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摘 要：色素的提取与分离实验，是学生后续学习光合作用的基石。本文从实验材料、分离装置等方面进行优化和创新，增强实验的趣味性和实用性，旨在加深学生对知识内容的理解，培养学生合作探究、创新、质疑的能力。
关键词：绿叶色素；提取；分离；合作探究；对照
一、 教学设计的前端分析
1. 教材分析
《绿叶中色素的提取与分离》是人教版高中生物必修一《分子与细胞》第五章第四节的内容。通过实验，学生能够感性地观察到叶绿体中的几种色素，加深对色素的认识和理解，也为后续学习光合作用的原理和过程做了铺垫。
2. 教学目标
知识与技能：掌握色素提取与分离的原理和方法，学会观察和比较叶绿体中色素的种类。
过程与方法：进行提取和分离绿叶中色素的实验操作，学会分析和纠正操作过程中出现错误的原因，提升学生的探究能力。
情感態度与价值观：通过实验探究，学生体验成功的喜悦，培养乐于思考与创新的精神，提升学生的生物科学素养，形成善于交流、反思和评价的学习品质。
3. 教学重难点：能够成功提取与分离色素。
二、 教学内容安排
（一） 实验原理
绿叶中的色素不止一种，这些色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中；层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂，绿叶中的各种色素在层析液中的溶解度不同，因此随层析液在滤纸上扩散的速度是不同的。所以，利用纸层析法可以使绿叶中的色素在扩散过程中被分离开来。
（二） 实验材料和用具
菠菜、空心菜、白菜，学生自带的绿叶。
无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙。
干燥的定性滤纸、试管、烧杯、棉花、研钵、尼龙布、漏斗、剪刀、天平等。
（三） 教学过程
1. 播放视频，了解实验步骤
通过视频展示生物与生活的联系，简要介绍本实验的操作步骤，激发学生的学习兴趣，为学生自己动手实验做好准备。
2. 分组实验，合作探究
让学生以小组为单位，分工合作进行实验探究。
探究一：叶片种类及颜色的探究
指导学生利用实验室提供的或自带的不同材料进行实验，并比较实验结果。如：A、B、C、D、E组分别用新鲜的菠菜叶、发黄的菠菜叶、空心菜叶、白菜叶、自带的绿叶进行研磨、过滤，其他条件保持一致，观察收集到滤液，比较层析的结果。
引导学生分析思考：色素的种类与叶片种类有何关系？
探究二：研磨过程的探究
引导学生对研磨、过滤得到的三种滤液进行比较。分析思考：（1）提取绿叶中的色素时，研磨过程为什么要迅速充分？（2）加入石英砂、碳酸钙、无水乙醇的目的分别是什么？（3）过滤时为什么用单层尼龙布而不用滤纸？（4）收集到的滤液为什么要用棉花堵住试管口？
探究三：画线要求及画线工具的探究
画滤液细线时学生可以尝试使用不同的工具，寻找最好的画线方法。如用载玻片或硬币边缘压线、铅笔沾色素画线等。每组学生对画滤液细线做如下三种处理：
1. 画滤液细线时，A滤纸条上的滤液细线细直齐，重复画线多次；B滤纸条画线细直齐，画线一到两次；C 滤纸条画线不整齐，粗而宽，重复画线多次。
2. 滤液细线经层析液分离后观察现象（A色素层析条带清晰；B色素带颜色很浅，比较模糊；C色素带重叠）。
引导学生分析思考：制备滤纸条时，为什么要剪去滤纸条一端的两个角？为什么要先画一条细而直的滤液细线，吹干后再重复画线？
探究四：滤液细线是否触及层析液以及层析方式的探究
1. 层析过程的处理
分组滤液细线是否触及层析液现象
A（用滤纸条）触及滤纸条上无色分离现象
B（用滤纸条）不触及滤纸条上有清晰的色素带
C（用圆形滤纸）不触及圆形滤纸上有清晰的色素圆环
2. 引导学生观察现象后分析思考：（1）为什么在层析时滤液细线不能触及层析液，其原理是什么？（2）滤纸条上不同颜色的色素带宽窄如何？说明了什么？
学生实验过程中，教师巡视学生的操作情况，提醒学生一些注意事项。实验完成后，提醒学生注意洗手并清洁实验台和教室，养成良好的卫生习惯，增强学生珍惜和热爱生命的意识。
三、 板书设计
1. 实验原理：相似相溶、扩散速度不同。
2. 实验步骤：色素提取（研磨、过滤）→制备滤纸条→画滤液细线→分离色素（纸层析）
3. 实验结果
四、 教学总结
通过探究实验，教师与学生共同总结出验证实验的一般设计步骤：（1）材料等同，分组编号：指实验材料及用具、药品规格等要尽可能相同或相近，材料和试剂的用量相等；（2）设置对照单变量；（3）条件适宜且相同；（4）观察检测说具体：指实验中要观察的具体对象（如气体或沉淀物生成、显色反应等）或检测的具体生化指标；（5）注意前测和后测：指针对操作前后的现象预测相应的结果；（6）重复多次求均值。
五、 教学反思
在实验教学中，教师可以鼓励学生对实验进行合理的创新，要求学生注意观察和分析实验现象，得出结论，分析实验成败的原因并对实验得失进行总结；课堂结束前教师对学生的操作、总结进行点评，让学生进行回顾和反思，有利于学生掌握和形成知识网络，加深对知识内容的理解，培养学生观察、分析、归纳能力和语言组织能力。
