一捕获光能的色素和结构名师课堂实录

一　捕获光能的色素和结构… 高中生物       人教2003课标版

知识与技能

1、说出绿叶中色素的种类和作用。

2、尝试光合色素的提取。

3、通过绿叶中色素的提取和分离，初步训练学生的实验操作技能。

过程与方法

尝试将所获得的信息表达出来。

情感、态度与价值观

通过光合作用发现史的学习，养成之质疑、求实的科学精神和态度。

       学生在初中生物已经学过光合作用的基础知识，前面又知道了叶绿体的显微结构及功能、光合作用是合成ATP重要途径之一，已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构和光合作用原理的知识基础和兴趣。

       实验操作方面，已经能进行研磨、过滤操作，但纸层析法是首次进行，需教师仔细指导。由于缺乏对微观结构的直观经验，所以难于理解基粒（类囊体）的亚显微结构；本节课涉及物理（光学）、化学知识，对于理解色素吸收色光，掌握有关化学试剂的使用方法与技巧有一定的难度。

重点：绿叶中色素的种类和作用。

难点：分离和提取绿叶中的色素。

（一）、导入新课
         教师提供数据，使学生理解绝大多数生物的能量之源是太阳能，引出课题。然后提问：
1、绿色植物以什么方式固定光能？
2、植物靠什么物质去捕获光能的？（出示玉米正常苗和白化苗图片）
3、出示绿色和黄色的菠菜叶，绿叶中有哪些色素呢？是否只含叶绿素？
通过创设情境、层层设疑，迅速吸引学生的注意力，激发研究兴趣。
（二）、新课学习
实验：叶绿体中色素的提取和分离　　　　色素的种类
△提出问题、设计方案：
      通过预习，学生对实验的原理和方法步骤已经有了大致的了解，但是由于认知水平的限制，对原理的理解不够透彻。所以在学生实验前，教师可让学生先提出预习过程中的疑问，再针对问题作出解释，或者鼓励学生自己设计实验并通过实验来解决疑问，教师也可对实验原理和步骤进行简要说明。一般来说，学生会有这些问题：
１、菠菜是教材推荐的实验材料，那么能否用其他的实验材料？有没有更好的实验材料呢？
２、为什么要将滤纸条的一端剪去两个角？如果不剪去会怎么样呢？
３、为什么要重复画线？如果只画一次会怎么样呢？
４、为什么滤液细线不能触及层析液？如果接触了又会怎么样呢？
      本实验是一类提供方法步骤的探究性实验。学生可以按照教材中的方法步骤进行操作，也可以根据老师的引导启发，自己大胆的设计实验。因为前面已经有了实验设计的知识基础和探究的实践经验，所以教师只是提供建议，切不要限制学生思维的方向。但是为了保证学生在有限的时间里能完成一项探究，教师应规定每个小组只能选择一个研究的问题，而且对照组必须与书本提供的操作完全一致（以保证完成教材要探究的问题）。
        学生通过科学思维方式和科学研究方法的训练，势必会产生采用自己设计的实验方案来探究问题的迫切愿望。考虑到实验中的一些步骤如画滤液细线学生从来没有接触到过，为了使学生能准确、顺利地完成自主性实验操作，在学生实验前教师可进行演示实验或放映有关实验过程的录像。
△实验操作、合作探究：
学生合作实验，教师观察指导。因为考虑到时间，教师要求学生两个人为一组，统筹规划、分工合作，并认真观察记录实验结果，分析结果得出结论。教师边巡逻指导，边给予人文关怀，提醒：层析液中的丙酮有毒且易挥发，所以实验应在通风条件下进行，分离色素时必须用棉塞塞紧试管口，实验结束后必须用肥皂洗手，废料必须倒在废液缸里；实验后色素保存备用。
△表达和交流。
１、与其他小组交流探究的过程和结论，以及提出新的问题。
（１）滤纸条上出现了几条色素带，其排列顺序怎样？宽窄如何？这说 明了什么？
（２）通过实验组和对照组的分析，得出本小组探究问题的结论，如为什么要重复画线，滤液细线为什么不能触及层析液。
２、听取其他小组的质询，以及进行必要的答辩、反思和修改。
进一步探究。在实验过程中，学生往往会发现新的问题，如：
（１）绿叶中水分的存在会影响实验效果，有没有方法可以降低叶片中水的含量呢？
（２）用研磨的方法提取色素时，必须加入碳酸钙保护叶绿体中的色素，从而导致毛细吸管容易堵塞，那么有没有更好的提取色素的方法？
（３）滤液细线很难画直、画匀，那有没有有方法既可以达到这些要求，又可以提高色素的浓度呢？
（４）滤液细线很难画，能不能换一种方法，不用画直线也能使色素分离呢？
……
       教师鼓励学生根据自己所学的知识或者利用网络，设计实验解决新问题。这个过程其实是一个评价的过程：学生自我评价、学生相互评价、教师评价。通过评价，使知识得以巩固和提高，学生的思维和方法得到发展。
        通过这一步教学，学生不仅完成了色素种类的探究，还通过自己的努力实践，解决了课本中提出的“不能”、“注意”的原因，从中找到成就感，学习生物的积极性会大有提高。
       实验：色素的吸收光谱　　　色素的功能
       将色素溶液放在阳光和三棱镜之间，从连续光谱中可以看到不同波长的光被吸收的情况，并给出叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱，从而得出色素的功能：吸收光能，主要吸收红橙光和蓝紫光。通过实验给了学生一个感性认识，通过看图，提高了学生对图表的分析能力。然后给出问题：温室或大棚中指蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、薄膜或补充光源？通过联系生产实践，使学生认识到知识的价值，提高学习生物的兴趣。
过渡：这些捕捉光能的色素存在于细胞中什么部位呢？　　

