光合作用是生物界乃至整個(gè)自然界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝，光合作用也真實(shí)地顯示出生命系統(tǒng)的自主性和高度有序性。以下是小編為大家整理關(guān)于高二生物光與光合作用的教學(xué)設(shè)計(jì)，歡迎大家參閱!

　　光與光合作用的三維目標(biāo)

　　1.知識(shí)與技能

　　(1)說(shuō)出綠葉中色素的種類和作用。

　　(2)說(shuō)出葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能。

　　(3)說(shuō)明光合作用以及對(duì)它的認(rèn)識(shí)過(guò)程。

　　(4)嘗試探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。

　　(5)說(shuō)出光合作用原理的應(yīng)用。

　　(6)簡(jiǎn)述化能合成作用。

　　2.過(guò)程與方法(1)自主與合作學(xué)習(xí)：利用各種媒體調(diào)查和收集資料，學(xué)會(huì)鑒別、選擇、運(yùn)用和分享 信息。

　　(2)訓(xùn)練表達(dá)能力：嘗試將你所獲得的信息表達(dá)出來(lái)。

　　(3)活動(dòng)與探究：通過(guò)探究“環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響”，初步學(xué)會(huì)科學(xué)研究的一般方法，發(fā)展科學(xué)探究能力。

　　3.情感態(tài)度與價(jià)值觀

　　(1)通過(guò)光合作用發(fā)現(xiàn)史的學(xué)習(xí)，使學(xué)生受到科學(xué)家們崇高的精神境界的熏陶，并養(yǎng)成質(zhì)疑、求實(shí)、創(chuàng)新及勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。

　　(2)通過(guò)了解光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用，使學(xué)生認(rèn)識(shí)生物科學(xué)的價(jià)值，從而樂(lè)于學(xué)習(xí)生物科學(xué)。

　　●教學(xué)重點(diǎn)

　　1.綠葉中色素的種類和作用。

　　2.光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史。

　　3.光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)過(guò)程及相互關(guān)系。

　　4.影響光合作用的環(huán)境因素。

　　●教學(xué)難點(diǎn)

　　1.光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過(guò)程。

　　2.探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素。

　　●教具準(zhǔn)備

　　多媒體課件、各種實(shí)驗(yàn)器材、學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)報(bào)告和相關(guān)照片等，教學(xué)掛圖。

　　●課時(shí)安排

　　3課時(shí)

　　第一課時(shí) 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

　　●教學(xué)過(guò)程

　　[課前準(zhǔn)備]

　　(1)制作多媒體課件;

　　(2)《綠葉中色素的提取與分離》實(shí)驗(yàn)所需的材料用具;

　　(3)收集菠菜、韭菜、黃瓜葉、空心菜、生菜、油菜、白玉蘭、番薯葉等新鮮綠葉;

　　(4)色素在濾紙條上分離的樣品;

　　(5)投影機(jī)、三棱鏡;

　　(6)新鮮菠菜葉片濾液和新鮮胡蘿卜濾液。

　　(7)學(xué)生2人為一組，在課前采集新鮮幼嫩綠葉20 g。

　　[情境創(chuàng)設(shè)]

　　教師：我們經(jīng)常聽(tīng)到這樣的一句話：萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)。為什么這么說(shuō)呢?請(qǐng)同學(xué)們觀察以下數(shù)據(jù)：據(jù)統(tǒng)計(jì)：①地球表面上的綠色植物每年大約制造了4 400億噸有機(jī)物;②地球表面上的綠色植物每年儲(chǔ)存的能量約為7.11×1018 kJ，這個(gè)數(shù)字大約相當(dāng)于240 000個(gè)三門(mén)峽水電站每年所發(fā)出的電力，相當(dāng)于人類在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活和食物營(yíng)養(yǎng)上所需能量的100倍。

　　教師：根據(jù)以上資料，我們可以得出什么結(jié)論?

