《綠葉中色素的提取與分離》教學設計與反思

秦玉蘭

摘 要：色素的提取與分離實驗，是學生后續學習光合作用的基石。本文從實驗材料、分離裝置等方面進行優化和創新，增強實驗的趣味性和實用性，旨在加深學生對知識內容的理解，培養學生合作探究、創新、質疑的能力。

關鍵詞：綠葉色素；提取；分離；合作探究；對照

一、 教學設計的前端分析

1. 教材分析

《綠葉中色素的提取與分離》是人教版高中生物必修一《分子與細胞》第五章第四節的內容。通過實驗，學生能夠感性地觀察到葉綠體中的幾種色素，加深對色素的認識和理解，也為后續學習光合作用的原理和過程做了鋪墊。

2. 教學目標

知識與技能：掌握色素提取與分離的原理和方法，學會觀察和比較葉綠體中色素的種類。

過程與方法：進行提取和分離綠葉中色素的實驗操作，學會分析和糾正操作過程中出現錯誤的原因，提升學生的探究能力。

情感態度與價值觀：通過實驗探究，學生體驗成功的喜悅，培養樂于思考與創新的精神，提升學生的生物科學素養，形成善于交流、反思和評價的學習品質。

3. 教學重難點：能夠成功提取與分離色素。

二、 教學內容安排

（一） 實驗原理

綠葉中的色素不止一種，這些色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中；層析液是一種脂溶性很強的有機溶劑，綠葉中的各種色素在層析液中的溶解度不同，因此隨層析液在濾紙上擴散的速度是不同的。所以，利用紙層析法可以使綠葉中的色素在擴散過程中被分離開來。

（二） 實驗材料和用具

菠菜、空心菜、白菜，學生自帶的綠葉。

無水乙醇、層析液、二氧化硅、碳酸鈣。

干燥的定性濾紙、試管、燒杯、棉花、研缽、尼龍布、漏斗、剪刀、天平等。

（三） 教學過程

1. 播放視頻，了解實驗步驟

通過視頻展示生物與生活的聯系，簡要介紹本實驗的操作步驟，激發學生的學習興趣，為學生自己動手實驗做好準備。

2. 分組實驗，合作探究

讓學生以小組為單位，分工合作進行實驗探究。

探究一：葉片種類及顏色的探究

指導學生利用實驗室提供的或自帶的不同材料進行實驗，并比較實驗結果。如：A、B、C、D、E組分別用新鮮的菠菜葉、發黃的菠菜葉、空心菜葉、白菜葉、自帶的綠葉進行研磨、過濾，其他條件保持一致，觀察收集到濾液，比較層析的結果。

引導學生分析思考：色素的種類與葉片種類有何關系？

探究二：研磨過程的探究

引導學生對研磨、過濾得到的三種濾液進行比較。分析思考：（1）提取綠葉中的色素時，研磨過程為什么要迅速充分？（2）加入石英砂、碳酸鈣、無水乙醇的目的分別是什么？（3）過濾時為什么用單層尼龍布而不用濾紙？（4）收集到的濾液為什么要用棉花堵住試管口？

探究三：畫線要求及畫線工具的探究

畫濾液細線時學生可以嘗試使用不同的工具，尋找最好的畫線方法。如用載玻片或硬幣邊緣壓線、鉛筆沾色素畫線等。每組學生對畫濾液細線做如下三種處理：

1. 畫濾液細線時，A濾紙條上的濾液細線細直齊，重復畫線多次；B濾紙條畫線細直齊，畫線一到兩次；C 濾紙條畫線不整齊，粗而寬，重復畫線多次。

2. 濾液細線經層析液分離后觀察現象（A色素層析條帶清晰；B色素帶顏色很淺，比較模糊；C色素帶重疊）。

引導學生分析思考：制備濾紙條時，為什么要剪去濾紙條一端的兩個角？為什么要先畫一條細而直的濾液細線，吹干后再重復畫線？

探究四：濾液細線是否觸及層析液以及層析方式的探究

1. 層析過程的處理

分組濾液細線是否觸及層析液現象

A（用濾紙條）觸及濾紙條上無色分離現象

B（用濾紙條）不觸及濾紙條上有清晰的色素帶

C（用圓形濾紙）不觸及圓形濾紙上有清晰的色素圓環

2. 引導學生觀察現象后分析思考：（1）為什么在層析時濾液細線不能觸及層析液，其原理是什么？（2）濾紙條上不同顏色的色素帶寬窄如何？說明了什么？

學生實驗過程中，教師巡視學生的操作情況，提醒學生一些注意事項。實驗完成后，提醒學生注意洗手并清潔實驗臺和教室，養成良好的衛生習慣，增強學生珍惜和熱愛生命的意識。

三、 板書設計

1. 實驗原理：相似相溶、擴散速度不同。

2. 實驗步驟：色素提取（研磨、過濾）→制備濾紙條→畫濾液細線→分離色素（紙層析）

3. 實驗結果

四、 教學總結

通過探究實驗，教師與學生共同總結出驗證實驗的一般設計步驟：（1）材料等同，分組編號：指實驗材料及用具、藥品規格等要盡可能相同或相近，材料和試劑的用量相等；（2）設置對照單變量；（3）條件適宜且相同；（4）觀察檢測說具體：指實驗中要觀察的具體對象（如氣體或沉淀物生成、顯色反應等）或檢測的具體生化指標；（5）注意前測和后測：指針對操作前后的現象預測相應的結果；（6）重復多次求均值。

五、 教學反思

在實驗教學中，教師可以鼓勵學生對實驗進行合理的創新，要求學生注意觀察和分析實驗現象，得出結論，分析實驗成敗的原因并對實驗得失進行總結；課堂結束前教師對學生的操作、總結進行點評，讓學生進行回顧和反思，有利于學生掌握和形成知識網絡，加深對知識內容的理解，培養學生觀察、分析、歸納能力和語言組織能力。

在不同的班級中，教師應該因材施教，嘗試使用不同的方法進行教學。如：教師提出實驗中的問題，學生根據問題設計實驗進行探究；學生自學，根據實驗步驟操作；逐步實驗、提出問題進行探究。