高中生物-《绿叶中色素的提取与分离》教学设计学情分析教材分析课后反思

《绿叶中色素的提取和分离》教学设计生物组一、教学目标1、知识目标：进行绿叶中色素的提取和分离；探究绿叶中色素的种类；能力目标：掌握绿叶中的色素提取和分离方法；培养学生积极思考与创新的能力；提高学生发现、分析、解决问题的能力；情感态度与价值观：通过各个教学环节，激发学生的求知欲，并使学生体验在探究过程中的喜悦，培养学生乐于探究、乐于思考的精神；二、实验重点与难点1、重点：=1\*GB3①培养学生的探究能力，思考创新能力；=2\*GB3②色素分离提取和操作；难点：提取和分离叶绿体色素的步骤和注意事项三、教学方法师生合作；实验探究；多媒体辅助；四、教学过程教学内容教师活动学生活动（一）新课引入1.多媒体展示多种多样叶片图片2.提问：为什么不同的叶片颜色会不同？3.评价学生回答情况1.观看图片、思考问题2.回答问题关键点：不同叶片中色素的种类、数量不同。展示预习成果任务：检查预习情况，订正相关预习题目做题情况；巩固实验原理、步骤的记忆；解决思考题目多媒体展示预习学案提问学案问题(1)实验原理(2)实验步骤(3)思考题目选材标准是什么？(1)加SiO2、CaCO3目的是什么？(2)剪去二个角的目的是什么？(3)为何要细、齐、直，干后重复三次？(4)为什么层析液不能没及滤液细线？3.评价学生回答情况展示预习学案成果回答相关问题(1)实验原理=1\*GB3①叶绿体的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇中=2\*GB3②叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的扩散快；反之则慢；实验步骤=1\*GB3①提取色素；=2\*GB3②制备滤纸条；=3\*GB3③画滤液细线；=4\*GB3④分离色素；思考题目=1\*GB3①选材：叶片新鲜、颜色深；=2\*GB3②SiO2、CaCO3作用：研磨充分；=3\*GB3③细线题：保证滤液色素在同一起始点上；保证滤液线有足够的色素量=4\*GB3④不触及层析液：防止滤液细线被层析液溶解，导致色素不能分离。讨论实验改进任务：从选材、实验步骤等等方面，引导学生对实验进行改良，锻炼学生的创造思维能力，实验设计能力，语言表达能力。提问：同学们，条条大路通罗马，我们的实验也是一样，我们可以通过不同的方法来完成我们的实验，请大家思考我们这个实验能否进行改良？展示课件，给与学生提示：(1)选材可以更广吗？(2)操作可以简便吗？(3)效果可以更好吗？3.对学生的方案、想法予以评价、总结、鼓励学生讨论5分钟小组展示本组实验创新点（例如：圆形滤纸法、水浴法提取色素等等方法）=1\*GB3①讲原理=2\*GB3②讲方法=3\*GB3③讲优点强调注意事项任务：对实验操作的注意事项进行重点强调，避免实验中出现不该出现的错误。同学们我们在做实验前强调一下操作重点：提取色素：快速、像一个方向研磨滤纸条：大小合适、保持干燥绿叶细线：细直齐、重复画多次分离色素：防挥发学生认真听讲，准备实验开始试验任务：完成绿叶中色素提取分离实验小组完成探究实验锻炼学生实验操作能力，团队合作能力教师巡视学生试验情况，发现问题及时纠正解决，指导学生正确操作。完成色素提取分离实验小组分工合作完成探究实验成果展示任务：小组展示实验成果介绍实验成败经验锻炼学生语言表达能力、分析问题能力对所有小组成果进行评价引导学生展示实验成果评价学生实验成果鼓励学生展示实验结果介绍实验经验、成功不足之处观看、评价其他小组实验成果专门小组对所有成果予以评比总结任务：总结实验内容，再次强调实验重点、注意事项；鼓励学生，使学生更积极思考；1.本节课内容=1\*GB3①完成绿叶中色素的提取和分离，明确了绿叶中的色素种类；=2\*GB3②完成了实验创新；对实验常见问题再次强调=1\*GB3①色素含量偏低绿叶需新鲜；研磨充分；酒精量适宜；绿叶细线多画几次；=2\*GB3②色素带不直绿叶细线细直齐；色素带画均匀=3\*GB3③实验安全及时盖好盖子，防止挥发；实验后洗手；3.