《叶绿体色素的提取与分离》教学设计资料

《叶绿体色素的提取与分离》教学设计资料《叶绿体色素的提取与分离》教学设计
一、教学设计理念
本实验教学设计内容是中图版高中《生物》（必修1分子与细胞）第三单元《细胞的
新陈代谢》第2章《细胞能量的来源与转变》第三节《光能的捕获和利用》一节的内容。

高中新课程标准对本节内容的要求是：说明光合作用以及对它的认识过程，属于理解水平
的目标要求。

本节课在内容上先阐述光合作用的发现历史，通过经典实验逐步让学生了解
光合作用的过程，是学生对于光合作用的实质有了一个比较具体的认识，然后通过光合作
用的结构基础――叶绿体的学习使学生对光合作用的内涵有了更深入的了解，接下来通过“叶绿体色素的提取与分离实验”学生感知叶绿体结构与光合作用相适应的的特点，明白
只有色素才能吸收、传递和转化光能，知道了光合色素在光合作用中的重要作用，最后光
合作用的过程便呼之欲出，这些本来很抽象的内容就这样个个击破，学生很容易掌握和理解。

作为自然界最基本的物质代谢和能量代谢，光能捕获的光合作用过程是本章乃至本模
块的关键内容之一。

它在高中生物知识体系中占有重要地位。

该实验教学在帮助学生理解
光合作用过程中起着关键作用，同时对培养学生的实验操作技能和培养学生严谨的科学态
度有很大帮助。

这个实验是一个验证性实验。

教学的核心是让学生掌握叶绿体色素提取和
分离的科学方法。

对学生的实验操作要求很高。

在实验教学过程中，教师首先通过对实验
原理的分析和解释，让学生了解实验中使用的各种试剂的用途和用法，然后实施实验，让
科学原理得到验证和扩展，在实验过程中不可避免地会出现一些学生的操作错误。

教师不
需要当场指出这些错误，而是让实验结果异常的学生在最终的实验总结中自己分析错误，
这不仅增强了学生实验的准确性，同时，使学生加深对实验过程中各个环节的理解，不仅
掌握知识，而且培养科学意识，一举两得。

2、实验教学分析1内容分析
本节实验课的主要内容是通过实验证明叶绿体中色素的种类及各种色素的含量和特点，实验过程设计多种试剂和药品仪器等的使用和
一
操作，对学生实验操作能力的要求相对比较高，旨在通过实验，体验科学实验的严谨性，锻炼动手能力，培养严谨的科学态度和生物学实验思想，为学习光合作用的具体过程
做好铺垫。

2.学情分析
在上实验课之前，学生们已经了解了光合作用的发现历史。

通过大量经典实验，学生
们经历了科学发现的艰辛，对光合作用的本质有了基本的了解。

在本单元的第一单元中，
他们简要介绍了光合作用的结构——叶绿体，所以他们应该学习光合作用的过程，我们必
须首先了解叶绿体结构的特点及其功能，做好这项实验是确认这一点的重要保证。

3.教学
条件分析
本节实验课涉及到的药剂及仪器和实验材料在普通中学实验室都有配备，主要有无水乙醇，四氯化碳，sio2，caco3，实验材料使用新鲜的菠菜叶片，在这里需要说明的是，原理上来说提取液和层析液只要是有机溶剂就可以，但通过过去几年的实验教学实践，我们选了丙酮作为提取液，效果更好，使用四氯化碳作为层析液，层析效果较好，本实验画滤液细线要求细、直、齐，课本上要求用毛细吸管划线，过去还尝试过蘸笔、去滚珠的圆珠笔头等，结果都不尽人意，后来受木匠使用墨斗的启发，改用棉线弹线的方法，效果很好，值得推广。

三、教学重点和难点1.教学重点
从叶绿体中提取和分离色素。

突破方法：通过对提取和方法的详细讲解，指导学生进行实验，最后对错误的实验操作进行归因分析，进一步理解提取和分离各步骤的作用和关键因子，加深理解。

2.教学难点
纸层析原理。

突破方法：主要通过对至层析法的原理分析，讲清楚不同色素在同一种有机溶剂中的溶解度不同，被往滤纸条上部扩散的层析液带动的速度便有差异这一原理，再通过学生对实验现象的观察，便可以得到很好的理解和掌握。