     叶绿体的结构和功能。
课件展示：叶绿体的结构。要求学生联系细胞器的内容学习。
资料分析：恩格尔曼实验。得出叶绿体的功能，并讨论恩格尔曼实验的巧妙之处。
通过对叶绿体结构和功能的学习，形成结构与功能相适应的生物学观点。
（三）、总结
总结叶绿体的功能，具有这些功能的结构基础。那么，光合作用是如何进行的呢？在下一节课我们一起来学习光合作用探索的历史。这节课后大家可以先预习一下这一部分，着重分析科学家是如何设计实验，如何得出恰当的结论的。既是总结，也是布置预习作业，激发学生科学探究的意愿。

一　捕获光能的色素和结构

一　捕获光能的色素和结构

（一）、导入新课
         教师提供数据，使学生理解绝大多数生物的能量之源是太阳能，引出课题。然后提问：
1、绿色植物以什么方式固定光能？
2、植物靠什么物质去捕获光能的？（出示玉米正常苗和白化苗图片）
3、出示绿色和黄色的菠菜叶，绿叶中有哪些色素呢？是否只含叶绿素？
通过创设情境、层层设疑，迅速吸引学生的注意力，激发研究兴趣。
（二）、新课学习
实验：叶绿体中色素的提取和分离　　　　色素的种类
△提出问题、设计方案：
      通过预习，学生对实验的原理和方法步骤已经有了大致的了解，但是由于认知水平的限制，对原理的理解不够透彻。所以在学生实验前，教师可让学生先提出预习过程中的疑问，再针对问题作出解释，或者鼓励学生自己设计实验并通过实验来解决疑问，教师也可对实验原理和步骤进行简要说明。一般来说，学生会有这些问题：
１、菠菜是教材推荐的实验材料，那么能否用其他的实验材料？有没有更好的实验材料呢？
２、为什么要将滤纸条的一端剪去两个角？如果不剪去会怎么样呢？
３、为什么要重复画线？如果只画一次会怎么样呢？
４、为什么滤液细线不能触及层析液？如果接触了又会怎么样呢？
      本实验是一类提供方法步骤的探究性实验。学生可以按照教材中的方法步骤进行操作，也可以根据老师的引导启发，自己大胆的设计实验。因为前面已经有了实验设计的知识基础和探究的实践经验，所以教师只是提供建议，切不要限制学生思维的方向。但是为了保证学生在有限的时间里能完成一项探究，教师应规定每个小组只能选择一个研究的问题，而且对照组必须与书本提供的操作完全一致（以保证完成教材要探究的问题）。
        学生通过科学思维方式和科学研究方法的训练，势必会产生采用自己设计的实验方案来探究问题的迫切愿望。考虑到实验中的一些步骤如画滤液细线学生从来没有接触到过，为了使学生能准确、顺利地完成自主性实验操作，在学生实验前教师可进行演示实验或放映有关实验过程的录像。
△实验操作、合作探究：
学生合作实验，教师观察指导。因为考虑到时间，教师要求学生两个人为一组，统筹规划、分工合作，并认真观察记录实验结果，分析结果得出结论。教师边巡逻指导，边给予人文关怀，提醒：层析液中的丙酮有毒且易挥发，所以实验应在通风条件下进行，分离色素时必须用棉塞塞紧试管口，实验结束后必须用肥皂洗手，废料必须倒在废液缸里；实验后色素保存备用。
