“綠葉中色素的提取和分離”實驗設計方案

攔生發 （甘肅省臨夏中學 甘肅臨夏 731100）

高中生物學必修1實驗“綠葉中色素的提取和分離”是教學大綱要求必做的實驗，但實驗目的過于狹隘，材料單一、用具復雜、部分藥品對人體健康有傷害、方法步驟過于機械，且耗時長，一節課難以達到預期的效果。若能打破“以本為綱”的教育教學理念，引領學生走出教材、走出課堂，感觸自然、親近自然，深化課堂資源、拓展實驗領域，則有“柳暗花明又一村”之愉悅感和成就感。

1 實驗原理

綠葉中的色素不止一種，它們都能溶于有機溶劑中；按壓法使葉肉細胞機械破碎，色素滲透到濾紙上，形成濾液細線；綠葉中的色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的色素隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢。

2 實驗目標

1）嘗試多種層析液配方，對比分析，探究既安全又有效的配方，擇優推廣；

2）拓展取材，由單一的菠菜葉改為身邊的多種植物葉片，比較在同種條件下不同植物葉片中色素的分離情況；

3）化繁為簡、優化步驟，省去色素提取中稱量、研磨、過濾、畫濾液細線等步驟，提高時效性；

4）開放實驗課，因地制宜，實驗場所不限，時間不限，次數不限，分組實驗，統一匯總；

5）完成教材既定的“綠葉中色素的提取和分離，探究綠葉中含有幾種色素”的要求外，在此基礎上開展多角度創新，猶如“萬花筒”之奇效。

3 實驗器具（資源開發）

多種植物葉片、干燥的定性濾紙（圓形和紙條）、剪刀、藥匙、金屬尺（一面為鋸齒狀）、天平、量筒、試管、滴管、硬幣、系列層析液、回形針、具橡皮塞的小型輸液瓶或密封性好的透明飲料瓶等。

4 實驗步驟

4.1 準備階段

1）協調教務處、實驗組，采購器械、試劑、確定實施的時間及實驗室。2）參加班級每5人為一組進行分組，明確分工（組長兼記錄1名、配制試劑及洗滌1名、樣本采集及實驗操作2名、匯總及分析1名）。3）前期培訓：組織紀律、協作互助、查閱資料、熟悉原理、明確程序、安全保障。

4.2 實驗過程

1）系列層析液的配制。A.93號汽油；B.丙酮；C.石油醚；D.石油醚∶93 號汽油=2∶1；E.石油醚∶丙酮=10:1；F.石油醚∶丙酮∶苯=20∶2∶1；G.苯。2）樣本采集當地植物葉片，例如禾本科小麥葉、玉米葉，豆科類蠶豆葉、黃豆葉，茄科類番茄葉、馬鈴薯葉，校園內學生喜歡的葉片，例如銀杏葉、三葉草、綠蘿葉、楓葉等。3）采用按壓法。剪取2.0 cm寬的濾紙條，將葉片放在濾紙條的一端，在距濾紙條一端2.0 cm處用鋸齒狀的金屬尺按壓，這樣，在濾紙條上留下一條又細又直的色素線，若不理想，可以重復按壓。4）優化色素分離方法。教材中將層析液倒入試管或燒杯中進行色素分離，由于層析液易揮發，會刺激呼吸道等。改為日常用的透明飲料瓶（200 mL）或輸液瓶（200 mL），密封性能好。將層析液用注射器注入瓶底，將濾紙一端用回形針穿起，回形針的另一端穿過瓶塞，使濾紙條懸浮于層析液中，同時塞緊瓶塞。這樣既減少了層析液的用量，又降低層析液對師生的傷害，同時還減少了對環境的污染（也可以建議圓形濾紙上放一葉片，葉片上扣一直徑為1 cm的試管，用硬幣圍繞試管口碾壓一圈，濾紙上會出現一色素圈，然后將層析液不斷地滴到色素圈中央，隨著層析液的擴散，會形成4個色素圈）。

5 實驗結果

5.1 不同層析液條件下色素分離效果比較 系列層析液為自變量，其中一種葉片中的色素種類、每種色素相對含量、每條色素帶分離情況等為應變量（如表1）。通過對實驗結果的對比分析，篩選出適合學生在實驗課上操作的既簡便又有良效且安全的層析液配方，擇優推廣。

表1 不同層析液條件下色素分離效果比較

5.2 同種層析液不同植物葉片色素分離的比較以系列葉片樣本為自變量，確定其中一種層析液，測定不同植物葉片中色素含量，不同色素的相對含量，每條色素帶的分離情況，篩選出最佳的實驗材料，以便為教師今后實驗提供參考（見表2）。

表2 同種層析液不同植物葉片色素分離的比較

5.3 結果與討論 1）不同植物的葉片中4種色素含量是否相同？試分析原因。2）試分析葉片中色素在光合作用中的作用。3）哪種層析液配方實驗效果好又安全？為什么？4）與教材實驗相比較，本次實驗具有哪些創新點？5）通過本次實驗，談談你的收獲與體會。

6 注意事項

1）配制層析液時，為了安全，需在實驗教師指導下進行。2）避免藥品刺激呼吸道，要求在操作中戴口罩。3）實驗結束后，對材料、藥品及器械等及時回收，以免造成不必要的浪費和環境污染。

7 實驗評價

7.1 實驗預期 1）以不同的葉片為材料，分離出的色素帶顏色深淺、寬窄有差異。2）不同層析液分離出的色素帶顏色深淺、寬窄有差異。3）不同實驗小組在開展相同實驗，分離出的色素帶顏色深淺、寬窄有差異。

7.2 評價參考標準 1）團隊意識和協作精神。2）操作規范程度。3）統計、分析、撰寫小論文。4）小論文答辯過程中的表現。5）對實驗結果求同存異，重在鼓勵。6）實驗結束后，衛生打掃、器皿洗滌、材料分類處理等。

該方案的開展能為學生提供較大思考、探究和實踐的空間，能促進團隊合作、各盡所能、不斷創新，能確保科技活動和學科教育相結合，實現科技實踐活動和科技創新活動的統一。

［1］人民教育出版社，課程教材研究所，生物課程教材研究開發中心.生物:必修1:分子與細胞.北京：人民教育出版社,2007:97.

［2］晁麗強,黃俊芳.“綠葉中色素的提取和分離”實驗優化和拓展.中學生物教學,2016(1～2):104.

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