鼓励学生；讨论、概括总结本实验的注意事项，写在导学案上（八）布置作业1.完成练习册习题；2.完成实验报告，写好试验总结；3.预习下节相关内容；板书设计绿叶中的色素提取和分离实验原理二、实验步骤三、注意事项四、总结《绿叶中的色素提取和分离》学情分析生物组知识基础学生在前期已经学习了叶绿体的结构和功能，但是对叶绿体内色素的种类、含量功能等知识还缺乏相应的认识。同时本节课以实验为载体，学生兴趣较高。能力基础学生在初中阶段对生物实验并不陌生，但是对于“提取分离类实验”还较为陌生，整个实验操作非常考验学生的动手操作能力。在本课中，针对学生要特别注意两点：重在培养学生的探究精神，探究能力；灵活运用所学知识，特别是在水浴法提取色素中；重在锻炼学生实验设计、操作能力，不照本宣科，自助选择材料、用具进行实验，提高学生生物科学素养；《绿叶中色素的提取和分离》效果分析[关注点]高中生物实验技能的评价是新课程评价改革的重要问题之一。各教育部门、学校都在积极探索较为系统的评价体系，涌现出了很多优秀的研究成果。在实际教学、学习之中我认识到设计一个良好可行的探究实验的评价方案应主要考虑两个问题：（一）实验的探究性没有探究性的实验是无法进行科学合理得评价的。我们需要通过实验唤起学生的思维，即让学生在实验前、中、后三个时期，发现、提出、解决问题。而能否唤起学生的思维取决于实验的探究性。即实验中有没有能引起学生思维的地方。所以，我们要寻找到实验中的“思维点”“问题点”。让实验确实具有探究性，而不是为了探究而去探究。（二）评价的可操作性现在我们搜索一下网络上的评价方案，大都有一个特点，就是：“全面”。从“自评”到“互评”、“师评”。从“知识评价”“能力评价”到“表现性评价”。各种评价标准，分数计算令人应接不暇。必须承认“全面”的评价是非常科学的，能从各方面反映学生知识能力方面的提高。但是在实际课堂上评价的可操作性相对较低。我们很难有时间去一一记录。所以，我们要对没个实验设计出一套简单易行的评价方案。本试验主要目的是进行色素提取分离，探究滤液中含有色素的种类。课本所列的用具、步骤十分清晰。在日常教学中我们所重点关注的是实验的原理，各种药品、器具的作用，试验结果及其分析，当然还有操作能力的培养。课本并未将此实验定位在“探究实验”层次，而是作为一般操作试验来进行。学生的实验主要是按照现成实验的步骤，来体验前人已经完成的实验的步骤和结果。而探究实验则是由学生自己提出问题，设计实验步骤，进行实验，得出结论。在实际教学之中，我与同学发现了很多值得探究的问题。在对这些问题的探究过程中学生不仅运用巩固所学知识，而且还学习到了课本中未涉及的知识。我们完全可以将此实验改造成为“探究实验”，并根据具体内容设定操作步骤。（一）实验探究问题学生通过预习以及手头参考书，对叶绿体中的色素种类、含量、溶解度大小等等问题有了很好的了解与掌握，在实验中只需要验证巩固这些问题即可。在课堂与学生交流中，我们提出了以下探究性问题探索绿叶（菠菜、杨树）中的色素与紫叶（紫叶李、紫鸭跖草）中的色素是否相同绿色深浅不同的叶片，所含色素种类数量有何不同提取色素方法改良（课堂引导：“水浴法”）有毒药品的替代滤纸条的改良（课堂引导：剪去两角多少选择、圆形滤纸）每个小组，或几个小组合作探究一个探究问题，试验结束后，总结展示。（二）评价方案1．知识掌握评价：通过题目检测知识掌握情况。2．实验评价：绿叶中色素的提取和分离实验评价表班级：姓名：小组：基本试验过程1．色素是否研磨充分2．滤纸条细线是否细、直、齐3．细线是否触及层析液4．色素带是否清晰5．实验操作是否规范滤纸条粘贴处探究实验过程探究题目：过程设计原理结果结论学生在整个学习过程中表现良好，顺利完成试验，并对实验进行多处改进，取得较好的效果。