
《葉綠體色素的提取與分離》教學設計
一、教學設計思路
本實驗教學設計內容是中圖版高中《生物》(必修1分子與細胞)第三單元《細胞的新陳代謝》第2章《細胞能量的來源與轉變》第三節《光能的捕獲和利用》一節的內容。高中新課程標準對本節內容的要求是:說明光合作用以及對它的認識過程,屬于理解水平的目標要求。本節課在內容上先闡述光合作用的發現歷史,通過經典實驗逐步讓學生了解光合作用的過程,是學生對于光合作用的實質有了一個比較具體的認識,然后通過光合作用的結構基礎——葉綠體的學習使學生對光合作用的內涵有了更深入的了解,接下來通過“葉綠體色素的提取與分離實驗”學生感知葉綠體結構與光合作用相適應的的特點,明白只有色素才能吸收、傳遞和轉化光能,知道了光合色素在光合作用中的重要作用,最后光合作用的過程便呼之欲出,這些本來很抽象的內容就這樣個個擊破,學生很容易掌握和理解。
完成光能的捕獲的光合作用過程作為自然界最基本的物質代謝和能量代謝是本章乃至本模塊的重點內容之一,在高中生物學知識系統中占據著重要的地位,本實驗教學在幫助學生理解光合作用的過程中起到關鍵的作用,同時對于鍛煉學生的實驗操作技能和培養學生嚴謹的科
學態度有著非常大的幫助。該實驗屬于驗證性實驗內容,教學核心是讓學生掌握葉綠體色素提取和分離的科學方法,對學生的實驗操作要求非常高,教師在實驗教學過程中先通過實驗原理的分析和講解,讓學生明白試驗中所用到的各種試劑的用途和用法,然后通過實驗實施,讓科學原理得以驗證和拓展,而實驗過程中不可避免的會出現部分學生的操作失誤,這些失誤教師不必當場指出,而是在最后實驗總結時,讓這些實驗結果異常的學生自行分析失誤所在,這樣不光強化了學生實驗的嚴謹性,同時也使得學生對實驗過程中的每個環節加深理解,既掌握了知識,又培養了科學意識,一舉兩得。
二、實驗教學分析
1.內容分析
本節實驗課的主要內容是通過實驗證明葉綠體中色素的種類及各種色素的含量和特點,實驗過程設計多種試劑和藥品儀器等的使用和操作,對學生實驗操作能力的要求相對比較高,旨在通過實驗,體驗科學實驗的嚴謹性,鍛煉動手能力,培養嚴謹的科學態度和生物學實驗思想,為學習光合作用的具體過程做好鋪墊。
2.學情分析
在本實驗課之前,學生已經學習了光合作用的發現歷史,通過大量經典實驗,是學生體會到了科學發現的艱辛,同時也對光合作用的實質有了基本的認識,在本模塊的第一單元就對光合作用的結構——葉綠體有了簡單的介紹,所以要學習光合作用的過程,勢必先要了解葉綠體的結構與其功能相適應的特點,而做好本實驗正好是印證這一點的重要保障。
3.教學條件分析
本節實驗課涉及到的藥劑及儀器和實驗材料在普通中學實驗室都有配備,主要有無水乙醇,四氯化碳,SiO2,CaCO3,實驗材料使用新鮮的菠菜葉片,在這里需要說明的是,原理上來說提取液和層析液只要是有機溶劑就可以,但通過過去幾年的實驗教學實踐,我們選了丙酮作為提取液,效果更好,使用四氯化碳作為層析液,層析效果較好,本實驗畫濾液細線要求細、直、齊,課本上要求用毛細吸管劃線,過去還嘗試過蘸筆、去滾珠的圓珠筆頭等,結果都不盡人意,后來受木匠使用墨斗的啟發,改用棉線彈線的方法,效果很好,值得推廣。
三、教學重點和難點
1.教學重點
葉綠體中色素的提取和分離方法。
突破方法:通過對提取和方法的詳細講解,指導學生進行實驗,最后對錯誤的實驗操作進行歸因分析,進一步理解提取和分離各步驟的作用和關鍵因子,加深理解。
2.教學難點
紙層析法的原理。
突破方法:主要通過對至層析法的原理分析,講清楚不同色素在同一種有機溶劑中的溶解度不同,被往濾紙條上部擴散的層析液帶動的速度便有差異這一原理,再通過學生對實驗現象的觀察,便可以得到很好的理解和掌握。
四、實驗目標
1.知識目標
驗證葉綠體中色素的種類,辨別各種色素的顏色和排列順序、含量
2.能力目標
初步掌握提取和分離葉綠體中色素的方法。
3.情感態度與價值觀
(1)通過學生彼此合作、討論和相互比較的過程,體驗實驗探究的樂趣;
(2)通過實驗,體驗科學實驗的艱辛和樂趣,樹立辯證唯物主義觀點,進行生命科學價值觀的教育。