5.4光合作用与能量转化第1课时教案高一上学期生物人教版必修1

第1课时教学设计课题光合作用与能量转化课型新授课☑章/单元复习课□专题复习课□习题/试卷讲评课□学科实践活动课□其他□教学内容分析本节是人教版必修一第五章第四节第一课时，课标内容包括：“捕获光能的色素和结构”、“叶绿体的结构适于进行光合作用”。通过本节学习学会提取和分离色素的实验方法、了解色素的种类和功能、掌握叶绿体的结构和功能。是后面学习“光合作用原理和应用”的基础。建议本节用2课时完成，第1课时在教室内进行，进行理论性学习；第2课时在实验室进行，让学生动手操作提取、分离色素的实验。学习者分析学生在本教材第3章学习了叶绿体的显微结构及其功能，对叶绿素也不陌生。在实验操作方面，也具备了一定的实验方法和操作技能，这些为学习本节已打下基础。学生对纸层析法、实验中相关试剂的使用、色素吸收光谱等知识理解起来会有一定的难度，需要教师的细心指导。学习目标确定在普通高中生物学课程标准中，与本节有关的内容要求是:说明植物细胞的叶绿体从太阳光中获取能量。通过本节的实验探究与思考讨论，能够掌握色素的提取和分离方法，能知道各种色素吸收的可见光。学业要求是从物质和能量视角，探索光合作用，因此本节的教学目标确定如下：1.说出绿叶中色素的种类和作用。2.通过“绿叶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。3.说出叶绿体的结构和功能。4.类比恩格尔曼的水绵实验设计方案，尝试运用科学家的科学思维和科学方法解决生物学问题。学习重点难点重点：（1）叶绿体中色素的种类和作用。（2）叶绿体的结构和功能。难点：（1）对实验原理的理解。（2）对照实验的设计和色素的提取、分离。学习评价设计检查学生对叶绿体结构的相关知识的掌握，课堂讨论及成果的展示详情程度、课堂对实验原理的掌握程度。课堂同学的反应、习题的正确性等几方面进行。6.学习活动设计教师活动学生活动环节一：新知导入教师活动：教师展示白化苗图片，通过问题引发学生思考。提问：白化苗由于不能进行光合作用，待种子中储存的养分耗尽就会死亡。这一现象说明了什么？由此导入新课——细胞呼吸的原理与应用。学生活动1观察图片，思考白化苗为什么会死亡。活动意图说明：联系生活实际，引发学生困惑，激发学生的探究兴趣。环节二：绿叶中色素的提取和分离教师活动1展示图片，引导学生提出问题：1.提出问题（1）绿叶中含有几种色素？（2）各种色素在绿叶的含量相同吗？（3）如何提取和分离这些色素？2.作出假设：教师活动：根据筛选出的值得探究的问题，引导学生如何作出假设。3.实验方案教师引导学生根据实验原理，设计实验方案1.用无水乙醇提取叶绿体中的色素。2.用纸层析法对提取的色素进行分离。3.观察现象，得出结论。4.设计实验教师活动：引导学生思考：如何去设计实验？=4\*GB3④进行实验，记录结果教师活动：教师播放“绿叶中色素的提取和分离”视频，让学生观看视频，引领学生完成实验结果的记录。=5\*GB3⑤分析结果，得出结论教师活动：引领学生分析实验结果，得出结论。绿叶中含有4种色素。=6\*GB3⑥表达和交流：第2课时在实验室进行。教师活动：结合实验的整个过程，教师引领学生思考实验时需要考虑哪些细节？有哪些注意事项？可通过设置问题串的形式引导学生思考。问题1：实验的原理是什么？问题2：为什么要选取鲜嫩、色浓绿的绿叶？研磨时放入少量二氧化硅和碳酸钙的目的分别是什么?问题3：在滤纸条一端剪去两角的目的是什么?问题4：为什么要重复画滤液细线?如果只画一次会怎么样呢?问题5：层析时,为什么不能让滤液细线触及层析液?触及了会怎么样？问题6：为什么层析时试管口要用棉花塞紧？问题7：7.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?学生活动1：学生结合图片和阅读教材，提出有价值的问题学生做出假设学生根据实验原理，确定实验方案学生活动：学生阅读教材，并展开讨论，确定实验设计。1.提取绿叶中的色素。2.制备滤纸条。3.画滤液细线。4.分离绿叶中的色素。学生活动：观看实验操作视频，记录实验结果。学生活动：学生结合问题积极思考、讨论、交流并回答。问题1：提取色素的原理：绿叶中的色素能溶于有机溶剂无水乙醇中分离色素的原理：绿叶中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高在滤纸条上扩散得快。问题2：鲜嫩、色浓绿的绿叶含有的色素较多。研磨时放入少量二氧化硅目的是研磨充分，有利于色素的提取；加少许碳酸钙的目的是防止研磨过程中叶绿体中的色素受到破坏。问题3：剪去滤纸条两角，防止层析液在滤纸条边缘扩散过快使色素带扩散不整齐。问题4：重复画使滤液细线使滤纸条含有较多的色素。如果只画一次会得不到清晰的色素带。问题5：滤液细线不能触及层析液，防止色素溶于层析液中，导致色素带不清晰，影响实验结果。若接触了会得不到清晰的色素带。问题6：层析液易挥发且有一定毒性，层析时试管口要用棉花塞紧为了减少层析液挥发。问题7：滤纸条上出现了4条色素带，从上到下的顺序依次为胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。