光合作用與能量轉(zhuǎn)化

光合作用與能量轉(zhuǎn)化一、教材分析《光合作用與能量轉(zhuǎn)化》是人教版高中生物學(xué)必修1《分子與細胞》第5章第4節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)內(nèi)容分3個課時進行教學(xué)。本課時主要包括捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)，學(xué)生需重點學(xué)習(xí)葉綠體的結(jié)構(gòu)和色素的種類，掌握提取、分離色素的實驗技巧，跟隨科學(xué)家探索光合作用原理，學(xué)習(xí)其中的科學(xué)思維和方法，為后續(xù)課時內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。學(xué)情分析本章節(jié)內(nèi)容與初中知識聯(lián)系緊密，較其他章節(jié)更為微觀、抽象。高一同學(xué)在初中時接觸過光合作用相關(guān)概念，在第3章第2節(jié)初步學(xué)習(xí)了葉綠體的基本功能，但不能準確說出光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，無法形成植物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念，也未能從物質(zhì)轉(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)化的角度學(xué)習(xí)光合作用。本章節(jié)所包含的實驗，涉及到化學(xué)知識中混合物的分離、提純和氧化還原反應(yīng)，高一學(xué)生已具備該實驗所需的基本操作技能和現(xiàn)象觀察能力，可開展小組合作進行實驗。三、教學(xué)目標（1）了解綠葉中色素的種類和作用，掌握葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。從物質(zhì)和能量的視角，探究光合作用，闡明細胞生命活動過程中貫穿著物質(zhì)和能量的變化。（2）開展提取分離綠葉中的色素實驗，通過實驗探究來培養(yǎng)歸納與概括的科學(xué)思維，鍛煉觀察、交流討論的能力，通過合作探究，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。（3）通過科學(xué)史內(nèi)容的學(xué)習(xí)，認識科學(xué)家偉大的奉獻精神，培養(yǎng)批判性思維、創(chuàng)新性思維，啟發(fā)敢于實踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，激發(fā)社會責(zé)任感。四、教學(xué)重難點（一）教學(xué)重點1、綠葉中色素的種類和作用2、葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能（二）教學(xué)難點綠葉中色素的種類和作用五、教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖【導(dǎo)入】【播放視頻】熱心網(wǎng)民發(fā)現(xiàn)，在黃豆收獲的季節(jié)，種植在路燈下的黃豆植株雖葉片翠綠，長勢良好，但毫無成熟跡象，結(jié)實率卻遠遠低于其他黃豆植株，這一片黃豆都是一起種下的，為什么路燈下的豆子不結(jié)實？【觀看視頻】分析不結(jié)實的原因?！咎岢鲆蓡枴抗庹兆愕闹仓瓴粦?yīng)該光合作用強嗎？為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象？多媒體播放生活實際現(xiàn)象，激發(fā)興趣。引導(dǎo)產(chǎn)生疑問，引出本節(jié)內(nèi)容的重點。1.捕獲光能的色素【展示PPT】正常綠色玉米植株和白色玉米植株，玉米白化苗不能進行光合作用，種子中儲存的養(yǎng)料耗盡就會死亡?！咎釂枴繀⑴c光合作用的色素有哪些？【小組思考討論】兩種玉米植株在顏色上有不同。【得出結(jié)論】光合作用與色素有關(guān)。直觀展示，類比得出結(jié)論，鍛煉類比推理的思維能力?！净顒右弧烤G葉中色素的提取和分離實驗【提問】：用水可以溶解色素嗎？