“綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)”的優(yōu)化

羅娟艷

摘 要：對浙科版必修1“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)操作時存在的問題進(jìn)行分析，針對存在的問題，利用生活中的常見材料對實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟做了若干的優(yōu)化和創(chuàng)新設(shè)計，以實(shí)現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：色素的提取和分離；創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)；核心素養(yǎng)

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。然而有的實(shí)驗(yàn)按教材方法操作時，實(shí)驗(yàn)效果往往并不理想。為了更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，所以有必要將課本中的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)。筆者以“綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)”的優(yōu)化為例，對實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟做了如下的創(chuàng)新和優(yōu)化，希望與各位同仁分享。

一、原型實(shí)驗(yàn)效果不理想的原因分析

（一）色素的提取

在提取色素時，課本中采用的是菠菜葉先放入40～50攝氏度的烘箱中烘干，粉碎后稱取2g干粉加少許SiO2和CaCO3，再加入10ml的無水乙醇，進(jìn)行快速充分的研磨。這個過程中學(xué)生對于葉片烘干程度和SiO2和CaCO3加入量都存在疑惑；且無水乙醇容易揮發(fā)，容易造成研磨不充分，導(dǎo)致提取的色素濃度不高，這些因素都會對色素的提取造成影響。另外色素的提取過程中需要較多的實(shí)驗(yàn)用具和藥品，成本較高。

（二）制備濾紙條和畫濾液細(xì)線

教材中制備濾紙條和畫濾液細(xì)線時，將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長度與直徑的濾紙條，將濾紙條的一端剪去兩角，并在距離這端1cm處用鉛筆畫一條直線。用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫一條細(xì)線。待濾液干后再畫一兩次。該方法的缺點(diǎn)是制備濾紙條比較麻煩；學(xué)生不會使用毛細(xì)吸管，用毛細(xì)吸管畫濾液細(xì)線時很難控制。

（三）用試管做色素的分離裝置

教材中將適量的層析液倒入試管中，將濾紙條輕輕插入層析液中，隨后用棉塞塞進(jìn)試管進(jìn)行色素的層析。這樣做的缺點(diǎn)是：試管空間小，操作難度大，層析液倒入時會有少許留在試管壁上，層析時濾紙條容易貼壁或者滑落，沾上層析液，影響實(shí)驗(yàn)效果，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。

（四）層析液

教材中用石油醚或者乙醚作為層析液，色素分離效果不太明顯。

二、實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn)和創(chuàng)新

（一）采用酒精沸水浴的方法提取色素

1.把2～3片菠菜葉剪碎放入試管底部。

2.用量筒量取2ml無水乙醇倒入試管中。

3.在燒杯中加入適量的沸水，用酒精燈水浴加熱，2～3分鐘后，當(dāng)試管中的葉片和綠葉變成深綠色，此時，葉片中的色素較好地溶解在酒精中，將試管取出，塞上棉塞，冷卻待用。

（二）采用自制的分離裝置進(jìn)行色素的層析

1.制作方法

（1）材料：注射器、輸液器、針頭、透明的塑料圓形餐盒、雙面膠、100ml的小燒杯、塑料瓶的蓋子、培養(yǎng)皿。

（2）將透明餐盒的底部貼上雙面膠，用來固定小燒杯，將小燒杯倒扣在貼有雙面膠的餐盒底部的高度，讓層析底槽與透明餐盒蓋之間的距離適宜大約4～5cm。再在燒杯的底部也貼上雙面膠，然后將塑料蓋固定在燒杯的底部。

（3）將透明餐盒蓋中間穿一個小孔，在塑料蓋的邊上再穿一個小孔，將帶針頭的輸液器部分通過小孔與層析底槽（塑料圓蓋）連接。

2.使用方法

（1）將層析液吸入注射器中，取下針頭，將注射器的接口與輸液器連接好。

（2）將圓形濾紙中間穿一個大小適宜的小孔，將3cm左右的方形濾紙條卷成棒狀穿過圓形濾紙的小孔。

（3）將連接好圓形濾紙的濾紙棒通過透明餐盒蓋中間的小孔，插入層析底槽中，使濾紙片放于透明餐盒蓋上。

（4）在圓形濾紙連接濾紙棒處點(diǎn)樣，點(diǎn)好樣后，蓋上培養(yǎng)皿，防止層析液進(jìn)一步揮發(fā)。將注射器中的層析液緩慢地注入層析底槽，即可分離提取色素。

3.采用注射器和滴膠針頭進(jìn)行點(diǎn)樣

當(dāng)試管中的濾液冷卻后吸入注射器，連接好滴膠針頭，即可進(jìn)行點(diǎn)樣。這樣點(diǎn)樣方便，且可較長時間保存濾液。

4.采用圓形濾紙進(jìn)行層析

取一干燥直徑為10cm左右的圓形濾紙，將其中間用干凈的針頭穿一個大小適宜的小孔，再將3cm左右的條形濾紙卷成濾紙棒，從圓形濾紙的小孔中穿過，插入餐盒蓋中央的小孔進(jìn)入層析底槽中，在圓形濾紙的中央（濾紙棒處）點(diǎn)上1滴色素提取液，靜置約1分鐘，待濾液干后，在同一點(diǎn)重復(fù)點(diǎn)樣3～4次。點(diǎn)樣完畢后，蓋上培養(yǎng)皿，用注射器緩慢注入層析液。幾分鐘后可以觀察到圓形濾紙上出現(xiàn)近似同心圓的4個色素環(huán)，由外向內(nèi)分別是橙黃色、黃色、藍(lán)綠色和黃綠色。

5.層析液的改進(jìn)

經(jīng)過多次試驗(yàn)得出改進(jìn)的層析液比教材中的層析液的效果好，色素分離得更加清晰。

三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的體會

筆者通過對實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟的優(yōu)化和創(chuàng)新，簡化了實(shí)驗(yàn)步驟、降低了實(shí)驗(yàn)難度、節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本、縮短了實(shí)驗(yàn)時間、優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)環(huán)境、減少了安全隱患并且取得了更好的實(shí)驗(yàn)效果。能夠激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李曉軍，張軍林，龔大潔.對“綠葉中色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].中學(xué)生物教學(xué)，2018（6）：43-44.

[2]余新平.“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)[J].發(fā)明與創(chuàng)新（中學(xué)生），2017（5）：49.