高一生物实验课教学模式探究

1、第 PAGE 8 页 共 NUMPAGES 8 页高中生物实验课教学模式探究捕获光能的色素和结构【教学设计】设计思想实验课是高中生物的重要课型。高中生物实验包括科学家的经典实验分析、教师演示实验和学生分组实验。其中学生分组实验有分为探究性实验和验证性实验，探究性实验的教学模式一般可以采用以下流程进行：学生预习教材提出问题作出假设设计实验合作实验分析结果、得出结论表达和交流进一步探究。二、教材分析 “捕获光能的色素和结构”是第5章第4节“光合作用的过程”内容的铺垫，在本模块中起着承上启下的作用，是高中生物教学大纲明确指出的重点内容。本节以知识讲述和实验相结合的布局，从实验操作中激发学生对知识细节

2、的学习，注重知识体系的呈现和核心要点的建构，而且该实验又是学生在高中阶段的重要实验，教师在教学过程中要教会学生将抽象知识与具体实验操作相联系，快速理解植物光合作用的物质和结构基础。三、学情分析学生在初中生物已经学过光合作用的基础知识，前面又学习了叶绿体的显微结构及功能，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。在实验操作方面，学生已经能进行研磨和过滤等操作，但纸层析法是首次接触，需要教师指导或者借助录像给予直观的认识。通过本册前面内容的学习，学生已经有了探究的基础和实践，初步具备了探究的一般能力。但本节课涉及到许多理化知识，如各种化学试剂的使用方法和技巧，光的色散现象

3、和色素的吸收光谱，学生理解起来可能会有一定困难，需要教师进行解释。四、教学目标、知识目标：（）说出叶绿体中色素的种类和作用；（2）说出叶绿体的结构和功能、能力目标：（）通过“叶绿体中色素的提取和分离”实验，学会提取、分离叶绿体中色素的方法；（）通过质疑、创新设计，初步掌握对照实验的方法，提高观察、分析、判断等思维能力；（）通过小组间的交流和质询，提高学生的语言表达能力及思维的严密性，能够听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及做必要的反思和修改。、情感、态度和价值观目标：（）通过对“叶绿体中色素的提取和分离”实验的操作，培养学生质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度；（）

4、借助实验的自我评价，形成生命科学的价值观，能正确认识、评价自我。五、重点难点：重点：叶绿体中色素的种类和作用难点：对实验原理的理解；对照实验的设计和色素的提取。六、课前准备、学生的学习准备：复习有关实验设计和探究方法的知识；预习实验“叶绿体中色素的提取和分离”，初步把握实验的原理和方法步骤。、教师的教学准备：课件制作，就实验的原理和方法尽可能多地提出质疑并找到答案。、教学环境的设计和布置：两人一组，实验室内教学。课前打开实验室门窗通风。实验的材料用具除了书本列举的之外，再补充黄色的菠菜叶（学生也可以自带其他绿叶）；为了节省时间，课前准备好干燥的滤纸条，研磨和过滤设备、配制好层析液。课后的探究可

5、根据学生要求和实验室实际情况，尽可能满足学生对材料用具的要求。【导学案】 捕获光能的色素和结构 【学习目标】1、初步学会提取和分离色素的方法，理解绿叶中色素的提取和分离的原理，学会分析实验结果2、说出叶绿体中的色素的种类和含量3、说出叶绿体的结构和功能，理解光合作用的物质和结构基础【课前预习】一、绿叶中色素的提取和分离实验1实验原理：绿叶中的色素不止一种，不溶于水，但可以溶于 ，所以可以用 来溶解提取色素。它们在层析液中 不同，溶解度大的随层析液在滤纸上的扩散 ，反之则慢。这种分离色素的方法叫 法。2、方法步骤(1)提取色素称取绿叶剪碎 ，得到滤液。研磨时要在研钵中放入少许 和 。其中 有助于

6、研磨充分， 可防止研磨中叶绿素被破坏，无水乙醇的作用是 。(2)制备滤纸条 如何制备 。(3)画滤液细线 画线的要求是 。(4)分离色素 将滤纸条有滤液细线的一端朝 ，轻轻插入层析夜中。注意不能 。5观察和记录：二、绿叶中的色素包括类胡萝卜素和叶绿素。其中类胡萝卜素包括 （ 色） 和 （ 色）；叶绿素包括 （ 色）和 （ 色） 。三、叶绿体的结构叶绿体具有 膜，内部有许多基粒，它们之间充满了 ，每个基粒由一个个圆饼状的 堆叠而成，进行光合作用的色素分布在 。进行光合作用的酶分布在 和 。【学生质疑】同学们，通过你的自主学习，你还有哪些问题呢？【课堂教学】引导质疑二、探究展示探究一：实验-绿叶中

