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《绿叶中色素的提取和分离》实验教学设计
学院附中陈建志
一、教材分析
生物学是以实验为基础的科学,实验教学对提高学生的生物科学素养起着无可替代的重要作用,他是素质教育和创新教育的重要场所和前沿阵地,也是基础教育改革的基础、前提和保证。
《绿叶中色素的提取和分离》是一个探究性实验,通过本实验,可以让学生知道绿叶中色素的种类和颜色对植物叶片颜色的影响,是学****光合作用的基础。
本实验要求层次较高、操作难度较大、考查频率高的一个实验,但是按照教材的实验步骤和方法,多数学生把握不够,操作不当。分离后的色带或不全或色浅,辨认困难,实验效果皆不理想。笔者在实验教学中将有关操作作了调整。
1、教材中值得推敲的地方
实验选材和研磨教材推荐用菠菜为实验材料。菠菜生长受季节的限制,有的季节很难采集。另外菠菜叶片含水量较高,较多的水分子与***分子接触,降低了***对色素分子的萃取率,导致提取液中含色素分子少,进而影响实验结果。
,显然太多,也增加了研磨的时间和难度。相对于5克叶片,5毫升***又显太少。***极易挥发,实验中常出现叶片未研碎。***已挥发干的情况。因为研磨不彻底,提取液中色素含量少。
研磨剂的配制学生只是按课本要求按顺序添加无水、乙醇、CaCO3、SiO2,并不能很深刻的理解添加这些物质的原理和作用。
画线方法的研究这一步是本实验的一个操作难点,学生很难用毛细吸管画出细、直、均匀的滤液细线。如果用钢笔沾色素、硬币边缘压线、盖玻片或者棉线画线等,则操作起来更容易。
色素分离装置的制作,用厚纸板作个烧杯盖,—2厘米的缝隙,滤纸条只需要从层析缸上盖子的缝隙插入到层析液中,根据实验需要可以选择缝隙数量不同的盖子做出调整。
分离色素的方法的创新
1)用圆形滤纸片分离。用圆形滤纸片分离,取平面培养皿1只,将一干燥的圆形定性滤纸盖在培养皿中,在圆形滤纸(直径为l0cm)中央滴上2~3滴色素提取液,静置约1min,在滤纸的中央点成圆形的色素斑。然后依次滴
3~5滴层析液,每次间隔30s左右,然后盖上培养皿盖,几分钟后,观察结果会得到近似同心圆的4个色素环,由内而外分别是黄绿色、蓝绿色、黄色和橙黄色。
2)用粉笔代替滤纸分离色素。取一支干燥的白色粉笔,
在距其大头一端1cm处用含有色素液的细棉线刻出一圆环,待干后重复刻2~3次(最好两人合作);把粉笔大头一端放入层析缸中,观察现象,色素将
随着层析液在粉笔上扩散形成4个颜色不同的圆,最上圈是橙黄色(胡萝卜素),其次是黄色(叶黄素),再次是蓝绿色(叶绿素a),最下圈是黄绿色(叶绿素b);待4条色素带明显后,取出粉笔,晾干保存。
二、教学目标
(1)掌握提取叶绿体中色素的方法,掌握绿叶中色素的种类和作用;
(2)通过实验结果分析,理解各药剂在实验中的作用和对实验结果的影响。
(1)合理组织语言,描述实验现象,锻炼学生观察能力和语言表达能力。
(2)对实验现象相互交流和讨论,提高学生思考问题和解决问题的能力。
在自主探究中,感受成功带来的快乐,提高对自我价值的认识,要学生把理论知识联系并贯彻到实际活动中去,从实践中得到巩固和提高。
三、课前准备
(1)实验材料准备。
(2)推测可能出现的情况进行探究,分析原因,得出结论。做到心中有数。
(3)实验分组。将学生分成A、B两实验组。每个实验组再分为甲、乙、丙、丁四个小组,每个小组7位同学。
