“葉綠體色素的提取與分離”實驗的改進(jìn)與拓展

王學(xué)勇

“葉綠體色素的提取與分離”是新課標(biāo)《必修1·分子與細(xì)胞》模塊“說明光合作用以及對它的認(rèn)識過程”中的活動建議內(nèi)容。新課標(biāo)對該探究活動的安排，旨在通過實驗探究使學(xué)生加深對葉綠體中色素的認(rèn)知和理解，為學(xué)習(xí)光合作用過程奠定感性認(rèn)識基礎(chǔ)；同時也培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。但該實驗在真正按照教材進(jìn)行操作時，操作過程煩瑣，也不容易達(dá)到理想的效果，而且實驗所用的新鮮菠菜葉易受到季節(jié)的影響。另外該實驗屬于體驗式實驗，對學(xué)生的自主探究能力要求不高，不能更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力和自主探究能力。筆者對實驗操作進(jìn)行了改進(jìn)，并對實驗內(nèi)容進(jìn)行了拓展，把實驗標(biāo)題改為“植物體色素的提取分離與觀察”。

一、教材實驗的改進(jìn)與拓展

1. 器具材料的改進(jìn)

（1）由于常規(guī)研磨過濾裝置操作過程煩瑣，我們選用了操作簡單、成功率高的新的實驗裝置研磨過濾器，使操作更加簡單。

（2）由于新鮮的菠菜葉含水量高，導(dǎo)致提取的色素濃度偏小，影響色素分離的實驗效果，因此筆者用低溫避光烘干的菠菜葉來代替新鮮葉片。低溫避光烘干，可以防止色素被破壞。把烘干的菠菜葉捏碎后加入研磨桶研磨，提取的色素濃度高，實驗效果佳，且烘干的菠菜葉便于儲藏，可以長期使用。

（3）在畫色素濾液線時，根據(jù)以往經(jīng)驗，毛細(xì)管容易斷，難以控制，所以我們選用了蓋玻片作為畫線工具，用蓋玻片蘸取濾液，把它的邊面靠在濾紙條上，重復(fù)操作幾次即可。這樣的操作簡單方便，很容易做到細(xì)、直、齊，成功率高。

（4）由于常規(guī)的層析液毒性大，揮發(fā)性強(qiáng)，筆者和興趣小組的學(xué)生共同嘗試了其他幾種層析液，發(fā)現(xiàn)用四氯化碳做層析液，毒性小、效果佳。

（5）教材中給出的層析裝置不密封，有毒的層析液易揮發(fā)，對學(xué)生的身體健康不利。學(xué)生在實驗操作時濾紙條容易出現(xiàn)貼壁現(xiàn)象，我們把常規(guī)的層析裝置改為密封玻璃管，用橡膠塞密封，在橡膠塞中間切縫，把濾紙條固定在橡膠塞上，既防止了層析液向管外揮發(fā)，也很好地解決了貼壁的問題。

2. 實驗的拓展

在本節(jié)實驗教學(xué)中，筆者把學(xué)生分成幾個探究小組，除了讓各個小組按照教材的操作流程進(jìn)行葉綠體色素提取和分離實驗外，還在此基礎(chǔ)上，讓學(xué)生根據(jù)教材實驗的原理和方法，結(jié)合自己的興趣愛好，就生活中常見的生物材料自主選擇探究內(nèi)容開展實驗，教師只是根據(jù)學(xué)生的需要提供材料器具，必要時給予適當(dāng)指導(dǎo)。如：胡蘿卜中含有哪些色素，與葉綠體中色素的種類、色素存在結(jié)構(gòu)有何不同？紅色彩椒中含有的色素與青椒中所含色素有何不同？紫甘藍(lán)中含有哪些色素，各種色素在細(xì)胞中的存在部位是否相同，是否都存在于葉綠體中？通過對實驗內(nèi)容的拓展，激發(fā)了學(xué)生的探究欲望，并很好地調(diào)動了學(xué)生探索未知的積極性。拓展實驗完全放手給學(xué)生，讓他們小組討論設(shè)計實驗方案，選擇材料器具。在探究色素存在部位時，有學(xué)生想到制作臨時裝片用顯微鏡觀察的方法，來探索色素存在的不同部位。學(xué)生在進(jìn)行實驗的過程中還會產(chǎn)生新的疑問，有時通過討論就可以解決。比如有學(xué)生發(fā)現(xiàn)紫甘藍(lán)中紫色的花青素不能隨層析液在濾紙條上擴(kuò)散，學(xué)生們對此問題展開了深入的探討，最終找出原因——花青素易溶于水而不易溶于層析液。在互動討論的過程中可以培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑求是的科學(xué)素養(yǎng)。

二、幾點反思

在本節(jié)實驗課的課堂教學(xué)中，通過對材料器具的改進(jìn)，提高了實驗的可行性和實驗的成功率。通過對實驗內(nèi)容的拓展，教師根據(jù)科學(xué)探究的一般程序和遵循原則，依據(jù)自主、合作、探究的教學(xué)理念，把實驗內(nèi)容設(shè)計為教材規(guī)定的基礎(chǔ)實驗，讓學(xué)生根據(jù)基礎(chǔ)實驗的原理和方法，結(jié)合自己的興趣愛好自主開展實驗探究。通過基礎(chǔ)實驗，落實知識、體驗原理、掌握方法。拓展實驗?zāi)苁箤W(xué)生更深入地理解實驗原理，更好地提高自主探究能力和實驗操作技能。在討論分享、分工合作的融洽氛圍中完成本節(jié)實驗課，讓學(xué)生逐步養(yǎng)成敢質(zhì)疑、會質(zhì)疑、常質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度，進(jìn)一步提高了學(xué)生的科學(xué)思維能力和生物學(xué)核心素養(yǎng)。

由于實驗的開放性較強(qiáng)，對學(xué)生的操作能力提出了較高的要求。在實驗課堂進(jìn)行過程中可能會出現(xiàn)部分學(xué)生操作不規(guī)范略顯混亂或參與度不夠高等現(xiàn)象。這也對教師的課堂駕馭能力提出了更高的要求。

（作者單位：濟(jì)南大學(xué)城實驗高級中學(xué)）

責(zé)任編輯：莊 源