教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

课前导学

推送虚拟实验视频资源，发放学案。

预习新知：观看教师推送的视频资源（实拍视频），完成学案相关内容。

并记录自己的疑惑。

学生初步了解色素提取和分离的实验原理与实验步骤。

新课

导入

设疑

激趣

播放视频：国家“十三五”科技创新成就展——植物工厂中水稻育种加速器技术

设置问题，让学生思考：

1.植物工厂与传统作物生产有什么优势？

2.靠人工光源有什么好处？

3.为什么需要控制光照、温度等条件？

总结：光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。

教师设疑：无论在植物工厂还是自然界，捕获光能的物质和结构是什么呢？教师出示图片

学生观看视频，思考并回答问题

学生回答：避免光照强度不足导致光合作用强度低减产。可以调控人工光源的强度。光照、温度等是影响植物生长的外界条件。

学生回答：物质是叶片中的色素，结构是叶绿体。

结合生物学知识了解最新科技发展，感受我国科技创新成就，增强民族自豪感。

提供书中资料：正常玉米植株和白化玉米植株进行对比，引发学生思考

 学生回答：白化苗不能进行光合作用，不能捕获光能。

联系实际启发思考建立捕获光能的物质可能是色素的猜想。

设计

实验

合作

探究

教师提问：

1.如何提取光合色素呢？

2.光合色素可能位于什么部位？

知识链接—提取色素的原理（叶绿体中的色素属于脂溶性色素，不溶于水，易溶于有机溶剂，因此可用无水乙醇等有机溶剂来提取）。

探究·实践《绿叶中色素的提取与分离》

实验步骤一：色素的提取

提取绿叶中的色素

取材：称取5g新鲜绿叶

 ↓

研磨：剪碎叶片，放入研钵中，加少许二氧化硅和碳酸钙，再加入5～10 mL无水乙醇，迅速、充分地进行研磨

↓

过滤：使用单尼龙布挤压过滤，或使用漏斗装置均可

教师提问：

为什么选用新鲜的绿叶？研磨加入二氧化硅和碳酸钙的作用是什么？色素提取时，一次加入大量无水乙醇会对实验有什么影响？

过渡：绿叶中是只有一种色素吗？还是有多种色素？

实验步骤二：色素的分离

补充：分离色素的方法是“纸层析法”

层析法是利用待分离物质中不同组分的某些理化性质的差异而建立起来的一种分离技术。

强调分离色素的原理：

不同色素在层析液中的溶解度不同。溶解度高的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解度低的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。

学生回答：1.  实验方法

                      2.  叶绿体

明确提取光合色素需要：

1. 破碎细胞及叶绿体，使色素充分释放。

2. 保证色素的结构和活性不被破坏。

3. 使色素溶解于试剂中。

以小组为单位，利用虚拟实验服务平台3D实验，完成绿叶中色素的提取实验，并思考学案中的相关问题。

学生思考，回答问题

学生通过虚拟实验平台3D实验，完成绿叶中色素的分离实验，并思考学案中的相关问题。

完成制备滤纸条，画滤液细线，分离绿叶中的色素，

观察并记录结果。

体验VR虚拟实验

从已有知识储备出发，设置问题引发学生思考，明白实验使用相关材料（碳酸钙、二氧化硅）和方法（研磨）的原因。

小组合作培养合作能力，利用虚拟3D、VR实验资源完成实验。

引发学生思考，规范实验操作。

小组合作完成实验设计并实施实验。

启迪思维实验分析

实验分析：

启发学生思考，利用虚拟实验设计对照实验。

第一组对照：滤纸条剪去两角和不剪两角对照。

第二组对照：层滤液量太多，没过滤液细线。

①滤纸条剪去两角的目的是什么？

②铅笔画一条细线的目的是什么？干燥后重复画两三次的目的是什么？画线要细、直、匀，为什么？

③层析时层析液为什么不能没过滤液细线？色素分离使用的层析液改为无水乙醇是否可以？（参看学案知识链接）

④如果滤纸条上没有色素带，可能的原因是什么？如果色素带颜色偏浅，可能的原因是什么？

实验现象：

学生组内合作交流探讨完成实验，并设计实验。

形成科学思维，培养分析问题解决问题的能力。

利用虚拟实验的便捷，可以加速实验的功能，可以反复多次进行实验。

总结归纳构建体系

师生总结归纳

记录实验现象，完成导学案实验结果并记录。

明确绿叶中色素的种类、颜色、含量、在层析液中的溶解度大小、扩散速度比较。

总结知识建立完整知识体系。培养学生总结归纳能力，照应本节标题。

启迪思维拓展延伸

教师出示不同方法的实验现象。

教师提问：你还能提出哪些关于色素的提取与分离的探究性实验呢？

学生分析实验的方法

学生回答1.不同种类叶片中四种色素的比例是否相同？

学生回答2.长势相同的同种叶片分别置于光照、黑暗环境相同时间后，是否会影响到色素提取及分离的效果？

能够在新问题情境中，基于已有知识，启发学生思考，培养探索精神。

联系实际知识建构

过渡：这四种色素对光的吸收有什么差别？

教师提供资料：色素的吸收光谱

(1)光谱：阳光是由不同波长的光组合成的复合光，在穿过三棱镜时，不同波长的光会分散开，形成不同颜色的光带，称为光谱。

(2)色素的吸收光谱:分别让不同颜色的光照射色素溶液，就可以得到色素溶液的吸收光谱。

教师提问：

1.为什么植物工厂多采用红光和蓝紫光，而不使用绿光？

2.为什么有些植物叶片在不同时期颜色不同呢？

知识扩展——花青素

是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素。水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物质大部分与之有关。在植物细胞液泡不同pH条件下，花青素使花瓣、叶片等呈现五彩缤纷的颜色。

建构知识：

不同波长的光，颜色不同。

不同的色素对光的吸收能力也不同。

得出结论：

叶绿素a和叶绿素b主要吸收（蓝紫光）和（红光)，

胡萝卜素和叶黄素主要吸收(蓝紫光)

都可以用于光合作用。

学生回答：

由于叶绿素的含量大大超过类胡萝卜素，类胡萝卜素的颜色被掩盖，只显示出叶绿素的绿色。

由于秋季低温，叶绿素易破坏，而使类胡萝卜素的颜色显示出来。

资料分析得出结论进行知识建构

呼应开篇的导入，阐明采用人工光源的道理。联系生活实际，培养学生知识迁移，活学活用的能力。

体会自然界五彩缤纷的道理。

课堂小结

师生归纳，形成知识网络。

习题巩固

完成学案习题。

培养分析问题能力，活学活用。