5.4.1捕获光能的色素和结构教学设计-2025-2026学年高一上学期生物人教版必修1

实验项目 叶绿素的提取与分离 所属课程 高中生物选择性必修一 授课对象 高一级学生 实验学时 1学时 教材及参考资料： 人教版生物选择性必修一 所用教具:试管，干燥的定性滤纸，烧杯（100mL），研钵，小玻璃漏斗，尼龙布， 毛细吸管，剪刀，小试管，培养皿盖，药勺，量筒（10mL），天平 1、 一.教学内容分析 2、 教学目标： 1.能够说出色素提取与分离原理，学会通过观察色素颜色与分布间接理解色素的组成与功能。 2.掌握色素提取的实验操作，培养学生科学探究的思维与创新思维；通过设计实验培养学生的团队合作精神。 3.关注光合色素在实际生产中的应用。 1、 2.教学重难点 重点;色素提取与分离的基本原理与方法。 难点：提取色素的点样操作。 2、 3.教学内容分析 这节内容安排在了选择性必修一，由于光合色素是进行光合作用的必要物质，所以放在了学习光合作用之前；本节实验涉及到色素的不同构成与各自的含量与颜色，要让学生学会主动探究，通过设计实验与操作直接感知色素的存在。 二.学情分析 1.学生已有基础：高一学生已经具备一定的生物知识，设计实验的思维与能力。 2.学生可能存在的问题：由于实验能力与思维还不是很好，所以动手能力仍存在不足，这是第一次使用到毛细吸管进行点样，学生要尽快掌握使用技巧，尽量避免捏断等不熟练的操作。 三.教学过程设计（教学方法、教学各环节设计、学习资源及自主学习核心内容） 1.教学方法：讲授法（讲述原理，注意事项等），讨论法（小组之间交流实验结果，分析造成差异的原因），启发式教学（在教学过程中可以引导学生做出部分设计等），合作学习教学（分小组进行实验），实验法，探究法 2.环节设计： 2.1实验原理探究：通过视频学习，掌握色素提取的原理。 2.2实验过程探究 2.2.1分实验小组，并且讲解一些实验安全问题，讲解一些实验注意事项； 2.2.2导入：情境导入，生活中绿色的叶片都有哪些色素组成？ 2.2.3小组进行实验方案的设计。 2.2.4小组进行实验，观察现象； 2.2.5交流讨论实验结果，得出实验结论。 2.2.6进行习题检测帮助巩固。 2.2.7整理实验室仪器等，做好清理。 3.学习资源：人教版选择性必修一生物课本，课后网络资源，教学PPT等。 教学过程 环节 教学内容 教师活动 学生活动 课前准备 材料的准备 1.准备实验材料： 层析液1（20份石油醚60—90℃、2份丙酮和1份苯混合而成或用 93号汽油） 层析液2（10份石油醚60—90℃、1份乙酸乙酯）， ）， 二氧化硅，碳酸钙；菠菜叶片或女贞叶片 2.准备实验器材 学生与共同教师准备实验材料 导入 一.问题导入，引发思考，明确实验目的 展示两种叶子图片：正常叶片；白化苗 【提问】 生活中我们见到的很多叶子是绿色的右边的这个叶片为什么呈现白色呢？ 学生认真思考并回答 由于缺少叶绿素 讲授 实验原理 二.讲解色素提取的原理 展示ppt并且讲解原理： 1. 教师讲解光合作用与植物叶片中的色素有关。光合色素包括叶绿素和类胡萝卜素，各自有不同的颜色与含量的多少。 【进行板书】 叶绿素a(蓝绿) 叶绿素 光合色素 叶绿素b（黄绿） 叶黄素（黄） 类胡萝卜素 胡萝卜素 橙 2.叶绿体中的色素属于脂溶性色素，易溶于有机溶剂，可以用无水乙醇等有机溶剂提取叶绿体中的色素 3.纸层析法分离色素： 层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂。 不同色素在层析液中的溶解度不同。 溶解度高的色素在滤纸上随层析液的扩散速度快； 溶解度低的色素在滤纸上随层析液的 扩散速度慢 学生认真听讲做好笔记。 学生认真听讲做好笔记。 设计实验 三.实验设计 教师首先对学生进行分组，六人为一小组。教师引导学生根据实验材料与原理学生尝试设计试验 学生进行思考并进行初步的实验设计 【设计实验】 研磨→过滤收集→将滤液蘸到只带上面→进行分离 实验操作 四．实验过程 教师播放实验操作视频 1. 提取：（在此之前先称量好叶片） 【提问】 ①在视频中我们可以发现研磨过程中增加的试剂有什么作用？研磨会不会对色素有破坏？如何解决？ 【补充讲解】叶绿素在酸性条件下，其中的镁可被H+取代，使叶绿素成为褐色的去镁叶绿素，加碳酸钙，中 和细胞液中的有机酸 2. 