5.4.1捕获光能的色素和结构 教学设计-2024-2025学年高一上学期生物人教版（2019）必修1

教学设计 课题 捕获光能的色素和结构 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 本节课选自人教版必修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” 第 1 课时的内容。 课标内容要求如下： 概念2 细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增殖 2.2 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 2.2.3 说明植物细胞的叶绿体从太阳中捕获光能，这些能量在二氧化碳和水转变为糖与氧气的过程中，转换并储存为糖分子中的化学能 本节课主要通过完成实验，让学生提取、分离出光合色素，明确色素的种类、作用、含量、吸收的光谱和存在的位置，认识捕获光能的色素和结构。完成提取和分离绿叶中的色素实验操作，如实记录实验结果，对实验结果和实验过程进行分析，能使学生体验科学探究的过程，培养归纳与概括能力。光合色素存在于植物细胞的叶绿体中，由结构和功能相适应的观点，自然过渡到下节课对叶绿体的功能探究，最后总结出叶绿体适于进行光合作用的结构基础。本节内容前承“细胞器之间的分工合作”从宏观上了解到了叶绿体的形态以及细胞的能量货币“ATP”相关内容，后启“光合作用的原理和应用”。通过本节课的学习，学生可以更好的理解光合作用的光反应阶段，对细胞的结构与功能相适应这一重要生物学观点有更深刻的体会。 学情分析 学生之前已经学过光合作用的有关知识，知道光合作用的场所、原料、产物和条件等，已经具备进一步学习的知识基础和一定的自主学习与合作探究能力。“绿叶中色素的提取与分离”实验的过程涉及到化学试剂的使用方法与实验操作的技巧，色素吸收色光与物理（光学）知识有关，所以学习这一部分知识可能存在一定的难度。 学习目标确定 1.通过小组实验，尝试提取和分离绿叶中的色素，总结实验原理、试剂的作用和操作的目的，培养归纳与概括的能力，体验科学探究的过程。（科学思维、科学探究） 2.通过对实验结果进行分析和评价， 能说出绿叶中色素的种类，培养分析和解决问题的能力。（科学思维、科学探究） 3.通过观察色素的吸收光谱，说明绿叶中色素对光的吸收差异，概括色素的功能，并结合所学知识分析实际问题。（生命观念、社会责任） 学习重难点 学习重点：绿叶中色素的种类和作用 学习难点：绿叶中色素的提取和分离的实验操作 任务实施过程 学习任务 教师活动 学生活动 教学意图 情境创设，引入课题 内蒙古拥有闻名世界的广袤草原和丰富的家畜品种资源，畜牧业得到了较快的发展。但是牧草的种植会受到天气、季节的影响，从而出现草料短缺的问题，影响牲畜的养殖。如何解决这个问题呢？ （ppt展示智慧牧草工厂的图片和宣传语）现在已经推广使用智慧牧草工厂，通过人工精密控制光照、温度、二氧化碳等条件来生产牧草，平均一年能收割15茬，解决了草料短缺问题。在自然界和牧草工厂里，牧草的生长都需要光，是什么物质可以捕获光能呢？ 观看图片，了解智慧牧草工厂，并思考相关问题。 从畜牧业的需求引出智慧牧草工厂，创设贴合实际生活的情境，吸引学生，引出学习内容。 提取和分离绿叶中的色素 叶片是高等植物进行光合作用的主要器官，这些植物的叶片多数是绿色，说明其中有绿色的色素。在玉米地里，有时可以看到叶片中不含绿色色素的白化苗，这样的植株待种子中储存的养分耗尽就会死去。可见，叶片中的色素可能与光能的捕获有关。提出问题：植物的叶片中含有哪些色素？草原上的牧草变枯黄与叶片中的色素有关吗？ 通过实验才能知道植物的叶片中含有哪些色素，ppt展示实验分析要素。提取和分离绿叶中色素的原理分别是什么？ 组织学生分组完成实验，描述实验结果，回答驱动任务1中的问题。教师再进行点评和总结。 每组按要求完成实验，展示和描述实验结果。 完成并讨论驱动任务1中的问题： （1）对色素提取时所用的试剂和作用进行连线。 （2）为什么要迅速、充分地进行研磨？ （3）收集好色素滤液后，试管口加盖棉塞的目的是什么？ （4）滤纸条剪去两角的目的是什么？ （5）画滤液细线的要求是细、直、齐，且要在干燥后重复画一两次，请分析这样做的原因是什么？ （6）层析时层析液为何不能没过滤液细线？ 通过实验培养学生的动手能力，让学生通过实践感知绿叶中是有多种色素的。 通过每组同学对每一步不同做法的探究，引导学生在探究过程中找出答案。小组展示和分析实验结果，培养归纳总结能力和语言表达能力。 分析绿叶中色素的提取和分离的实验结果 展示色素在滤纸条上的分离情况，归纳总结绿叶中光合色素的种类、颜色和含量，说明色素与后续学习内容的关联性。 组织学生完成驱动任务2，分析绿叶中色素的提取和分离的实验结果。 提问：为什么春夏牧草叶子翠绿?而深秋则叶片枯黄呢？ 完成并讨论驱动任务2中的问题： （1）从色素带的位置可知，各色素在层析液中溶解度由高到低的顺序是什么? （2）由色素带的宽度可知，各种色素含量由多到少的顺序是什么? （3）如果滤纸条上没有色素带，可能的原因是什么？①___________，且时间较长，色素全部溶解到层析液中；②误用蒸馏水作提取液和层析液等。 （4）如果滤纸条上色素带颜色偏浅，可能的原因是什么？①未加____，研磨不充分；②加入无水乙醇的量过____，导致色素溶液浓度____；③实验材料中色素含量_____；④画滤液细线的次数____，滤纸条上的色素含量___。 通过分析实验结果，能总结绿叶中色素的种类和颜色，能将实验结果和实验操作相结合，并用该知识解决真实情境中的问题，培养学生分析和解决问题的能力。 色素的吸收光谱 秋天牧草枯黄后会使牧草品质下降，不利于牲畜长膘和安全越冬。而智慧牧草工厂不受季节影响，可以保障鲜草的供应。牧草工厂常用的光源是红色、蓝色和白色，为什么不用发绿光的光源？ 讲解光谱的含义，给出叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱，提问：叶绿素和类胡萝卜素吸收的光有什么差异？再进行归纳总结，给出光合色素的作用。 根据吸收光谱，分析不同色素吸收光谱的差异。结合所学知识，解答牧草工厂里光源颜色的问题。 引导学生通过吸收光谱图分析得出叶绿素和类胡萝卜素吸收的光波长有差异，并解释真实情境中的问题，培养学生结合所学知识分析和解决实际问题的能力。 课堂总结 课堂总结，进行知识梳理。 梳理、回顾本节课的主要内容，引出下节课要学习的内容。 对本节课内容的形成知识结构图。 板书设计 捕获光能的色素和结构 一、绿叶中色素的提取和分离 1.实验原理 2.实验过程 3.实验结果及分析 二、捕获光能的色素 特色学习资源分析、技术手段应用说明 无 教学反思与改进 整个教学过程中设置不同的问题，层层递进，以问题驱动学生完成学习任务，让学生表达自己的观点。学生分组完成实验，每组同学对不同的操作进行探究，相互展示、评价和分析，在探究活动中自己找出问题答案，有效培养了学生归纳总结、分析问题和解决问题的能力。 有的学生还会提出别的问题想进行研究，例如无水乙醇的用量对提取效果的影响、色素分离装置的研究等，但课堂的时间有限，只能课下开展。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$