师：同学们，今天我们来学习高一人教版生物学必修一第五章第四节光合作用与能量转化的第一课时。本节课我们重点学习两部分内容：一是光合色素的提取与分离，二是光合色素的种类。
大家有没有参观过或者听说过植物工厂呢？看，这张照片就是植物工厂的一角。相较于自然界，植物工厂能通过精密仪器严格控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件，生产出的蔬菜和其他植物优于自然条件下生长的。而且，植物工厂对空间利用更充分，既提高了植物品质，也增加了产量。
大家看这张照片，植物工厂使用了一些彩色的灯，这是为什么呢？学完本节课，相信大家就能找到答案。在自然界，万物生长靠太阳，光能的输入、捕获和转化是生物圈维持运转的基础。光合作用是唯一能够捕获和转化光能的生物学途径。植物通过光合作用制造的有机物，能为其他生物直接或间接提供养料，所以有人称光合作用是地球上最重要的化学反应。无论是在植物工厂还是自然界中，植物捕获光能都需要依靠特定的物质和结构。
那这种物质和结构是什么呢？相信同学们都知道，对于高等植物来说，叶片是进行光合作用的主要器官。多数植物的叶片是绿色的，说明其中含有绿色色素。但我们有时也会看到一些非绿色叶片，比如玉米地里，偶尔会有叶片不含绿色色素的白化苗。请同学们观察图中的正常玉米植株和白化苗植株，推测一下这两株植物未来的长势会怎样呢？
一段时间后我们会发现，在其他条件适宜的情况下，正常的绿色植株长势良好，株高和茎秆粗壮程度都会明显增加；而相同条件下，白化苗植株会逐渐枯萎，最终死亡。从图上看，初始时两株植株长势并无明显差异，这是因为幼苗早期的生长发育依赖于种子中储备的营养物质。白化苗种子里也储备了足够养料，能保证种子萌发和早期生长发育所需。但是随着种子中养料的消耗，绿色植株后续能通过光合作用合成新的养料，而白化苗由于缺乏绿色色素，无法进行光合作用，所以种子中储存的养分耗尽后，就会最终死亡。
通过以上分析可知，植物的生长需要绿色色素，也需要光，也许色素和光能之间存在某种关系。根据初中学到的知识，我们知道叶片中的色素与光能的捕获有关。为了更好地了解色素与光能的关系，我们先来研究色素，接下来进入实验探究环节。请同学们思考，我们可以用什么方法获得绿叶中的色素呢？绿叶中的色素是只有一种还是多种？在提取色素前，我们需要考虑实验中的哪些方面？操作上又要注意哪些问题呢？
前面分析过，植物进行光合作用的主要器官是绿色叶片，叶片叶肉细胞中有很多细胞结构，色素就存在于我们熟悉的叶绿体中。为了提取叶绿体中的色素，首先要考虑将细胞和叶绿体破碎，让色素充分释放出来。
其次，正常细胞内的生物膜能分隔各种细胞结构，避免干扰。但细胞和细胞内结构破碎后，某些物质会释放出来，干扰我们提取色素。比如液泡这个结构，里面含有多种有机酸，一旦释放出来与色素结合，就会破坏色素结构。所以在提取色素过程中，我们要保护色素结构，使其完整且活性不被破坏。
第三，细胞内是液体环境，提取色素时要让色素溶解在特定试剂中。绿叶中的色素属于脂溶性色素，不溶于水，易溶于有机溶剂，因此可以用无水乙醇等有机溶剂来提取，这就是提取色素的原理。接下来请同学们观看视频《绿叶中的色素的提取》，并阅读教材 98 页的探究实践，回答相关问题。
提取绿叶的色素，用天平称取剪去叶柄的 2.5 克菠菜叶片，剪碎放入研钵中。向研钵中加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入 5 毫升无水乙醇，迅速、充分地研磨。充分研磨是为了让叶绿体充分破坏，使里面的色素释放出来。在玻璃漏斗基部放一块单层尼龙布，将漏斗插入试管，把研磨液迅速倒入玻璃漏斗进行过滤，将滤液收集到试管中，及时用橡胶塞将试管口塞严。
观看视频和阅读教材后，相信同学们对以下问题都有答案了。第一个问题，色素提取时所用试剂及其作用。本实验中共用到三种试剂：无水乙醇，作用是溶解色素；二氧化硅，因其质地粗糙，可使研磨更充分；碳酸钙，能中和细胞液中的有机酸，保护色素不被有机酸等物质破坏。
第二个问题，菠菜叶放置 24 - 36 小时的原因是什么？我们知道新鲜菠菜叶含有大量水分，放置一段时间可减少水分，防止水分过多影响提取效果。
第三个问题，研磨的时候应该注意什么？为什么？研磨操作时，乙醇是挥发性溶剂，所以要迅速且充分，保证色素释放充分且挥发量少。
刚刚我们通过研磨过滤的方法提取了绿叶中的色素，下面研究第二个问题，色素的种类是一种还是多种？接下来介绍分离色素的方法——纸层析法。那什么是层析法呢？层析法是利用待分离物质中不同组分的某些理化性质差异建立起来的一种分离技术。这个实验中用到的试剂层析液是一种混合有机溶剂。不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。这样滤液中的色素就会随着层析液在滤纸上的扩散而分开，这就是分离色素的原理。接下来请同学们观看视频《绿叶中色素的分离》，并阅读教材 98 - 99 页的探究实践，回答相关问题。