傅晶

實(shí)驗(yàn)《綠葉中色素的提取和分離》是人教版高中生物必修一《分子與細(xì)胞》中光合作用的一節(jié)內(nèi)容。做好“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，有助于學(xué)生理解光合色素的種類和含量，加強(qiáng)學(xué)生對光合作用的理解和掌握，培養(yǎng)學(xué)生提取、分離、觀察葉綠體中色素的技能。通過對此實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，可以優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，使色素的提取和分離效果更加明顯，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力。

葉綠素提取和分離實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)《綠葉中色素的提取和分離》是人教版的高中生物必修一《分子與細(xì)胞》中光合作用的一節(jié)內(nèi)容。做好“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，有助于學(xué)生理解光合色素的種類和含量，加強(qiáng)學(xué)生對光合作用的理解和掌握，培養(yǎng)學(xué)生提取、分離、觀察葉綠體中色素的技能。

一、實(shí)驗(yàn)原型及不足之處

根據(jù)本人教學(xué)實(shí)踐和教師們的反映發(fā)現(xiàn)，即使完全按照課本所提供的材料和實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行規(guī)范性操作，色素的提取和分離的效果依然不甚理想，對此進(jìn)行加以改進(jìn)。本人認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)有以不足：

1.實(shí)驗(yàn)材料選取不佳

某些綠葉含水量相對較大，沖淡了色素。例如，菠菜葉，實(shí)驗(yàn)課前盡管葉片已晾干，但細(xì)胞內(nèi)部的含水量相對較大，研磨后濾液中依然含有較多的水分，而色素是脂溶性的，必然影響提取濾液的質(zhì)量，從而影響濾液細(xì)線上色素的濃度，導(dǎo)致濾紙條上觀察不到色素帶或者色素帶不明顯。某些綠葉有機(jī)酸含量較高，破壞了色素，由于葉綠素性質(zhì)很不穩(wěn)定，當(dāng)細(xì)胞破裂時(shí)，細(xì)胞液內(nèi)有機(jī)酸中的氫可取代葉綠素中的鎂而成為褐色的去鎂葉綠素。雖然碳酸鈣可中和有機(jī)酸，以防止去鎂反應(yīng)的發(fā)生，但如果有機(jī)酸的含量大于碳酸鈣的中和作用，葉綠素依然被大量破壞。如空心菜，番薯葉研磨后都有明顯的褐變現(xiàn)象。因此，要避免用此類綠葉。

2.研磨問題

課本中的安排是實(shí)驗(yàn)操作：稱取5g菠菜葉，剪碎后放入研缽，即使盡可能的剪碎菠菜，而加入的10ml無水乙醇也不能將菠菜淹沒，也就是說，在研磨過程中葉片幾乎暴露在空氣中，葉綠素易被氧化分解且過濾后得到的濾液太少。若加入無水乙醇過多，則導(dǎo)致色素溶液濃度過低，紙層析分離的色素帶不明顯。所以這是個(gè)矛盾。并且采用課本的方法向研缽中加入少許二氧化硅和碳酸鈣以及10ml無水乙醇，全部試劑加入再研磨，會(huì)使研缽內(nèi)液體較多，不易用力研磨，否則液體會(huì)濺出，容易導(dǎo)致研磨不充分。

3.畫濾液細(xì)線問題

課本上采用毛細(xì)吸管吸取少量的濾液，沿鉛筆線均勻畫出一條細(xì)線，待濾液干后，再畫1～2次，要求細(xì)線細(xì)直且齊。但從實(shí)際操作情況來看，會(huì)遇到很多問題：毛細(xì)吸管很細(xì)易斷，不好操作，畫的濾液細(xì)線彎曲不直，畫的濾液細(xì)線上色素提取液擴(kuò)散得很寬，容易劃破濾紙等。學(xué)生普遍反映第一次使用這么脆弱的毛細(xì)吸管，很難掌握力度和色素的流量。要么用力較小，導(dǎo)致畫出來的濾液細(xì)線斷斷續(xù)續(xù)，或呈彎曲狀，使起始的色素位置不一致，不能分離明顯的色素帶，要么用力過猛，將濾紙劃破或毛細(xì)吸管斷裂，或細(xì)線畫得粗，導(dǎo)致色素重疊，從而使所繪的濾液細(xì)線達(dá)不到要求，觀察不到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

