綠葉色素的提取與分離教學設計主題綠葉色素的提取與分離講授一、教材分析“綠葉中色素的提取和分離”是人教版高中生物必修一第五章第四節的實驗內容，從實驗材料的選擇到每一步實驗方法的設計都有原理可循，屬于驗證性實驗。在前面第三章介紹過細胞器的種類和作用，并且在上一節理論課上也介紹了葉綠體的結構和功能，這些都為本實驗提供理論基礎，使得學生易于理解材料的選擇。本實驗承接上節理論課內容，進一步幫助學生理解葉綠體的功能，綠葉中色素的種類和顏色對植物葉片顏色的影響，也為后面學習光合作用做了鋪墊。本實驗旨在介紹葉綠素提取和分離的原理，通過提取色素，為后面學習光合作用中色素的作用提供了實驗基礎。本實驗材料種類多，過程復雜，且丙酮是有害物質，要注意要求同學認真理解操作過程，并在操作時注意安全，規范操作。二、學情分析學生在學習本節課之前，已經掌握了葉綠體的結構，對葉綠體的功能有了一些了解并且知道了葉綠體中含有色素，這為學生進行本次實驗提供了知識基礎。本實驗屬于驗證性實驗，學生在之前也已經做過類似的生物學驗證性實驗，對學生完成本次實驗提供了一些經驗基礎。本節課的授課對象是高一的學生，高一的學生有較強的求知欲，并且具備了一定的觀察能力和較強的動手操作能力，能夠使學生更好的學習并完成實驗操作。同時，高一學生還具備了較強的溝通交流能力和合作學習的能力，對小組之間完成實驗，相互理解實驗操作原理及步驟都有很大幫助。高一階段的學生好奇心較強，而本次實驗材料相對豐富，教師要善于激起學生學習興趣并引導學生注意聽講；另外由于本次實驗過程復雜，對初步學習生物實驗的高一學生有一定難度，教師在講解原理及過程時要仔細，重點突出幫助學生理解。三、教學目標1.知識目標（1）概述葉綠素提取和分離的原理；（2）簡述紙層析的方法；（3）了解綠葉色素的種類；2.能力目標（1）通過完成實驗提高合作能力、動手操作能力；（2）通過學習原理，觀察分析結果養成觀察能力和分析問題能力；（3）掌握科學嚴謹的實驗方法；3.情感、態度與價值觀目標：（1）通過實驗，體會科學研究的艱辛和樂趣；（2）養成實驗室規范性操作的習慣；（3）形成質疑的科學研究精神，樹立辯證唯物主義的觀點。四、教學重難點1.教學重點（1）葉綠素的提取和分離原理；（2）紙層析的方法；2.教學難點（1）葉綠素的提取和分離原理；（2）紙層析的操作過程。五、教學策略合作探究式教學六、教學環境及資源環境：實驗室資源：PPT、板書、實驗材料七、教學過程教學過程教師活動學生活動設計意圖1.復習導入帶領學生回顧有關葉綠體的知識，告訴學生光合作用在葉綠體內發生是由于葉綠體中含有葉綠素；并舉“玉米出現白化苗不能進行光合作用”的例子，設問“葉綠體中都含有那些色素呢？”導入實驗。跟隨老師回顧舊知，根據例子思考問題。回顧舊知，加深理解；舉生活實例和設問激起學生興趣，促進學生思考。2.講授實驗1、 介紹色素類型：葉綠素：葉綠素a（藍綠色）葉綠素b（黃綠色）類胡蘿卜素：胡蘿卜素（橙黃色）葉黃素（黃色）2、 介紹實驗目的、原理及材料：（一）實驗目的：1、 進行綠葉中色素的提取和分離；2、 探究綠葉中含有幾種色素。（二）實驗原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中，可以用無水乙醇提取綠葉中的色素。綠葉中的色素不止一種，他們都能溶解在層析液中，但是他們在層析液中的溶解度不同；溶解度高的隨層析液在濾紙上擴撒的快；反之則慢。一段時間后，綠葉中的色素就會隨著層析液在濾紙上的擴散而分離開。