收集滤液： 收集好滤液之后为什么要在试管上加上盖子？ 3. 分离 （1）制备滤纸条：将干燥的滤纸剪成6CM长，1CM宽的纸条，剪去一段的两角，在距离尖角一端1CM处用铅笔画线。 【提问】剪去两角的作用是什么？ 【讲解】使层析液同时达到滤液细线。层析液在条带边缘扩散得快，由于边缘与空气接触的多，毛细作用强，所以层析液扩散速度不一致。 （2）滤液划线： 【提问】①.观察视频，在划线有什么注意事项？为什么要画一条细，直，匀，齐的滤液细线？ ②除了用毛细管我们还可以用什么代替？ 【教师补充】载玻片边缘进行蘸取，在滤纸条上沿着画线轻轻按上去。 （3）纸上层析： 向烧杯中倒入3ml层析液；将滤纸条尖端朝下略微倾斜靠烧杯内壁，轻轻插入层析液中，用培养皿盖盖上烧杯。 【提问】在层析时有什么注意事项?为什么要盖上盖子？ （4）教师展示结果。 【拓展】除了将滤纸剪成条带，能不能使用圆形滤纸片？如何操作？进行步骤设计 学生认真思考并且回答： 在研磨过程中加入的石英砂帮助进行充分研磨；碳酸钙可以保护色素。 加入的无水乙醇可以使得色素溶解在其中进行提取。 同时学生进行提取操作。 学生进行过滤操作。 回答：无水乙醇挥发性快 学生并未想出答案 【学生回答】 每次划线要等上一次划线干之后进行。是为了使分离出来的色素带平整不重叠。 学生并未想出回答 学生认真听讲 学生回答：在层析时不能让滤液细线碰到层析液，防止色素被溶解。盖上盖子是为了防止快速挥发。 学生进行操作实验，学生得出展示自己的条带。 【学生设计】 1. 提取滤液步骤相同 2. 在分离时点样采取圆形滤纸，中间有一小孔穿过棒状滤纸，围绕小孔用铅笔画一个距离小孔1CM左右的小圆 3. 用毛细管进行点样或者用圆形盖子进行蘸取印在滤纸上 4. 进行层析，得出结果 观察现象 观察学生 的实验结果 菠菜叶片的色素 女贞叶片的色素 菠菜叶片的色素 图一与图二:四条色素带，依次为橙黄（比较淡）；黄色；蓝绿色；黄绿色，即得到了四种色素依次为胡萝卜素，叶黄素，叶绿素a，叶绿素b。 图三有三条条带：橙黄色，蓝绿色，黄绿色；理论上应该有四条带 得出结论：根据提取分离结果可以得出色素是由四种颜色含量不同的色素组成，其中依次为叶绿素a（蓝绿色）含量最多，叶绿素b（黄绿色）次之，叶黄素（黄色），胡萝卜素（橙黄色）最少。且根据条带位置得出，胡萝卜素的溶解度最大，叶绿素b的溶解度最小。 3、 实验结果分析 图一与图二:四条色素带，依次为橙黄（比较淡）；黄色；蓝绿色；黄绿色，即得到了四种色素依次为胡萝卜素，叶黄素，叶绿素a，叶绿素b。但是图一色素条带有些歪，据观察发现在层析的时候层析液与滤液细线没有平行，条带放置歪了，所以分离出的色素有些歪。 图三有三条条带：橙黄色，蓝绿色，黄绿色；理论上应该有四条带。黄色的带由于叶黄素的含量太少没有显示出来。 4、 课程小结 通过本节实验学生们学会了提取DNA的操作技术，掌握了DNA提取的原理也可以更好地帮助学生进一步学习DNA时有深入的理解；通过本节实验，我们掌握了提取与鉴定一类试验方法的探究思路，本节课中更多也是让学生主动参与实验的探究，培养了学生的科学探究思维与能力。 5、 复习思考 习题检测： 1．叶绿体色素的纸层析结果显示，叶绿素b位于层析滤纸的最下端，主要原因是( C ) A．分子量最小 B．分子量最大 C．在层析液中的溶解度最低 D．在层析液中的溶液度最高 2. 为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带 。下列叙述不正确的是( D ） A．强光照导致了该植物叶绿素含量降低 B．类胡萝卜素含量的增加有利于该植物抵御强光照 C．色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同 D． 画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次 六．教学反思 本节内容是实验教学，应该多以学生主动探究为主，在讲解实验原理的时候也应该多让学生参与思考，少些教师的灌输式讲解，应该多举一些实例，联系现实。在实验课前，应该清楚学生的相关理论知识，这样才能在实验课上根据学生的知识基础进行提问与扩展。在实验操作过程中教师也要观察学生的操作，对学生的一些不规范的操作及错误进行纠正。 学科网（北京）股份有限公司 $$