复习与测试国家优质课一等奖

胡萝卜素的提取（第一课时）教学设计

课题名称

所属学科

课型

胡萝卜素的提取

高中生物

新授课

所需课时

教学方法

教学工具

2课时

启发式教学

多媒体课件、视频资料

（一）知识与技能

1、了解有关胡萝卜素的基础知识

2、掌握提取胡萝卜素的基本原理

（二）过程与方法

1、掌握萃取法提取胡萝卜素的技术

教学目标

2、学会纸层析的操作方法

（三）情感、态度与价值观

1、领悟科学探究的方法，形成严谨、创新以及勇于实践的科学态度

2、教学重点：胡萝卜素的提取，纸层析的操作

3、教学难点：胡萝卜素的提取

（一）课题重点

1、胡萝卜素的提取

2、纸层析的操作 （二）课题难点

1、胡萝卜素的提取

教师活动

学生活动

设计意图

让学生联系生活，提起学习本课题的兴趣。

回顾以前学习，承前启后，联系新课。

教学重难点

教学过程

（一）引入新课

一、基础知识

（二）实验设计

1、方法

2、萃取法原理

通过预习，已经填写了部分学案内容。现在观看视频，并订正学案“基础知识”部分。投影迅速订正。

观看视频，并订正学案“基础知识”部分

1、方法：萃取法

从胡萝卜素的理化性质方面解释，为什么选择萃取法？

这体现了化学中的什么原理？

2、萃取法原理

萃在字典里面有聚集的意思

根据这个原理，萃取胡萝卜

化学性质稳定。不溶于水，微溶于乙醇，易溶于石油醚等有机溶剂。

炒胡萝卜丝：橙黄色的胡萝卜素溶解在了，同属于脂类化合物的食用油里。

讲解萃取法的原理

过滤的作用；过滤后溶液的组成；去掉有机溶剂；通过生动形象的讲解，丰富的课题背景资料，以及问题情境的设置，让学生掌握有关胡萝卜素的基础知识。

3、影响萃取的因素

4、萃取剂的选择

素的具体步骤分别是什么？每一步的作用？

过渡：在我们的共同努力下，找到了提取胡萝卜素适合的方法。但胡萝卜素在果蔬中的含量不高。来看一组数据：即便是美国日本等国研究出的β胡萝卜素高产品种，也只能从每吨胡萝卜中提取5-10kg的胡萝卜素。这就要求我们在提取过程中，尽量减少浪费，提高产量。

