“綠葉中色素的提取和分離”實驗設(shè)計方案

攔生發(fā) （甘肅省臨夏中學(xué) 甘肅臨夏 731100）

高中生物學(xué)必修1實驗“綠葉中色素的提取和分離”是教學(xué)大綱要求必做的實驗，但實驗?zāi)康倪^于狹隘，材料單一、用具復(fù)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(jié)課難以達到預(yù)期的效果。若能打破“以本為綱”的教育教學(xué)理念，引領(lǐng)學(xué)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(lǐng)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?zāi)繕?/h2>

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(yōu)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(yōu)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(shù)不限，分組實驗，統(tǒng)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(chǔ)上開展多角度創(chuàng)新，猶如“萬花筒”之奇效。

3 實驗器具（資源開發(fā)）

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(xié)調(diào)教務(wù)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(xùn)：組織紀律、協(xié)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?shù)刂参锶~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(nèi)學(xué)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(fù)按壓。4）優(yōu)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(fā)，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(huán)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(xiàn)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(jié)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(yīng)變量（如表1）。通過對實驗結(jié)果的對比分析，篩選出適合學(xué)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(yōu)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(jié)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(chuàng)新點？5）通過本次實驗，談?wù)勀愕氖斋@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(dǎo)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(jié)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(huán)境污染。

7 實驗評價

7.1 實驗預(yù)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(xié)作精神。2）操作規(guī)范程度。3）統(tǒng)計、分析、撰寫小論文。4）小論文答辯過程中的表現(xiàn)。5）對實驗結(jié)果求同存異，重在鼓勵。6）實驗結(jié)束后，衛(wèi)生打掃、器皿洗滌、材料分類處理等。

該方案的開展能為學(xué)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(chuàng)新，能確保科技活動和學(xué)科教育相結(jié)合，實現(xiàn)科技實踐活動和科技創(chuàng)新活動的統(tǒng)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(fā)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(yōu)化和拓展.中學(xué)生物教學(xué),2016(1～2):104.

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