在提高实验安全性，锻炼实验操作技能，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养科学研究的精神，从而使学生全面发展。发展创新思维，改进课本实验——“绿叶中色素提取和分离实验”的改进生物组摘要：“绿叶中的色素提取和分离”实验为人教版必修一的一个重要的分组实验，课本对其实验原理、材料、步骤进行了详细的叙述。在实际教学中，我们发现该实验对学生动手能力要求高，而对探究思维能力要求相对较弱。通过思考和实践，以及学生在实验中的创新，我们将本实验进行了改良。目的在于提高实验安全性，锻炼实验操作技能，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养科学研究的精神，从而使学生全面发展。关键词：绿叶中的色素提取和分离实验改进正文：“绿叶中的色素提取和分离实验”基本步骤为：1.研磨法提取色素；2.制备滤纸条画滤液细线；3.分离色素。学生可以较为容易掌握该实验的相关理论内容，但是在实际实验课中我们发现以下几个问题：1.学生在繁琐的操作面前很容易出现失误；2.实验用的药品部分有毒性，不利于学生的身体健康；3.实验的探究性不强，对学生思维能力的培养略有欠缺等等；而且在实践中，不仅仅教师对实验进行改进，许多学生也对实验提出了自己的意见，这些意见都是非常宝贵的，在此，我们对本实验进行了改进。实验中的问题及改进办法实验目的扩增本实验目的是让学生学会提取和分离色素的方法，探究绿叶中色素的种类。目的明确，但研究对象相对单一，只能研究绿叶（且是含叶绿素较多的叶片）的色素。实际授课时，我让学生以本实验为基础，思考还可进行那些研究，学生们又陆续提出各种各样的探究目的：1.紫色叶片中的色素提取和分离；2.对比不同叶片中色素的种类、含量；3.花瓣中的色素提取分离……学生提出相关探究问题后，让小组自行设计实验方法、过程，教师引导其他小组进行评判修正。这样极好的锻炼了学生的发散思维能力、发现解决问题的能力。水浴法代替研磨法提取色素研磨法提取色素，较为费时费力，还可能因药品用量不当导致提取的色素滤液较为浑浊，影响色素分离效果。且丙酮有毒性，不利于师生身体健康。我们采取水浴法提取色素，能较好的解决以上问题。2.1水浴法提取色素原理高温破环生物膜的结构,使叶绿体中的色素溶解到无水乙醇中。2.2操作步骤=1\*GB3①取1克叶片（叶片可以自选）去除叶脉,剪碎,放入试管中,再加4毫升无水乙醇。（具体数量可自行调节）；=2\*GB3②将试管放入78℃水浴锅加热（可用玻璃棒搅拌）。=3\*GB3③待色素溶解至无水乙醇后，且颜色较深时，取出试管，并迅速塞上棉塞。2.3水浴法的优势=1\*GB3①可选材料更加广泛，材料用量更加减少由于此方法所获得的色素浓度高，所以我们叶片的用量上可以适当减少，此外也不必局限于菠菜，而且像以前难以研磨的植物，比如竹叶，也可以较为容易的提取色素。可以多找几种植物，比如紫叶李，吊兰，等等颜色不同的叶片，甚至是花卉的叶片，进行对比研究，=2\*GB3②减少药品用量此方法用无水乙醇作为提取液，与课本要求相比减少无水乙醇、丙酮用量，且没有用二氧化硅和碳酸钙。降低了实验成本。=3\*GB3③减化实验步骤，节约实验时间课本实验需要研磨、过滤，本实验只需要水浴加热，简化了实验步骤，节约了试验时间，同时效果还要比原来的号，提取色素浓度高，较为澄清。圆形滤纸代替滤纸条按照课本的介绍，我们需要将滤纸割成长条并裁去两角，使层析液在纸条上扩散速度均衡。但是，滤纸条裁剪的角度难以控制，且滤纸条较窄，不能清晰的观察色素带。受技术限制，用毛细管画滤液细线不能保证细、直、齐的要求。而将滤纸条放入烧杯或试管中时，可能会出现不稳定的情况，滤液细线容易和层析液接触。使色素溶解在层析液中，影响实验效果。3.1操作步骤结合大学教材，提出用圆形滤纸代替普通的滤纸条。具体方法如下：=1\*GB3①取干燥圆形滤纸，其直径应略大于培养皿的直径。在滤纸圆心戳一圆形小孔。=2\*GB3②取同样的滤纸，剪成长5厘米、宽1.5厘米的窄条，用细玻棒沿长度方向卷成1.5厘米长的纸捻，抽出玻棒后再进一步搓成均匀、紧密的纸捻。