7、色素的提取和分离（一）观察现象、提出问题：树叶为什么是绿色？绿叶中含有哪些色素？含量如何？（二）作出假设：(三)设计实验：色素在叶片的什么部位？色素要释放出来，必须破坏哪些结构？如何破坏？实验中所用试剂分别有什么作用？3、色素释放出来后，如何将色素与细胞中的其他部分分开？4、得到色素的滤液后，如何让各种色素分离开来呢？5、如何制备滤纸条? 画滤液细线有什么要求？6、滤纸条上滤液细线画好后，放入层析夜中时要注意些什么？（四）进行实验（五）分析结果、得出结论（六）表达和交流、进一步探究探究二：叶绿体中色素的种类和作用 叶绿素 （蓝绿色） 主要吸收 和 光绿叶中的色素 （含量约占3/4） 叶绿素b（

8、 ） 类胡萝卜素 （橙黄色） 主要吸收 光（含量约占1/4） 叶黄素（ ）探究三：叶绿体的结构和功能1、写出各结构的名称2功能资料分析1：恩格尔曼的水绵实验。(1)思格尔曼的实验结论是什么?(2)思格尔曼的实验方法有什么巧妙之处?资料分析2：叶绿体的类囊体上和基质中，含有多种进行光合作用所必需的酶。这段资料说明了什么? 叶绿体是进行 的场所。【提炼总结】 【拓展应用】1、提取和分离绿叶中色素的正确顺序是( ) A进行纸层析制取滤液在滤纸上划线将实验材料剪碎后研磨B制取滤液进行纸层析在滤纸上划线将实验材料剪碎后研磨C将实验材料剪碎后研磨在滤纸上划线制取滤液进行纸层析D将实验材料剪碎后研磨制取滤液

9、在滤纸上划线进行纸层析2、通过纸层析分离绿叶中色素，结果在滤纸条上出现四条色素带，从上到下依次为 ( )A胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素bB胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素C叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素D叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素3、在圆形滤纸的中央，滴上叶绿体的色素滤液进行色素分离，会看到近似同心的四圈色素环，排在最外圈的色素是( ) A橙黄色的胡萝卜素 B黄色的叶黄素C蓝绿素的叶绿素a D黄绿色的叶绿素b4、在进行绿叶中色素的提取和分离试验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是( ) A滤纸上几种色素会扩散不均影响实验效果 B滤液细线会变粗而使色素太分散C色素会溶解

10、在层析液中，使实验结果不明显D滤纸上的几种色素会混合起来不分散5、提取叶绿体中的色素时要加无水乙醇，其原因是( ) A让色素溶解 B防止叶绿素被破坏C便于将叶片研磨成匀浆 D促使叶绿体中色素分离6叶绿体是进行光合作用的细胞器，下面有关叶绿体的叙述中正确的是( ) A叶绿体中的色素都分布在囊状结构的薄膜上B叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上C光合作用的酶只分布在叶绿体基质中D光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上【课堂实录】一、引导质疑 师：我们知道树叶是绿色的是因为其中有叶绿素，那么叶绿素存在于哪里呢？生：叶绿体师：（出示绿色和黄色的菠菜叶）绿叶中是否只含叶绿素？如果不是还有有哪些色素呢？生：叶

11、片中还含有胡萝卜素和叶黄素师：通过预习大家了解了色素的种类和颜色，那么事实是否如此呢？黄色的叶片和绿色的叶片中含有的色素有什么不同呢？让我们通过实验来进行探究。二、探究展示探究一：实验-绿叶中色素的提取和分离（一）提出问题、设计方案 师：今天的实验我们采用的是菠菜叶，色素在叶绿体的什么部位呢？生:基粒的类囊体膜上师：要使色素释放出来，必须破坏哪些结构？如何破坏？生：将叶片剪碎，然后加二氧化硅和碳酸钙进行研磨师：二氧化硅和碳酸钙分别有什么作用？生：二氧化硅能使研磨充分 ，碳酸钙能防止研磨过程中色素被破坏师：色素释放出来后，如何将色素与细胞中的其他成分分开？生：色素能溶解于无水乙醇，所以用无水乙醇

12、提取色素师：得到色素提取液后，如何让各种色素彼此分离开来呢？生：不同色素在层析液中溶解度不同，溶解度大的随层析液在滤纸上的扩散快，反之则慢，这样几种色素就在滤纸条上相互分离开来了。师：如何制备滤纸条?生：将干燥的定性滤纸剪成长和宽略小于试管的滤纸条，将滤纸条的一段剪去两角，并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线师：画滤液细线有什么要求？生：滤液细线要求画德细而且直 ，滤液干了之后，重复画1-2次师：画好滤液细线的滤纸条在放入层析夜中时要注意些什么？生：滤液细线不能触及层析液师：装色素提取液的试管和分离色素时为什么必须用棉塞塞紧试管口？生：无水乙醇和层析液都易挥发，而且层析液对人体有害，所以必