　　學(xué)生：對(duì)絕大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)，活細(xì)胞所需能量的最終源頭來(lái)自太陽(yáng)的光能。

　　教師：那么太陽(yáng)的光能又是通過(guò)什么途徑進(jìn)入植物體內(nèi)的呢?

　　學(xué)生：光合作用。

　　教師：對(duì)。這就是我們今天開(kāi)始學(xué)習(xí)的新內(nèi)容：光與光合作用。

　　(顯示板書(shū)：第4節(jié) 能量之源——光與光合作用)

　　[師生互動(dòng)]

　　1.綠葉中色素的提取與分離

　　教師：本節(jié)內(nèi)容分兩個(gè)部分，今天我們先來(lái)學(xué)習(xí)第一部分：捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)。

　　(顯示板書(shū)：一 捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu))

　　教師：同學(xué)們已經(jīng)知道生物生命活動(dòng)所需要的能量歸根到底來(lái)自植物通過(guò)光合作用所吸收的光能，不知同學(xué)們有沒(méi)有思考過(guò)這樣的問(wèn)題：植物是靠細(xì)胞中的哪些物質(zhì)去捕獲光能的?

　　學(xué)生：不知道。

　　教師：那大家又是否想過(guò)為什么不同植物葉片的顏色會(huì)不同，以及相同植物的葉片在不同時(shí)期也會(huì)不同這些問(wèn)題呢?

　　學(xué)生：那是因?yàn)橹参锖猩亍?/p>

　　教師：對(duì)啦。正是因?yàn)橹参锖猩?，才讓我們看到一個(gè)五彩繽紛的世界，也正是植物含有色素，才能捕獲太陽(yáng)光能。我們先來(lái)學(xué)習(xí)“捕獲光能的色素”這一內(nèi)容。

　　(顯示板書(shū)：1.捕獲光能的色素)

　　教師：綠葉中的色素究竟有哪些不同種類?它們分別又是什么顏色的?以及各種色素在綠葉中的含量是否相同呢?帶著這些問(wèn)題我們一起來(lái)做《綠葉中色素的提取與分離》實(shí)驗(yàn)。

　　教師：研究葉綠體中的色素，我們首先要做的就是把色素從綠葉中提取出來(lái)，色素提取量的多少與實(shí)驗(yàn)的成敗有沒(méi)有關(guān)系?

　　學(xué)生：有。

　　教師：那我們應(yīng)選擇什么樣的葉片作為實(shí)驗(yàn)材料呢?

　　學(xué)生：應(yīng)選擇葉色較深，也就是濃綠色的新鮮葉片作為實(shí)驗(yàn)材料。

　　教師：很好?，F(xiàn)在每?jī)蓚€(gè)同學(xué)為一組，以你們課前在校園里所采集到的新鮮幼嫩綠葉或用我收集到的菠菜、韭菜、黃瓜葉、空心菜、生菜、油菜、白玉蘭、番薯葉等新鮮綠葉為實(shí)驗(yàn)材料。

　　學(xué)生選擇葉片。

　　教師：接下來(lái)我們要考慮的是如何才能把綠葉中的色素提取出來(lái)。不知同學(xué)們是否還記得，我們?cè)趯W(xué)習(xí)《生物學(xué)》(人教版，七年級(jí)上冊(cè))《綠葉在光下制造淀粉》實(shí)驗(yàn)時(shí)知道，可以用酒精溶解葉綠素，從而使葉片變成黃白色。為什么會(huì)這樣?