四、实验目标1.知识目标
验证叶绿体中色素的类型，确定各种色素的颜色、排列和含量
2
数量
2.能力目标
初步掌握从叶绿体中提取和分离色素的方法。

3.情感态度和价值观
（1）通过学生彼此合作、讨论和相互比较的过程，体验实验探究的乐趣；
（2）通过实验，我们可以体验科学实验的艰辛和乐趣，树立辩证唯物主义的观点，教育生命科学的价值观。

5、实验准备
1.教师准备
（1）实验材料、仪器和试剂制备实验材料：新鲜菠菜叶
器具：干燥的定性滤纸，棉塞，试管，试管架，研钵，玻璃漏斗，尼龙布，细棉线，剪刀，药勺，量筒，天平、三棱镜、聚光手电筒等。

试剂：提取液（丙酮），分离液（四氯化碳），sio2，caco3。

（2）使用PPT对实验步骤进行文本描述。

2.学生准备
复制叶绿体的结构，预习实验。

六、教学流程图
创造情境，提出问题，介绍新课程
观察记录交流讨论3讲解和分析实验原理和方法学生进行实验操作
展示标准实验结果，分析和讨论成功的关键和错误的原因
七、教学过程教学内容教师的组织和引导学生活动教学意图绿色植物完成了自然界工
程量最为巨大的物质转化和能量转化，归功于其光合作用的特殊能力，而光合作用却在小
小的叶绿体中完成，那学生思么叶绿体到底具备什么样的结构使得其具备了考，观察ppt
中这种能力呢？叶绿体的三维课件展示叶绿体的结构模型，引导学生复习叶绿模型。

1.创
设情境，提出问题体的结构，并找出答案。

叶绿体中有能进行光合作用的色素，这些色素
具备吸收和转化光能的作用。

创设情境，导入新课提出问题：叶绿体中有那些色素？他们
都吸收什么光？让学生知道实验原引导学生阅读课本“探究活动”的实验原理。

学生阅读
实验2.实验原理教师在学生理解的基础上解释实验原理：原理。

学生听讲，记录理，加深对实验的理1.色素提取原理：叶绿体中的色素不溶于水，但笔记。

四
能溶解在有机溶剂如丙酮中，所以可用丙酮提取绿叶中的色素。

2.色素分离原理：纸
层析法各种色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之
则慢，因此色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开。

教师强调：层析液即有机溶剂，
可以溶解色素，但不同色素在同一种层析液中的溶解度有差异，这是色素分离的基础。

让
学生阅读实验步骤，思考并讨论ppt中的问题：学生阅读实验1.提取色素：步骤，思考并讨解。

称取：5g新鲜浓绿的叶片，剪碎，放入研钵；论ppt展示的↓问题。

剪碎：去除叶脉，将叶片剪碎；↓研磨：加入少量sio2、caco3和2ml丙酮，迅速↓而充分的研磨。

过滤：漏斗基部垫上单层尼龙布，过滤获得色素提取液，过滤完毕用棉塞塞住试管口，避光
保存。

3.绿叶中色素的提取和分离的具体操作步骤让学生明确实验步骤，了解实验中各种
试ppt展示问题，在老师的指导下讨论并得出答案：①为何要选用新鲜浓绿的叶片？②研
磨时：为什么要加入sio2？学生思考并配剂的用途和合老师的引导，操作注意事解决问题：项，为后面新鲜浓绿的叶的实验操作片色素含量多，奠定基础现象更明显。

加sio2能保
证研磨充分。

为什么要加入caco3？caco3能中和有机酸，防止色素被破坏。

丙酮用来溶
解色素。

丙酮的作用是什么？③过滤为何用单层尼龙布而不用滤纸？（该问题5
让学生通过实验来解决它。

④ 为什么收集的绿叶要用棉塞塞住试管口？2.滤纸条的
制备：防止丙酮挥发，颜料与空气接触易氧化分解。

（1）将干燥的滤纸切成适当宽度的
纸条，然后在一端剪掉两个角（2）用铅笔在距离角1cm的一端画一条线ppt，展示问题，在老师的指导下讨论并得出答案：① 为什么要剪掉滤纸的两个角？② 为什么用铅笔画画？
3.画一条细线，切掉滤纸条的两个角，防止色谱溶液在滤纸条边缘扩散过快，使颜料带不
规则扩散。

