關于“提取和分離葉綠體中的光合色素”的實驗教學建議

陸俊

摘 要 “提取和分離葉綠體中的光合色素”是普通高中生物必修1中的一個實驗，是《普通高中生物課程標準》中要求學生會操作的實驗。將該實驗開發成拓展性實驗，嘗試引導學生在校園環境中取材，設計并實施實驗，以期培養學生的實驗創新精神和創新能力。

關鍵詞 提取和分離 光合色素 拓展性實驗

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

“提取和分離葉綠體中的光合色素”是普通高中課程標準實驗教科書生物必修1中的一個實驗。筆者在開設本節實驗課前，組織學生以學習小組形式，商討實驗設計方案，并撰寫成文字方案。進而每個學生都明確實驗原理、實驗材料和實驗操作步驟等，教師根據每個學習小組的要求，準備相應的實驗器材。

1 色素的提取實驗

筆者所任教的學校是江蘇省生物課程基地，擁有四季花卉園、陰生植物園、水生植物園等，綠色植物種類繁多。實驗課前，學習小組成員依據自己的校園生活經驗，在校園內找實驗材料。學生收集了桂花葉、石楠葉、大葉黃楊葉等植物葉片。

這樣設計的意圖在于讓學生親自采集實驗材料，增加學習小組成員之間的合作機會，促進領悟校園文化的積極意義，也激發學生的實驗興趣。

課上，學生帶來了自己準備的實驗材料，教師則按照教材要求，給學生準備了新鮮的菠菜。選用菠菜作為實驗材料的小組，依據教材上的實驗操作步驟，將新鮮的菠菜葉剪碎后放入研缽中，加入少許二氧化硅、碳酸鈣和5 mL無水乙醇，迅速而充分地研磨，以獲取含有色素的濾液；而選用自己采來的葉片作為實驗材料的小組，會發現葉片難以研磨，不易用教材中方法提取色素，讓學生思考怎么辦？學生對這個問題非常感興趣，發現自己取來的實驗材料含水量少，葉片質地較硬，不易研磨。這時，教師可以引導學生討論解決辦法。學生很快聯想在初中學過的實驗“綠葉在光下制造淀粉”，用酒精隔水加熱可以給綠葉脫色，這時酒精里就應該有光合色素。于是，將研磨提取色素改為酒精隔水加熱提取。根據不同學習小組采集來的葉片種類，建議每組用不同的實驗材料同時做實驗，再對比實驗結果，探索最佳實驗方案。分好小組后，每組開始實驗，將2 g葉（桂花葉、石楠葉約3片，大葉黃楊葉約10片）去掉主葉脈后，剪碎裝入小燒杯，倒入10 mL無水酒精，使葉片剛好全部浸泡到酒精中，將小燒杯（規格100 mL）放入裝有開水（60 mL左右）的大燒杯（規格250 mL）中水浴加熱4～5 min，觀察到小燒杯中葉片不再是綠色，說明色素已經溶于無水酒精，停止水浴加熱，將色素提取液倒入試管。對比實驗結果，學生驚喜地發現桂花葉和大葉黃楊葉提取液呈深綠色，石楠葉提取液為淺綠色。

教學設計意圖：實驗證明學生設計的實驗能提取到色素，其效果與教材中的一樣。實驗方案與學生真實的校園生活密切聯系，取材方便，學生參與性高，值得提倡；用初中生物實驗知識解決了高中實驗問題，鍛煉了學生用生物學知識解決實際問題的能力；水浴加熱以后，不需要過濾，簡化了操作步驟，同時也減少了因添加碳酸鈣和二氧化硅的用量不準確而可能帶來的衍生問題；幾種不同實驗材料的實驗結果比較，使學生學會了選擇實驗材料。

2 色素的分離實驗

2.1 制備濾紙條

有的學生按教材要求準備好略短于燒杯高度、寬1 cm的干燥濾紙條，并剪去一端的兩個角；還有的學生在實際操作過程中，沒有完全按教材要求，準備的干燥濾紙條比燒杯高度長，為了確保濾紙條下端觸及層析液的同時，層析液不沒及濾液細線，將濾紙條上端折疊后，斜掛在燒杯壁上，用于固定濾紙條，蓋上培養皿蓋，防止層析液揮發實驗裝置如圖1所示，還有的學習小組沒有剪去濾紙條一端的兩個角此時教師并沒有刻意提醒。可以讓學生自己通過觀察實驗現象，分析實驗結果，得出科學的實驗結論。

教學設計意圖：在教學過程中，學生往往對于將濾紙條剪去一端的兩個角的操作目的不能理解，教師直接告訴學生層析液在濾紙條邊緣擴散得比較快，中間擴散得慢，剪角的目的是確保最后分離的色素在濾紙條上平行排列。與其讓學生被動地接受，將信將疑，不如讓學生設計對照實驗，自己動手探究。

2.2 畫濾液細線

教師按教材要求準備好毛細吸管、鉛筆和電吹風等實驗器材，還準備了載玻片、蓋玻片和滴管等拓展性實驗器材。學生通過閱讀教材，知道在準備好的濾紙條剪去兩角的一端或未剪去兩角的任意一端，大約1 cm處用鉛筆畫一條細線。接下來，有的學生用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆畫細而直的濾液細線，用電吹風吹干后再畫，重復2～3次；有的學生經過小組討論后，對實驗操作步驟進行了創新，先滴2～3滴色素提取液在載玻片上，用蓋玻片將色素刮抹均勻，促進酒精揮發，再將濾紙在畫鉛筆細線處折疊，在折疊處插入另一蓋玻片后直接在載玻片中的濾液上快速蘸取色素，再用電吹風吹干后，重復2～3次，操作方便、效果好。

教學設計意圖：教師接納不同的實驗方案，督促學生認真、規范操作實驗，以便進行實驗結果分析。

2.3 分離光合色素

放入層析液前，教師應該使學生明確層析液是有機溶劑，會溶解濾液細線上的光合色素。學生明白實驗原理后，就知道液面高度直接影響實驗效果，學生將畫好濾液細線的濾紙條輕輕地插入盛有層析液（可用93號汽油）的燒杯時，就會考慮使用的燒杯大小不同，倒入的層析液的量就不同，層析液不能沒及濾液細線。如果層析液觸及濾液細線，就會造成實驗失敗。因此，學生會發現成功的實驗裝置中層析液液面在濾液細線下（教材中層析裝置如圖2所示）。

教學設計意圖：為什么未剪去兩角的濾紙條上的色素帶不直？這個問題可以作為下節課復習本節課內容的線索問題之一，留作學生課后思考。

3 教學反思

3.1 聯系生活，拓展實驗

本節課中，教師引導學生從校園生活環境中取材，結合已有的初中生物知識基礎，通過發散性思維，設計出教材的拓展性實驗方案，并在課堂上實施，激發了學生的學習興趣，培養了學生的實驗創新精神和能力，收到了理想的實驗效果。

3.2 體驗實驗，實現目標

素質教育的重點和核心是培養學生的創新精神和實踐能力，課堂是素質教育的主陣地和主渠道。本節課以學習小組的形式進行拓展性實驗，體現了學習方式的個性化和課程教材建設的生活化，給學生以積極的同輩文化的價值參照，利于提高學生的生物實驗科學素養，從而真正實現實驗教學目標。

參考文獻：

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