4.分離色素的問題

課本中色素的分離用到石油醚、丙酮、苯，這些物質(zhì)揮發(fā)性強(qiáng)，有刺激性氣味，并且有毒。使用課本上介紹的方法，用試管棉塞密封層析裝置，密封不嚴(yán)，空氣中彌漫揮發(fā)性氣體，對學(xué)生身心健康不利。而且不便裝入濾紙條和加層析液，加層析液的量也難控制。試管空間窄而深，容易造成濾紙條貼壁。若用燒杯代替試管，用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯，濾紙條單薄容易彎曲，從而使濾液細(xì)線浸入到層析液，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。

二、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與改進(jìn)之處

1.對實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)

實(shí)驗(yàn)材料由“菠菜”改為“朱瑾”。分離菠菜中的色素作為操作訓(xùn)練，但要做好這一實(shí)驗(yàn)，需選擇新鮮的菠菜作為實(shí)驗(yàn)材料，因此受到菠菜的季節(jié)的限制。朱瑾的優(yōu)勢是：朱瑾葉多生長于華南地區(qū)，四季常青，不受季節(jié)影響。主攻園林觀用，校園常見，材料易獲取。植物色素含量高，易于提取。選材經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，分離效果明顯。

2.畫濾液細(xì)線的改進(jìn)與創(chuàng)新

用自制畫線器（蓋玻片插在橡皮擦上），來取代課本中的毛細(xì)吸管將色素提取液滴在載玻片上，用蓋玻片一側(cè)蘸取少量色素提取液，對準(zhǔn)濾紙條上原先用鉛筆繪制的細(xì)線，垂直放下，接觸濾紙后稍微用力，便可制得比較理想的濾液細(xì)線，最后分離的色素帶較為明顯，能清晰觀察到不同色素帶的分布。

優(yōu)點(diǎn)是：受力均勻，不易折斷，細(xì)線是細(xì)齊直，畫的濾液細(xì)線上色素提取液擴(kuò)散的較窄，操作難度小，學(xué)生容易掌握，效果明顯。

3.分離色素的改進(jìn)與創(chuàng)新

把一張濾紙中間剪個(gè)洞，將剪去兩角濾紙條插在洞中，起到固定濾紙條的作用，使其不易因?yàn)V紙單薄貼壁觸及層析液。將層析液放在小燒杯中，特制的濾紙作為蓋子放在燒杯上面，防止揮發(fā)性氣體揮發(fā)到空氣中。層析液不用時(shí)，可用大燒杯反蓋住小燒杯。

若用圓形濾紙來分離色素，可用同樣方法。中間剪個(gè)洞，插入濾紙，作為層析液和色素的橋梁。將色素滴在圓形濾紙中間一小圓圈，層析液隨著中間濾紙擴(kuò)散到圓形濾紙，將色素分離。

4.對實(shí)驗(yàn)課型的改進(jìn)

將“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)改為“探究性”實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)是一節(jié)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，課程標(biāo)準(zhǔn)的要求是通過實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生掌握葉綠體中色素的種類及色素提取和分離的基本操作流程。通過改為探究性實(shí)驗(yàn)，不僅可以實(shí)現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)課的要求，又可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的能力。

改為探究性實(shí)驗(yàn)，吸引學(xué)生興趣，結(jié)合生活現(xiàn)象，引發(fā)可以探究更多的問題，如可否用此方法來分離水溶性的色素-花青素？非綠色的葉片中的色素提取分離和觀察。

三、原材料用具

新鮮菠菜綠葉，干燥的定性濾紙，試管，棉塞，試管架，研缽，玻璃漏斗，尼龍布，毛細(xì)吸管，剪刀，量筒，天平，無水乙醇，層析液，二氧化硅，碳酸鈣

改進(jìn)后材料試劑用具：大燒杯、小燒杯，膠頭滴管，載玻片，蓋玻片，橡皮擦，93號汽油，粉筆末，新鮮晾干的朱瑾葉，干燥的定性濾紙，試管，棉塞，研缽，玻璃漏斗，尼龍布，剪刀，量筒，天平，無水乙醇。

四、總結(jié)

在原教材的實(shí)驗(yàn)方案基礎(chǔ)上進(jìn)行了以上的改進(jìn)，簡便易行，容易操作，提取液色素含量較高，實(shí)驗(yàn)效果較好，用自制的畫線器畫出的濾液細(xì)線細(xì)而直，分離出來的色素帶較為明顯。用自制層析裝置進(jìn)行層析，操作簡單，裝置密封性較好，有毒層析液釋放較少，減少學(xué)生與有毒物質(zhì)接觸，對學(xué)生身心健康有好處，還可及時(shí)回收層析液。

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