其他钢笔含有色素，以防止不相关的变量影响实验结果。

（1）将滤纸条平放
在玻片上，将棉线浸入少量滤液中，沿着铅笔线小心均匀地压出一条细的滤液线；（2）
干燥后重复2-3次。

绘制线条的要求：① 细线应该是细的、整齐的和笔直的。

问题：你
为什么反复画线？4.分离色素（1）向烧杯中倒入适量色谱溶液；重复绘图，使滤液的细
线含有更多颜料。

六
（2）将滤纸条尖端朝下轻轻插入层析液中，滤液细线不能接触层析液，滤纸条上端
长出的部分向外折叠90度以固定滤纸条；（3）用培养皿盖住烧杯。

问题：①滤液细线为
何不能接触层析液？②用培养皿盖住烧杯？防止色素溶于层析液，滤纸条上得不到色素带。

防止层析液挥发。

老师在实验室巡查，指导学生进行实验操4、实验实施作，学生可能会
因为疏忽产生一些失误，教师可学生按照培养学实验步骤进行生的实验操不当场指出，待
实验结束，总结实验时再指出，实验操作。

作能力。

让学生明白某些失误所可能导致的后果。

根据学生的实验结果和讨论结果，教师给出学生观察并记录滤纸条上出现的色素带条数、颜色、宽度等。

对于与实验标准结果不正确的实验结果，总结实验的关键。

同的，以
小组为单位分析讨论原因。

让实验结果不符的同学展示结果，并以小组培养学生良好的实
验习惯，主动思考和分析问题的能力。

5.观察与记录交流与讨论为单位自查实验失误，常
见失误结果有：①色素提取液颜色过浅，层析结果不明显①提取液加入过多，或研磨时间
过长②色素带不整齐或出现断带色素分解②滤纸条干燥不充分7
③ 色素带没有完全分离④ 滤液细线中的色素不会随着色谱溶液向上扩散③ 滤液的
细线太粗，分离时间太短④ 滤液的细线接触色谱溶液，优先溶解在色谱溶液中，而不是
与色谱溶液在网络上扩散。

在实验展示板上展示优秀的实验作品，学生们相互总结、总结、升华。

学生们思考。

联系物理5。

工作显示显示，对于有代表性的失败工作，让小组分析
并找出原因，指出错误的原因，并将其显示在显示板上，以便相互学习。

提问：如何证明
叶绿体中的色素确实能吸收光能？教师指导：通过观察颜料溶液的透射光，发现绿色和白
色光通过三角形颜色，这表明除绿色外的光基本上被颜料吸收。

例如，镜子将七种颜色分开，培养学生的光线原理，扩展探索能力，色素吸收光谱使学生能够探索。

6.实验如何证
明颜料能吸收光？学生可以分组验证上述分析。

引导学生分析并得出结论。

有效整合应用
所学知识，拓展学生视野，培养学科叶绿体色彩综合的科学思维要素，主要吸收红色思想。

光和蓝紫光对绿光的吸收最小。

分别向研钵a、B和C中加入2克切碎的学生，进行分析
和练习。

6.反馈新鲜菠菜的绿叶，按下表所示添加试剂，研磨并回答。

过滤得到三种不同
颜色的溶液，即：深绿色和黄色，巩固知识，测试学生的掌握程度8
绿色（或褐色）、几乎无色。

处理sio2（少量）caco3（少量）丙酮（2毫升）蒸馏
水（2毫升）abc【答案】：（1）黄绿色（或褐色）；部分叶绿素受到破坏（2）几乎无色；叶绿素不溶况＋＋＋－＋＋＋－＋－＋－注：“＋”表示加；“－”表示不加试回答：于
水（1）a处理得到的溶液颜色是，（3）深绿色；原因是。

（2）b处理得到的溶液颜色是，大量叶绿素溶于乙醇中原因是。

（3）c处理得到的溶液颜色是，原因是。

八、问题讨论
1.本实验中的操作中的问题
由于学生之间的差异以及对化学品和试剂用量的控制不力，提取的色素往往不符合要求。

可用酒精水浴法代替。

我的实践表明效果更好。

酒精水浴法：在试管中用0.5g绿叶加2ml酒精中沸水浴2min，就能得到滤液，这样
做省时、省材、省器械，且效果也很好（本方法参考《中学生物教学》2021年第8期）2、试剂的选用问题
本实验使用丙酮和四氯化碳，它们是挥发性的，具有一定的生物毒性。

因此，在未来
的实验中，可以考虑用无水乙醇代替丙酮。

3.本实验的拓展与应用
本实验的原理可以应用在其他植物组织色素的提取和分离中，课后可以鼓励学生多做
思考和尝试，比如分离花瓣、韭黄等组织中的色素，研究色素的种类、功能等探究性课题，这样便更符合新课标对学生全面发展的要求和探究思维的养成。

九
10。