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視頻標簽：色素的提取,吸光性
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：高中生物說課視頻及說課稿_綠葉中色素的提取和吸光性探究—李智芹
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高中生物說課視頻_綠葉中色素的提取和吸光性探究—李智芹
“綠葉中色素的提取、分離和性質探究”說課稿
一、使用教材
人教版高中生物必修1：《分子與細胞》；第五章：細胞的能量供應和利用；第四節：能量之源---光與光合作用；一 捕獲光能的色素；實驗：綠葉中色素的提取和分離。
二、實驗原理
一）、色素的提取
色素易溶于有機溶劑，可以無水乙醇提取，便攜式榨汁機榨取破壞細胞結構，便于色素釋放。
二）、色素的分離
不同的色素在層析液中的溶液度不同，在介質上（濾紙、薄層層析板）的擴散速度不同，利用此特性分離色素。
三）、色素的吸光特性
綠葉中的色素主要吸收紅光和藍紫光，對綠光的吸收較少，其中葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光。可以通過色散實驗、分光實驗觀察，或者通過分光光度計直接測量色素在不同波長的吸收值。
四）、葉綠素含量的估算
葉綠素在紅光區和藍紫光去有兩個強吸收帶，可以通過用風光光度計測量630-660nn處的吸收值或420-450nn處的吸收值衡量色素含量的多少，兩者是正相關的。
三、實驗器材
一）、色素的提取
剪刀、電子天平、稱量紙、便攜式榨汁機、過濾裝置（漏斗、尼龍布、離心管）、離心管
二）、色素的分離
自制懸掛式紙層析裝置（見圖1、圖2）
圖1：自制懸掛式紙層析裝置
圖2：自制懸掛式薄層層析裝置
三）、色素的吸光性研究
自制色散裝置（圖3）、衍射分光裝置（圖4）、拍攝裝置（手機和支架）、分光光度計
圖3：自制色散裝置（內部圖）
圖4：衍射分光裝置
四）、主要試劑
無水乙醇、碳酸鈣、紙層析液（石油醚：丙酮：苯=20：2：1）、薄層層析液（石油醚：乙酸乙酯=2.5：1）
四、基于核心素養的實驗教學目標
一）、生命觀念：
結構與功能觀
通過對色素種類和對色素吸光性的實證研究，說明色素可以從太陽光中捕獲能量，是植物能夠進行光合作用的重要的物質條件，含有各種光合色素的綠色植物是地球生物圈的能量之源，幫助學生建立結構和功能相聯系的觀念。
二）、科學探究：
以學習小組的形式能夠規范進行實驗操作，合理分析實驗結果，理性評價實驗過程。實驗過程中能思考如何有效控制無關變量，培養學生科學、嚴謹的實驗探究能力。
三）、科學思維：
實驗過程中能夠真實記錄實驗數據，培養學生求真的科學思維；能夠定性實驗和定量實驗同步分析，養成嚴謹的科學思維。
四）、社會責任：
通過對蒙塵葉片的探究，引導學生關注大氣污染，樹立環保理念和綠色發展理念。
五、實驗教學內容
一）、色素的提取
分四個實驗組別：菠菜組、娃娃菜組、正常盆栽植物，蒙塵盆栽植物，剪取5g葉片，利用便攜式榨汁機進行色素的提取。
二）、色素的分離
利用薄層層析板進行色素的分離實驗，有一組同學用紙層析法分離，各組同學相互對比層析結果。利用醫用毛細吸管進行取樣劃線，確保層析板上色素含量一致。
三）、吸光性探究
通過色散實驗，將自然光分成色譜帶，放置提取液，觀察色譜帶的變化。（定性分析）
通過分光裝置，將自然光分成紅橙光、綠光、藍紫光，放置提取液，觀察變化。（定性分析）
利用分光光度計測量吸收值，定量分析色素含量。
六、實驗主要改進點
一）、實驗教學側重點改進
傳統的“綠葉中色素的提取和分離”實驗，側重點在培養學生對實驗原理的理解和實驗動手操作能力，本節實驗課程的設計，在此基礎上強調學生對科學設計實驗，嚴謹實施實驗、辨證分析實驗的科學探究能力。實驗過程中教師強調實驗中對變量的分析和控制，對實驗中出現的問題的理性看待和科學分析，以問題為契機來優化實驗過程的能力，嘗試二次實驗探究的鉆研精神，在實驗教學中更好的滲透和體現了科學探究和科學思維的核心素養。
在實驗教學的過程中，以學生操作的不完美的地方為契機，培養學生理性的分析問題，合理的解決問題的能力。這樣既可以提高學生的學習能力，也可以提高教師的專業素養。
二）、實驗器材的改進
通過對實驗器材的組合進行優化，確保更加顯著的實驗效果和更為高效的實驗進程。
單色光吸收實驗采用衍射原理的分光裝置，可以將自然光分成紅橙光、綠光和藍紫光，且三束極細的光束之間有間隔，提高了色素吸光特性的實驗效果和實驗效率。
用離心管代替試管棉塞，有效避免揮發問題，自制懸掛式層析裝置，解決貼壁影響和揮發問題；離心機的使用使得濾液更為澄清，有效避免分光測量的誤差；薄層層析板的使用讓層析現象更加顯著。
三）、在學生的合作學習中滲透互聯網+教學
實驗探究一般都是以小組的形式進行的，在學生學習的過程中，探究活動前組織信息技術資源為學生的探究活動奠定基礎，如：微課形式的翻轉教學、虛擬仿真實驗平臺的模擬演練等，豐富的學習資源為學生帶來多樣化的學習體驗。在實驗探究中鼓勵學生使用電腦、手機等移動端輔助學習，如，利用Excel進行圖標制作，錄制實驗視頻，用PPT等形式進行實驗成果匯報等。
四）、通過實驗突出學生社會責任的養成
在引導學生思考環境問題對光合作用和光合色素可能的影響，進而引導學生探究長期蒙塵葉片和正常葉片中葉綠素含量的差異，進而讓學生關注到空氣質量和霧霾對植物的影響和對整個生態系統的影響和對人類的影響，幫助學生建立環保觀念和綠色發展理念。
五）、定性實驗探究和定量實驗探究相輔，更好的培養學生嚴謹的科學思維。
對色素的含量的探究和對色素吸光性的探究，不僅設計了清晰直觀的定性實驗，還設計了嚴謹有序的定量實驗，定性實驗和定量實驗的相輔相成，有利于學生嚴謹科學思維和科學探究能力的形成。
七、實驗效果評價
本節實驗課程的改進是為了優化實驗過程和結果，更好的達成實驗教學目標，通過實驗教學發現，指導學生組裝風光裝置做吸光性探究實驗效果顯著，用薄層層析板做分離實驗效果顯著，風光光度計測量吸光度實驗顯著。在此基礎上，探究式的實驗教學和任務驅動模式的教學帶來了更好的教學效果，學生的知識和能力得到了培養，定性實驗和定量實驗的相結合保證了學生科學探究能力和科學思維的養成。
實驗不足之處是實驗周期較長，需要同學們多次實驗，因而不可能照顧到所有的同學，拓展實驗只能安排有興趣的學生在課余進行。葉綠素保健品實驗也因試劑購買未能進行探究，只進行了淺層的理論探討。
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