3、影响萃取的因素

问题1：什么因素会影响萃取的效率呢？

问题2：请选择一种环境因素，设计对照实验，探究它对萃取效率的影响，并预测结论？

[探究实验]探究温度对萃取效率的影响。根据所学知识，预测最可能的实验结果：

[自评互评]请从生物实验的原则方面，评价所设计的对照实验。

问题4：具体如何控制这些因素，以提高萃取效果呢？

问题5：以上因素中，最主要的是哪个？

4、萃取剂的选择

这就要求我们选择合适的萃取剂。

浓缩的作用：挥发掉有机溶剂的过程也就是浓缩的过程。

1）萃取剂：萃取剂的性质和使用量

2）原料：原料颗粒的大小、紧密程度、含水量

3）环境：萃取的温度和时间

[探究实验]探究温度对萃取效率的影响

实验过程：

1、分组编号：

2、设计对照；

3、观察对比，得出结论。

根据所学知识，预测最可能的实验结果：一定温度范围内，温度越高，萃取效率越高，胡萝卜素含量越高。

实验原则：对照实验原则、单一变量原则、重复性原则

形成对比，是最常见的对照实验之一。

原料颗粒小，萃取温度高，时间长

5、提取装置的设计

有机溶剂根据什么特征进行划分呢？

乙醇和丙酮能够用于胡萝卜素的萃取吗？为什么？

问题1：根据沸点，联系提取装置，选择最适宜提取胡萝卜素？为什么？

问题2：综上来看，提取胡萝卜素的萃取剂，应具有什么性质？

5、提取装置的设计 设计什么样的提取装置，装置中各器材有什么作用，如何完成安装，就成了各位的问题，两分钟后，请一组同学上台展示。

问题1：请两位同学上台，一位进行模拟实验的操作，另一位进行讲解。

Q1：为什么要加热？

Q2：能否明火加热，为什么？

Q3：为什么在加热瓶口安装回流冷凝装置？

Q4：烧瓶中得到的就是胡萝卜素吗？

Q5：接下来如何去掉有机溶剂？

是否与水混溶：水溶性有机溶剂（能与水混溶）——乙醇、丙酮；水不溶性有机溶剂（不与水混溶）——石油醚、乙酸乙酯、乙醚、苯、四氯化碳

乙醇：胡萝卜素微溶于乙醇，不行；乙醇和丙酮是水溶性，自然极性较高，胡萝卜素是脂溶性的低极性物质

提取胡萝卜素需要水浴加热，温度达到100℃，选择沸点较高的石油醚，以免提取过程中有机溶剂挥发，影响萃取效率。

较高沸点、以充分溶解胡萝卜素、不与水混溶；萃取效率、对人的毒性、是否易燃、能否从产品中完全除去、会不会影响产品质量等。

胡萝卜素的提取可以选取石油醚作为萃取剂。

其他同学对他们的讲述、装置设计有什么问题？

勾画教材“有机溶剂一般是易燃物，直接使用明火加热容易引起燃烧、爆炸”

勾画教材“为了防止加热时有机溶剂挥发”

三、链接高

问题2：根据化学知识，思考浓缩装置设计？

问题3：蒸馏完成后，在烧瓶和锥形瓶中分别得到什么？

链接高考

2017年全国卷III、[生物——考

选修1：生物技术实践]（15

分）

大四、改进实根据所学的实验过程和装置，家有没有发现萃取法的缺点？

验设计

1、萃取剂中可能有残留或杂质

无法除去，将影响提取物品质。

2、有机溶剂易燃，引起危险。

3、萃取剂可能有毒，对操作者

造成危害。

五、相关延视频播放*2：提取突破口+采访

伸

2、实验室4、既然我们要提取胡萝卜素，提取方法

那么它在植物中的含量又是有限的。所谓做一行知一行，我们

要了解胡萝卜素有什么性质，才

能找到提取到它的方法。

问题：大家都吃过用胡萝卜（1）方法：做的美食的，炒胡萝卜丝，胡萝萃取法

卜片中，大家仔细观察过炒出来

的油是什么颜色的呢？

引出胡萝卜素的理化性质：

（1）橘黄色晶体，化学性质稳

定

（问题：那么胡萝卜素可以

溶在食用油，根据相似相容原

理，胡萝卜素应该是有机物中的

哪一类呢？）

补充第一点化学性质：胡萝

卜素属于脂类化合物

问题：脂类能溶解于水吗？

引出胡萝卜素化学性质第

二点：（2）不溶于水，微溶于乙

醇，易溶于石油醚

展示蒸馏浓缩装置

同学为我们带来了一种新的萃取方法，SFE超临界流体萃取，讲解。

学生思考回答：胡萝卜素属于脂类化合物

学生讨论，各抒己见

学生回答：维生素A

学生回答：（1）植物中提取

（2）岩藻中提取（3）利用微生物的发酵生产

（2）胡萝卜素提取流程

最后一个理化性质：是我们前面提到过的，胡萝卜素可以被氧化成什么？

理化性质：（3）一分子胡萝卜素可以被氧化成两分子的维生素A

1、既然自然界有大量的胡萝卜素，那么我们可以从其中提取到大量的胡萝卜素，作为我们

工业生产胡萝卜素的方法：

（请学生阅读相关课本段落，

回答工业提取胡萝卜素的方法）

（1）植物中提取：最早在胡萝卜中分离得到，胡萝卜中含量最丰富。

（2）岩藻：多种褐藻的俗称，比如说螺旋藻，其营养价值相当高，举出小时候吃到的螺旋藻饮料，螺旋藻面，强调现在食品安全成问题，所以市面上的螺旋藻比较少了！

（3）利用微生物的发酵生产：一些微生物也能合成胡萝卜素，比如：三孢布拉霉菌。

（1）方法：萃取法

请学生阅读教材：

问题： 1）实验室提取胡萝卜素的方法？

2）其用到的是胡萝卜素的什么化学性质？

阅读完了这段文字，究竟大家知不知道什么是萃取法。（学生在光看文字的基础上无法理解萃取法的原理）

萃在字典里面的解释有聚集的意思，那么我们来看一下什么是萃取法？

学生阅读课本内容：

（1）萃取法

（2）用到胡萝卜素易溶于有机溶剂的性质

学生回答自己从字面意思能够理解的程度

学生积极讨论，寻找恰当的比喻。

小组展示，自己对萃取法的理解

（用幻灯片展示萃取法的概念：萃取法：利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作方法．例如，用四氯化碳从碘水中萃取碘，就是采用萃取的方法．）

