談對(duì)《葉綠素的提取與分離》實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

　　摘要：從教材原實(shí)驗(yàn)及不足，到其他生物教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新改進(jìn)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的體會(huì)，總結(jié)出實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有一個(gè)固定的模式。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模處熞惨朴趯W(xué)習(xí)，勇于探索，敢于創(chuàng)新。這樣才會(huì)影響到學(xué)生，使學(xué)生不拘泥干課本，養(yǎng)成質(zhì)疑、求實(shí)、創(chuàng)新、勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。
　　關(guān)鍵詞：葉綠素的提取與分離實(shí)驗(yàn)；色素提取液；層析液；實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
　　光合作用是高中生物學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容之一，葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。“葉綠素的提取與分離”是必修～《分子與細(xì)胞》中一個(gè)非常重要的實(shí)驗(yàn)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生掌握葉綠體中色素的種類(lèi)和含量，進(jìn)而加深對(duì)光合作用相關(guān)內(nèi)容的理解。教材對(duì)該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一個(gè)比較詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案，但學(xué)生按照教材的要求操作，實(shí)驗(yàn)成功率并不高。如何提高實(shí)驗(yàn)成功率，許多生物教師在不斷探尋。于是，在對(duì)教材原實(shí)驗(yàn)過(guò)程分析的基礎(chǔ)上，將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了一些創(chuàng)新改進(jìn)。取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。筆者通過(guò)學(xué)習(xí)和實(shí)踐，也受益匪淺，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有了更深的體會(huì)。
　　一、教材原實(shí)驗(yàn)及不足
　　1.提取綠葉中色素
　　(1)教材介紹：稱(chēng)取5g綠色的葉片(如菠菜葉片)，剪碎，放入研缽中。向研缽中放入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入10mL無(wú)水乙醇，進(jìn)行迅速、充分的研磨。將研磨液迅速倒入玻璃漏斗(漏斗基部放一塊單層尼龍布)進(jìn)行過(guò)濾，將濾液收集到試管中，及時(shí)用棉塞將試管口塞嚴(yán)。
　　(2)不足之處：①材料的選擇受限，只能選擇容易研磨的葉片，革質(zhì)葉等不能用。②材料用量多、所用藥品多、所用儀器多、操作步驟多，所需時(shí)間長(zhǎng)。③實(shí)驗(yàn)中對(duì)二氧化硅和碳酸鈣的用量不好把握，多了，難以過(guò)濾，而且會(huì)殘留在濾液中，導(dǎo)致濾液雜質(zhì)多，顏色淺；少了，研磨不充分，色素含量少，實(shí)驗(yàn)效果差。④迅速、充分研磨的程度難把握。
　　2.濾紙條的制備與畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)
　　(1)教材介紹：將干燥的定性濾紙剪成長(zhǎng)和寬略小于試管長(zhǎng)和寬的濾紙條，將濾紙條的一端剪去兩角，并在距這一端1cm處用鉛筆畫(huà)一條細(xì)的橫線(xiàn)。用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線(xiàn)均勻畫(huà)出一條細(xì)線(xiàn)。待濾液干后，再畫(huà)一兩次。
　　(2)不足之處：色素帶分離效果的好壞與濾液細(xì)線(xiàn)劃得是否細(xì)、直、齊直接相關(guān)。學(xué)生在實(shí)際操作時(shí)，往往難做到，結(jié)果色素帶彎彎曲曲，或者濾液細(xì)線(xiàn)中色素過(guò)少，色素帶顏色很淡不易區(qū)分。
　　3.分離綠葉中的色素
　　(1)教材介紹：將3mL的層析液倒入試管中，將濾紙條(有綠濾液細(xì)線(xiàn)的一端朝下)輕輕插入層析液中，然后用棉塞塞緊試管口。(也可用小燒杯代替試管，用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯)
　　(2)不足之處：因?yàn)樵嚬芸臻g小，操作難度大，容易使濾紙條接觸管壁從而影響實(shí)驗(yàn)效果。用小燒杯盡管空間大，但濾紙條窄，易變軟下塌，使濾液細(xì)線(xiàn)沒(méi)入層析液中。
　　二、對(duì)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新改進(jìn)
　　針對(duì)教材原實(shí)驗(yàn)的不足，許多教師嘗試對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。
　　1.對(duì)提取綠葉中色素的改進(jìn)
　　由于葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無(wú)水乙醇中，很多教師的改進(jìn)是將綠色葉片放入無(wú)水乙醇中并水浴加熱。具體操作是：稱(chēng)取1g綠色葉片，剪碎放入試管，加入2mL的無(wú)水乙醇，把試管置于沸水中水浴加熱2-3分鐘，當(dāng)試管中的液體呈深綠色時(shí)，取出試管，冷卻待用。這樣處理彌補(bǔ)了原實(shí)驗(yàn)的不足：①取材廣泛。只要是深綠色的葉片，效果都好。②節(jié)約材料和藥品。原來(lái)要5g葉片，改進(jìn)后只要1g；原來(lái)要10mL的無(wú)水乙醇，改進(jìn)后只要2mL；改進(jìn)后不需要二氧化硅和碳酸鈣。③節(jié)約時(shí)間。④色素提取液深綠透明，色素含量高，效果明顯。
