5.4.1光合色素的提取和分离+光合色素吸收光谱实验教学设计及导学案-2023-2024学年高一上学期生物人教版必修1

光合色素的提取和分离+光合色素吸收光谱实验教学设计 教材分析 浙科版高中生物必修一第三章的内容是细胞的代谢,本章内容分为细胞的能量通货,酶,物质出入细胞的方式,呼吸作用和光合作用五部分,其中光合色素的提取和分离实验是学生学习和理解光合作用过程中的物质和能量转化的前提和基础,也是本章的教学重点之一。本节课通过学生合作探究动手实验的方式来提取和分离绿叶中的光合色素,既能激发学生的学习和探究兴趣,又能够帮助学生掌握基本的实验操作,培养动手能力和自主探究能力,并为接下来的学习打下基础。 学生情况分析: 学生通过初中和第二章的细胞器相关内容的学习,了解叶绿体的基本结构,并且了解一种光合色素——叶绿素,但是对其他的光合色素都不了解。 本校学生美术生居多,对植物叶片的色彩有较多的生活体验和审美体验,因此对光合色素的种类比较感兴趣 从技能和技术上看,本实验是学生第一次接触根据物质的性质提取和分离物质的实验,初次接触纸层析法这种分离物质的方法,不熟悉实验操作。 教学目标: 知识目标: 1.理解提取和分离光合色素的原理 2.说出光合色素的种类颜色以及吸收哪种光 能力目标: 掌握物质提取和分离的技术方法,掌握层析这种重要的物质分离技术 核心素养: 培养从微观角度理解宏观现象的思维方法,培养科学探究能力,体验自然之美 教学重难点 重点: 提取和分离光合色素的实验原理 实验操作过程 实验结果分析 难点: 色素分离的原理 实验结果及误差分析 教学过程 导入:人工合成淀粉 植物的光合作用 光合色素的提取和分离实验 活动一: 展示用清水和酒精浸泡的两瓶叶片,引出提取光合色素的原理: 光合色素易溶于酒精等有机溶剂,不溶于水,因此可以用95%乙醇或无水乙醇提取光合色素。 问题设置:请同学们观察这两瓶溶液,一瓶是用清水浸泡的叶片,另一瓶是用无水乙醇浸泡的叶片,请描述你观察到的现象,并回答如下问题: 绿叶中的光合色素易溶于 ,不溶于 ,因此可以用 提取绿叶中的光合色素 活动二:提取光合色素 观看提取光合色素的视频(板书实验步骤),并进行实验 实验分组9个小组,每组4人 实验材料: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 叶片 绿萝 绿萝 绿萝 绿萝 绿萝 绿萝 绿萝 黄叶 红叶 SiO2 1g 1g 1g 1g 1g 1g 0g 1g 1g 碳酸钙 2g 2g 2g 2g 2g 0 2g 2g 2g 95%乙醇 6ml 6ml 6ml 6ml 15ml 6ml 6ml 6ml 6ml 展示同学们提取出的色素,分析现象 并设置以下问题: 问题一:比较第5组与1-4组提取出的滤液的颜色,分析第5小组滤液颜色较浅的原因 (答案:加入的无水乙醇过多,溶液浓度低) 问题二:6组的滤液颜色与其他组相比偏黄褐色,根据这一现象分析加碳酸钙的目的。 (答案:叶绿素在酸性条件下易分解,加入碳酸钙的目的是保护叶绿素。) 问题三:7组的滤液颜色与其他组相比也比较浅,根据这一现象分析加入二氧化硅的目的 (答案:加入二氧化硅是为了帮助研磨,使研磨充分) 活动三:纸层析法分离光合色素 播放层析的操作视频(板书纸层析法实验步骤),学生自己动手实验 在等待层析的过程中,ppt展示层析的原理:不同的光合色素在层析液中溶液度不同,溶解度大的色素随层析液扩散的速度快,溶解度小的色素随层析液扩散速度慢。 问题一:根据层析的原理,溶解度越大的色素在层析结束后与滤液细线的距离越 ,溶解度越小的色素在层析结束后与滤液细线的距离越 问题二:色素带的宽窄可以表现出 ,色素带越宽,说明该种色素的含量越 问题三:为什么要剪去滤纸条底部的两个角? 问题四:为什么滤液细线一定要高于层析液的液面? 展示实验结果,观察并记录实验现象 回答以下问题: 问题一:根据层析的结果显示,在新鲜的菠菜叶片中有 种光合色素,其中 在层析液种的溶解度最大, 的含量最高 问题二:分析第8组的实验结果,在枯黄的菠菜叶中,哪些色素被分解掉了? (叶绿素) 问题三:如果用的是新鲜的绿色叶片,但仍出现了第8组的实验现象,可能是什么原因? (未加碳酸钙,研磨过程中叶绿素被分解掉了。) 问题四:第9组的实验结果在点样处仍有一条红色的线,说明了什么? (红色的叶片中除四种光合色素外,还有花青素,花青素不溶于层析液) 活动四:分析不同光合色素吸收的可见光类型(课堂时间不足则作课后兴趣作业) 展示实验装置,并讲解实验原理 回忆光的色散相关知识,太阳光是由不同光波长的光组成的,经三棱镜折射后会分成红橙黄绿蓝靛紫七种不同颜色的光。那么不同种光合色素吸收的可见光的种类一样吗? 要研究这个问题,首选需要得到什么呢? (不同种类的光合色素) 我们已经用纸层析法分离出了不同种类的光合色素,如何得到不同的光合色素提取液呢? (用纸层析法分离光合色素后,用酒精浸提法重新提取到色素溶