（三）實驗材料：材料：新鮮的綠葉（韭菜葉）（事先放入烘箱中烘30-40min）；器材：干燥的定性濾紙、試管、棉塞、試管架、研缽、玻璃漏斗、尼龍布、毛細吸管、剪刀、藥勺、量筒（10ml）、天平，鉛筆（自備），蓋玻片；試劑：無水乙醇、層析液、二氧化硅（本次實驗用洗干凈的細沙代替）、碳酸鈣。3、 介紹色素提取方法步驟：1、稱取5g韭菜葉，剪碎，放入研缽中；（強調綠葉要去主脈并說明原因）2、向研缽中加入少許細沙和碳酸鈣，再加入10ml無水乙醇，進行迅速、充分的研磨；（指出加入無水乙醇、細沙和碳酸鈣的作用：無水乙醇使溶解色素的有機溶劑，細沙有助于研磨充分，碳酸鈣可防止研磨中色素被破壞；提問學生“為何要迅速、充分研磨？”提問學生“我們在實際操作時為什么要用細沙代替二氧化硅？”）3、將研磨液迅速倒人基部放一塊單層尼龍布的玻璃漏斗中過濾，將濾液收集到試管中及時用棉塞將試管口塞嚴；4、將濾液放入黑暗環境中。（教師講解步驟以及注意事項后，學生進行實驗操作，教師走動觀察學生操作是否正確并給予適當的輔導和評價。）四、介紹分離色素的方法步驟：1、制備濾紙條：將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長與直徑的濾紙條（6cmlcm為宜），一端剪去兩角，距該端1cm處用鉛筆畫一條細的橫線。（教師邊講解邊用實物給學生演示如何制備濾紙條；指出剪去濾紙條兩角的原因并強調濾紙條大小要略小于試管長與直徑；提問學生“為何用鉛筆畫細線？”）2、畫濾液細線：用蓋玻片代替毛細吸管蘸取少量濾液，沿鉛筆線均勻壓出一條細而直的線，待干燥后再重復壓一兩次（次數越多色素越多）。（強調吸取濾液量要為少量，壓出濾液時要均勻并且注意次數過多會導致濾紙損壞，過少導致現象不明顯。）3、分離綠葉中的色素：將適量的層析液導入試管中，將濾紙條（有濾液細線的一端朝下）輕輕插入層析液中，隨后用棉塞塞緊試管口。（告訴同學層析液中丙酮是有毒的，要在實驗過程中注意操作安全；強調注意事項：不能讓濾液細線觸及層析液，并提問這樣操作的原因。）（指導學生進行色素分離操作，并給予適當評價。）4、觀察與記錄：觀察試管內濾紙條上出現了幾條色素帶，以及每條色素帶的顏色，記錄結果。5、整理實驗材料，洗手。五、展示實驗結果：待一段時間各組結果分別出來后，請各小組展示實驗結果，并提問學生：濾紙條上有幾條不同顏色的色帶？其排序是怎樣的？寬窄如何？說明了什么問題？接著講解綠葉色素的分類、分布、顏色、比例等知識。1、聽老師講解綠葉色素類型；2、認真聽老師介紹實驗目的，材料和原理；3、 聽老師講解色素的提取方法，注意各步驟操作注意事項，做好筆記，回答老師提出的問題；4、按照操作步驟和注意事項小組合作進行色素提取的驗證實驗，若遇到問題及時詢問老師；5、在將綠葉放入黑暗中處理后，繼續聽老師講解制備濾紙條步驟，認真觀察老師演示，掌握操作要領，回答老師提出的問題；6、聽老師講解色素分離后續操作步驟和注意事項思考并回答老師的提問，做好筆記；7、按照步驟小組合作進行色素分離操作；8、觀察本組實驗結果，做好實驗記錄；9、對比各組實驗結果，分析實驗現象，思考并回答老師提出的問題，最后聽老師講解關于綠葉色素的知識。1、激發學生實驗興趣；2、培養學生理解能力，觀察能力，小組合作能力和動手操作能力以及學生的耐心與細心；3、通過驗證實驗掌握綠葉色素的的提取和分離方法以及注意事項；4、通過親身實驗操作掌握綠色色素的相關知識。3總結通過提問的方式帶領學生回顧各操作步驟的注意事項、操作要點和實驗材料的作用?；叵雽嶒炦^程，回答老師提出的問題，回顧實驗課主要內容。