“绿叶中色素的提取和分离”实验的问题探析和改良

蔡文清

光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢，它是高中生物的重点内容和难点内容.捕获光能要靠叶绿体中的色素.现行人教版教材中安排了“绿叶中色素的提取和分离”的实验，要求学生通过自我操作实验，探索出叶绿体中所含色素的种类，从中培养学生动手探索知识的能力，教育学生实事求是的对待和分析实验结果.做好叶绿体中色素的提取和分离实验，有助于学生理解光合作用色素的种类和作用，加强学生对光合作用的理解和掌握.在实验教学中发现了一些问题，下面对此进行探讨分析和改良方法的探索，供同行参考.

一、材料的选择和处理

1.教材的材料选择及问题探析

本实验对所选材料是新鲜的绿叶，很多植物叶片都可作为实验材料，但植物叶片必须是鲜绿的，且不宜是革质或蜡质的，也就是机械组织、纤维素较少、叶绿素含量高的种类.有的报道采用菊花、芹菜、油菜的叶也可.本实验室用教材推荐的菠菜叶片，实验发现：1.由于菠菜含水量高，经研磨过滤得到的滤液颜色偏淡，纸层析后的色素带不明显.2. 学生把握不好二氧化硅和碳酸钙的用量 ，致使二氧化硅和碳酸钙明显地残存在滤液中，影响实验效果.3. 提取时无水乙醇10 mL用量偏多，导致滤液中色素浓度不高.

2.改良方法

采集的新鲜绿叶可以先晾晒半天备用，有条件的可用烘箱烘半小时备用.根据碳酸钠可以防止叶绿素被破坏，氯化钠有助于充分研磨叶片，而且两者有溶于水的优点，在吸收少量水分时可提高滤液中色素浓度，因此，将碳酸钠代替碳酸钙使用，将氯化钠代替二氧化硅使用.

将实验中无水乙醇的用量由10mL改为6mL.实验改进后的色素带明显.

二、画滤液细线

1.教材的画法及问题探析

教材中使用毛细吸管划滤液细线，毛细吸管管径粗，绘制的滤液细线太粗，而且毛细吸管用力难以控制，易断裂，对学生易造成伤害，且造成实验器材损耗过大.实际操作时，学生容易把纸划破，划线不均匀，不齐，导致滤液细线上的色素浓度不均，分离出的色素带高处有峰，低处有谷，直接影响实验效果.

2.改良方法

盖玻片的边很细，用盖玻片直接蘸取滤液印到铅笔线处，得到一条又细又整齐、浓度均匀的样线.

三、层析液的配置

1.教材的选择及问题探析

教材中层析液由20份石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成，此层析液有很强的挥发性，学生在进行实验的过程中难免会吸入一定的挥发性物质，对身体健康产生影响.

2.改良方法

层析液的配制改为：石油醚∶丙酮=10∶1，分离出4种色素的时间短 ，且省去了毒性大的苯试剂，是一种更为理想的材料.

四、分离绿叶中的色素

1.教材的方法及问题探析

将适量层析液倒入试管中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）轻轻插入层析液中，随后用棉塞塞紧试管口.注意，不能让滤液细线触及层析液（也可用小烧杯代替试管，用培养皿盖住小烧杯）.学生实验中，很多实验组的滤纸条软塌在试管中或烧杯中，造成实验彻底失败.

2.改良方法

用试剂瓶代替试管或烧杯进行层析.用图钉将滤纸条固定于橡胶塞上（如上图），插入试剂瓶内，使窄端浸入溶剂中（滤线要略高于液面），盖紧橡胶塞，直立于阴暗处进行层析.此方法可有效避免滤纸条边缘碰到试管壁，也可有效避免滤纸条软塌在试管中.试剂瓶有盖，密封性好，避免了有毒物质丙酮挥发污染环境，造成对人体的伤害.通过该装置可方便地观察实验结果，且层析液置于其中可供几个班重复使用，有效节省了实验试剂.实验结束后提醒学生整理实验桌、清洗自己的手、完成实验报告.

五、设置对比实验

1.教材问题探析

教材实验一直强调要进行对比实验，不少学生提出：此实验缺乏空白对照，不能肯定不同色素带是层析液在滤纸上扩散后留下的颜色.此外，学生对制备的滤纸条为何要剪去大小相同的两角不理解.

（1）改良方法

设置对比实验1：在其他条件完全相同的条件下，一个画滤液细线，而另一个不画，比较实验结果.

设置对比实验2：在其他条件完全相同的条件下，一个将干燥的定性滤纸条的一端剪去两角，这两个角的剪取要大小一致，另一个干燥的定性滤纸条两角剪取大小不一致，比较实验结果.

通过两组实验进行对比，学生自己能够找出滤纸条剪取不均导致的现象及原因.

借助设置对照让学生清晰的观察实验结果，用自己做出的事实，加深学生的记忆.此设计，体现了生物科学研究的基本原则，培养了学生严谨的科学实验作风和动手操作能力.

在探索完善生物实验的过程中，学生学习生物的兴趣得到了激发，教材实验得到了改良，实验效果明显，适合学生单独实验，提高了课堂教学效益.生动活泼的教学情境，有助于学生理解生物学知识，掌握生物实验技能，启迪学生的科学思维，养成学生科学素养，培养学生的科学态度和价值观，促进了生物学科和学生的共同发展.