捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

人教版高中生物學(xué)必修1第5章第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化教學(xué)設(shè)計(jì)課題捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)單元第5章學(xué)科生物年級(jí)高1教材分析《捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)》是人教版高中必修1《分子與細(xì)胞》第5章第4節(jié)《光合作用與能量轉(zhuǎn)化》第1課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容，主要學(xué)習(xí)色素的種類(lèi)和功能，掌握提取、分離色素的實(shí)驗(yàn)方法。本節(jié)內(nèi)容是對(duì)第3章細(xì)胞結(jié)構(gòu)知識(shí)的提升，又是后面學(xué)習(xí)光合作用原理和應(yīng)用的基礎(chǔ)。普通高中生物課程及解讀對(duì)本部分知識(shí)的要求是能分析科學(xué)家對(duì)光合作用的認(rèn)識(shí)過(guò)程，形成光合作用的基本概念；提取和分離葉綠體中的色素，簡(jiǎn)述葉綠體中色素的吸收光譜和作用光譜；要求教師能指導(dǎo)學(xué)生做好提取和分離葉綠體中色素的探索性實(shí)驗(yàn)。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)生命觀(guān)念：1.能說(shuō)出葉綠體色素的種類(lèi)、顏色、含量、作用和吸收光譜。2.能說(shuō)出葉綠體適于進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)和功能?？茖W(xué)思維：1.利用列表比較法掌握葉綠體色素的種類(lèi)、顏色、含量、作用和吸收光譜。2.利用實(shí)驗(yàn)的方法，解決問(wèn)題?？茖W(xué)探究：1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，掌握提取、分離色素的實(shí)驗(yàn)方法。2.通過(guò)學(xué)習(xí)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路。社會(huì)責(zé)任：能夠運(yùn)用色素與光合作用的原理解釋生產(chǎn)生活中的相關(guān)現(xiàn)象。重點(diǎn)能說(shuō)出葉綠體色素的種類(lèi)、顏色、含量、作用和吸收光譜；葉綠體適于進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)和功能難點(diǎn)提取、分離色素的實(shí)驗(yàn)方法教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課問(wèn)題導(dǎo)入：出示小麥圖片，并提出問(wèn)題：小麥灌漿期間需要天氣晴朗，光照充足，才能灌漿充足、粒重提高。如果這時(shí)期光照不足或連陰雨，會(huì)延緩籽粒灌漿進(jìn)程，減少干物質(zhì)積累從而降低粒重，造成減產(chǎn)。你知道這里面的原理嗎？思考、回答問(wèn)題通過(guò)生產(chǎn)實(shí)例，導(dǎo)入新課，引發(fā)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生興趣和探究欲講授新課問(wèn)題探討：你參觀(guān)或聽(tīng)說(shuō)過(guò)植物工廠(chǎng)嗎？植物工廠(chǎng)在人工精密控制光照、溫度、濕度、二氧化碳濃度和營(yíng)養(yǎng)液成分等條件下，生產(chǎn)蔬菜和其他植物。有的植物工廠(chǎng)完全依靠LED燈等人工光源，其中常見(jiàn)的是紅色、藍(lán)色和白色的光源。討論：1.靠人工光源生產(chǎn)蔬菜有什么好處？2.為什么要控制二氧化碳的濃度、營(yíng)養(yǎng)液成分和溫度等條件？得出：太陽(yáng)光能的輸入、捕獲和轉(zhuǎn)化，是生物圈得以維持運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。光合作用是唯一能夠捕獲和轉(zhuǎn)化光能的生物學(xué)途徑。光合作用是“地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)”植物捕獲光能要依靠特定的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)。知識(shí)點(diǎn)一：捕獲光能的色素活動(dòng)1：出示正常玉米植株和白化玉米植株的圖片，提出問(wèn)題：玉米有正常植株和白化植株。正常植株的葉片是綠色的，說(shuō)明其葉片中有綠色的色素；白化植株的葉片是白色的，說(shuō)明其葉片中不含綠色色素。正常植株可以進(jìn)行光合作用，并不斷生長(zhǎng)發(fā)育；而白化植株待種子中貯存的養(yǎng)分耗盡就會(huì)死去。這說(shuō)明葉片中的可能與光能的捕獲有關(guān)。活動(dòng)2：綠葉中色素的提取和分離。提問(wèn)：若想真實(shí)地看到色素，確定色素的種類(lèi)，我們就需要將色素從葉片中提取出來(lái)，并想辦法把不同的色素分開(kāi)。那么綠葉中色素提取和分離的實(shí)驗(yàn)原理是怎樣的？請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真閱讀課本98-99頁(yè)，做好勾畫(huà)與批注，回答以下問(wèn)題：1.