人教版 (2019)必修1《分子与细胞》捕获光能的色素和结构第1课时教学设计及反思

这是一份人教版 (2019)必修1《分子与细胞》捕获光能的色素和结构第1课时教学设计及反思，共3页。教案主要包含了捕获沟通的色素和结构等内容，欢迎下载使用。
一 捕获沟通的色素和结构
(一)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。
(二)教学重点和难点
1.教学重点
(1)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)叶绿体适于光合作用的结构特点。
2.教学难点
提取和分离叶绿体中的色素。
（三）教学过程
利用教材P97的“问题探讨”导入课题，从植物工厂入手，分析植物生长需要光、二氧化碳、营养液和适宜温度等条件，而在利用人工光源时，常见的是红色、蓝色和白色光。通过讨论题引导学生说明光可以为植物的生长提供能量。
在自然界，万物生长靠太阳。太阳光能的输入、捕获和转化，是生物圈得以维持运转的基础。光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。无论是在植物工厂里，还是在自然界，植物捕获光能要依靠特定的物质和结构。
一、捕获光能的色素
按照教材的实验方法步骤，指导学生完成“绿叶中色素的提取和分离实验”。
1.实验：绿叶中色素的提取和分离
(1)提取绿叶中的色素
①原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。
②步骤
取材：称取5 g新鲜绿叶
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研磨：剪碎叶片，放入研钵中，加少许二氧化硅和碳酸钙，再加入5～10 mL无水乙醇，
迅速、充分地进行研磨
↓
过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗进行过滤
↓
收集：用试管收集色素滤液，及时将试管口用棉塞塞严
(2)分离绿叶中的色素
①原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。
②步骤
制备滤纸条eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(剪滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成长与宽略, 小于试管长与直径的滤纸条，并在一端剪, 去两角, ↓,铅笔画线：在距滤纸条去角的一端1 cm处, 用铅笔画一条细的横线))
↓
画滤液细线eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(取滤液：用毛细吸管吸取少量滤液, ↓,画线：沿铅笔线均匀地画出一条细线也可, 将滤液倒入培养皿，再用盖玻片蘸取, 滤液，在横线处按压出均匀的细线, ↓,重复画线：待滤液干后，重复画细线, 1～2次))
↓
分离绿叶中的色素：将适量的层析液倒入试管中，将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插
入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口(不能让滤液细线触及层析液)，也
可用小烧杯代替试管，用培养皿盖住小烧杯
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观察并记录结果：滤纸条上出现4条色素带
实验结束后讨论问题串，引导学生分析实验:为何选用新鲜的绿叶，否则会导致什么结果?研磨时加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么?滤纸条剪去两角的目的是什么?铅笔画一条细线的目的滤液细线重复画两三次的目的是什么?层析时层析液为何不能没过滤液细线?滤纸条上得到几条色素带，其上下位置排序及颜色、宽窄如何?绿叶中的色素在层析液中溶解度大小排序如何?绿叶中的哪一种色素含量最多?如果滤纸条上没有色素带，可能的原因是什么?如果滤纸条上色素带颜色偏浅，可能的原因是什么?通过以上的问题分析，可引导学生将结果和实验操作相结合明其因果联系，发展分析问题的能力。
2.色素的种类与光的吸收
针对实验结果显示的四条色素带的不同宽窄和颜色，提出问题“为什么正常情况下植物的叶片是绿色的?”“秋天树叶变黄，叶片中的色素发生了什么変化?”，组织学生阅读教材，回答上述问题，明确一般情况下，绿叶中色素的种类、颜色和含量。在此基础上，进一步提出“四种色素到底有什么作用?”引导学生阅读色素的吸收光谱图文资料，分析植物工厂为什么不用绿光作为光源。
并归纳总结叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。
二、叶绿体的结构和功能
围绕“色素存在于细胞中什么部位”的问题，遵循宏观到微观的原则，引导学生从光学显结构到亚显微结构认识叶绿体，知道色素存在于叶绿体类囊体的薄膜上，结合恩格尔曼实验，了解叶绿体吸收光能进行光合作用放氧的证据，并能解释叶绿体适于光合作用的结构:色素、相关的酶、基粒及其面积很大的类囊体膜。
1.叶绿体的结构
(1)[1]外膜和[2]内膜使其内部结构与细胞质基质分开，保证了叶绿体相对独立地进行代谢活动。
(2)由[3]类囊体堆叠而成的[4]基粒，增大了膜面积。
(3)[3]类囊体的薄膜上分布着能够吸收、传递和转化光能的色素。
(4)[5]叶绿体基质中还含有少量的DNA和RNA。
(5)与光合作用有关的酶分布在类囊体的薄膜上和叶绿体基质中。
2.叶绿体的功能
(1)功能：叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。
(2)叶绿体功能的实验验证
①实验者：德国科学家恩格尔曼。
②实验过程及现象
b.用透过三棱镜的光照射水绵临时装片，发现大量的需氧细菌聚集在红光和蓝紫光区域。
③实验结论：直接证明叶绿体能吸收光能用于光合作用放氧。结合其他实验证据，科学家们得出叶绿体是光合作用的场所这一结论。