綠葉中色素的提取和分離實驗的改進

鄭偉偉

1實驗時間安排

傳統實驗都安排在上完新課后，這樣可以在已有理論知識上進行實驗驗證，進一步加深學生的印象并能提高學生的動手操作能力。但是新課程強調學生能像科學家那樣探索，在實驗中學習到知識。于是我將本實驗安排在“能量之源——光與光合作用”的第一節課，在學生對色素了解一片空白的情況下探索色素的種類和含量，可以大大提高學生的興趣和探索欲望。

2實驗材料的改進

課本要求稱取5 g的綠葉，加入二氧化硅和碳酸鈣后加入10 mL的無水乙醇。由于該實驗為定性實驗，并考慮到很多普通學校中沒有很多的電子天平或臺秤以及實驗時間的緣故，所以改為：取2～3片菠菜的葉片，加入二氧化硅和碳酸鈣后加入5 mL的無水乙醇迅速研磨。如果有條件的學校還可以把菠菜先進行烘干，因為菠菜中的水對色素的分離有一定的影響。具體為：取0.5 g的干菠菜葉(或取少量的干菠菜葉)，加入2.5 mL的無水乙醇或丙酮。

2．1畫濾液細線的改進

課本上采取用毛細吸管吸取少量的濾液，沿鉛筆線均勻畫出一條細線，待濾液干后，再畫1～2次，要求濾線細線直且細。但是實驗下來效果總是不好，濾液細線不直，量不均勻，所以分離后的色素帶也是呈“M”型。筆者做了一下嘗試：色素研磨后不必過濾，用蓋玻片取代毛細吸管，具體是：用蓋玻片一端蘸取少量的色素提取液，在空氣中停留片刻后，將樣品點在離濾紙條一端1.5 cm處，形成一條綠色橫條帶，待濾液干后，根據點樣效果，可重復操作1～3次，細線稍微寬點，但要求直的。

2．2層析液的改進

課本提供的層析液有石油醚、丙酮、苯按比例混合而成，也可用93號汽油取代，筆者曾經用過93號汽油，但是分離的效果不是很明顯，過一會顏色消失，主要由于汽油擴散速度太快。參考了《生物學通報》2007年第九期楊培俊、秦峰秀的《幾種層析液對濾紙圓盤分離葉綠體色素的影響》，用單種層析液分離色素，結果發現石油醚的分離效果明顯，但是對葉綠素a和葉綠素b分離效果不是很好，用四氯化碳分離發現橙黃色和黃色能分離，但是分離不太明顯，黃色的葉黃素很不明顯；把石油醚和四氯化碳以1：2或者石油醚與苯2：1混合之后的效果則非常的理想。

3實驗裝置的改進

課本中色素的提取放在研缽中進行，為防止無水乙醇的揮發所以要迅速研磨，色素的分離采用紙層析法，把畫有濾線的濾紙條放在盛有層析液的試管或燒杯中，防止層析液的揮發和避免學生過多地吸入層析液中的揮發性物質，所以用棉塞塞緊試管或用培養皿蓋好小燒杯。但是空氣中還是彌漫著揮發性氣體，所以有條件的學校可以購買實驗配套的研磨過濾器和點樣器(如北京川布蘭生物技術開發有限公司生產的過濾器和點樣器)。

4加入了探究實驗圓形濾紙中色素的分離

新課程非常重視提高學生實驗探究能力。提高探究能力除了要有一定的基礎知識、基本的實驗方法和技能外，還要求學生積極參與探究實驗設計和研究性。學習活動，為此教師應該為學生進行探究實驗指點迷津，包括改變實驗探究點、實驗材料、實驗器材、實驗方法等。在該實驗等待色素分離過程中鼓勵學生用圓形濾紙代替條形濾紙，實驗結果如何?會不會比條形濾紙的分離更明顯?很多學生提出用圓形濾紙代替條形濾紙的問題是如何讓層析液溶解色素從而分離，有學生說在濾紙中滴入色素后滴入少量的層析液，教師對學生進行鼓勵和表揚。最后在教師與學生的共同探討下，制定了用圓形濾紙分離色素的具體步驟：在圓形濾紙中央滴一滴研磨液，在滴研磨液處用牙簽穿一小孔，再在小孔中插入濾紙小棒作為濾紙與層析液中的橋梁，在表面皿中加入適量的層析液，最后把插有小棒的圓形濾紙蓋在表面上，觀察色素分離效果。

實驗結果表明用圓形濾紙分離色素能形成4個同心圓，從外到里依次為橙黃色的胡蘿卜素、黃色的葉黃素、藍綠色的葉綠素a(最寬)、黃綠色的葉綠素b。

5加入探究實驗色素的吸收光譜

某天陽光明媚，所以我突然來靈感想進行色素的吸收光譜探究實驗，由我演示，學生參與討論，能夠很直觀地觀察到色素吸收的光譜。太陽光通過三棱鏡可以得到7種顏色的連續光譜，然后將學生的綠色研磨液收集起來過濾到一試管中，放在光和三棱鏡之間，結果發現光無法透過試管，墻壁上出現試管的黑影，咨詢了物理老師后，她建議進行稀釋，具體是：將各小組試管中剩余的濾液收集到一起，取一個50 mL的小燒杯，量取10 mL濾液，加入5 mL無水乙醇稀釋，混均后，量取10mL加入一支大試管中，試管口加棉塞，放在光和三棱鏡之間。結果意外發現在紅光和藍紫光光譜中逐漸出現一些黑色區域，說明了色素主要吸收紅光和藍紫光。如果效果不明顯可以對溶液進行不同程度的稀釋，或加強光照。

6對學生實驗進行過程性評價

教學評價是課程實施過程中的一個重要環節，它直接影響著課程實施的方向及質量，影響著課程培養目標的實現，是實現課程變革的必要條件之一。傳統的評價重視終緒性評價，由一次考試定終生。在新課程環境下，教學評價必須改變以單一的學習結果作為衡量教學好壞的惟一標準，突出學習的過程和在過程中表現出來的情感、態度、意志、信念、學習方式和學習策略等方面的發展，從而帶來了評價標準、方法和主體諸方面的發展性科學評價。新課程強調形成性評價與終緒勝評價相結合，能夠給學生一個最公正的評價。