绿叶中色素的提取和分离 实验 2023—2024学年高一上学期生物人教版必修1

5.4学生实验《探究·实践 绿叶中色素的提取和分离》教学设计 教材分析 本实验是人教统编版高中生物必修 1《分子与细胞》第 5章第 4节《能量之源──光与光合作用》学生实验。叶绿体是植物光合作用的场所，做好叶绿体中色素的提取和分离实验，有助于学生了解光合色素的种类和作用，是对第 3章细胞结构知识的提升，是学习光合作用原理和应用的基础。按课标安排 1课时。 教学目标 1.通过提取和分离绿叶中的色素，简述绿叶中色素的种类及功能，认识到色素及其功能的关系，认同结构与功能相适应的观点。 2.通过提取和分离花瓣中色素，认识绿叶中色素和花青素的不同，能够解释自然界中花呈万紫千红的原理。 3.通过实验理解光合色素吸收光谱，运用所学解决实际生产实践中提高农作物产量问题 教学重难点：达成对概念“细胞的生存需要能量和营养物质，并通过分裂实现增值”中“说明植物细胞的叶绿体从太阳光中捕获能量”的理解，促进学生生物学学科核心素养的提升，应开展“提取和分离叶绿体色素 教学设计 一、实验准备： 1.菠菜叶、黄杨叶、花瓣、胡萝卜 2.滤纸条、研钵、剪刀、铁架台、烧杯、培养皿、盖玻片、毛细吸管、漏斗、量筒、比色皿、尼龙布、试管架、药勺、胶头滴管、头灯、铅笔、尺子、记号笔、硬纸壳、光盘。 3.二氧化硅、碳酸钙、无水乙醇、层析液、水、盐酸、氢氧化钠、 二、创新点： 1.改进层析细节:悬挂式纸层析教材中采用烧杯和培养皿的方式，简便易行；缺点是滤纸层析后会变软，易发生相互接触或贴壁，再加盖培养皿时也容易导致滤纸条移位，影响层析的效果。针对这些实际情况，学生利用废弃硬纸片，裁剪成大于烧杯口径的纸盖，上面开多条狭缝，将滤纸插入小缝，进行悬挂式层析。有效解决以上困惑，且易得到平行色素带。 2.自制分光装置，探究光谱吸收通过色素的提取和分离，学生对绿叶中光合色素的种类、含量、颜色有了一定了解，但是还不能认同色素吸收光能的事实，如何能直接看到色素吸收光谱的事实？学生找来光盘，把头灯固定在铁架台上，把光盘斜插在废弃硬质壳做的装置上，调整角度，发出清晰七色光。把绿叶中色素提取液和胡萝卜提取液装入比色皿，查看吸光情况。 三、教学过程设计了三个探究点： 探究点一、提高色素提取液中色素浓度； 探究点二、花瓣中色素的提取和分离； 探究点三、绿叶中色素的吸收光谱 学习任务 教师组织和引导 学生活动 设计意图 问题导入 展示校园美图、引导学生观察与思考：你所看到的树叶、花为什么呈现出不同的颜色呢？绿叶为什么呈现绿色？绿叶中是不是只含有叶绿素？阅读课本 P98,思考以下问题： 1.绿叶中色素的提取和分离原理是什么？ 2.研磨时，研钵中加入哪些物质，功能分别是什么？3.如何提高色素提取液中色素浓度？ 学生观看图片，回答问题。 阅读课本，理解本实验的原理、关注实验中试剂的使用和功能，思考提取色素时能够提高色素提取液浓度的方法。 1.提取原理：色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中；分离原理：色素能溶解在层析液中，不同色素溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸条上扩散的快，反之则慢。无水乙醇：溶解色素二氧化硅：有助于研磨得充分碳酸钙：防止研磨中色素被破坏 以学生熟悉的校园图片创设情境、激发学生兴趣、导入新课，引出“绿叶中色素的提取和分离”。熟悉实验原理、引导学生提出问题、引出探究点一。 提高色素提取液中色素浓度 提出假设：研磨时加入碳酸钙实验设计：请你设计实验探究研磨时加入碳酸钙能够提高色素提取液中色素的浓度，说出实验思路、预测实验结果及结论。任务一：任务要求：请同学们利用手中的植物材料和试剂，根据你设计的实验思路进行探究。思考：加入碳酸钙为什么能够防止色素被破坏？欲获得色素浓度高的提取液，研磨时需要注意什么呢？ 学生思考后讨论完成实验设计，回答问题。实验思路：取等量的叶片分为甲，乙两组，甲组加入碳酸钙，乙组不加碳酸钙，在相同的条件下进行研磨，过滤后比较两种绿叶中色素的含量。 实验结果:若甲组滤液颜色比乙组滤液颜色深，说明研磨时加入碳酸钙可以提高色素提取液中色素浓度。 若甲组滤液颜色与乙组滤液颜色相差不大，说明研磨时加入碳酸钙不能提高色素提取液中色素浓度。 进行不同材料中色素的提取。 思考回答。色素分子中含有镁离子，在研磨过程中会释放有机酸，而镁离子和有机酸会发生反应，加入碳酸钙可以与有机酸反应，从而防止色素被破坏。选择新鲜的绿叶、选择色素含量高的绿叶、研磨时加入碳酸钙、二氧化硅、少量多次加入无水乙醇··············· 根据前面学习的实验设计原则，进行绿叶中色素提取和分离实验的设计，并能够预测实验结果。通过对实验设计和结果预测的表述，锻炼语言表达能力。探究不同操作不同材料中滤液中色素浓度，通过对照总结出提高色素提取液中色素浓度的方法。 从根本上理解碳酸钙防止色素被破坏