■文/劉 波

《葉綠體中色素的提取和分離》實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與改進(jìn)

■文/劉 波

《葉綠體中色素的提取和分離》實(shí)驗(yàn)既突出了生物實(shí)驗(yàn)在中學(xué)生物教學(xué)中的基礎(chǔ)性地位，又加深了學(xué)生對上節(jié)知識的理解，鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作基本技能。但本實(shí)驗(yàn)操作過程復(fù)雜，有些操作方法并不能取得理想的實(shí)驗(yàn)效果，為了適應(yīng)新課改要求，我將此實(shí)驗(yàn)由驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，并通過多年的實(shí)踐摸索，對一些操作方法和實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新。

一、實(shí)驗(yàn)不足之處

1.研磨劑的配制。學(xué)生只是按課本要求按順序添加無水乙醇、CaCO3、SiO2，并不能深刻理解添加這些物質(zhì)的原理和作用。

2.過濾裝置。課本要求用放置單層尼龍布的漏斗過濾濾液，但實(shí)際操作中這個(gè)方法耗時(shí)且費(fèi)力。

3.畫線方法。由于學(xué)生在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)操作中很少用到毛細(xì)吸管，所以采用課本要求的方法畫線，很難做到濾液細(xì)線細(xì)、直、均勻的要求。

4.層析液的配制。按照課本提供的石油醚∶丙酮∶苯=20∶2∶1的配制方法配制出的層析液，效果并不是很理想，而且苯的揮發(fā)也會對學(xué)生的身體造成傷害。

5.色素分離裝置。分離色素是將濾紙條插入到加入層析液的燒杯中，為了防止層析液揮發(fā)，還可以給燒杯加蓋。而實(shí)際操作很難做到濾紙條在燒杯中保持豎直，也不能有效減少層析液的揮發(fā)。

6.分離色素的方法。課本是讓色素在長形濾紙條上擴(kuò)散分離，方法單一，不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

二、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新

1.研磨劑的配制。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：分別在A、B、C三個(gè)研缽中加入5克剪碎的新鮮菠菜葉。A中加少量二氧化硅和無水乙醇；B中加少量二氧化硅、碳酸鈣和水；C中加少量二氧化硅、碳酸鈣和無水乙醇；經(jīng)研磨、過濾得到三種不同顏色的濾液(A黃綠色、B幾乎無色、C深綠色)。

分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：碳酸鈣可以防止色素被破壞；色素可以溶于酒精但不溶于水。通過分組對照，讓學(xué)生通過具體的實(shí)驗(yàn)探究，理解提取色素過程中所添加的各物質(zhì)的作用。

2.過濾裝置的改進(jìn)。將過濾用的尼龍布改為用棉花塞住漏斗口過濾，一個(gè)人就能獨(dú)立完成，而且過濾速度快，操作更為簡單。

3.畫線方法的研究。這一步是本實(shí)驗(yàn)的一個(gè)操作難點(diǎn)，學(xué)生很難用毛細(xì)吸管畫出細(xì)、直、均勻的濾液細(xì)線。如果用鋼筆蘸色素、硬幣邊緣壓線、蓋玻片或者棉線畫線，操作起來更容易。

4.層析液配制的改進(jìn)。采用石油醚∶丙酮=10∶1配制層析液，省去了有毒的苯試劑。

5.色素分離裝置的研究。自制層析缸，用有機(jī)玻璃制作，濾紙條只需要從層析缸上蓋子的縫隙插入到層析液中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要可以選擇縫隙數(shù)量不同的蓋子，既可以有效防止層析液的揮發(fā)，還節(jié)約了層析液，一個(gè)實(shí)驗(yàn)室兩個(gè)層析缸就可以滿足全班需要，而且操作更簡單。

6.分離色素方法的創(chuàng)新。用圓形濾紙片分離。取平面培養(yǎng)皿1只，將一干燥的圓形定性濾紙蓋在培養(yǎng)皿中，在圓形濾紙（直徑為11cm）中央滴上2～3滴色素提取液，靜置約1min，在濾紙的中央點(diǎn)成圓形的色素斑。然后依次滴3～5滴層析液，每次間隔30s左右，然后蓋上培養(yǎng)皿蓋，幾分鐘后，觀察結(jié)果會得到近似同心圓的4個(gè)色素環(huán)，由內(nèi)而外分別是黃綠色、藍(lán)綠色、黃色和橙黃色。

（2）用粉筆代替濾紙分離色素

取一支干燥的白色粉筆，在距其大頭一端1cm處用含有色素液的細(xì)棉線刻出一圓環(huán)，待干后（可用電吹風(fēng)吹干）重復(fù)刻2～3次（最好兩人合作）；把粉筆大頭一端放入層析缸中，觀察現(xiàn)象，色素將隨著層析液在粉筆上擴(kuò)散形成4個(gè)顏色不同的圓，最上圈是橙黃色（胡蘿卜素），其次是黃色（葉黃素），再次是藍(lán)綠色（葉綠素a），最下圈是黃綠色（葉綠素b）；待4條色素帶明顯后，取出粉筆，晾干保存。

中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)操作能力、思維能力等，形成良好的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，而高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課又是達(dá)成生物學(xué)教學(xué)目標(biāo)不可缺少的重要環(huán)節(jié)。我們要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，不但要在知識上使學(xué)生學(xué)習(xí)與掌握生物學(xué)最基本的概念和規(guī)律，在技能上培養(yǎng)學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)操作技能，更應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、自學(xué)能力以及發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)驗(yàn)方法以及基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣邮帜芰?，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步培養(yǎng)他們的動手能力和創(chuàng)新能力。

作者單位 西安市第六中學(xué)