《綠葉中色素的提取和分離》實驗教學改進初探

鄭美莉

【摘要】生物學是一門以實驗為基礎的學科，而在實驗教學中應該注重培養(yǎng)學生的實踐動手能力和不斷創(chuàng)新的精神。本文通過實驗材料的選擇、色素提取的方法、濾液細線的畫法、色素分離的方法四個方面對《綠葉中色素的提取和分離》實驗進行改進，旨在優(yōu)化實驗方案、簡化實驗操作、提高實驗效果、拓展學生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生的科學思維、科學探究的學科核心素養(yǎng)。

【關鍵詞】色素 材料選擇 提取 濾液細線 分離 改進

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）30-0158-01

《綠葉中色素的提取和分離》實驗是人教版普通高中生物必修一《分子與細胞》中第五章第四節(jié)的內(nèi)容。本實驗是在學生學習葉綠體結構知識之后，進行綠葉中色素的提取和分離實驗，既能激發(fā)學生的探究興趣，掌握實驗技術方法，又為接下來學習和理解光合作用中能量的轉化奠定基礎，起著承上啟下的作用，是本章教學的重點之一。通過幾年來高中生物實驗教學，筆者認為按照教材中的實驗方法進行操作，實驗結果會出現(xiàn)以下幾種異?，F(xiàn)象：色素帶顏色淺或色素帶缺失、色素帶不整齊、色素帶重疊等等。那么，如何對本實驗進行改進，才能避免或是減少這些現(xiàn)象的發(fā)生呢？筆者從以下四個方面進行改進，可以明顯提高實驗效果。

組織學生將全班學生分為5組，教材組、“創(chuàng)新1組”、“創(chuàng)新2組”、“創(chuàng)新3組”、“創(chuàng)新4組”，圍繞著實驗材料的選擇、色素提取的方法、濾液細線的畫法和色素的分離方法這四個問題對實驗分別進行改進。

1.實驗材料的改進

好的實驗材料是實驗成功的關鍵。

1.1教材中選用菠菜葉片作為實驗材料的不足之處：

菠菜葉的葉綠素含量并不高，且受季節(jié)的限制。有相關的資料數(shù)據(jù)顯示：菠菜葉中胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b這四種色素的比例為2：1：3：1，葉綠素的比例占4/7，并沒有達到教材里面說的3/4。

1.2改進的方法：

“創(chuàng)新1組”：我們經(jīng)常吃得韭菜，具有葉脈少、葉片細長、纖維少、易粉碎、易獲取、葉綠素含量高等特點，是本實驗材料的不二選擇。因此，本實驗用韭菜代替菠菜，得到了四條清晰明顯的色素帶。

2.色素提取方法的改進

2.1教材色素提取方法的不足：

剪碎5g綠葉需要較長的時間，研磨的時間就更長了，而且整個過程都是暴露在空氣中，葉綠素容易被空氣氧化，導致實驗結果不清晰。

2.2改進的方法：

根據(jù)生活常識，能不能想出一種更便捷的方法來進行色素提取實驗？學生發(fā)揮他們的想象力，大膽創(chuàng)新。

“創(chuàng)新2組”的操作方法如下：

a.用天平稱取5g新韭菜葉放入榨汁機。

b.啟動榨汁機，獲得濾液后迅速把濾液轉移到試管中，加上試管塞，然后用紙層析法分離綠葉中的色素。

優(yōu)點：用榨汁機提取色素，不需研磨，不需加入碳酸鈣和二氧化硅，節(jié)約了成本、時間，又減少化學藥品的污染。但是此實驗榨取的濾液容易在空氣中被氧化，會影響實驗效果，所以榨取后應馬上轉移濾液到試管且加試管塞，并迅速分離色素。

3.濾液細線畫法的改進

3.1教材濾液細線畫法的不足：

教材采用毛細吸管蘸取濾液并沿著濾紙條上已畫好的鉛筆線重復畫，這樣畫出的細線很難達到細、直、齊的要求，就會導致層析后的濾液細線重疊或是呈波浪狀，影響實驗效果。另外，學生對毛細吸管的力度把握不好，容易造成毛細吸管斷裂，存在安全隱患。

3.2改進的方法：

學生交流、討論并大膽創(chuàng)新，用牙線印染法畫濾液細線。

“創(chuàng)新3組”的操作方法是：用牙線代替毛細吸管蘸取濾液，沿濾紙條上的細線輕輕按壓，待干燥后，重復2～3次即可。

優(yōu)點：用牙線代替毛細吸管可避免操作不好把握、易斷裂、畫出的線粗細不均勻等問題，而且比用毛細吸管更省時省力，實驗現(xiàn)象更明顯。

4.色素分離方法的改進

4.1教材中分離方法的不足：

分離色素時會出現(xiàn)層析液沒及濾液細線而導致色素帶缺少或不清晰的現(xiàn)象，而且濾紙條也不好固定，容易移動。

4.2改進的方法：

“創(chuàng)新4組”的操作方法如下：

a.剪取一段燈芯棉，制成濾芯。將濾芯一端蘸取載玻片上的色素，重復幾次至色濃。

b.用竹簽在圓形濾紙中央鉆一小孔，將濾芯（沒有濾液）的一端插入其中，往下拉直至有濾液的一端與濾紙平齊。

優(yōu)點：用燈芯法分離色素不會出現(xiàn)層析液沒及濾液細線而導致色素帶沒有或不清晰的現(xiàn)象；同時也克服了畫濾液細線過程中經(jīng)常出現(xiàn)的濾液細線不直、不細、不齊而引起的分離效果差的難題；而且易掌握，效果明顯，能夠清晰看到四條色素帶，成功率高。

5.實驗結果分析

實驗結束后，各組派學生代表向全班展示、分析實驗結果。把教材組和創(chuàng)新組實驗中的方法進行比較、分析，并分享一下實驗結果。

通過以上實驗現(xiàn)象的對比，學生們很明顯的看到四組“創(chuàng)新組”的實驗現(xiàn)象都比教材組明顯，而且沒有出現(xiàn)色素帶缺少或是重疊的現(xiàn)象，尤其是“創(chuàng)新3組”改用了牙線印染法畫濾液細線，層析后的色素帶明顯直了、齊了，效果很好。

6.實驗教學體會

新課程標準明確指出：高度關注學生學習過程中的實踐經(jīng)歷，強調學生學習的過程是主動參與的過程，讓學生積極參與動手和動腦的活動，加深對生物學概念的理解，提升應用知識的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，進而能用科學的觀點、知識、思路和方法，探討或解決現(xiàn)實生活中的某些問題。因此，在本節(jié)實驗課中，我運用了活動探究、直觀演示、小組討論、分組實驗等方法，引導學生通過設計實驗、實驗操作等活動來獲取知識，大大提升了學生設計實驗以及實驗操作的能力；針對教材組實驗中可能出現(xiàn)的異常實驗現(xiàn)象，組織學生進行集體和分組討論，對教材中不足的實驗方法進行大膽的創(chuàng)新、改進，促使學生在交流中解決問題，培養(yǎng)學生的團結協(xié)作和不斷創(chuàng)新的實驗精神。

參考文獻：

[1]《生物1分子與細胞》.人民教育出版社，2007年2月第2版

[2]谷華梅.《綠葉中色素提取和分離實驗的改進》.生物學通報，2012