《綠葉中色素的提取和分離》實驗教學改進初探

鄭美莉

【摘要】生物學是一門以實驗為基礎的學科，而在實驗教學中應該注重培養學生的實踐動手能力和不斷創新的精神。本文通過實驗材料的選擇、色素提取的方法、濾液細線的畫法、色素分離的方法四個方面對《綠葉中色素的提取和分離》實驗進行改進，旨在優化實驗方案、簡化實驗操作、提高實驗效果、拓展學生的創新思維，培養學生的科學思維、科學探究的學科核心素養。

【關鍵詞】色素 材料選擇 提取 濾液細線 分離 改進

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）30-0158-01

《綠葉中色素的提取和分離》實驗是人教版普通高中生物必修一《分子與細胞》中第五章第四節的內容。本實驗是在學生學習葉綠體結構知識之后，進行綠葉中色素的提取和分離實驗，既能激發學生的探究興趣，掌握實驗技術方法，又為接下來學習和理解光合作用中能量的轉化奠定基礎，起著承上啟下的作用，是本章教學的重點之一。通過幾年來高中生物實驗教學，筆者認為按照教材中的實驗方法進行操作，實驗結果會出現以下幾種異常現象：色素帶顏色淺或色素帶缺失、色素帶不整齊、色素帶重疊等等。那么，如何對本實驗進行改進，才能避免或是減少這些現象的發生呢？筆者從以下四個方面進行改進，可以明顯提高實驗效果。

組織學生將全班學生分為5組，教材組、“創新1組”、“創新2組”、“創新3組”、“創新4組”，圍繞著實驗材料的選擇、色素提取的方法、濾液細線的畫法和色素的分離方法這四個問題對實驗分別進行改進。

1.實驗材料的改進

好的實驗材料是實驗成功的關鍵。

1.1教材中選用菠菜葉片作為實驗材料的不足之處：

菠菜葉的葉綠素含量并不高，且受季節的限制。有相關的資料數據顯示：菠菜葉中胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b這四種色素的比例為2：1：3：1，葉綠素的比例占4/7，并沒有達到教材里面說的3/4。

1.2改進的方法：

“創新1組”：我們經常吃得韭菜，具有葉脈少、葉片細長、纖維少、易粉碎、易獲取、葉綠素含量高等特點，是本實驗材料的不二選擇。因此，本實驗用韭菜代替菠菜，得到了四條清晰明顯的色素帶。

2.色素提取方法的改進

2.1教材色素提取方法的不足：

剪碎5g綠葉需要較長的時間，研磨的時間就更長了，而且整個過程都是暴露在空氣中，葉綠素容易被空氣氧化，導致實驗結果不清晰。

2.2改進的方法：

根據生活常識，能不能想出一種更便捷的方法來進行色素提取實驗？學生發揮他們的想象力，大膽創新。

“創新2組”的操作方法如下：

a.用天平稱取5g新韭菜葉放入榨汁機。

b.啟動榨汁機，獲得濾液后迅速把濾液轉移到試管中，加上試管塞，然后用紙層析法分離綠葉中的色素。

優點：用榨汁機提取色素，不需研磨，不需加入碳酸鈣和二氧化硅，節約了成本、時間，又減少化學藥品的污染。但是此實驗榨取的濾液容易在空氣中被氧化，會影響實驗效果，所以榨取后應馬上轉移濾液到試管且加試管塞，并迅速分離色素。

3.濾液細線畫法的改進

3.1教材濾液細線畫法的不足：

教材采用毛細吸管蘸取濾液并沿著濾紙條上已畫好的鉛筆線重復畫，這樣畫出的細線很難達到細、直、齊的要求，就會導致層析后的濾液細線重疊或是呈波浪狀，影響實驗效果。另外，學生對毛細吸管的力度把握不好，容易造成毛細吸管斷裂，存在安全隱患。

3.2改進的方法：

學生交流、討論并大膽創新，用牙線印染法畫濾液細線。

“創新3組”的操作方法是：用牙線代替毛細吸管蘸取濾液，沿濾紙條上的細線輕輕按壓，待干燥后，重復2～3次即可。

優點：用牙線代替毛細吸管可避免操作不好把握、易斷裂、畫出的線粗細不均勻等問題，而且比用毛細吸管更省時省力，實驗現象更明顯。

4.色素分離方法的改進

4.1教材中分離方法的不足：

分離色素時會出現層析液沒及濾液細線而導致色素帶缺少或不清晰的現象，而且濾紙條也不好固定，容易移動。

4.2改進的方法：

“創新4組”的操作方法如下：

a.剪取一段燈芯棉，制成濾芯。將濾芯一端蘸取載玻片上的色素，重復幾次至色濃。

b.用竹簽在圓形濾紙中央鉆一小孔，將濾芯（沒有濾液）的一端插入其中，往下拉直至有濾液的一端與濾紙平齊。

優點：用燈芯法分離色素不會出現層析液沒及濾液細線而導致色素帶沒有或不清晰的現象；同時也克服了畫濾液細線過程中經常出現的濾液細線不直、不細、不齊而引起的分離效果差的難題；而且易掌握，效果明顯，能夠清晰看到四條色素帶，成功率高。

5.實驗結果分析

實驗結束后，各組派學生代表向全班展示、分析實驗結果。把教材組和創新組實驗中的方法進行比較、分析，并分享一下實驗結果。

通過以上實驗現象的對比，學生們很明顯的看到四組“創新組”的實驗現象都比教材組明顯，而且沒有出現色素帶缺少或是重疊的現象，尤其是“創新3組”改用了牙線印染法畫濾液細線，層析后的色素帶明顯直了、齊了，效果很好。

6.實驗教學體會

新課程標準明確指出：高度關注學生學習過程中的實踐經歷，強調學生學習的過程是主動參與的過程，讓學生積極參與動手和動腦的活動，加深對生物學概念的理解，提升應用知識的能力，培養創新精神，進而能用科學的觀點、知識、思路和方法，探討或解決現實生活中的某些問題。因此，在本節實驗課中，我運用了活動探究、直觀演示、小組討論、分組實驗等方法，引導學生通過設計實驗、實驗操作等活動來獲取知識，大大提升了學生設計實驗以及實驗操作的能力；針對教材組實驗中可能出現的異常實驗現象，組織學生進行集體和分組討論，對教材中不足的實驗方法進行大膽的創新、改進，促使學生在交流中解決問題，培養學生的團結協作和不斷創新的實驗精神。

參考文獻：

[1]《生物1分子與細胞》.人民教育出版社，2007年2月第2版

[2]谷華梅.《綠葉中色素提取和分離實驗的改進》.生物學通報，2012