“葉綠體中色素的提取與分離”實驗的有效教學(xué)

符月玲

【摘 要】葉綠素的提取和分離的實驗，對往后光合作用的學(xué)習(xí)有著基石的作用。實驗的相關(guān)內(nèi)容在高考中出現(xiàn)的頻率較高，因此，本文針對一些實驗設(shè)計對照實驗，旨在加深學(xué)生對知識內(nèi)容的理解，并培養(yǎng)學(xué)生的合作探究、質(zhì)疑的能力。

【關(guān)鍵詞】葉綠體；色素；對照實驗；小組合作

“葉綠體中色素的提取與分離”是高中生物教學(xué)中一個非常重要的實驗，該實驗對于理解后面光合作用的過程以及影響光合作用的因素有著非常重要的影響。因此這個實驗在整節(jié)書中的地位乃至高考中的地位是非常之高。在有限的時間里如何上好這一節(jié)課呢？本實驗的教學(xué)目的有兩點：①進(jìn)行綠葉中色素的提取和分離；②探究綠葉中含有幾種色素。如何通過實驗達(dá)到教學(xué)的目的及讓學(xué)生能掌握相關(guān)高考的知識點，同時又能培育學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)？因此，本文就針對這一點設(shè)計實驗，希望學(xué)生在實驗過程中，能很好的掌握與高考相關(guān)的知識點和相關(guān)實驗設(shè)計的最基本的對照實驗以及養(yǎng)成良好的生物學(xué)素養(yǎng)。

高等植物葉綠體色素是能夠吸收光能進(jìn)行光合作用，主要的種類有葉綠素和類胡蘿卜素。其性質(zhì)是脂類化合物，不溶于水，溶于有機溶劑，如無水乙醇，丙酮、乙醚等有機溶劑。因此本實驗的原理是①提取：葉綠體中的色素溶于有機溶劑而不溶于水，可以用無水乙醇等有機溶劑提取色素；②分離：各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。

一、材料和方法

1.材料

新鮮的菠菜葉、放置數(shù)天的菠菜葉、韭黃。材料的選擇考慮的是節(jié)約成本以及容易獲取同時又可以達(dá)到實驗教學(xué)的目的。這些材料的選擇可以讓學(xué)生比較這些葉片的色素含量并深入理解黃化苗的形成原因。

2.提取液的選擇

因考慮到丙酮有一定的毒性，為了學(xué)生的安全因此選用無水乙醇做為提取劑；93號汽油相對容易得到，因此選用93號汽油做為層析液，二氧化硅和碳酸鈣，蒸餾水。

3.研磨對實驗的影響

在研磨前要把菠菜的主葉脈和葉柄去掉，因為這些部位的色素含量較少。根據(jù)對照實驗的原則，可以分成四組，編號為甲（甲組的學(xué)生稍微多一些，后面的實驗在甲組的基礎(chǔ)上還繼續(xù)分組）、乙、丙、丁。甲組研磨時都加入碳酸鈣和二氧化硅，乙組只加碳酸鈣不加二氧化硅，丙組只加二氧化硅不加碳酸鈣，三組都加入無水乙醇等其它條件一樣；丁組加入碳酸鈣和二氧化硅以及蒸餾水。

這樣設(shè)計的目的是讓學(xué)生掌握實驗設(shè)計的對照原則，并通過實驗結(jié)果的比較掌握二氧化硅在實驗中的作用是有助于研磨的充分，碳酸鈣的作用是保護(hù)色素，防止在研磨時葉綠體中的色素受到破壞。不加碳酸鈣，濾液會變成黃綠色或褐色。以及無水乙醇和蒸餾水的比較就可以很好的理解無水乙醇的作用是可以提取色素，而加蒸餾水的丁組就提取不到色素。

4.過濾濾液

過濾時，可以讓甲組的學(xué)生其中一個用定性濾紙過濾濾液，其他同學(xué)用單層的尼龍布過濾。目的是讓學(xué)生對過濾材料的記憶印象加深。也知道過濾色素不能用定性濾紙。

5.分離色素

制作濾紙條，剪去兩角，防止毛細(xì)現(xiàn)象；甲組的同學(xué)中再多做不剪去兩角的濾紙條，這樣做的目的是通過比較讓學(xué)生理解什么是毛細(xì)現(xiàn)象。制作濾液細(xì)線的時候，可以用尺子蘸取濾液（比用毛細(xì)吸管畫效果會更），按壓到濾紙條上，這樣做的濾液細(xì)線比較直，平。等濾液干后重復(fù)一兩次。將制作好的濾紙條放到層析液中，注意層析液不能沒過濾液細(xì)線。為了更好的證明濾液細(xì)線觸及層析液后對實驗結(jié)果的影響，再安排甲組的另兩個同學(xué)用剪去兩角的濾紙條再做一個實驗組就是將濾紙條放到層析液中，并沒過濾液細(xì)線。這樣就可以清楚的知道濾液細(xì)線觸及層析液會造成的結(jié)果會是什么樣的。層析時，要蓋上蓋子，這樣做的目的是防止層析液揮發(fā)，毒害人體；使色素比較快的擴散；可以壓著濾紙條。

6.設(shè)計對照組

以放置數(shù)天的菠菜葉和韭黃為實驗，其他條件和甲組一樣。比較這些材料中色素的含量，并探究黃化苗形成的原因。

二、結(jié)果與分析

分組完成實驗后，接著安排兩個成績較好的同學(xué)設(shè)計表格進(jìn)行匯總比較與分析結(jié)果，并用幻燈片展示，同學(xué)們共同討論：

1.結(jié)果展示（如表一）

2.結(jié)論

本文旨在探討該實驗在高考中出現(xiàn)頻率比較高及易錯的知識點，①通過了該實驗的多個對照實驗的設(shè)計，學(xué)生們首先學(xué)會實驗設(shè)計時最基本的對照原則。②對于操作不同而出現(xiàn)的不同結(jié)果，嘗試讓學(xué)生實驗后查資料分析，需要時教師要給與指導(dǎo)，這樣進(jìn)一步的培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。③通過學(xué)生動手操作，可以增強學(xué)生的動手能力，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑和探索的精神。④通過小組合作完成實驗的過程，學(xué)生們學(xué)會互助，學(xué)會分享每一個人的想法，意識到團(tuán)結(jié)就是力量。同時也很容易的理解相關(guān)的知識點以及對實驗印象的程度加深，并提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)科的興趣。⑤實驗結(jié)束后，再做相應(yīng)的練習(xí)題進(jìn)行鞏固。

實驗本身就是一種驗證、探究的過程。而我們高中生物書只是一個參考，在這基礎(chǔ)上，我們要學(xué)會利用本地的材料進(jìn)行實驗，能讓學(xué)生學(xué)與致用。如果實驗過程能讓學(xué)生體驗到成功的喜悅，愛上生物實驗，并通過生物實驗區(qū)掌握或者學(xué)習(xí)生物學(xué)知識，那么生物素養(yǎng)就有可能提高，而不是讓學(xué)生死記硬背的實驗和知識點成為一種負(fù)擔(dān)。

參考文獻(xiàn)：

[1]門中華，朱夢丹.葉綠體色素提取實驗改進(jìn)的討論《陰山學(xué)刊》，2012.9

[2]田小麗.“葉綠體中色素的提取和分離”實驗改進(jìn)《實驗教學(xué)與儀器》，2014年第7/8期