宽窄：叶绿素a>叶绿素b>叶黄素>胡萝卜素。由宽窄可以看出他们的含量不同，由位置可以得出他们在层析液中的溶解度不同，越靠上的溶解度越大。活动意图说明：通过阅读教材及视频观看，了解叶绿素的提取和分离过程，通过问题设置，培养学生思考、分析和语言表达能力，提升学生探究思维能力。环节三：叶绿素的种类和功能教师活动1师生根据实验结果，共同总结叶绿素的种类及各种色素的特征。教师出示吸收光谱图，根据光谱图引导学生总结各种色素主要吸收的可见光类型。教师出示迁移应用问题，引导学生思考（1）有的温室大棚内悬挂红色或蓝色的灯管有什么好处？（2）为什么是用红色或蓝色的呢？用绿色的可以吗？师生共同总结叶绿素的功能学生活动1学生结合光谱图，总结各种色素主要吸收的可见光。叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光；胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。学生活动：根据前面的吸收光谱，讨论迁移应用问题。（1）用这种方法可以提高光合作用强度，增加农作物产量。因为光合色素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光。不同颜色的光照对植物的光合作用会有影响。（2）因为光合色素吸收最多的是光谱中的蓝紫光和红光，对绿光吸收最少，所以不使用绿色的塑料薄膜或补充绿色光源。活动意图说明：引导学生思考讨论、交流，使学生的语言表达能力得到进一步的提高，培养学生知识运用能力。环节四叶绿体的结构与功能教师活动教师活动：展示叶绿体电镜图片，引导学生观察并完成如下问题：（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）叶绿体是如何增大受光面积的呢？2.出示恩格尔曼实验材料：资料1：资料2：在类囊体膜上和叶绿体的基质中，含有多种进行光合作用必需的酶。引导学生讨论如下问题：（1）恩格尔曼第一个试验的结论是什么？（2）恩格尔曼在选材、实验设计上有什么巧妙之处？（3）在恩格尔曼的第二个实验中，大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域，为什么？（4）综合上述资料，你认为叶绿体具有什么功能？教师活动：归纳总结叶绿体的功能。学生活动：学生结合以前所学知识，思考并发言学生活动：思考问题，小组讨论，代表发言。（1）叶绿体是植物进行光合作用的场所；光合作用需要在光下进行；光合作用中释放氧气。（2）①用水绵作实验材料。②将临时装片置于黑暗且没有空气的环境中。③用极细的光束照射。④进行黑暗（局部光照）与曝光的对照试验。（3）叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，所以在有红光和蓝紫光的部位，光合作用旺盛，产生的氧气多，所以需氧细菌就大量聚集。（4）叶绿体是进行光合作用的场所。设计意图说明：培养学生的大胆展示自我的精神，培养学生的语言表达能力和分析问题的能力。7.板书设计一、叶绿素的提取和分离1.实验原理：（1）色素的提取：用无水乙醇（2）色素的分离:用层析液2.实验步骤：提取色素制备滤纸条画滤液细线分离色素观察记录二、叶绿素和叶绿体1.叶绿素的种类叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）、叶黄素（黄色）、胡萝卜素（橙黄色）2.叶绿体的功能：进行光合作用的场所作业与拓展学习设计1.下列有关“叶绿体中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是（）A.提取叶绿体中的色素时，加入二氧化硅可防止色素被破坏B.将研磨液迅速倒入放有滤纸的漏斗中进行过滤，将滤液收集到试管中C.画滤液细线时，应连续迅速地重复画2～3次D.四种色素中，扩散速度最快的是胡萝卜素2.某兴趣小组选择了新鲜菠菜的“绿叶”“嫩黄叶”，做绿叶中色素的提取和分离实验。色素层析结果如图，下面叙述正确的是（）B.如果以“绿叶”为实验材料，实验中没加碳酸钙也可能出现和“嫩黄叶”相似的结果C.如果将两组实验提取的色素放置在阳光和三棱镜之间，则吸收光谱最明显的差异出现在蓝紫光区域D.甲为“嫩黄叶”，乙为新鲜菠菜的“绿叶”3.下图表示叶绿体中色素的吸收光谱（颜色深、浅分别表示吸收量多、少），甲、乙两图分别是（）A.胡萝卜素、叶绿素的吸收光谱B.叶绿素、胡萝卜素的吸收光谱C.叶黄素、叶绿素的吸收光谱D.叶黄素、胡萝卜素的吸收光谱4.某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射，光吸收测定和色素层析条带分析（从上至下）与正常叶片相比，实验结果是（）A.光吸收差异显著，色素带缺第2条B.光吸收差异不显著，色素带缺第2条C.光吸收差异显著，色素带缺第3条D.光吸收差异不显著，色素带缺第3条5.叶绿体是绿色植物进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述正确的是（）D.光合作用的