=3\*GB3③用细口滴管（或毛细管）吸取叶绿体色素提取液，滴在纸捻的一端，待其干燥后再滴一次，再干燥，如此重复3－5次。

=4\*GB3④将滴有色素的纸捻端插入圆形滤纸中心小孔中，使纸捻与圆形滤纸紧密接触，且与纸面平齐，切勿高出纸面。

=5\*GB3⑤取两个直径相等的干燥培养皿，在一个培养皿内倒入层析液（用CCl4效果较好，且较为环保）。把插有纸捻的圆形滤纸平放在培养皿上，使纸捻下端浸入层析液中，迅速盖上另一培养皿，两培养皿周边对齐。

=6\*GB3⑥小杯内的层析液沿纸捻扩散到圆形滤纸上，并推动叶绿体色素也向滤纸四周扩散。待层析液扩散到培养皿边缘时。取出滤纸，即可看到四种色素分离成四个同心圆环。3.2圆形滤纸法的优势=1\*GB3①不必用毛细管画滤液细线，减化操作步骤。防止了滤纸条位置摆放不适宜导致的滤液细线与层析液接触而造成色素被溶解的现象；防止了层析液因液体表面张力引起扩散快慢不均匀的现象。=2\*GB3②用圆形滤纸以及培养皿作为防止层析液挥发的盖子，既能清晰分离色素，又可以盖住层析液，防止其挥发。而且，比原来在烧杯上盖培养皿更为稳定、好操作。=3\*GB3③色素量大、色素带清晰。因为我们往层析的滤纸捻上滴入的色素滤液量大，所以色素随层析液向四周扩散形成清晰可辨的4个同心圆，便于观察。绿叶细线画法的改进若不使用圆形滤纸，我们也可以改进滤液细线的画法，来提高实验的成功率，教材中要求：“画滤液细线用毛细吸管吸取少量滤液，沿着铅笔线画出一条细线。待滤液细线干后，再画一两次。”在实际操作中我们发现：用毛细吸管画滤液细线很难达到细、齐，并且很容易使滤纸条从滤液细线处弯曲，在分离色素时细线上的色素直接被溶解到层析液里，从而使色素无法在滤纸条上分离开，结果实验失败。我们可以用以下方法进行改进：用较薄且干净的盖玻片，沾取色素提取液印在滤纸条上，色素液晾干后再重复几次，印出的色素线（最佳宽度为1~2mm）又细又齐又均匀，比用毛细吸管画线操作简单，节省时间，滤纸条不会弯曲，层析分离后的效果很好。实验改进的意义高中生物实验课是生物课的重要组成部分。加强对高中生物实验方法的研究，不仅能提高生物实验课堂教学质量，而且能更好地培养学生的动手能力，引导学生积极地去思维，养成探索科学知识的品格。知识获得的途径，一靠传授，二靠自我探索。后者比前者使知识掌握得更牢固，这是教育心理学所说的知识正迁移。生物实验是发挥学生自我探索知识的最理想的途径，验证性实验改成探究性实验，实验性质的改变，必然要求以内容和方法上的变化作前提，而且要考虑学生的因素，使学生在实验过程中操作技能得到提高，使学生学会思考，养成独立探索知识的良好习惯，从而大大提高学习效益。本实验改进的意义在于，简化了实验过程，节约了实验成本，缩减了试验时间，最重要的是要带动学生思考，如何改良实验，如何完善实验，如何将是严重的原理、技术用到解决日常生活中发现的问题中来。最终提高学生独立思考能力，创新能力，以及科学精神。今后生物实验的方向高中生物实验虽然多是验证性实验，但也一定程度地培养学生操作能力，不足之处是按部就班进行，不能激发起学生独立思考，而探究性实验能弥补这方面的不足。验证性实验与探究性实验作为两种不同方法，也存在一定联系，可以讲探究性实验是在验证性实验上的提高。只要把实验的目的、内容和方法和探究相结合，可以促使验证性实验向探究性实验的转变。从目前高中生物学生必做实验和演示实验内容和要求来看，只要方法合适，恰当，是完全可能的，这样做也符合课改精神，相信探究性实验最终是高中生物实验发展的方向。目前国内外的生物实验教学的改革,基本围绕着激发学生做实验的兴趣、培养学生的创新意识与综合能力而展开,生物实验教学的内容与方式也呈现领域、学科之间的融合和综合的趋势。