(1)预****本实验。包括实验目的、原理,熟悉实验步骤等。
(2)复****叶绿体中色素的种类和颜色。
四、教学内容安排
:提取叶绿体中色素的方法及用纸层析法分离实验。
:叶片(绿色、新鲜)、***、95%乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙、研钵、小玻璃漏斗、尼龙布(棉花)、剪刀、小试管、药勺、量筒、天平、镊子、毛细吸管(盖玻片)、滤纸条、铅笔等。
:
实验分组:
序号
处理(按顺序操作)
甲组
乙组
丙组
丁组
1
称取5g绿色叶片,剪碎。
√
√
√
√
2
SiO2(少量)
√
√
√
√
3
CaCO3(少量)
√
—
√
√
4
***(5mL)
√
√
—
—
5
95%乙醇(5mL)
—
—
—
√
6
蒸馏水(5mL)
—
—
√
—
7
迅速充分研磨
√
√
√
√
8
过滤研磨液(漏斗基部放一块单层尼龙布或棉花)
√
√
√
√
9
将滤液收集到小试管中,用棉塞塞紧试管口。
√
√
√
√
注:(1)“√”表示操作或加入;“—”表示不加入。
(2)每个实验组的四个小组分别按上面四个方案进行操作。
(3)研磨要充分、迅速,研磨时用纸盖住研钵;
(4)收集滤液到试管中,一定要用棉塞塞住试管口。
实验流程:
㈠提取色素
㈡制备滤纸条
铅笔线
1cm
㈢划滤液细线
㈣分离色素(纸层析法)
㈤观察实验结果
滤液细线
层析液3mL
装置Ⅰ
层析液
装置Ⅱ
胡萝卜素(橙黄色)
叶绿素a(蓝绿色)
叶绿素b(黄绿色)
叶黄素(黄色)
:
①制备滤纸条时为什么要剪去两角,否则会出现什么现象?
②画滤液细线为什么要细且直,并待干后重复几次?
③如何在滤纸上得到4个色素同心环?请绘出实验装置图。
④材料不同制出的色素带有区别吗?
⑤实验完成后填写下表:
色素带自上而下
呈现的颜色
层析液中的溶解度大小
含量多少
:
学生活动:小组间相互交流所得实验结果,组织语言描述实验现象:
甲组滤液呈深绿色,乙组滤液呈黄绿色,丙组滤液几乎无色,丁组滤液呈深绿色。
教师活动:评价各小组的实验结果,让学生根据叶绿体中色素的颜色,分析实验结果差异的原因,并展开讨论。最后再引导学生得出相应的结论:
(1)甲组结果说明叶绿体中的色素能溶于***。
结论:叶绿体中的色素能溶解于有机溶剂如***中,可以用有机溶剂如***,来提取叶绿体中的色素。得出提取叶绿体中色素的方法,即该实验的原理。
(2)乙组与甲组结果的差异,由于未加入碳酸钙,叶绿素受到了破坏。
结论:加入碳酸钙的目的是防止在研磨过程中叶绿素受到破坏。
(3)丙组与甲组结果的差异,由于色素不溶于蒸馏水。
结论:不能用蒸馏水提取叶绿体中的色素。
(4)丁组与甲组结果的相同,说明色素也能够溶于乙醇中。
结论:乙醇也是有机溶剂,可以利用乙醇提取叶绿体中的色素。
纸层析法分离结果显示:滤纸条上色素带排序(从上到下)依次是橙黄、黄、蓝绿、黄绿四个条带,推理分析应分别代表“胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b”。说明红萝卜素在层析液中的溶解度较其他几种色素溶解度最大。
五、教学反思:
以前在指导学生进行本实验时,一直是每小组分别完成各自提取实验,然后自行进行相关探究,如不加CaCO3会怎样?不加SiO2会怎么样等等,实验就比较费时,而且会浪费很多实验材料。经过本次实验方法的调整改变后,实验进行的更加顺利了,对比效果更明显了。