在不同的班级中，教师应该因材施教，尝试使用不同的方法进行教学。如：教师提出实验中的问题，学生根据问题设计实验进行探究；学生自学，根据实验步骤操作；逐步实验、提出问题进行探究。
关键词：绿叶色素；提取；分离；合作探究；对照
一、 教学设计的前端分析
1. 教材分析
《绿叶中色素的提取与分离》是人教版高中生物必修一《分子与细胞》第五章第四节的内容。通过实验，学生能够感性地观察到叶绿体中的几种色素，加深对色素的认识和理解，也为后续学习光合作用的原理和过程做了铺垫。
2. 教学目标
知识与技能：掌握色素提取与分离的原理和方法，学会观察和比较叶绿体中色素的种类。
过程与方法：进行提取和分离绿叶中色素的实验操作，学会分析和纠正操作过程中出现错误的原因，提升学生的探究能力。
情感態度与价值观：通过实验探究，学生体验成功的喜悦，培养乐于思考与创新的精神，提升学生的生物科学素养，形成善于交流、反思和评价的学习品质。
3. 教学重难点：能够成功提取与分离色素。
二、 教学内容安排
（一） 实验原理
绿叶中的色素不止一种，这些色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中；层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂，绿叶中的各种色素在层析液中的溶解度不同，因此随层析液在滤纸上扩散的速度是不同的。所以，利用纸层析法可以使绿叶中的色素在扩散过程中被分离开来。
（二） 实验材料和用具
菠菜、空心菜、白菜，学生自带的绿叶。
无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙。
干燥的定性滤纸、试管、烧杯、棉花、研钵、尼龙布、漏斗、剪刀、天平等。
（三） 教学过程
1. 播放视频，了解实验步骤
通过视频展示生物与生活的联系，简要介绍本实验的操作步骤，激发学生的学习兴趣，为学生自己动手实验做好准备。
2. 分组实验，合作探究
让学生以小组为单位，分工合作进行实验探究。
探究一：叶片种类及颜色的探究
指导学生利用实验室提供的或自带的不同材料进行实验，并比较实验结果。如：A、B、C、D、E组分别用新鲜的菠菜叶、发黄的菠菜叶、空心菜叶、白菜叶、自带的绿叶进行研磨、过滤，其他条件保持一致，观察收集到滤液，比较层析的结果。
引导学生分析思考：色素的种类与叶片种类有何关系？
探究二：研磨过程的探究
引导学生对研磨、过滤得到的三种滤液进行比较。分析思考：（1）提取绿叶中的色素时，研磨过程为什么要迅速充分？（2）加入石英砂、碳酸钙、无水乙醇的目的分别是什么？（3）过滤时为什么用单层尼龙布而不用滤纸？（4）收集到的滤液为什么要用棉花堵住试管口？
探究三：画线要求及画线工具的探究
画滤液细线时学生可以尝试使用不同的工具，寻找最好的画线方法。如用载玻片或硬币边缘压线、铅笔沾色素画线等。每组学生对画滤液细线做如下三种处理：
1. 画滤液细线时，A滤纸条上的滤液细线细直齐，重复画线多次；B滤纸条画线细直齐，画线一到两次；C 滤纸条画线不整齐，粗而宽，重复画线多次。
2. 滤液细线经层析液分离后观察现象（A色素层析条带清晰；B色素带颜色很浅，比较模糊；C色素带重叠）。
引导学生分析思考：制备滤纸条时，为什么要剪去滤纸条一端的两个角？为什么要先画一条细而直的滤液细线，吹干后再重复画线？
探究四：滤液细线是否触及层析液以及层析方式的探究
1. 层析过程的处理
分组滤液细线是否触及层析液现象
A（用滤纸条）触及滤纸条上无色分离现象
B（用滤纸条）不触及滤纸条上有清晰的色素带
C（用圆形滤纸）不触及圆形滤纸上有清晰的色素圆环
2. 引导学生观察现象后分析思考：（1）为什么在层析时滤液细线不能触及层析液，其原理是什么？（2）滤纸条上不同颜色的色素带宽窄如何？说明了什么？
学生实验过程中，教师巡视学生的操作情况，提醒学生一些注意事项。实验完成后，提醒学生注意洗手并清洁实验台和教室，养成良好的卫生习惯，增强学生珍惜和热爱生命的意识。
三、 板书设计
1. 实验原理：相似相溶、扩散速度不同。
2. 实验步骤：色素提取（研磨、过滤）→制备滤纸条→画滤液细线→分离色素（纸层析）
3. 实验结果
四、 教学总结
通过探究实验，教师与学生共同总结出验证实验的一般设计步骤：（1）材料等同，分组编号：指实验材料及用具、药品规格等要尽可能相同或相近，材料和试剂的用量相等；（2）设置对照单变量；（3）条件适宜且相同；（4）观察检测说具体：指实验中要观察的具体对象（如气体或沉淀物生成、显色反应等）或检测的具体生化指标；（5）注意前测和后测：指针对操作前后的现象预测相应的结果；（6）重复多次求均值。
五、 教学反思
在实验教学中，教师可以鼓励学生对实验进行合理的创新，要求学生注意观察和分析实验现象，得出结论，分析实验成败的原因并对实验得失进行总结；课堂结束前教师对学生的操作、总结进行点评，让学生进行回顾和反思，有利于学生掌握和形成知识网络，加深对知识内容的理解，培养学生观察、分析、归纳能力和语言组织能力。
在不同的班级中，教师应该因材施教，尝试使用不同的方法进行教学。如：教师提出实验中的问题，学生根据问题设计实验进行探究；学生自学，根据实验步骤操作；逐步实验、提出问题进行探究。