　　學(xué)生：說(shuō)明酒精可以溶解葉綠素。

　　教師：非常好。綠葉中的色素不僅能溶解于酒精，還可以溶解于丙酮、石油醚等有機(jī)溶劑。所以我們今天的實(shí)驗(yàn)有酒精、丙酮、石油醚三種有機(jī)溶劑供大家選擇，看看哪種實(shí)驗(yàn)效果最好。

　　教師：當(dāng)我們把綠葉中的色素溶解于丙酮等有機(jī)溶劑以后，又可以利用什么方法將它們分離開(kāi)來(lái)呢?其實(shí)，綠葉中的色素不只一種，而且它們?cè)趯游鲆褐械娜芙舛炔煌?，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴(kuò)散得快;反之則慢。這樣，幾分鐘之后，綠葉中的色素就會(huì)隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分離開(kāi)。

　　教師：下面我們按以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中思考相關(guān)問(wèn)題：

　　步驟 操作方法 學(xué)生思考

　　(1)提取綠葉中的色素 5 g綠葉 放入研缽中 快速研磨 研磨液

　?、偌尤隨iO2、CaCO3的作用是什么?

　?、谘心r(shí)為什么要迅速而充分?

　?、蹖V液收集到試管后，為什么要用棉塞將試管口塞嚴(yán)?

　　學(xué)生也可自主選擇等量的丙酮、石油醚

　　(2)制備濾

　　紙條 將干燥的定性濾紙剪成長(zhǎng)與寬小于試管長(zhǎng)與寬的濾紙條，將濾紙條的一端剪去兩角，放入試管下端，并在距這一端1 cm處用鉛筆畫(huà)一條細(xì)的橫線 若濾紙條的一端不剪去兩角，則實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何?可設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)探究

　　(3)畫(huà)濾液

　　細(xì)線 用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫(huà)出一條細(xì)線。待濾液干后，再重復(fù)一兩次 重復(fù)畫(huà)一兩次的目的是什么?

　　可用蓋玻片的垂直邊代替

　　(4)分離綠葉中的色素 將3 mL層析液倒入試管中，將濾紙條(有濾液細(xì)線的一端朝下)輕輕插入層析液中，隨后用棉塞塞緊試管口。注意：不能讓濾液細(xì)線觸及層析液 ①為什么不能讓濾液細(xì)線觸及層析液?如濾液細(xì)線沒(méi)入層析液中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何?可設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)探究。

　?、跒槭裁匆妹奕o試管口?

　　可用小燒杯代替試管，用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯

　　(5)觀察與 記錄 觀察試管內(nèi)濾紙條上出現(xiàn)了幾條色素帶，以及每條色素帶的顏色、排序和寬窄 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可得出什么結(jié)論?

　　(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示 將實(shí)驗(yàn)結(jié)果(濾紙條)貼在課本P98左下角空白處 在課本P98左下角空白處畫(huà)出如右圖的濾紙條，繪出你觀察到的色素帶，并在每條色素帶旁邊標(biāo)明顏色。注意每條色素帶的寬窄比例

　　教師在指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，可適當(dāng)?shù)靥崾緦W(xué)生如何合作學(xué)習(xí)，如一名同學(xué)提取綠葉中的色素，另一名同學(xué)則制備濾紙條;又如一名同學(xué)做濾紙條剪去兩個(gè)角的實(shí)驗(yàn)，另一名同學(xué)則做濾紙條不剪去兩個(gè)角的實(shí)驗(yàn)，然后比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不同。

　　教師：實(shí)驗(yàn)結(jié)束啦，現(xiàn)在讓我們一起來(lái)看看實(shí)驗(yàn)結(jié)果是怎么樣的。下面請(qǐng)每個(gè)小組將你們認(rèn)為最好的其中一條濾紙條交到我這里來(lái)。

　　教師將學(xué)生交上來(lái)的濾紙條與自己所做的樣品一起用實(shí)物投影儀顯示出來(lái)。

　　教師：剛才實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，提取色素所用的有機(jī)溶劑有酒精、丙酮、石油醚三種，但結(jié)果卻相同，這說(shuō)明什么問(wèn)題呢?