在实验教学模式上,增加实验类型和实验内容让学生选择,让学生积极主动、自主地做实验,以学生为本进行实验教学改革。这些改革非常有利于培养与发展学生对科学技术的学习兴趣与能力。由于手脑并用，感知与思维的结合，理论和实践的结合，对学生能力的全面发展，创新意识的萌发和实践习惯的养成有极重要的作用。同时实验作为课堂教学的重要补充，它能把学生的科学实验的训练从狭义的实验室实践加以扩大，紧密联系生活、环境与社会，培养学生善于观察、勤于思考和学习、勇于实践的品格，加深对人和自然环境及科学技术间关系的认识，培养和发展对科学技术的认识及兴趣。《绿叶中色素的提取和分离》教材分析生物组“绿叶中的色素提取和分离”实验为人教版必修一第5章第4第一部分《捕获光能的色素和结构》这一节的一个重要的分组实验，课本对其实验原理、材料、步骤进行了详细的叙述。这节内容承接前面捕获光能的色素和结构的内容，紧接着安排实验：色素的提取与分离，既突出了生物实验及其实验基本技能在中学生物教学中的基础性地位，又很好地加深了学生对上节知识的理解和升华，真是恰到好处。本实验按常规教学它是个验证实验，验证叶绿体中色素的种类、含量及颜色。为了适应新课改的理念，我们将此实验改成探究性实验，对很多问题进行了对比和扩展。5.4.1绿叶中色素的提取和分离检测案班级:_______小组:_______姓名:_______1．通过纸层析分离叶绿体色素，结果在滤纸条上出现四条色素带，从上而下依次为：（）A．胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素bB．胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素C．叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素D．叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素2．叶绿素不溶于（）A．水B．石油醚C．丙酮D．苯3．下列关于“叶绿体色素提取和分离”的实验描述中，不属于实验要求的是：（）A．提取高等植物叶绿体中的色素B．用纸层析法分离色素C．了解各种色素的吸收光谱D．验证叶绿体中所含色素的种类4．提取高等植物叶绿体中的色素，在研磨时加入少量CaCO3的作用是（）A．调节PH值，加速叶绿素溶解B．使叶片研磨充分C．调节PH值，保护叶绿素不被破坏D．促使4种色素的分开5．纸层析法分离叶绿体色素，扩散速度最慢与最快的依次是（）A．胡萝卜素，叶绿素bB．叶黄素，胡萝卜素C．叶绿素a，胡萝卜素D．叶绿素b，胡萝卜素6．在叶绿体中色素的提取和分离实验过程中，加入丙酮的作用是（）A．充分研磨B．防止色素被氧化破坏C．提取色素D．破坏叶绿体7．用纸层析法分离叶绿体色素时，滤纸条上呈橙黄色的色素是（）A．叶黄素B．胡萝卜素C．叶绿素aD．叶绿素b8．在进行叶绿素提取和分离的实验时不让层析液没及滤液细线的原因是（）A．滤纸上几种色素会扩散不均匀而影响实验结果B．滤纸上的滤液细线会变粗而使色素太分散C．色素会溶解在层析液中而使实验失败D．滤纸上的几种色素会混合起来不分散9．某同学在做提取叶绿体中色素的实验时，收集到的色素提取液为淡绿色。分析产生该结果的可能原因是（）①研磨不充分，色素未能充分提取出来②丙酮加入量太多，稀释了色素提取液③丙酮加得太少，色素未提取出来④未加CaCO2粉末，部分色素已被破坏A．①②④B．①③④C．③④D．①②10．在圆形滤纸的中央点上，对叶绿体的色素进行色素层析，会得到近似同心的四个色素环，排列在最里圈的色素呈（）A．橙黄色B．蓝绿色C．黄绿色D．黄色11．某同学在做叶绿体中色素的提取时，改用下列处理：①绿叶放在盛有清水的烧杯中静置2h；②绿叶放在盛水的烧杯中，煮沸10min；③绿叶放在研钵中研磨，然后放在盛酒精的