5.4 捕获光能的色素和结构（教学设计）-2023-2024学年高一生物人教版必修1.docx

5.4捕获光能的色素和结构（教学设计）-2023-2024学年高一生物人教版必修1

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教材分析

“5.4捕获光能的色素和结构（教学设计）-2023-2024学年高一生物人教版必修1”

本节课选自人教版高中生物必修1《分子与细胞》第五章第四节，主要介绍叶绿体中色素的种类、功能以及叶绿体的结构。本节内容与光合作用过程密切相关，旨在让学生了解叶绿体在捕获光能过程中的重要作用，为后续学习光合作用原理打下基础。教材内容安排合理，理论与实践相结合，有助于学生掌握相关知识，培养科学思维和实验探究能力。

核心素养目标

培养学生对生命系统基本结构和功能的认识，提升科学探究和实验操作能力，通过分析叶绿体中色素的捕获光能过程，发展学生的科学思维和问题解决能力，同时激发对生物科学研究的兴趣和责任感。

学习者分析

1.学生已经掌握了光合作用的基本概念，了解了植物细胞的基本结构，对叶绿体的存在有初步的认识。

2.学生对自然界中的植物生长和光合作用现象充满好奇，具备一定的观察和实验操作能力，喜欢通过实验探究来学习新知识。他们的学习风格多样，有的喜欢直观教学，有的偏好抽象思维。

3.学生可能在理解叶绿体中色素种类与功能的关系上遇到困难，对叶绿体结构的复杂性感到困惑，同时，实验操作过程中可能对实验步骤和实验结果的解释存在挑战。

学具准备

Xxx

课型

新授课

教法学法

讲授法

课时

第一课时

步骤

师生互动设计

二次备课

教学资源准备

1.教材：每位学生配备人教版高中生物必修1《分子与细胞》教材。

2.辅助材料：准备叶绿体结构图、色素吸收光谱图、光合作用过程动画视频。

3.实验器材：每组学生准备一套叶绿体色素提取和分离实验器材，包括研钵、滤纸、层析液等。

4.教室布置：设置实验操作台，划分实验小组区域，确保实验安全有序进行。

教学流程

1.导入新课（用时5分钟）

以提问方式引导学生回顾光合作用的基本概念，询问学生：“什么是光合作用？光合作用发生在哪个细胞器中？”随后展示一张叶绿体的图片，引出本节课的主题：“今天我们将学习叶绿体中捕获光能的色素和结构。”

2.新课讲授（用时15分钟）

-讲解叶绿体中色素的种类和功能：介绍叶绿素、类胡萝卜素和叶黄素等色素，解释它们在光合作用中的作用，如吸收光能、保护叶绿体等。

-展示叶绿体的结构图，详细讲解叶绿体的双层膜结构、基质和基粒等部分，强调这些结构与光合作用的关系。

-分析色素吸收光谱，让学生了解不同色素对光的吸收特性，举例说明不同颜色的叶片在光合作用中的优势。

3.实践活动（用时15分钟）

-实验一：叶绿体色素提取实验。引导学生按照实验步骤进行操作，观察不同色素在滤纸条上的分离情况。

-实验二：叶绿体色素分离实验。让学生通过层析法观察不同色素的移动距离，了解它们在层析液中的溶解度差异。

-实验三：叶绿体结构观察实验。使用显微镜观察叶片切片，让学生识别叶绿体的结构，并与理论讲解相结合。

4.学生小组讨论（用时5分钟）

-方面一：讨论叶绿体中不同色素的功能及其对光合作用的影响。

举例回答：叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素和叶黄素则主要吸收蓝绿光，它们共同作用使植物能吸收更广泛的光谱，提高光合作用的效率。

-方面二：分析叶绿体结构与光合作用的关系。

举例回答：叶绿体的基粒堆叠增加了叶绿素分子的数量，有利于光能的吸收和转化。

-方面三：探讨实验中观察到的现象与理论知识的联系。

举例回答：实验中观察到不同色素在滤纸条上的分离，说明它们在层析液中的溶解度不同，这与它们在叶绿体中的作用有关。

5.总结回顾（用时5分钟）

回顾本节课的主要内容，强调叶绿体中色素的种类、功能以及叶绿体的结构与光合作用的关系。通过提问方式检查学生对重点内容的掌握，如：“叶绿体中的主要色素有哪些？”“它们各自的功能是什么？”“叶绿体的结构如何有利于光合作用的进行？”通过总结，帮助学生巩固所学知识，提高对光合作用的理解。

教学资源拓展

1.拓展资源

-拓展阅读：介绍光合作用的历史背景，包括光合作用的发现过程、科学家们的研究历程以及光合作用在现代生物学中的重要性。

-相关实验：提供光合作用实验的拓展，如测定叶片光合速率的实验、光合作用产物的定量分析等。

-科技进展：介绍光合作用研究在新能源开发、环境保护等领域的必威体育精装版科技进展，如人工光合作用、光合作用效率的遗传改良等。

-色素研究：详细介绍叶绿素、类胡萝卜素等色素的化学结构、合成途径以及它们在植物生理中的作用。

-结构研究：深入探讨叶绿体的结构特点，包括叶绿体的起源、演化以及其在不同植物中的形态差异。

-光合作用机制：分析光合作用的光反应和暗反应机制，包括光能的转换、ATP和NADPH的生成、二氧化碳的