5.4 光合作用与能量转化（教学设计）-【上好课】高一生物同步高效课堂（人教版2019必修1）

第5章 细胞的能量供应和利用 第4节 光合作用与能量转化 年级 高一年级 授课时间 3课时 课题 第4节 光合作用与能量转化 教材分析 细胞的生命活动是需要能量来驱动的。太阳能是几乎所有生命系统中能量的最终源头。外界能量进入细胞，并为细胞所利用，都要经过复杂的化学反应。细胞是如何通过化学反应来获取和利用能量的呢?通过本节教学，学生更深入地理解生命的本质。本节教材分两小节，按照先结构后过程的思路展开。第一小节引导学生认识捕获光能的色素和结构，主要是解决绿色植物利用什么物质和结构来吸收光能的问题。教材以问题串贯穿正文的方式来加以表述。第二小节再引导学生认识光合作用的原理，详细了解光合作用是如何进行的，并探讨光合作用原理在实践上的应用。本节内容需要3课时完成。第1课时完成“捕获光能的色素”和“绿叶中色素提取和分离”实验，第2课时完成“叶绿体适于进行光合作用的结构”和“光合作用原理”，第3课时完成“光合作用原理的应用”。 光合作用是地球上最重要的化学反应。光合作用的概念及其应用一直是中学生物学课程中的重要内容。本节是本模块的重点内容之一。通过本节教学有助于学生科学自然观的形成;有助于从生命观念、科学思维、科学探究、社会责任4个方面培养学生生物学科核心素养。 教学目标 1.尝试提取和分离绿叶中的色素，简述绿叶中色素的种类及其功能。 2.运用结构与功能相适应的观念，解释叶绿体适于进行光合作用的结构特点。 3.通过对光合作用光反应阶段和暗反应阶段相关实验研究的思考和讨论，说明光合作用过程，并从物质与能量观视角，阐明光合作用原理，认同人类对光合作用的认识过程是逐步的、不断发展的。 4.设计并实施实验，探究环境因索对光合作用强度的影响。 5.关注光合作用原理的应用。 教学重、难点 1.教学重点 (1 )叶绿体适于光合作用的结构特点。 (2)光合作用的原理。 2.教学难点 (1)光合作用过程中物质和能量的变化及相互关系。 (2)探究影响光合作用强度的环境因索。 教学过程 第1课时 教学内容 教师活动 学生活动 引入新课 【创设情境】 展示诗歌及图片，提出问题导入光合作用有关色素的学习。 《苏幕遮·怀旧》 宋代范仲淹 碧云天,黄叶地，秋色连波,波上寒烟翠。 山映斜阳天接水，芳草无情,更在斜阳外。 绿叶中的色素有哪些?这些色素有什么作用呢? 欣赏诗歌与图片，思考绿叶中有哪些色素。 一、捕获光能的色素 展示正常苗与白化苗，引出色素的重要性。 正常幼苗进行光合作用，制造有机养料。 白化苗无法进行光合作用，待种子中贮存的养分耗尽就会死亡。 推论:光能的捕获与叶片颜色有关。 分析,提出假设:光能的捕获需要绿叶所含的色素。 【探究实践】 进行绿叶中色素的提取与分离 ▲提取绿叶中的色素 提取原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中 指导学生阅读教材，连线实验用品及作用： 引导学生阅读教材，分析实验步骤，注意重点： 播放《绿叶中色素的提取》视频,并指导学生进行色素的提取。 【布置任务】 任务一：引导学生分析实验过程及结果。 (一)色素的提取 指导学生阅读教材P98的“探究·实践”，回答相关问题： 1.已知色素存在于叶片的叶绿体中，提取色素时要破碎细胞及叶绿体，使色素充分释放。在酸性条件下，叶绿素分子卟啉环中的镁离子可以被氢离子取代，导致叶绿素被破坏，试分析色素提取时加入碳酸钙的作用是什么？ 色素提取时，研磨叶片会导致液泡中的有机酸释放，破坏叶绿素，碳酸钙可以中和酸性物质，保护叶绿素。 2.研磨时应注意什么?原因是什么? 研磨时要迅速、充分。这样可以保证色素释放得更加充分且挥发量少。 3.过滤时漏斗基部的尼龙布能否用滤纸替代?原因是什么? 不能用滤纸替代。因为滤纸的吸附性强，会导致滤液中色素的浓度过低。 4.某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，请结合实验步骤分析可能的原因有哪些? (1)未加入二氧化硅或研磨不充分，色素未能充分提取出来; (2)称取绿叶过少或加入的无忆醇过多，色素溶液浓度小;(3)未加入碳酸钙或加入过少，部分色素分子被破坏。 ▲分离绿叶中的色素 分离色素的方法:“纸层析法”，利用待分离物质中不同组分的某些理化性质的差异而建立起来的一种分离技术。 分离色素的原理：不同色素在层析液中的溶解度不同。 溶解度高的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解度低的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。 展示实验步骤关键点及注意事项： 播放《绿叶中色素的分离》视频并进行实验。 学生思考讨论以下问题： 1.制备滤纸条时为什么要减去两角? 减少边缘效应，使滤液同时到达滤液细线，防止层析液在滤纸条的边缘处扩散过快。 2.滤液细线的划线原则是什么?待滤液干后,再重画一到两次的目的是什么? 画滤