綠葉中色素的提取和分離的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

1、6綠葉中色素的提取和分離的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)綠葉中色素的提取和分離的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)1實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)：通過對色素提取原理的探究使學(xué)生理解提取色素的方法。通過小組的探究實(shí)驗(yàn)掌握綠葉中色素的提取和分離的基本操作方法和注意事項(xiàng)；探索葉綠體中色素的種類和顏色。通過小組對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的匯報(bào)交流，加強(qiáng)學(xué)生之間的合作意識以及提高分析問題、解決問題的能力。 2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)名稱：綠葉中色素的提取和分離 實(shí)驗(yàn)原理：綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，所以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，它們都能溶解在層析液中。然而，它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(kuò)散得快；反之則慢。 實(shí)驗(yàn)器材：研

2、缽，玻璃漏斗，尼龍布，干燥的定性濾紙，毛細(xì)吸管，剪刀，藥勺，量筒，天平，鉛筆，培養(yǎng)皿，無水乙醇，層析液，二氧化硅和碳酸鈉。主要實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備：準(zhǔn)備洗凈的油菜；制作燈芯：濾紙圓棒 3實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)思路“綠葉中色素的提取和分離”是人教版高中必修一的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)是讓學(xué)生學(xué)會進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離，難點(diǎn)是通過分離色素探究綠葉中色素的種類。但在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，常因?qū)嶒?yàn)原理不明、材料選擇不當(dāng)、研磨不充分、分離操作過程復(fù)雜等原因?qū)е卤緦?shí)驗(yàn)要解決的重難點(diǎn)未能通過實(shí)驗(yàn)真正解決，實(shí)驗(yàn)效率因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果的不理想大打折扣。因此針對該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)關(guān)鍵之處，根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)踐并參考相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了改進(jìn)，有效提高了實(shí)驗(yàn)

3、效果。本實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)思路具體如下： 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)原理的教學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)原理是生物學(xué)知識高度的概括和應(yīng)用，是實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的核心，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)教師必須做到心中有實(shí)驗(yàn)原理，并將實(shí)驗(yàn)原理作為實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)的理論指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)分析的依據(jù)，這樣實(shí)驗(yàn)課上才能在盡可能短的時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生對原理有一個(gè)清晰的認(rèn)識。然而，現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)課堂往往是教師向?qū)W生講述實(shí)驗(yàn)原理，這種實(shí)驗(yàn)原理的教學(xué)方法導(dǎo)致很多學(xué)生即使做了實(shí)驗(yàn)，還是沒有真正理解實(shí)驗(yàn)原理，教學(xué)效率低下?！熬G葉中色素的提取和分離”這個(gè)實(shí)驗(yàn)， 涉及提取和分離的原理，實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)如果在一開始就把兩個(gè)原理一并出現(xiàn)，學(xué)生是不能理解的。實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)可將實(shí)驗(yàn)原理的分解，提取的原理放在學(xué)生進(jìn)行提取色

4、素之前進(jìn)行處理；分離的原理放在提取色素之后，通過問題：試管的濾液中含不同的色素，怎么將它們分離，依據(jù)的原理是什么呢？引入分離的原理。通過這種分解，絕大部分學(xué)生能較好、較快地把握實(shí)驗(yàn)原理。 改進(jìn)提取和分離色素的操作色素提取是否成功是本實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耥樌_(dá)成教學(xué)目標(biāo)的關(guān)鍵。提取色素時(shí)因?qū)W生有時(shí)把握不好碳酸鈣的用量，致使難溶于水的碳酸鈣白色粉沫明顯地殘存于濾液中，影響實(shí)驗(yàn)效果。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，碳酸鈉同樣具有保護(hù)葉綠素的作用，且有易溶于水的優(yōu)點(diǎn)，故可用少許碳酸鈉代替碳酸鈣。色素提取的最后一步增加用丙酮進(jìn)行萃取的步驟也就是過濾后在濾液中加入丙酮混合均勻后色素再次溶解，在上層的丙酮溶液中色素濃度會提高。分離實(shí)驗(yàn)中

5、存在學(xué)生用毛細(xì)管畫濾液細(xì)線即使沿著鉛筆線畫，有時(shí)也很難畫直，又因毛細(xì)管的尖端不圓滑，有時(shí)還會把濾紙條畫破；層析液分離時(shí)濾紙條在燒杯中容易貼壁、濾紙條上的濾液線與層析液接觸過上或過下，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠明顯等。筆者結(jié)合自己的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐對該提取和分離實(shí)驗(yàn)的方法和步驟做了一些改進(jìn)。提取色素步驟的改進(jìn)：因無水乙醇容易揮發(fā)，因此在研磨過程中10ml分兩次加入。圖一分離色素方法的改進(jìn)：教材中濾液細(xì)線的劃線、紙層析液分離方法繁瑣，不易操作。筆者將其進(jìn)行了如下改進(jìn)：將一張干燥定性濾紙邊緣剪取長寬 的紙條卷成圓棒。 用吸管將研磨液滴在干燥的定性濾紙塊中央。用牙簽將定性濾紙塊滴有研磨液的地方穿一個(gè)小孔。圖二將