【開展實驗】具體實驗步驟提取綠葉中的色素：剪碎—研磨—過濾【提問】某小組得到的色素提取液顏色過淺，有什么原因？【提問】為什么要充分迅速研磨？【提示】當(dāng)細胞死亡后，葉綠素即從葉綠體內(nèi)游離出來，游離葉綠素很不穩(wěn)定，光、酸、堿、氧、氧化劑等都會使其分解。分離綠葉中的色素原理：色素在層析液中溶解度不同，在濾紙條上的擴散速度就不同，溶解度高的擴散速度快。具體步驟：制備濾紙條【提問】制備濾紙條時剪去兩角的原因是什么?畫濾液細線【提問】畫濾液細線為什么要注意細、齊、直，并重復(fù)2-3次？分離色素【提問】色素分離時，為何要注意層析液不能沒及濾液細線？（4）觀察與記錄實驗結(jié)果【回答】不可以，綠葉中的色素不溶于水，而溶于有機溶劑無水乙醇。記錄二氧化硅、碳酸鈣的作用。【回答】研磨不充分，色素未提取充分；原材料綠葉太少；無水乙醇過多，色素溶液濃度小；碳酸鈣少或未加，色素破壞。【回答】充分是為了使葉綠體完全被破壞，提取較多色素；迅速是因為葉綠素分子不穩(wěn)定，易被分解?！净卮稹渴箤游鲆和降竭_濾液細線，防止色素帶不整齊。畫濾液細線應(yīng)注意細、齊、直，并重復(fù)2-3次?！净卮稹慨嫷募?、齊、直是防止色素帶重疊而影響分離效果；重復(fù)多次的原因是為了積累更多色素，使分離后的色素帶明顯?！净卮稹浚悍乐股厝芙庥趯游鲆??！拘〗M展示】小組代表展示小組實驗結(jié)果，總結(jié)概括綠葉的4種色素：葉綠素a，葉綠素b，胡蘿卜素和葉黃素。。小組合作進行實驗，有助于培養(yǎng)合作精神，提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、方案實施的能力，鍛煉實驗操作能力。設(shè)置問題串貫穿實驗過程，加深學(xué)生對實驗操作步驟設(shè)計的理解，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗方案的能力。小組展示交流，體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。合作討論，把課堂交給學(xué)生，教師作引導(dǎo)作用，鍛煉總結(jié)歸納的科學(xué)思維。2.色素的作用和分布【展示PPT】分別讓不同顏色的光照射色素溶液就可以得到色素溶液的吸收光譜，請學(xué)生總結(jié)實驗結(jié)果?！緦嵗龑?dǎo)入】植物工廠為什么不用綠色做光源？這四種色素吸收的光波長有差別，但都可以用于光合作用，這些色素存在細胞中的什么位置呢？【講解】色素分布在葉綠體的類囊體膜上，功能主要是吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化光能。【總結(jié)結(jié)論】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(xué)會從圖表中提取信息，總結(jié)歸納實驗結(jié)論，培養(yǎng)模型與建模的科學(xué)思維。3.葉綠體的結(jié)構(gòu)適于進行光合作用【展示PPT】展示葉綠體的電鏡照片，請學(xué)生描述葉綠體的結(jié)構(gòu)特點?！咎釂枴咳~綠體除了吸收光能外還有什么作用嗎？閱讀教材P100思考討論部分，跟隨恩格爾曼的實驗進一步探究葉綠體的功能。形態(tài)是扁平的橢球形或球形；雙層膜結(jié)構(gòu)，基粒中含色素和酶，基質(zhì)中含酶?！緦W(xué)習(xí)科學(xué)史】葉綠體能吸收光能用于光合作用放氧；葉綠體是光合作用的場所。直觀展示電鏡照片，微觀現(xiàn)象具體化，方便學(xué)生觀察葉綠體的結(jié)構(gòu)。科學(xué)史教學(xué)展示，幫助學(xué)生認識科學(xué)發(fā)展的艱辛，培養(yǎng)求知務(wù)實、科學(xué)嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度。課堂小結(jié)【板書鞏固】在黑板上板書總結(jié)歸納4種色素和葉綠體的結(jié)構(gòu)。記錄筆記，完善本節(jié)內(nèi)容思維導(dǎo)圖。建構(gòu)知識體系，深化知識內(nèi)涵。六、教學(xué)反思本節(jié)課主要通過綠葉中色素的分離和提取實驗，通過實驗操作，鍛煉了實驗操作能