5.4捕获光能的色素和结构教学设计-2023-2024学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

第4节 光合作用与能量转化 ——捕获光能的色素和结构 一、教材分析及设计思路 “捕获光能的色素和结构”是人教版高中生物学教材必修 1《分子与细胞》第 5 章第 4 节的内容。依据《普通高中生物学课程标准》(以下简称《课程标准》) 的内容要求,与本节课有关的次位概念是“说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获 能量” ，重要概念是“细胞的功能绝大多数基于化学反应， 这些反应发生在细胞的 特定区域”，大概念是“细胞的生存需要能量和营养物质”。新课程实施的最大特点 是“ 内容聚焦大概念” ，大概念的形成离不开重要概念和次位概念的支撑或者大量 事实证据的支撑。实验探究活动是形成概念的重要途径之一，其为概念的形成提 供直接证据。开展以科学探究为支撑的课堂主动学习是帮助学生理解相关生物学 概念的重要途径， 同时还能激发学生学习的积极性和求知欲。做好探究实验与生 物学概念的对接,这样才能真正落实课程要求和教学目标。 本节课在设计时遵循从宏观到微观的认知规律， 从器官水平观察植物叶片， 到比较植物不同细胞， 引发探究叶绿体的功能， 再从细胞器水平出发研究色素的 种类和功能， 最后归纳总结叶绿体适于进行光合作用的结构， 培养学生的结构与 功能观、物质与能量观以及科学探究的能力。具体思路如下： 二、学情分析 高一学生对生活的常见现象有一定认识， 学生有很强的求知欲， 一定的科学 探究能力， 小组合作能力和语言表达能力。但是大多数学生对生活中的现象仍停 留在感性认识， 并不能从科学的角度去解释生产生活中的现象。高一学生的结构 功能观物质能量观还不够深入。 三、教学目标 （1）通过从宏观到微观得探究捕获光能的器官、细胞结构和物质基础，建立结 构与功能观。（生命观念） （2）通过设计和开展试验， 培养学生合作探究、正确表达以及自我评价的能力。 能够分析实验结果及其出现异常现象的原因。（科学思维，科学探究） （3）基于本地特色潘集酥瓜在实际生产中遇到的问题，培养学生利用生物学知 识解决生活生产遇到的问题，激发学习兴趣。（社会责任） 四、教学重点难点 色素提取与分离的实验 五、教学准备 1. 课桌对向摆放，形成便于小组活动的环境 2. 制作课件 3. 菠菜以及相关实验材料 六、教学过程 教学 流程 教师活动 学生活动 设计意图 创设 情境 导入 新课 【导入】同学们的桌面上都有菠菜 叶，你能将分离出菠菜叶一部分表皮 吗？ 【提问】表皮细胞为什么是透明的？ 教师评价学生回答， 展示表皮细胞和 叶肉细胞在显微镜下的照片。得出色 素分布在叶绿体中。 学生思考回答：没 有叶绿体， 或者回 答没有叶绿素 引导学生观察 生活中常见的 植物， 激发学生 探究的热情。 任务 一： 探究 叶绿 体的 功能 和结 构 【提问】 基于两种细胞在结构上的区别， 推测 它们在功能上的差异，并解释原因。 【过渡】根据同学们的回答， 大家已 经认识到叶绿体与光合作用息息相 关，假如是你， 你怎样探究叶绿体的 功能呢？ 科学家们是怎么探究叶绿体功 能的呢？教师展示恩格尔曼实验， 分 别展示载有水绵和好氧细菌临时装 片的三种状态： 1. 无空气，黑暗状态 学生小组讨论后 回答： 表皮细胞不能进 行光合作用， 因为 没有叶绿体。 学生小组讨论后 回答： 1. 光束照射的范 围。 2. 氧气是叶绿体 释放出来的， 叶绿 引导学生利用 结构功能观去 了解生物。 通过学生自己 设计实验， 并与 科学家实验对 2. 无空气，有极细光束照射 3. 无空气，暴露在光下 【提问】 1. 该实验的变量是什么？ 2. 该实验的结论是什么？ 3. 该实验在实验设计和选材上有什 么巧妙之处？ 【过渡】叶绿体为什么可以成为光合 作用的场所呢？要弄清这个问题就 要搞清叶绿体的结构。 【展示】叶绿体的电镜照片、模式图 和材料。 【提问】从以上材料中， 你能找到哪 些特点适于进行光合作用？ 【总结过渡】从同学们的回答中可以 看到叶绿体有适于进行光合作用的 结构， 像表皮细胞不具有叶绿体， 是 不能利用阳光进行光合作用的， 由此 可见叶绿体中的色素可能与光能的 捕获有关。叶绿体中究竟有哪些色素 呢? 体是光合作用的 场所。 3. 叶绿体螺旋带 状便于观察， 好氧 细菌可以确定氧 气释放较多的部 位；没有空气和黑 暗可以分别排除 空气中氧气和光 照的干扰。 学生小组讨论后 回答： 类囊体膜面积很 大，可以承载很多 色素和酶， 叶绿体 基质中有很多的 酶。 比，训练学生的 科学思维， 培养 学生的科学探 究能力， 并真切 体会恩格尔曼 实验的精妙。 培养学生的结 构功能观 任务 二： 绿叶 中色 素的 提取 与分 离 【提问】叶绿体中究竟有哪些色素 呢？ 【提问】基于同学们的方案