问题：请同学们仔细思考萃取法的概念，用通俗的比喻将其转化成我们以理解的概念，小组讨论，相互解释。

（小组回答完以后，老师提出自己的比喻:一个人本来在一个公司上班，他溶在这个公司成为其一员，但是有一天一个薪酬更高的公司找到了他，这时候这个公司对他的吸引力更大，他更愿意溶在这个公司里面，所以他选择了跳槽。后来他有了资本，很容易就能与公司分离，他选择脱离公司自己创业）

问题：那么萃取法怎么应用于我们的胡萝卜素的提取的呢？

问题1）胡萝卜素的萃取指的又是什么？

胡萝卜素的萃取：让胡萝卜提取物溶解于有机溶剂中，然后挥发掉有机溶剂的过程。

2）萃取过程利用了胡萝卜素的什么化学性质？

易溶于有机溶剂

3）可选用什么样的有机溶剂作为萃取剂？

萃取剂：就是用于萃取的溶剂

。胡萝卜素的提取可以选取石油醚作为萃取剂。

（2）胡萝卜素提取流程

问题；胡萝卜素提取究竟有什么样的流程

将知识运用到我们要研究的课题中去

学生看书回答：流程是：胡萝卜→粉碎→干燥→萃取→过滤→浓缩→胡萝卜素

学生思考回答：不行，这样胡萝卜素很难与有机溶剂接触。

学生思考回答：粉碎，是使原材料颗粒变小；干燥是使原材料没有水分。目的：有利于萃取过程，防止水分影

作业设置：

我们哲学里面有句话：存在即合理。那么我们做的每一步都有它的作用，我们就一起来分解实验步骤。

显而易见，我们从胡萝卜里面提取胡萝卜素，我们能直接把整根萝卜溶解在有机溶剂里面吗？

1）粉碎和干燥的作用和目的?

2）萃取

（萃取的过程，其实就是胡萝卜素溶解于有机溶剂的过程）我们要让一个东西更容易溶解在另一个东西里面，可以用棍子搅拌，可以加加热。这里我们要怎么做呢？

那么这里就涉及几个问题：

①、萃取剂的选择

②、影响萃取的因素

③、胡萝卜素提取装置

（留下思考的空间，将整个萃取的过程放在后面进行讲解，现让学生形成一个整体的流程）

3）过滤

除去萃取液中的不溶物

4）浓缩：用到蒸馏装置，用幻灯片展示蒸馏装置，引导学生说出各装置名称。

问题：浓缩的目的是什么？

引导问题：我们萃取完以后，得到的胡萝卜素里面含有什么杂质？

老师提示：石油醚很容易挥发，在引导学生看蒸馏装置。

问题：怎么去掉石油醚呢？

和学生一起，讲出蒸馏装置响萃取效果。

学生找不到第一个问题的答案，但是很容易回答：杂质是石油醚。

学生思考回答：用蒸馏装置加热，挥发掉石油醚。

学生认真观看视频，回顾提取的整个实验流程。

中，烧瓶和锥形瓶中得到的是什么。挥发掉石油醚的过程也就是浓缩的过程。

在初步掌握实验流程的基础上，播放实验室提取胡萝卜素的视频。边看视频边整理这节课的知识网络。

作业：1、回顾必修一教材，关于叶绿素的提取和分离的实验

2、完成《新坐标》的课时训练

胡萝卜素的提取

一、基础知识（胡萝卜素）

1、概念

2、种类：根据双键的数目

α-胡萝卜素，β-胡萝卜素，γ-胡萝卜素

①医药用途

②作添加剂

3、用途

③使癌细胞恢复成正常细胞

板书设计

①脂类物质

②

4、理化性质

③一分子的β-胡萝卜素

二、胡萝卜素的提取

1、工业方法：①②③

2、实验室提取：

①方法：萃取法

②萃取的过程：

教师在引导学生了解胡萝卜素的化学结构和分类的基础上，要着重引导学生认识胡萝卜素在医药、食品加工等方面的广泛应用，以及胡萝卜素的提取在提高产品附加值方面所具有的重要经济意义，以激发学生的学习兴趣。值得注意的是，本课题只是对胡萝卜素进行粗提取，要获得某一特定的胡萝卜素，还需要进行进一步的分离。 能较清晰讲解，让学生了解胡萝卜素提取的原理，以及整个实验操作流程。

学生自主获得知识的过程较少，学生参与度不够，问题设置还需要努力

教学反思

优点

不足