘗試運(yùn)用科學(xué)家的科學(xué)思維和科學(xué)方法解決生物學(xué)問(wèn)題。學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn)：（1）葉綠體中色素的種類(lèi)和作用。（2）葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。難點(diǎn)：（1）對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的理解。（2）對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和色素的提取、分離。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)檢查學(xué)生對(duì)葉綠體結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識(shí)的掌握，課堂討論及成果的展示詳情程度、課堂對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的掌握程度。課堂同學(xué)的反應(yīng)、習(xí)題的正確性等幾方面進(jìn)行。6.學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)環(huán)節(jié)一：新知導(dǎo)入教師活動(dòng)：教師展示白化苗圖片，通過(guò)問(wèn)題引發(fā)學(xué)生思考。提問(wèn)：白化苗由于不能進(jìn)行光合作用，待種子中儲(chǔ)存的養(yǎng)分耗盡就會(huì)死亡。這一現(xiàn)象說(shuō)明了什么？由此導(dǎo)入新課——細(xì)胞呼吸的原理與應(yīng)用。學(xué)生活動(dòng)1觀察圖片，思考白化苗為什么會(huì)死亡。活動(dòng)意圖說(shuō)明：聯(lián)系生活實(shí)際，引發(fā)學(xué)生困惑，激發(fā)學(xué)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(dòng)1展示圖片，引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題：1.提出問(wèn)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(shè)：教師活動(dòng)：根據(jù)篩選出的值得探究的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生如何作出假設(shè)。3.實(shí)驗(yàn)方案教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案1.用無(wú)水乙醇提取葉綠體中的色素。2.用紙層析法對(duì)提取的色素進(jìn)行分離。3.觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論。4.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生思考：如何去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？=4\*GB3④進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄結(jié)果教師活動(dòng)：教師播放“綠葉中色素的提取和分離”視頻，讓學(xué)生觀看視頻，引領(lǐng)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄。=5\*GB3⑤分析結(jié)果，得出結(jié)論教師活動(dòng)：引領(lǐng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論。綠葉中含有4種色素。=6\*GB3⑥表達(dá)和交流：第2課時(shí)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。教師活動(dòng)：結(jié)合實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程，教師引領(lǐng)學(xué)生思考實(shí)驗(yàn)時(shí)需要考慮哪些細(xì)節(jié)？有哪些注意事項(xiàng)？可通過(guò)設(shè)置問(wèn)題串的形式引導(dǎo)學(xué)生思考。問(wèn)題1：實(shí)驗(yàn)的原理是什么？問(wèn)題2：為什么要選取鮮嫩、色濃綠的綠葉？研磨時(shí)放入少量二氧化硅和碳酸鈣的目的分別是什么?問(wèn)題3：在濾紙條一端剪去兩角的目的是什么?問(wèn)題4：為什么要重復(fù)畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)?如果只畫(huà)一次會(huì)怎么樣呢?問(wèn)題5：層析時(shí),為什么不能讓濾液細(xì)線(xiàn)觸及層析液?觸及了會(huì)怎么樣？問(wèn)題6：為什么層析時(shí)試管口要用棉花塞緊？問(wèn)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(shuō)明了什么?學(xué)生活動(dòng)1：學(xué)生結(jié)合圖片和閱讀教材，提出有價(jià)值的問(wèn)題學(xué)生做出假設(shè)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，確定實(shí)驗(yàn)方案學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生閱讀教材，并展開(kāi)討論，確定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。1.提取綠葉中的色素。2.制備濾紙條。3.畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)。4.分離綠葉中的色素。學(xué)生活動(dòng)：觀看實(shí)驗(yàn)操作視頻，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生結(jié)合問(wèn)題積極思考、討論、交流并回答。問(wèn)題1：提取色素的原理：綠葉中的色素能溶于有機(jī)溶劑無(wú)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(kuò)散得快。問(wèn)題2：鮮嫩、色濃綠的綠葉含有的色素較多。研磨時(shí)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(guò)程中葉綠體中的色素受到破壞。問(wèn)題3：剪去濾紙條兩角，防止層析液在濾紙條邊緣擴(kuò)散過(guò)快使色素帶擴(kuò)散不整齊。問(wèn)題4：重復(fù)畫(huà)使濾液細(xì)線(xiàn)使濾紙條含有較多的色素。如果只畫(huà)一次會(huì)得不到清晰的色素帶。問(wèn)題5：濾液細(xì)線(xiàn)不能觸及層析液，防止色素溶于層析液中，導(dǎo)致色素帶不清晰，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。若接觸了會(huì)得不到清晰的色素帶。