復習實驗主要內容，強化對注意事項和材料作用的記憶與理解。4布置作業布置作業要求學生對本組實驗結果進行分析（失敗的要分析原因），將結論寫在作業本上，下節課課堂上分享交流。分析成敗原因，完成作業。有助于學生實驗內容復習；鍛煉學生自主分析、解決問題和表達交流能力；培養學生嚴謹求實的科學態度。八、板書設計綠葉色素的提取與分離一、步驟：1、 提取綠葉中的色素2、 制備濾紙條3、 畫濾液細線4、 分離綠葉中的色素5、 觀察與記錄二、色素： 葉綠素a（藍綠色）葉綠素（含量約占3/4） 葉綠素b（黃綠色）綠葉中的色素 胡蘿卜素（橙黃色）類胡蘿卜素（含量約占1/4） 葉黃素（黃色）九、教學反思基于本實驗的性質（驗證性實驗）及特點（操作步驟復雜），教師在教學過程中應注意以下幾個問題:1.選擇新鮮且葉綠素含量高的綠葉，盡量無刺激性氣味（如菠菜，吉祥草等）；2.將學生分組，以小組合作形式完成實驗，可增強合作意識提高表達溝通能力；3.在學生進行實驗之前，將實驗原理講清楚，方便學生操作，加深對實驗的理解；4.在實驗進行中，強調注意事項（尤其是研磨、畫濾液細線，層析等步驟）；5.由于實驗難度較大，可安排助教，對學生給予及時的指導；6.若實驗操作失敗，注意引導學生分析失敗的原因；7.提醒學生及時清理實驗臺，保持實驗室清潔，養成好習慣。十、實驗反思本實驗是必修一中繼糖類，脂肪，蛋白質鑒定之后的又一驗證性實驗，具備以下特點:操作步驟較多，比較繁瑣；所用試劑種類較多，注意各種試劑的用量及作用；實驗原理（葉綠素的提取與紙層析法）較深，不易理解與掌握。通過預實驗中出現的問題，做如下反思:1.要對綠葉進行充分研磨，避免提取色素含量過低影響實驗結果；2.無水乙醇要分幾次進行傾倒，可使研磨效果更好；3.本實驗用紗布代替濾紙，因為葉綠素很容易吸附于濾紙上；4.由于實驗材料沒有準備鉛筆，需選擇載玻片蘸取濾液于濾紙條上，并注意涂抹均勻；5.要選擇大小長度適宜的試管進行層析，避免層析液觸及濾液細線；6.注意保持實驗臺的干凈整潔，做完實驗后及時打掃實驗室。十一、改進建議（一）實驗材料改進：1、加入無水乙醇研磨時，教材中給出的用量為10ml。在實際實驗操作中可根據綠葉種類和用量的不同，適當減少無水乙醇體積（6-8ml為宜），防止提取液濃度過低影響后續實驗。另外為保證研磨充分，無水乙醇應分三次左右加入，第一次加入迅速研磨，第二次加入后緩慢研磨（使研磨更細致），第三次用于沖洗研缽，并將液體液倒入漏斗；2、本實驗將書上的菠菜葉改為韭菜（也可改為芹菜等四季均有的蔬菜），是由于用菠菜作為實驗材料，易受季節性限制，改用韭菜后突破了實驗材料的局限性。本次實驗將綠葉放在烘箱里烘3040min，然后取出再進行充分研磨，可以降低葉片的含水量，對提高葉綠體中色素的提取效率有幫助。3、本次用細沙代替二氧化硅，二氧化硅是特別細的白色粉末，控制不好會過量，使濾液中含有較多的二氧化硅，而導致濾液顏色變淺，而且濾液中雜質越多，實驗現象越不明顯。用細沙代替二氧化硅粉末，能幫助研磨更充分，還減少了雜質的含量，顏色變為深綠，使實驗效果明顯。（二）實驗方法改進：用蓋玻片代替毛細吸管吸取濾液進行壓線。通過以往實驗會發現，由于學生的操作水平有限，有時操作不夠精細，用毛細吸管畫線很難達到細、直、齊的要求，造成濾液細線上的濃度不一，層析后的色素帶呈波浪狀，效果不好。而改進后達到了使濾液線的細、勻、直的要求，使實驗效果有所提升。（三）教學方法改進：以往的驗證性實驗都是教師將實驗原理、步驟以及涉及到的相關知識全部講完，再讓學生做實驗，而這樣做對于步驟簡單的實驗還容易理解和記憶一些，但是葉綠