5.4光合作用与能量转化：捕获光能的色素和结构 (课时1)教学设计 高中生物学人教版（2019）必修1（表格版）

第五章细胞的能量供应和利用 《光合作用与能量转化：捕获光能的色素和结构》(课时1)教学设计 课型： 新授课 教材版本： 人教版（2019）必修1《分子与细胞》 授课年级： 高一 课时安排：1课时 一、教材分析 本节课是第五章《细胞的能量供应和利用》的核心内容之一，是继细胞呼吸之后学习的另一个极其重要的能量代谢过程。本节内容承上启下，既是对前面“细胞膜控制物质进出”、“细胞器功能”等知识的综合应用，后续学习光合作用的过程奠定了坚实的物质和结构基础。 本课时聚焦于“光合作用的物质基础”———捕获光能的色素和结构。教材通过“探究·实践：绿叶中色素的提取和分离”和“恩格尔曼的水绵实验”两大经典探究活动，引导学生掌握光合色素的种类、分布、功能，理解叶绿体作为光合作用场所的结构适应性。内容设计体现了“结构与功能相适应”的生命观念，并通过实验探究培养学生的科学思维与科学探究能力。 二、学情分析 知识基础：学生已学习过细胞的结构与功能，了解叶绿体是光合作用的场所，知道光合作用的基本反应式。对于探究实验的一般流程有初步了解。 认知特点：学生对“色素”有生活经验（如树叶变色），但对具体的提取分离技术、吸收光谱等微观概念感到抽象。对经典实验的设计思路理解不深，需要引导分析。 前概念与误区：学生可能认为所有绿色植物色素都能高效吸收所有光；可能将“叶绿体是场所”等同于“只有叶绿体参与”；可能对实验操作的原理理解不足，导致死记硬背步骤。 三、教学目标 核心素养 教学目标 生命观念 1. 通过分析叶绿体的结构特点与色素分布，认同“叶绿体的结构与光合作用功能相适应”的观点； 2. 理解光合作用是生物圈能量输入与转化的基础。 科学思维 1. 通过对恩格尔曼实验的深入分析，学习科学家严密的实验设计逻辑（选材、对照、观察指标等）； 2. 通过对色素提取分离异常现象的分析，培养逻辑推理与问题解决能力。 科学探究 明确“绿叶中色素提取与分离”实验的目的、原理、步骤及注意事项；能分析实验中的异常现象，并提出改进措施。 社会责任 运用光合色素吸收光谱的知识，解释或解决农业生产中的实际问题（如大棚薄膜选择、补光灯选择），关注科学技术在社会生产中的应用。 四、教学重难点 1. 教学重点： (1) “绿叶中色素的提取和分离”实验的原理、方法及结果分析。 (2) 光合色素的种类、吸收光谱及其与功能的关系。 (3) 叶绿体的结构如何与其光合作用功能相适应。 教学难点： (1) 纸层析法分离色素的原理及实验操作细节的理解。 (2) 恩格尔曼实验设计的巧妙之处及其结论的推导过程。 五、教学方法 (1) 实验探究法: 学生动手操作“色素提取与分离”实验。 (2) 问题导学法: 通过层层设问引导学生思考。 (3) 小组合作法: 分组讨论实验设计与结果分析。 (4) 多媒体辅助法: 结合PPT、视频展示实验过程和科学史实. 六、教学手段 媒体课件（PPT）、实验器材（研钵、滤纸、层析液等）、视频资源（实验操作、恩格尔曼实验动画）、实物投影或图片展示。 七、教学准备 教师准备：制作多媒体课件，整合实验步骤图、吸收光谱图、恩格尔曼实验图示、当堂训练题。准备实验演示材料（或提前录制规范的实验操作视频）。 收集植物工厂、现代农业中利用光能知识的图片或视频资料。 学生准备：预习课本第4节第1部分内容。复习有关叶绿体结构和有机溶剂溶解性的化学知识。 八、教学流程 情境导入，初识光合意义:植物工厂案例 ↓ 实验探究活动一：绿叶中的色素提取与分离 ↓ 探究活动二: 光合色素的吸收光谱 ↓ 探究活动三: 叶绿体的结构适于进行光合作用 ↓ 小结与当堂训练 ↓ 布置作业与预习任务 九、教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 （一）创设情境，导入新课 （约4分钟） 1. 播 ... ...