　　學(xué)生：說(shuō)明了綠葉中的色素能溶于酒精、丙酮、石油醚等有機(jī)溶劑。

　　教師：對(duì)啦。雖然我們每個(gè)組所用綠葉的品種是不同的，但現(xiàn)在我們所看到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻基本上是相似的，這又說(shuō)明了綠葉中的色素主要有幾種?

　　學(xué)生：4種。

　　教師：沒(méi)錯(cuò)。濾紙條上的色素由上至下，分別是什么顏色?

　　學(xué)生：依次是橙黃色、黃色、藍(lán)綠色和黃綠色。

　　教師：很好。橙黃色的是胡蘿卜素，黃色的是葉黃素，藍(lán)綠色的是葉綠素a，而黃綠色的是葉綠素b。其中胡蘿卜素和葉黃素合稱為類胡蘿卜素，葉綠素a與葉綠素b則合稱為葉綠素。

　　(顯示板書(shū)：見(jiàn)下)

　　(如果學(xué)生得不到正確的結(jié)果，則可組織學(xué)生分析討論實(shí)驗(yàn)失敗的可能原因)

　　教師：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們做了兩種濾紙條，一種是剪去兩個(gè)角的，一種則不剪去兩個(gè)角。色素在濾紙條上的擴(kuò)散有什么不同?

　　學(xué)生：剪去兩個(gè)角的濾紙條上的色素帶擴(kuò)散速度一致，色素在濾紙條上平行排列;而沒(méi)有剪去兩個(gè)角的濾紙條上的色素帶，邊緣擴(kuò)散得比較快，中間擴(kuò)散得慢，所以看起來(lái)色素帶是兩邊高中間低。

　　教師：因此我們?cè)谥苽錇V紙條時(shí)要將一端剪去兩個(gè)角的目的是什么啊?

　　學(xué)生：使色素在濾紙條上的擴(kuò)散速度一致。

　　教師：說(shuō)得好。

　　教師：剛才有沒(méi)有哪位同學(xué)把濾液細(xì)線浸入層析液中的?

　　學(xué)生：有。

　　教師：實(shí)驗(yàn)結(jié)果如何?

　　學(xué)生：得不到4種色素帶。

　　教師：為什么會(huì)這樣?

　　學(xué)生：是不是濾液細(xì)線上的色素溶解到層析液當(dāng)中啦?

　　教師：正是如此。所以本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵之一就是不能讓層析液沒(méi)及濾液細(xì)線。

　　2.色素對(duì)光的吸收

　　教師：既然綠葉中含有4種不同顏色的色素，那為什么我們所看到的葉子往往是綠色 的呢?

　　學(xué)生：可能是因?yàn)槿~綠素的含量較多的原因吧。

　　教師：葉綠素含量較多是其中一方面的原因。據(jù)分析，綠葉中葉綠素的含量約占3/4，而類胡蘿卜素約占1/4。

　　(補(bǔ)充顯示板書(shū)：葉綠素含量約占3/4，類胡蘿卜素含量約占1/4)

　　教師：另一個(gè)主要原因則是因?yàn)樯貙?duì)不同波長(zhǎng)的光的吸收是有差別的，由于葉綠素對(duì)綠光吸收最少，綠光被反射出來(lái)，所以葉片呈現(xiàn)綠色。那么，這4種色素主要吸收哪些波長(zhǎng)的光呢?我們來(lái)看看以下的實(shí)驗(yàn)：

　　演示實(shí)驗(yàn)A

　?、倮猛队皟x的光源和三棱鏡，可見(jiàn)到清晰的七色光譜可見(jiàn)光;

　?、趯⒁阎苽浜玫男迈r的菠菜色素濾液(濾液中的色素主要是葉綠素)倒入培養(yǎng)皿中(薄薄的一層)，將培養(yǎng)皿放在投影儀的光源和三棱鏡之間，讓學(xué)生觀察光譜區(qū)的變化。

　　教師：通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)，我們可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)葉綠素提取液放在光源與三棱鏡之間，光譜區(qū)出現(xiàn)什么樣變化?