2024-2025年新教材高中生物 第5章 第4节 第1课时 捕获光能的色素和结构教学设计 新人教版必修1

2024-2025年新教材高中生物第5章第4节第1课时捕获光能的色素和结构教学设计新人教版必修1主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：2024-2025年新教材高中生物第5章第4节第1课时捕获光能的色素和结构教学设计新人教版必修1

2.教学年级和班级：高一年级（1）班

3.授课时间：2024年10月15日星期二第3节课

4.教学时数：1课时

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亲爱的小伙伴们，大家好！今天我们要开启一节关于光能捕获的奇妙之旅，让我们一起走进“2024-2025年新教材高中生物第5章第4节第1课时捕获光能的色素和结构”的世界。准备好了吗？让我们用知识的火花点燃探索的热情吧！🔥🍃核心素养目标1.科学思维：培养分析光能捕获过程中的科学逻辑，理解光合作用中色素和结构的功能。

2.科学探究：通过实验和观察，提高设计实验方案、收集和分析数据的能力。

3.科学态度与责任：激发对生物科学的好奇心和探索精神，树立对自然界的尊重和保护意识。

4.人与自然：理解生物与环境的关系，认识到光合作用在生态系统中的重要性。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入这节课之前，已经学习了光合作用的基本概念，包括光反应和暗反应的基本过程。他们对叶绿体的结构有一定了解，但具体到捕获光能的色素和结构的功能和作用机制，可能还处于初步理解阶段。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高一学生通常对生物学有着浓厚的兴趣，对自然界和生命现象的好奇心强。他们在学习上表现出较强的观察和动手能力，愿意通过实验来探究科学问题。学习风格上，他们既有独立思考的个体，也有偏好合作学习的群体，因此在教学中应兼顾个体差异。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

学生可能会在理解光能捕获的复杂过程时感到困难，尤其是对色素如叶绿素a和叶绿素b在光能转换中的作用。此外，学生对实验操作步骤的掌握可能不够熟练，导致实验结果不准确。因此，教学中需要通过清晰讲解、逐步指导和充分练习来帮助学生克服这些挑战。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与手段1.讲授法：结合板书和多媒体展示，清晰地讲解色素和结构在光能捕获中的作用机制，帮助学生建立知识框架。

2.讨论法：组织学生围绕光合作用中的关键问题进行小组讨论，鼓励他们提出问题和分享观点，提升批判性思维能力。

3.实验法：通过模拟实验，让学生亲自动手操作，观察现象，分析数据，加深对光能捕获过程的理解。

教学手段

1.多媒体课件：使用PPT展示光合作用的动画和图片，直观展示色素和结构的形态和功能。

2.互动软件：利用教学软件进行互动练习，巩固学生对光能捕获过程的理解。

3.实验器材：提供必要的实验器材和试剂，确保学生能够安全、准确地完成实验操作。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。例如，要求学生预习光合作用的基本原理和叶绿素的结构。

设计预习问题：围绕“捕获光能的色素和结构”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，引导学生自主思考。如：“叶绿素如何吸收光能？”、“类胡萝卜素在光合作用中扮演什么角色？”

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。例如，通过预习报告或在线测试来检查学生的预习情况。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解光合作用中色素和结构的基本知识。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。例如，学生可能会提出关于叶绿素分子如何吸收光能的问题。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。教师可以通过这些成果了解学生的预习情况。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示光合作用的图片或视频，引出“捕获光能的色素和结构”课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解叶绿素和类胡萝卜素的结构、功能以及它们在光能捕获中的作用，结合实例帮助学生理解。例如，通过展示叶绿素分子吸收光能的模型来讲解。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分析不同色素的吸收光谱，并讨论它们在光合作用中的作用。例如，学生可以讨论为什么叶绿素是绿色的。

解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，进行及时解答和指导。例如，学生可能会问为什么类胡萝卜素不是主要的吸收色素。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，体验光合作用中色素和结构的作用。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：布置与“捕获光能的色素和结构”相关的实验报告或分析题，巩固学习效果。

提供拓展资源：提供与光合作用相关的拓展资源，如在线课程、科学杂志文章等，供学生进一步学习。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导，例如指出学生分析中的错误并提供正确答案。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考，例如阅读关于光合作用进化的文章。

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。例如，学生可以反思自己在实验中的操作是否规范，分析结果是否准确。拓展与延伸六、拓展与延伸

