談對《葉綠素的提取與分離》實驗的改進

　　摘 要：從教材原實驗及不足，到其他生物教師對實驗的創(chuàng)新改進以及對實驗改進的體會，總結(jié)出實驗并沒有一個固定的模式。為了達(dá)到實驗?zāi)康?，教師也要善于學(xué)習(xí)，勇于探索，敢于創(chuàng)新，這樣才會影響到學(xué)生，使學(xué)生不拘泥于課本，養(yǎng)成質(zhì)疑、求實、創(chuàng)新、勇于實踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。
　　關(guān)鍵詞：葉綠素的提取與分離實驗；色素提取液；層析液；實驗改進
　　光合作用是高中生物學(xué)的重點和難點內(nèi)容之一，葉綠體是進行光合作用的場所。“葉綠素的提取與分離”是必修一《分子與細(xì)胞》中一個非常重要的實驗。通過實驗有助于學(xué)生掌握葉綠體中色素的種類和含量，進而加深對光合作用相關(guān)內(nèi)容的理解。教材對該實驗設(shè)計了一個比較詳細(xì)的實驗方案，但學(xué)生按照教材的要求操作，實驗成功率并不高。如何提高實驗成功率，許多生物教師在不斷探尋。于是，在對教材原實驗過程分析的基礎(chǔ)上，將實驗進行了一些創(chuàng)新改進，取得了較好的實驗效果。筆者通過學(xué)習(xí)和實踐，也受益匪淺，對實驗教學(xué)有了更深的體會。
　　一、教材原實驗及不足
　　1.提取綠葉中色素
　?。?）教材介紹：稱取5 g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10 mL無水乙醇，進行迅速、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）進行過濾，將濾液收集到試管中，及時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，所需時間長。③實驗中對二氧化硅和碳酸鈣的用量不好把握，多了，難以過濾，而且會殘留在濾液中，導(dǎo)致濾液雜質(zhì)多，顏色淺；少了，研磨不充分，色素含量少，實驗效果差。④迅速、充分研磨的程度難把握。
　　2.濾紙條的制備與畫濾液細(xì)線
　?。?）教材介紹：將干燥的定性濾紙剪成長和寬略小于試管長和寬的濾紙條，將濾紙條的一端剪去兩角，并在距這一端1 cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線。用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻畫出一條細(xì)線。待濾液干后，再畫一兩次。
　　（2）不足之處：色素帶分離效果的好壞與濾液細(xì)線劃得是否細(xì)、直、齊直接相關(guān)。學(xué)生在實際操作時，往往難做到，結(jié)果色素帶彎彎曲曲，或者濾液細(xì)線中色素過少，色素帶顏色很淡不易區(qū)分。
　　3.分離綠葉中的色素
　?。?）教材介紹：將3 mL的層析液倒入試管中，將濾紙條（有綠濾液細(xì)線的一端朝下）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：因為試管空間小，操作難度大，容易使濾紙條接觸管壁從而影響實驗效果。用小燒杯盡管空間大，但濾紙條窄，易變軟下塌，使濾液細(xì)線沒入層析液中。
　　二、對實驗的創(chuàng)新改進
　　針對教材原實驗的不足，許多教師嘗試對實驗進行了改進，取得了較好的實驗效果。
　　1.對提取綠葉中色素的改進
　　由于葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑無水乙醇中，很多教師的改進是將綠色葉片放入無水乙醇中并水浴加熱。具體操作是：稱取1 g綠色葉片，剪碎放入試管，加入2 mL的無水乙醇，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，取出試管，冷卻待用。這樣處理彌補了原實驗的不足：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。原來要5 g葉片，改進后只要1 g；原來要10 mL的無水乙醇，改進后只要2 mL；改進后不需要二氧化硅和碳酸鈣。③節(jié)約時間。④色素提取液深綠透明，色素含量高，效果明顯。
　　2.對濾紙條的制備與畫濾液細(xì)線的改進
　　由于對濾液細(xì)線的要求高，一些教師的改進是用吸水鋼筆代替毛細(xì)吸管，用鋼筆畫線容易掌控；或用蓋玻片的一側(cè)作為“印章”，蘸取濾液對齊濾紙條上的鉛筆細(xì)線垂直按下，待濾液干后，重復(fù)兩次，此方法省時省力，而且濾液細(xì)線易細(xì)、直、齊。
　　另一種改進是改“畫線”為“點樣”。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上2～3次，形成圓形色素斑。取一枚縫衣針，穿一根細(xì)棉線，在棉線末端打個結(jié)，將針從濾紙的正面穿過色素斑中心?；蛟趫A形定性濾紙中央用鉛筆尖在其中央戳破成一個小孔，用雙手把小塊濾紙條搓成一個紙捻，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被試管壁上殘留的層析液影響。
　　3.對分離綠葉中的色素的改進
　　由于層析液易揮發(fā)，有毒，有些老師建議改層析液為無水乙醇；也有些老師自己設(shè)計層析盒，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驗。如上述“點樣”后，向培養(yǎng)皿底加入適量的層析液（或無水乙醇），把做好的濾紙扣在培養(yǎng)皿底的上面，棉線的無結(jié)一端（或紙捻）浸沒在層析液中，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、對實驗改進的看法和體會
　　大多教師是從如何得到更明顯的實驗現(xiàn)象而對實驗進行改進的。但《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出要進一步提高學(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)生實驗次數(shù)有限，教師應(yīng)充分利用每一次實驗的機會，來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，提高科學(xué)素養(yǎng)。
　　在此實驗中，我注重了對學(xué)生提出問題、進行探究和合作交流能力的培養(yǎng)。實驗前，我與學(xué)生一起討論實驗的原理和步驟，以及實驗不成功的可能原因，引導(dǎo)學(xué)生從中提出可以探究的問題，鼓勵學(xué)生設(shè)計可行的實驗方案進行探究。如：設(shè)置一個空白對照，不畫濾液細(xì)線，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散留下來的顏色；通過設(shè)置對照實驗探究哪種實驗方案更有利于達(dá)到最佳的實驗效果等等，學(xué)生自己選擇實驗的內(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。
　　在分離色素的實驗中，學(xué)生設(shè)計了如下方案：事先根據(jù)燒杯的高度制備濾紙條，使其長度長出燒杯1 cm，將長出的部分做直角折疊，另一端同制備濾紙條的實驗要求劃濾液細(xì)線。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，進行層析。此方法，可以多個小組一同進行，節(jié)約了藥品材料，降低了空氣污染；對開展探究實驗，設(shè)置對照實驗，都是不錯的選擇。
　　可見，實驗并沒有一個固定的模式。為了達(dá)到實驗?zāi)康?，教師也要善于學(xué)習(xí)，勇于探索，敢于創(chuàng)新，這樣才會影響學(xué)生，使學(xué)生不拘泥于課本，養(yǎng)成質(zhì)疑、求實、創(chuàng)新、勇于實踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。
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