劉付香

(廣東省中山市實(shí)驗(yàn)中學(xué) 528403)

“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)是人教版高中生物學(xué)教材必修1中的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生理解光合色素的種類(lèi)、顏色和作用，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)光合作用的理解和掌握，同時(shí)提高學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)。但教材中的實(shí)驗(yàn)方案還存在一些局限：①提取劑和層析液易揮發(fā)且層析液成分有毒，對(duì)人體有一定的危害；②實(shí)驗(yàn)所得濾紙條帶上常見(jiàn)只有三條色素帶，難以觀察到葉黃素；③實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng)(40～50 min)。針對(duì)這些不足，筆者對(duì)教材中的實(shí)驗(yàn)做了一些改進(jìn)。

1 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1.1 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)材料 教材中提供的新鮮菠菜葉含水量較大，提取和分離出的色素帶常常較難觀察到葉黃素。故將教材中的新鮮菠菜葉改為廣東、福建等地區(qū)校園中易得且含水量相對(duì)較少的紅絨球葉片，可增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可操作性。

1.2 改進(jìn)研磨過(guò)濾裝置 教材中用研缽研磨后再用尼龍布過(guò)濾，整個(gè)操作過(guò)程將提取試劑暴露在空氣中，易造成提取劑的揮發(fā)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。故將研磨、過(guò)濾兩大步驟改為使用研磨過(guò)濾裝置(圖1)，它是近年來(lái)研制出的一種新型實(shí)驗(yàn)工具，材質(zhì)為聚丙烯塑料，由研磨外套筒、研磨頭、過(guò)濾網(wǎng)和研磨桿組成。它具有材料用量少、試劑揮發(fā)量小、研磨時(shí)間短、實(shí)驗(yàn)成功率大等優(yōu)點(diǎn)，且可以運(yùn)用在“DNA的粗提取與鑒定”“還原糖和蛋白質(zhì)鑒定”等實(shí)驗(yàn)。

圖1 研磨過(guò)濾裝置

1.3 改進(jìn)劃濾液細(xì)線的方法 教材中劃濾液細(xì)線是用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿著鉛筆線劃出一條細(xì)線，待濾液細(xì)線干后，再重復(fù)畫(huà)幾次。但在實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)毛細(xì)吸管畫(huà)線很難達(dá)到細(xì)、齊、直，且很多學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有采購(gòu)毛細(xì)吸管。故將劃線方法改為折紙載玻片畫(huà)線，具體操作為：距離濾紙條邊緣1.5cm處折疊濾紙條，滴加濾液到載玻片中央，用濾紙條的折疊處直接在濾液涂層上快速劃過(guò)。待濾紙干后再重復(fù)幾次。

1.4 改進(jìn)層析裝置 教材中用試管或燒杯層析，密閉性較差，濾紙易貼壁且層析液容易沒(méi)及濾液細(xì)線，造成實(shí)驗(yàn)失敗。為了提高實(shí)驗(yàn)的安全性和環(huán)保性，筆者用亞克力板制作了一個(gè)密閉層析裝置(圖2)。該裝置由四部分組成：可用夾子固定濾紙條的蓋子、層析缸、外接塑料管和注射器。具體操作如下：①將畫(huà)好濾液細(xì)線的濾紙條用夾子固定在層析裝置的蓋子上；②蓋上蓋子，用外接注射器吸取層析液注入層析缸中直至濾紙條接觸層析液為止；③層析結(jié)束后，將層析缸傾斜，先用外接注射器吸出層析液，再打開(kāi)蓋子取出濾紙條觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

圖2 自制密閉層析裝置

1.5 改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的比較 改進(jìn)前后實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果的對(duì)比見(jiàn)表1。

2 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的可推廣性

2.1 經(jīng)濟(jì) 與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比，采用本地校園中常見(jiàn)、易得的紅絨球葉片，并運(yùn)用研磨過(guò)濾裝置，既節(jié)省了材料，又節(jié)約了成本。

2.2 環(huán)保 傳統(tǒng)的層析裝置密閉性較差，層析液中含有有毒成分，對(duì)學(xué)生危害較大。自制密閉層析裝置，減少了層析液的揮發(fā)，使層析液對(duì)學(xué)生的操作毒害性降到最低，實(shí)驗(yàn)變得環(huán)保安全。

2.3 省時(shí) 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、研磨充分，多個(gè)小組可同時(shí)層析，用時(shí)少、成功率高，實(shí)驗(yàn)效果顯著。

表1 改進(jìn)前后對(duì)比

表1 改進(jìn)前后對(duì)比

教材實(shí)驗(yàn)缺點(diǎn)改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)材 料5 g 新鮮菠菜葉提取色素器材研缽、試管、棉塞、尼龍布、漏斗等畫(huà)濾液細(xì)線用鉛筆畫(huà)線后用毛細(xì)吸管畫(huà)濾液細(xì)線層析裝置小燒杯或試管試驗(yàn)耗時(shí)40～50 min實(shí)驗(yàn)結(jié)果只有3條色素帶①實(shí)驗(yàn)材料具有季節(jié)性,價(jià)格較高;②提取劑和層析液易揮發(fā)且層析液成分有毒,對(duì)人體有一定的危害;③實(shí)驗(yàn)所得濾紙條帶上只有三條色素帶,難以觀察到葉黃素;④實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長(zhǎng)3 g 紅絨球葉研磨過(guò)濾裝置距離濾紙條邊緣1.5 cm處折疊濾紙條,滴加濾液到載玻片中央,用濾紙條的折疊處直接在濾液涂層上快速劃過(guò)。待濾紙干后再重復(fù)幾次。自制密閉層析裝置20 min4條色素帶完全分離,效果明顯①實(shí)驗(yàn)材料易得,無(wú)季節(jié)性;②研磨過(guò)濾裝置可以實(shí)現(xiàn)研磨過(guò)濾一體化,減少提取液揮發(fā);③自制層析裝置密封易操作,可防止層析液沒(méi)過(guò)濾液細(xì)線,減少層析液揮發(fā)對(duì)人體造成的傷害;④實(shí)驗(yàn)耗時(shí)短,實(shí)驗(yàn)效果明顯