1.拓展阅读材料

（1）叶绿素的光谱特性及其在光合作用中的作用

阅读材料：《现代生物技术进展》中的《叶绿素的光谱特性与光合作用研究》一文，了解叶绿素的光谱吸收特性及其在光合作用中的具体作用。

（2）类胡萝卜素的结构与功能

阅读材料：《生物化学》中的《类胡萝卜素的结构、功能及其在植物生长发育中的作用》一文，学习类胡萝卜素的结构、功能及其在植物生长发育中的作用。

（3）光合作用中的能量转换与传递

阅读材料：《生物化学》中的《光合作用中的能量转换与传递》一文，了解光合作用中能量转换与传递的过程和机制。

（4）光合作用的进化与生态学意义

阅读材料：《生态学》中的《光合作用的进化与生态学意义》一文，学习光合作用的进化历程及其在生态系统中的重要性。

2.课后自主学习和探究

（1）光合作用的模拟实验

鼓励学生利用家庭常见物品（如菠菜、牛奶、肥皂等）进行光合作用模拟实验，观察实验现象，分析实验结果，探讨光合作用的原理。

（2）光合作用的实际应用

引导学生关注光合作用在实际生活中的应用，如：光合作用在农业、能源、环保等方面的应用，提高学生的环保意识。

（3）光合作用与其他生物过程的联系

探讨光合作用与其他生物过程（如细胞呼吸、生物合成等）的联系，帮助学生建立生物学知识体系。

（4）光合作用的未来发展趋势

关注光合作用的未来发展趋势，如：人工光合作用、生物技术在光合作用研究中的应用等，激发学生的创新思维。

（5）光合作用中的伦理问题

引导学生思考光合作用研究中的伦理问题，如：基因编辑技术在光合作用研究中的应用是否合理，如何平衡人类利益与生物多样性保护等。典型例题讲解1.例题一：

题目：在光合作用中，叶绿素主要吸收哪些波长的光？

解答：叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，这两种波长的光在可见光谱中能量较高，有利于光合作用的进行。

2.例题二：

题目：类胡萝卜素在光合作用中有什么作用？

解答：类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，其作用是辅助叶绿素吸收光能，并保护叶绿素免受强光的损伤。

3.例题三：

题目：为什么植物在自然环境中呈现绿色？

解答：植物呈现绿色是因为叶绿素吸收了大部分的红光和蓝紫光，而反射了绿光。人眼对绿光最敏感，因此我们看到植物是绿色的。

4.例题四：

题目：为什么在光合作用中，类胡萝卜素比叶绿素吸收的光能少？

解答：类胡萝卜素虽然能吸收光能，但其量子效率低于叶绿素，即单位光能转换成化学能的效率较低。

5.例题五：

题目：在光合作用中，光反应和暗反应的能量转换过程是怎样的？

解答：光反应发生在叶绿体的类囊体膜上，光能被叶绿素吸收后，水分解生成氧气、质子和电子。电子通过电子传递链传递，质子通过ATP合酶生成ATP。暗反应发生在叶绿体的基质中，ATP和NADPH提供能量和还原力，将二氧化碳还原成有机物。

补充说明和举例：

例题一：为什么叶绿素能吸收蓝紫光和红光？

说明：叶绿素分子中含有特殊的共轭体系，这些共轭体系对蓝紫光和红光的吸收能力较强，因此叶绿素主要吸收这两种波长的光。

例题二：类胡萝卜素在光合作用中的保护作用如何体现？

说明：在强光照射下，叶绿素分子可能会受到损伤，类胡萝卜素通过吸收多余的光能，减少叶绿素的氧化损伤。

例题三：为什么不同植物呈现不同的颜色？

说明：不同植物中叶绿素和类胡萝卜素的含量和比例不同，导致反射光的颜色不同，从而呈现不同的颜色。

例题四：量子效率是什么意思？

说明：量子效率是指单位光能转换成化学能的效率，它反映了光能转换的效率。

例题五：光反应和暗反应的能量转换过程是如何相互关联的？

说明：光反应产生的ATP和NADPH是暗反应的能量和还原力来源，暗反应产生的有机物是光反应的产物，两者相互关联，共同完成光合作用的过程。板书设计①捕获光能的色素

-叶绿素a：主要吸收蓝紫光和红光，是光合作用的主要色素。

-叶绿素b：吸收蓝紫光，辅助叶绿素a吸收光能。

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