△表达和交流。
１、与其他小组交流探究的过程和结论，以及提出新的问题。
（１）滤纸条上出现了几条色素带，其排列顺序怎样？宽窄如何？这说 明了什么？
（２）通过实验组和对照组的分析，得出本小组探究问题的结论，如为什么要重复画线，滤液细线为什么不能触及层析液。
２、听取其他小组的质询，以及进行必要的答辩、反思和修改。
进一步探究。在实验过程中，学生往往会发现新的问题，如：
（１）绿叶中水分的存在会影响实验效果，有没有方法可以降低叶片中水的含量呢？
（２）用研磨的方法提取色素时，必须加入碳酸钙保护叶绿体中的色素，从而导致毛细吸管容易堵塞，那么有没有更好的提取色素的方法？
（３）滤液细线很难画直、画匀，那有没有有方法既可以达到这些要求，又可以提高色素的浓度呢？
（４）滤液细线很难画，能不能换一种方法，不用画直线也能使色素分离呢？
……
       教师鼓励学生根据自己所学的知识或者利用网络，设计实验解决新问题。这个过程其实是一个评价的过程：学生自我评价、学生相互评价、教师评价。通过评价，使知识得以巩固和提高，学生的思维和方法得到发展。
        通过这一步教学，学生不仅完成了色素种类的探究，还通过自己的努力实践，解决了课本中提出的“不能”、“注意”的原因，从中找到成就感，学习生物的积极性会大有提高。
       实验：色素的吸收光谱　　　色素的功能
       将色素溶液放在阳光和三棱镜之间，从连续光谱中可以看到不同波长的光被吸收的情况，并给出叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱，从而得出色素的功能：吸收光能，主要吸收红橙光和蓝紫光。通过实验给了学生一个感性认识，通过看图，提高了学生对图表的分析能力。然后给出问题：温室或大棚中指蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、薄膜或补充光源？通过联系生产实践，使学生认识到知识的价值，提高学习生物的兴趣。
过渡：这些捕捉光能的色素存在于细胞中什么部位呢？　　

     叶绿体的结构和功能。
课件展示：叶绿体的结构。要求学生联系细胞器的内容学习。
资料分析：恩格尔曼实验。得出叶绿体的功能，并讨论恩格尔曼实验的巧妙之处。
通过对叶绿体结构和功能的学习，形成结构与功能相适应的生物学观点。
（三）、总结
总结叶绿体的功能，具有这些功能的结构基础。那么，光合作用是如何进行的呢？在下一节课我们一起来学习光合作用探索的历史。这节课后大家可以先预习一下这一部分，着重分析科学家是如何设计实验，如何得出恰当的结论的。既是总结，也是布置预习作业，激发学生科学探究的意愿。