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【喜讯】我校又一老师荣获佳绩!
来源:行知宏实验学校时间:2021-10-28
探索生物实验
吴敏老师实验技能竞赛获二等奖
在太原市教育局,太原市教科文卫工会组织的“太原市第八届教师实验技能竞赛”中,我校高中部生物教师吴敏在几百名参赛教师中脱颖而出,获得二等奖!

 
姓名:吴敏
科目:高中生物
毕业学校:太原师范学院 生物科学专业
2014.6发表论文《蛋白核小球藻对氟离子去除效果的研究》 
2015.4发表毕业论文《刚毛藻对1,4-二氯苯胁迫的生理应答》
荣誉:
荣获2017年设计太原市教育科学“十三五”专项课题《基于核心素养教学目标引领的高中生物课堂做作业精准化设计研究》并获得立项证书
2018年撰写的《群落与演替》荣获核心素养项目研究优秀课例三等奖
2018.7参加北京师范大学全国中学德育创新与班主任能力提升高级研修班
2021.1.10荣获太原市行知宏实验中学2020-2021学年度,12月月考高一生物成绩优秀荣誉证书
2021.4荣获太原市行知宏实验中学“行知杯”教师教学比赛三等奖

 
绿叶中色素的提取和分离实验的改进与拓展 - 实验介绍
一、教材分析
本实验是人教版高中生物必修1《分子与细胞》第5章第4节《能量之源──光与光合作用》学生实验。叶绿体是植物光合作用的场所,做好叶绿体中色素的提取和分离实验,有助于学生了解光合色素的种类和作用,是对第3章细胞结构知识的提升,是学习光合作用原理和应用的基础。按课标安排1课时。
二、学情分析
学生在初中已学习了光合作用的有关知识。在前面第3章学习了细胞结构,知道叶绿体是进行光合作用的场所,对叶绿体中色素对光合作用的贡献有浓厚的探究兴趣。在实验操作方面,学生能进行研磨和过滤等操作,但纸层析法是首次接触,需要教师给予直观正确的操作和示范,才能熟练掌握。本节课还涉及到许多理化知识,如光的色散现象和色素的吸收光谱,学生理解有一定困难。


三、教学目标(学生达成的学习目标)
1.知识目标:
(1)能概述绿叶中色素提取和分离的原理及方法
(2)明确光合色素的分布和种类
(3)理解不同色素能够吸收不同色光
2.能力目标:
(1)能独立完成植物中色素的提取和分离实验
(2)能针对实验提出相关问题,设计并实施方案,完成探究过程
3.情感态度与价值观目标:
(1)体会科学方法的应用是探究的利器
(2)感悟探究过程,享受探究的乐趣
四、学法指导:合作学习、探究学习。
五、教学重点:色素的提取和分离;色素吸收光谱的观察与分析。
六、教学难点:色素提取液的画线;光合色素吸收光谱的理解。 



七、实验教学内容
实验器材:
1.研钵、天平、剪刀、玻璃漏斗、尼龙布、50mL锥形瓶、玻璃棒、试管、保鲜膜、试管架、药勺、10mL量筒、滤纸条、毛细吸管、250mL烧杯、硬纸盖、铅毛、尺子、破壁机、头灯、铁架台、比色皿、泡沫台、光盘、镊子、滴管瓶。
2.无水乙醇、石油醚、丙酮、苯、碳酸钙、二氧化硅。   
3.新鲜菠菜等。
(一)原课本实验分析:课本实验涉及4种试剂:无水乙醇、CaCO3、SiO2、层析液;5个步骤:称量→剪碎→研磨→过滤→层析。其过程繁琐,操作耗时,实验中研磨的程度不易把握。色素提取液浓度不够,层析效果不明显。课本实验注重了技能的训练,忽视了探究性思维的培养。
(二)实验的四点改进或创新

创新一:优化提取过程:破壁机提取法
使用破壁机,加速破坏叶肉细胞膜和双层叶绿体膜,利于色素提取。改进后的操作为:研磨1分钟→破壁机处理3-5分钟。不需添加二氧化硅和无水乙醇,破壁机具有加速颗粒沉降作用,提取液不需过滤,有效的实现了:简化程序,节省试剂,节约时间,提高效率;并且扩大了选材范围。
创新二:改进层析细节:悬挂式纸层析
教材中采用烧杯和培养皿的方式,简便易行;缺点是滤纸层析后会变软,易发生相互接触或贴壁,再加盖培养皿时也容易导致滤纸条移位,影响层析的效果。针对这些实际情况,学生利用废弃硬纸片,裁剪成大于烧杯口径的纸盖,上面开多条狭缝,将滤纸插入小缝,进行悬挂式层析。有效解决以上困惑,且易得到平行色素带。
以上两项改进,使实验更加便捷、顺利!应用破壁机提取法,层析后的4条色素带非常明显。进一步体现了破壁机提取法的优势。
创新三:自制分光装置,探究光谱吸收
通过色素的提取和分离,学生对绿叶中光合色素的种类、含量、颜色有了一定了解,但是还不能认同色素吸收光能的事实,如何能直接看到色素吸收光谱的事实?教材中提到用三棱镜将白光分成单色光,我想到平常见到的光盘也能出现“彩虹”,岂不是也可以分光!我找来光盘,把太阳光反射到白色墙壁上,分出的七色光比较弱,不规则。为了方便观察,找到铁架台,又想到家中所用的头灯非常明亮,于是把头灯固定在铁架台上,把光盘斜插在废弃泡沫板上,调整角度,拉上窗帘,七色光非常清晰。分光的问题解决了!我把提取液装入试管,把试管移到光源前面,希望看到相应色光被吸收的现象,遗憾的是无论怎么调整角度,哪怕装入的是清水,要么离光源太近,光发散绕过试管,墙上的七色光全部没有变化;要么离光源稍远,形成一条黑影,都不能看到红光和蓝紫光单独被吸收的现象。经过查阅资料,引导用比色皿装溶液查看吸光情况,问题得到圆满解决!
吸光结果展示:两只比色皿,左边装的是无水乙醇,右边是色素提取液,通过对比,很容易得出,色素主要吸收红光和蓝紫光这个结论。
创新四:拓展问题探究,培养探究能力
探究1:探究胡萝卜中色素的种类及光谱吸收情况
因胡萝卜较硬,先用搅碎机打成小颗粒。用石油醚进行超声波提取。
实验结果:胡萝卜提取液中只含有胡萝卜素,胡萝卜素主要吸收蓝紫光。推测:叶绿素吸收红光。
使用头灯时,同学们发现,光直射提取液时,溶液呈绿色,反射时,看到是棕红色。对于叶绿素的这种荧光现象,教师没有直接给出答案,鼓励学生查阅资料,解释机理,并对全班汇报说明。
教学设计反思与自我评价
1.破壁机提取法的应用简化了实验操作,节省了试剂和时间,为后续的探究奠定了基础。
2.光盘自制分光器的发明,可以直观的看到了色素吸光光谱的变化,有助于学生理解实证在科学研究中的重要意义。


“不积跬步,无以至千里;不积小流,无以成江海”。此次优异成绩的取得既是太原市行知宏实验中学校生物学科教研的成果体现,也是学校参赛教师个人素养、教学水平的充分展现。行知宏高中部将继续致力于将学校打造成“教师乐教,学生乐学”的平台,努力为教师搭建多元发展的舞台,有效提升师资队伍建设水平,再创佳绩!

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