6、卷成的濾紙棒插入定性濾紙塊上的小孔中。量取層析液倒入的培養(yǎng)皿中。將插入濾紙棒的定性濾紙塊蓋在盛有層析液的培養(yǎng)皿上，使濾紙塊下的濾紙棒與表面皿中的層析液充分接觸。幾分鐘后圓形定性濾紙的四種色素的顏色清晰、出現(xiàn)個(gè)大小不一的同心圓而且色素含量明顯的不同。這樣做既節(jié)省時(shí)間、材料、用具且操作程序不復(fù)雜，改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)時(shí)只須滴加一滴色素濾液就會出現(xiàn)理想的實(shí)驗(yàn)效果且簡單容易操作?？朔嗽瓕?shí)驗(yàn)中的不足達(dá)到了理想的實(shí)驗(yàn)效果。圖三4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程 情境創(chuàng)設(shè)：本實(shí)驗(yàn)的教學(xué)筆者沒有采用傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，在用視頻展示實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)提取色素的過程后，出示下列兩個(gè)情境：情境一：出示實(shí)驗(yàn)前幾天購買的波菜，有些葉片已變黃，有

7、同學(xué)認(rèn)為這是于葉片中某些色素降解所造成的，也有同學(xué)則認(rèn)為某些色素含量增加。給出任務(wù)：根據(jù)所學(xué)知識，你將如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來判斷同學(xué)們的這兩個(gè)觀點(diǎn)是否正確？情境二：分別在A、B、C三個(gè)研缽中加5g剪碎的新鮮波菜葉，并按下表所示添加試劑，經(jīng)研磨、過濾完成下表的相關(guān)內(nèi)容。處理 少量二氧化硅 少量碳酸鈣 95%乙醇 蒸餾水 A B C A處理得到的溶液顏色是_，原因是_。 B處理得到的溶液顏色是_，原因是_。 C處理得到的溶液顏色是_，原因是_。 學(xué)生活動：討論實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)并進(jìn)行交流 學(xué)生小組討論，然后給小組同學(xué)匯報(bào)交流給出如下方案：從變黃的波菜中挑選出足量的、重量相等、大小相近的已變黃的葉片和尚未變黃的

8、葉片為實(shí)驗(yàn)材料，在相同條件下，進(jìn)行葉綠體色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)。測定和記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比較這兩種葉片各種色素的組成及含量后，得出結(jié)論。 實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)過程中將全班學(xué)生分成四個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，第一組完成情境二表格中的A處理，第二組完成B處理，第一組和第二組的材料均為新鮮的波菜葉；第三組和第四組完成C處理，但第三和第四組的材料是實(shí)驗(yàn)前幾天購買的波菜，實(shí)驗(yàn)結(jié)束小組交流。旨在通過這樣的教學(xué)，讓學(xué)生通過自己的探究掌握色素的提取的分離的相關(guān)正確操作以及葉綠體中色素的種類和顏色；并真正理解實(shí)驗(yàn)材料選擇時(shí)為何要選新鮮的材料，以及實(shí)驗(yàn)過程中加碳酸鈣和無水乙醇的作用。 5.說明本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)，但教學(xué)時(shí)將其設(shè)計(jì)為一個(gè)

9、探究性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果顯著提高。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程：首先用視頻展示實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)提取色素的過程，然后以兩個(gè)情境導(dǎo)入教學(xué)，激發(fā)了學(xué)生的探究欲望。在小組討論交流實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案后，讓學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中以及對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析交流中體會色素分離的原理及色素的種類等相關(guān)知識。本實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特色和創(chuàng)新：首先是有關(guān)實(shí)驗(yàn)原理的教學(xué)：對色素提取原理的教學(xué)是通過播放演示實(shí)驗(yàn)視頻來完成：在兩個(gè)體積相同的小燒杯中，分別盛等量的清水和無水乙醇，將兩塊被相同菜汁污染的白布分別放入清水和無水乙醇中，用玻璃棒攪拌，邊攪拌邊觀察白布上的污漬消失的情況。學(xué)生通過觀察得出結(jié)論即提取色素的實(shí)驗(yàn)原理：綠葉中的色素能溶解在無水乙醇中，所以可以用無水乙醇來提取綠葉中的色素。這樣的改進(jìn)有利于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的理解。 對色素提取的改進(jìn)因無水乙醇容易