問(wèn)題6：層析液易揮發(fā)且有一定毒性，層析時(shí)試管口要用棉花塞緊為了減少層析液揮發(fā)。問(wèn)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?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?，越靠上的溶解度越大?；顒?dòng)意圖說(shuō)明：通過(guò)閱讀教材及視頻觀看，了解葉綠素的提取和分離過(guò)程，通過(guò)問(wèn)題設(shè)置，培養(yǎng)學(xué)生思考、分析和語(yǔ)言表達(dá)能力，提升學(xué)生探究思維能力。環(huán)節(jié)三：葉綠素的種類(lèi)和功能教師活動(dòng)1師生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，共同總結(jié)葉綠素的種類(lèi)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(dǎo)學(xué)生總結(jié)各種色素主要吸收的可見(jiàn)光類(lèi)型。教師出示遷移應(yīng)用問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考（1）有的溫室大棚內(nèi)懸掛紅色或藍(lán)色的燈管有什么好處？（2）為什么是用紅色或藍(lán)色的呢？用綠色的可以嗎？師生共同總結(jié)葉綠素的功能學(xué)生活動(dòng)1學(xué)生結(jié)合光譜圖，總結(jié)各種色素主要吸收的可見(jiàn)光。葉綠素a和葉綠素b主要吸收藍(lán)紫光和紅光；胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光。學(xué)生活動(dòng)：根據(jù)前面的吸收光譜，討論遷移應(yīng)用問(wèn)題。（1）用這種方法可以提高光合作用強(qiáng)度，增加農(nóng)作物產(chǎn)量。因?yàn)楣夂仙匚兆疃嗟氖枪庾V中的藍(lán)紫光和紅光。不同顏色的光照對(duì)植物的光合作用會(huì)有影響。（2）因?yàn)楣夂仙匚兆疃嗟氖枪庾V中的藍(lán)紫光和紅光，對(duì)綠光吸收最少，所以不使用綠色的塑料薄膜或補(bǔ)充綠色光源?；顒?dòng)意圖說(shuō)明：引導(dǎo)學(xué)生思考討論、交流，使學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力得到進(jìn)一步的提高，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力。環(huán)節(jié)四葉綠體的結(jié)構(gòu)與功能教師活動(dòng)教師活動(dòng)：展示葉綠體電鏡圖片，引導(dǎo)學(xué)生觀察并完成如下問(wèn)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(shí)驗(yàn)材料：資料1：資料2：在類(lèi)囊體膜上和葉綠體的基質(zhì)中，含有多種進(jìn)行光合作用必需的酶。引導(dǎo)學(xué)生討論如下問(wèn)題：（1）恩格爾曼第一個(gè)試驗(yàn)的結(jié)論是什么？（2）恩格爾曼在選材、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上有什么巧妙之處？（3）在恩格爾曼的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，大量的需氧細(xì)菌聚集在紅光和藍(lán)紫光區(qū)域，為什么？（4）綜合上述資料，你認(rèn)為葉綠體具有什么功能？教師活動(dòng)：歸納總結(jié)葉綠體的功能。學(xué)生活動(dòng)：學(xué)生結(jié)合以前所學(xué)知識(shí)，思考并發(fā)言學(xué)生活動(dòng)：思考問(wèn)題，小組討論，代表發(fā)言。（1）葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所；光合作用需要在光下進(jìn)行；光合作用中釋放氧氣。（2）①用水綿作實(shí)驗(yàn)材料。②將臨時(shí)裝片置于黑暗且沒(méi)有空氣的環(huán)境中。③用極細(xì)的光束照射。④進(jìn)行黑暗（局部光照）與曝光的對(duì)照試驗(yàn)。（3）葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光，所以在有紅光和藍(lán)紫光的部位，光合作用旺盛，產(chǎn)生的氧氣多，所以需氧細(xì)菌就大量聚集。（4）葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。設(shè)計(jì)意圖說(shuō)明：培養(yǎng)學(xué)生的大膽展示自我的精神，培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力和分析問(wèn)題的能力。7.板書(shū)設(shè)計(jì)一、葉綠素的提取和分離1.實(shí)驗(yàn)原理：（1）色素的提?。河脽o(wú)水乙醇（2）色素的分離:用層析液2.實(shí)驗(yàn)步驟：提取色素制備濾紙條畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)分離色素觀察記錄二、葉綠素和葉綠體1.葉綠素的種類(lèi)葉綠素a（藍(lán)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(jìn)行光合作用的場(chǎng)所作業(yè)與拓展學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)1.下列有關(guān)“葉綠體中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)的敘述，正確的是（）A.提取葉綠體中的色素時(shí)，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(jìn)行過(guò)濾，將濾液收集到試管中C.畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)時(shí)，應(yīng)連續(xù)迅速地重復(fù)畫(huà)2～3次D.四種色素中，擴(kuò)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(shí)驗(yàn)。色素層析結(jié)果如圖，下面敘述正確的是（）B.如果以“綠葉”為實(shí)驗(yàn)材料，實(shí)驗(yàn)中沒(méi)加碳酸鈣也可能出現(xiàn)和“嫩黃葉”相似的結(jié)果C.如果將兩組實(shí)驗(yàn)提取的色素放置在陽(yáng)光和三棱鏡之間，則吸收光譜最明顯的差異出現(xiàn)在藍(lán)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(jìn)行了紅光照射，光吸收測(cè)定和色素層析條帶分析（從上至下）與正常葉片相比，實(shí)驗(yàn)結(jié)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(jìn)行光合作用的細(xì)胞器，下面有關(guān)葉綠體的敘述正確的是（）D.光合作用的