綠葉中色素的提取和分離原理？2.實(shí)驗(yàn)材料中為什么要選新鮮的綠葉？3.該實(shí)驗(yàn)包括哪些步驟？每一步操作中都有哪些注意事項(xiàng)？通過(guò)大家的討論交流，我們已經(jīng)明確了實(shí)驗(yàn)的正確操作流程，接下來(lái)以小組為單位完成正確的實(shí)驗(yàn)操作。教師組織學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，并巡視指導(dǎo)。PPT呈現(xiàn)：色素在濾紙條上的分布圖教師引導(dǎo)學(xué)生思考：濾紙條上出現(xiàn)了幾條色素帶，顏色分別是怎樣的？其排列順序怎樣？寬窄如何？這說(shuō)明了什么？出示四種色素對(duì)光的吸收?qǐng)D譜，提出問(wèn)題：葉綠素a、b主要吸收。胡蘿卜素和葉黃素主要吸收。小結(jié)：色素色素顏色含量溶解度擴(kuò)散速度吸收光能胡蘿卜素葉黃素葉綠素ａ葉綠素ｂ知識(shí)點(diǎn)二：葉綠體適于進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)出示圖片葉綠體的電鏡照片和模式圖，請(qǐng)同學(xué)們回憶葉綠體的形狀和結(jié)構(gòu)。請(qǐng)同學(xué)們思考線(xiàn)粒體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)進(jìn)行光合作用的好處。出示恩格爾曼經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，并提出問(wèn)題：1.恩格爾曼第一個(gè)實(shí)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？總結(jié)：葉綠體的功能葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。它內(nèi)部的巨大膜表面上，分布了許多吸收光能的色素分子，還有許多進(jìn)行光合作用的酶。思考、討論回答問(wèn)題思考、討論回答問(wèn)題按要求閱讀課本，做好勾畫(huà)與批注，思考問(wèn)題，并在小組內(nèi)討論問(wèn)題學(xué)生根據(jù)預(yù)習(xí)匯報(bào)交流。學(xué)生按照正確操作順序?qū)嶒?yàn)，同時(shí)每個(gè)小組按照神秘任務(wù)卡的要求完成探究實(shí)驗(yàn)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析四種色素的分布觀(guān)察圖片，對(duì)比分析，回答問(wèn)題回憶相關(guān)內(nèi)容并回答問(wèn)題分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，思考問(wèn)題，小組交流討論，并回答問(wèn)題培養(yǎng)學(xué)生思考和分析問(wèn)題的能力引出光合作用培養(yǎng)學(xué)生閱讀提取信息的能力和思考和分析問(wèn)題的能力，小組合作能力學(xué)會(huì)提取、分離葉綠體中色素的方法；提高觀(guān)察、分析能力提高學(xué)生的識(shí)圖能力和分析能力復(fù)習(xí)葉綠體的結(jié)構(gòu)，培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察、分析問(wèn)題的能力讓學(xué)生體會(huì)恩格曼實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處。課堂練習(xí)1.關(guān)于葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的操作，正確的是（）A.使用定性濾紙過(guò)濾研磨液B.將干燥處理過(guò)的定性濾紙條用于層析C.在畫(huà)出一條濾液細(xì)線(xiàn)后緊接著重復(fù)畫(huà)線(xiàn)1～2次D.研磨葉片時(shí)，用體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶解色素2.如圖表示新鮮菠菜葉中四種色素的相對(duì)含量及在濾紙條上的分離情況，下列說(shuō)法不正確的是（）A.葉綠體中的四種色素分布在類(lèi)囊體薄膜上B.四種色均可溶于有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中C.四種色素在層析液中溶解度最大的是甲D.發(fā)黃菠菜葉中色素含量顯著減少的是甲和乙3.3、把新鮮葉綠素溶液放在光源與分光鏡之間，可以看到光譜中吸收最強(qiáng)的是（）A、紅光部分B、紅橙光與藍(lán)紫光部分C、綠光部分D、紫光部分4、恩格爾曼用極細(xì)的光束照射到載有水綿和好氧菌的載玻片①上，將裝片②暴露在光下，結(jié)果如圖所示。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，裝片都要先放在黑暗環(huán)境中一段時(shí)間B.該對(duì)照實(shí)驗(yàn)可以證明葉綠體使進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所C.裝片中的好氧氣菌的聚集位置說(shuō)明光合產(chǎn)物中有氧氣D.用透過(guò)三棱鏡的光束照射裝片②會(huì)得到與該圖示不同的結(jié)果1.下列標(biāo)號(hào)各代表：①②________③_________④⑤________2.在④上分布有光合作用所需的和，在⑤中也分布有光合作用所需的。限時(shí)獨(dú)立自主完成鞏固新知，提升能力課堂小結(jié)梳理知識(shí)、