　　2.對(duì)濾紙條的制備與畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)的改進(jìn)
　　由于對(duì)濾液細(xì)線(xiàn)的要求高，一些教師的改進(jìn)是用吸水鋼筆代替毛細(xì)吸管，用鋼筆畫(huà)線(xiàn)容易掌控；或用蓋玻片的一側(cè)作為“印章”，蘸取濾液對(duì)齊濾紙條上的鉛筆細(xì)線(xiàn)垂直按下，待濾液干后，重復(fù)兩次，此方法省時(shí)省力，而且濾液細(xì)線(xiàn)易細(xì)、直、齊。
　　另一種改進(jìn)是改“畫(huà)線(xiàn)”為“點(diǎn)樣”。將一干燥的圓形定性濾紙(直徑大于培養(yǎng)皿底)蓋在培養(yǎng)皿上，用毛細(xì)吸管吸取色素提取液在中央點(diǎn)上2-3次，形成圓形色素斑。取一枚縫衣針，穿一根細(xì)棉線(xiàn)，在棉線(xiàn)末端打個(gè)結(jié)，將針從濾紙的正面穿過(guò)色素斑中心?；蛟趫A形定性濾紙中央用鉛筆尖在其中央戳破成一個(gè)小孔，用雙手把小塊濾紙條搓成一個(gè)紙捻，把紙捻的一端插入圓形濾紙的中央小孔，紙捻的一端與圓形濾紙平齊，另一端的長(zhǎng)度與培養(yǎng)皿底的高度相當(dāng)，用滴管吸取色素提取液滴在與濾紙平齊的紙捻上，待稍干燥后重復(fù)滴2-3次。此方法，可以避免濾紙條在伸入試管時(shí)被試管壁上殘留的層析液影響。
038097f21a7be25c114c82d5f3dbe217　　3.對(duì)分離綠葉中的色素的改進(jìn)
　　由于層析液易揮發(fā)，有毒，有些老師建議改層析液為無(wú)水乙醇；也有些老師自己設(shè)計(jì)層析盒，由于密閉效果好，能有效防止層析液揮發(fā)，造成空氣污染，影響師生身體健康。
　　很多教師建議用圓形定性濾紙做色素分離實(shí)驗(yàn)。如上述“點(diǎn)樣”后，向培養(yǎng)皿底加入適量的層析液(或無(wú)水乙醇)，把做好的濾紙扣在培養(yǎng)皿底的上面，棉線(xiàn)的無(wú)結(jié)一端(或紙捻)浸沒(méi)在層析液中，再將培養(yǎng)皿蓋蓋上?？梢杂^察到濾紙上出現(xiàn)色素同心圓。
　　三、對(duì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的看法和體會(huì)
　　大多教師是從如何得到更明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象而對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)的。但《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出要進(jìn)一步提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，尤其是發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力。高中學(xué)生實(shí)驗(yàn)次數(shù)有限，教師應(yīng)充分利用每一次實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，提高科學(xué)素養(yǎng)。
　　在此實(shí)驗(yàn)中，我注重了對(duì)學(xué)生提出問(wèn)題、進(jìn)行探究和合作交流能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)前，我與學(xué)生一起討論實(shí)驗(yàn)的原理和步驟，以及實(shí)驗(yàn)不成功的可能原因，引導(dǎo)學(xué)生從中提出可以探究的問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。如：設(shè)置一個(gè)空白對(duì)照，不畫(huà)濾液細(xì)線(xiàn)，其他條件均相同，比較兩者的結(jié)果，排除不同色素帶是層析液在濾紙上擴(kuò)散留下來(lái)的顏色；通過(guò)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)探究哪種實(shí)驗(yàn)方案更有利于達(dá)到最佳的實(shí)驗(yàn)效果等等，學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。由于要在一節(jié)課堂完成，學(xué)生之間就有了小組與小組間的合作。
　　在分離色素的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生設(shè)計(jì)了如下方案：事先根據(jù)燒杯的高度制備濾紙條，使其長(zhǎng)度長(zhǎng)出燒杯1cm，將長(zhǎng)出的部分做直角折疊，另一端同制備濾紙條的實(shí)驗(yàn)要求劃濾液細(xì)線(xiàn)。在培養(yǎng)皿蓋的內(nèi)面貼上雙面膠，將濾紙條折疊部分貼在雙面膠上，可以貼數(shù)條。小燒杯中注入適量的層析液，把貼好濾紙條的培養(yǎng)皿蓋蓋在燒杯上，進(jìn)行層析。此方法，可以多個(gè)小組一同進(jìn)行，節(jié)約了藥品材料，降低了空氣污染；對(duì)開(kāi)展探究實(shí)驗(yàn)，設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，都是不錯(cuò)的選擇。
　　可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有一個(gè)固定的模式。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，教師也要善于學(xué)習(xí)，勇于探索，敢于創(chuàng)新，這樣才會(huì)影響學(xué)生，使學(xué)生不拘泥于課本，養(yǎng)成質(zhì)疑、求實(shí)、創(chuàng)新、勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。
　　(作者單位　湖南省長(zhǎng)沙市周南中