13、须用棉塞塞紧试管口。实验结束后还必须用肥皂洗手，废料必须倒在废液缸里。师：看来通过预习大家已经初步了解到色素提取和分离的原理、方法和实验注意点，不少同学在预习过程中还提出了这样一些问题，请大家讨论一下我们能不能在实验中帮他们解决这些问题呢？PPT展示学生质疑中提出的问题：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代替？2、如果在研磨时不加碳酸钙，滤液的颜色会有什么不同呢3、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？4、为什么要重复画线？如果只画一次会怎么样呢？5、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？生：可以通过设计对照实验进行探究，如第2个问题可以制

14、备2个滤纸条，一个去掉2角、一个不去两角，其他操作步骤相同，比较最后所得滤纸条上的色素带的情况师：这位同学的回答非常好，通过设置对照实验就可以解决这些问题。下面请各小组互相协商一下，选择一个问题设计一个实验进行探究。（二）实验操作、合作探究 学生开始做实验，教师巡逻指导。(三)表达和交流师：大家实验基本结束，下面我们请几个小组的代表到前面来展示他们制作的滤纸条，汇报他们小组的实验设计思路和所得出的实验结论。生1：（展示2个滤纸条）我们小组探究的问题是黄色菠菜叶与绿色菠菜叶中的色素种类有什么不同？分别做了两组实验：一组用绿色叶、一组用黄色叶，用黄色叶做出的滤纸条上只有两条色素带，分别是胡萝卜素和

15、叶黄素。而用绿叶做出的滤纸条上有四条色素带，分别是叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素。根据实验结果我们认为可能是由于叶绿素被分解，所以叶片变成了黄色。生2：（展示2个滤纸条）我们小组做了两根滤纸条，一根去掉两角，一根没有去掉，结果显示去掉两角的滤纸条上的色素带更整齐，而没有去掉两角的滤纸条边缘扩散速度比中间快，所以色素带不齐。生3：（展示2个滤纸条）我们小组做的两根滤纸条，一条滤液细线正确放置，一条滤液细线没入层析液中，结果第2张滤纸条上没有任何色素带。生4：（展示2个滤纸条）这根滤纸条上我们画了3次滤液细线，而这根只画了1次，所以色素带非常浅，几乎看不见。生5：（展示2个滤纸条、装有色素提

16、取液的两个试管）我们小组在研磨绿叶时做了两种处理，一组没有加碳酸钙，一组加了碳酸钙，结果没有加的一组色素提取液的颜色较浅，滤纸上的色素带颜色浅效果差。师：通过大家的探究我们掌握了色素提取和分离实验的基本方法，也知道了实验中的一些操作注意点，下面请大家思考讨论下列几个问题滤纸条上有几条不同颜色的色素带？其从上到下的排列顺序如何？说明了什么？滤纸条上的色素带宽窄如何？说明了什么？根据实验结果分析：绿色植物的成熟叶为什么呈绿色？生1：滤纸条上色素从上到下的排列顺序依次是：橙黄色的胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素a、黄绿色的叶绿素b。其中胡萝卜素排在最上面，说明它在层析液中的溶解度最高，扩散速度

17、最快。生2：滤纸条上的色素带宽窄说明了色素含量的多少，叶绿素a的含量最多，胡萝卜素的含量最少。生3：通过实验我们可看出绿叶中叶绿素的含量比类胡萝卜素多，所以叶片呈绿色。探究二：叶绿体中色素的种类和作用师：从刚才的实验结果我们可知，绿叶中的色素主要有四种，那么色素有什么作用呢？PPT展示色素的吸收光谱生：色素能吸收光能，其中叶绿素吸收红光和蓝紫光、类胡萝卜素吸收蓝紫光探究三：叶绿体的结构和功能师：吸收光能的色素位于叶绿体的哪个部位呢？PPT展示叶绿体的亚显微结构图生：叶绿体的类囊体薄膜上师：叶绿体有什么功能呢？请大家阅读课本P100资料，思考并讨论讨论题。PPT展示美国科学家恩格尔曼的实验生：叶绿体能产生氧气师：通过恩格尔曼的实验可以推知叶绿体是光合作用的场所。恩格尔曼的实验设计有哪些巧妙之处呢？生1：实验材料选得好，水绵的叶绿体是带状的便于观察，用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位生2：没有空气的黑暗环境排除了光和O2的干扰生3：用极细的光束照射，叶绿体上可以分为光照多和光照少的部位，相当于一组对比实验生4：从资料2可以推断：光合作用所需要的酶位于叶绿体的类囊体和基质中，所以叶绿体是光合作用的场