“綠葉中色素的提取和分離實驗”的優化

羅娟艷

摘 要：對浙科版必修1“綠葉中色素的提取和分離”實驗操作時存在的問題進行分析，針對存在的問題，利用生活中的常見材料對實驗裝置和實驗步驟做了若干的優化和創新設計，以實現學生核心素養的培養。

關鍵詞：色素的提取和分離；創新實驗；核心素養

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學。然而有的實驗按教材方法操作時，實驗效果往往并不理想。為了更好地進行實驗教學，所以有必要將課本中的實驗進行創新和改進。筆者以“綠葉中色素的提取和分離實驗”的優化為例，對實驗裝置和實驗步驟做了如下的創新和優化，希望與各位同仁分享。

一、原型實驗效果不理想的原因分析

（一）色素的提取

在提取色素時，課本中采用的是菠菜葉先放入40～50攝氏度的烘箱中烘干，粉碎后稱取2g干粉加少許SiO2和CaCO3，再加入10ml的無水乙醇，進行快速充分的研磨。這個過程中學生對于葉片烘干程度和SiO2和CaCO3加入量都存在疑惑；且無水乙醇容易揮發，容易造成研磨不充分，導致提取的色素濃度不高，這些因素都會對色素的提取造成影響。另外色素的提取過程中需要較多的實驗用具和藥品，成本較高。

（二）制備濾紙條和畫濾液細線

教材中制備濾紙條和畫濾液細線時，將干燥的定性濾紙剪成略小于試管長度與直徑的濾紙條，將濾紙條的一端剪去兩角，并在距離這端1cm處用鉛筆畫一條直線。用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻地畫一條細線。待濾液干后再畫一兩次。該方法的缺點是制備濾紙條比較麻煩；學生不會使用毛細吸管，用毛細吸管畫濾液細線時很難控制。

（三）用試管做色素的分離裝置

教材中將適量的層析液倒入試管中，將濾紙條輕輕插入層析液中，隨后用棉塞塞進試管進行色素的層析。這樣做的缺點是：試管空間小，操作難度大，層析液倒入時會有少許留在試管壁上，層析時濾紙條容易貼壁或者滑落，沾上層析液，影響實驗效果，導致實驗失敗。

（四）層析液

教材中用石油醚或者乙醚作為層析液，色素分離效果不太明顯。

二、實驗方法的改進和創新

（一）采用酒精沸水浴的方法提取色素

1.把2～3片菠菜葉剪碎放入試管底部。

2.用量筒量取2ml無水乙醇倒入試管中。

3.在燒杯中加入適量的沸水，用酒精燈水浴加熱，2～3分鐘后，當試管中的葉片和綠葉變成深綠色，此時，葉片中的色素較好地溶解在酒精中，將試管取出，塞上棉塞，冷卻待用。

（二）采用自制的分離裝置進行色素的層析

1.制作方法

（1）材料：注射器、輸液器、針頭、透明的塑料圓形餐盒、雙面膠、100ml的小燒杯、塑料瓶的蓋子、培養皿。

（2）將透明餐盒的底部貼上雙面膠，用來固定小燒杯，將小燒杯倒扣在貼有雙面膠的餐盒底部的高度，讓層析底槽與透明餐盒蓋之間的距離適宜大約4～5cm。再在燒杯的底部也貼上雙面膠，然后將塑料蓋固定在燒杯的底部。

（3）將透明餐盒蓋中間穿一個小孔，在塑料蓋的邊上再穿一個小孔，將帶針頭的輸液器部分通過小孔與層析底槽（塑料圓蓋）連接。

2.使用方法

（1）將層析液吸入注射器中，取下針頭，將注射器的接口與輸液器連接好。

（2）將圓形濾紙中間穿一個大小適宜的小孔，將3cm左右的方形濾紙條卷成棒狀穿過圓形濾紙的小孔。

（3）將連接好圓形濾紙的濾紙棒通過透明餐盒蓋中間的小孔，插入層析底槽中，使濾紙片放于透明餐盒蓋上。

（4）在圓形濾紙連接濾紙棒處點樣，點好樣后，蓋上培養皿，防止層析液進一步揮發。將注射器中的層析液緩慢地注入層析底槽，即可分離提取色素。

3.采用注射器和滴膠針頭進行點樣

當試管中的濾液冷卻后吸入注射器，連接好滴膠針頭，即可進行點樣。這樣點樣方便，且可較長時間保存濾液。

4.采用圓形濾紙進行層析

取一干燥直徑為10cm左右的圓形濾紙，將其中間用干凈的針頭穿一個大小適宜的小孔，再將3cm左右的條形濾紙卷成濾紙棒，從圓形濾紙的小孔中穿過，插入餐盒蓋中央的小孔進入層析底槽中，在圓形濾紙的中央（濾紙棒處）點上1滴色素提取液，靜置約1分鐘，待濾液干后，在同一點重復點樣3～4次。點樣完畢后，蓋上培養皿，用注射器緩慢注入層析液。幾分鐘后可以觀察到圓形濾紙上出現近似同心圓的4個色素環，由外向內分別是橙黃色、黃色、藍綠色和黃綠色。

5.層析液的改進

經過多次試驗得出改進的層析液比教材中的層析液的效果好，色素分離得更加清晰。

三、創新實驗的體會

筆者通過對實驗裝置和實驗步驟的優化和創新，簡化了實驗步驟、降低了實驗難度、節約了實驗成本、縮短了實驗時間、優化了實驗環境、減少了安全隱患并且取得了更好的實驗效果。能夠激發學生的興趣和求知欲，促進學生生物學核心素養的發展。

參考文獻：

[1]李曉軍，張軍林，龔大潔.對“綠葉中色素的提取與分離”實驗的改進[J].中學生物教學，2018（6）：43-44.

[2]余新平.“綠葉中色素的提取和分離”實驗裝置的改進[J].發明與創新（中學生），2017（5）：49.