叶绿体色素的提取和分离实验改进

【摘 要】通过对于高中生物实验“叶绿体色素的提取和分离实验”的深入探究，从改进实验材料、变换实验形式和融合学科内知识等方面，探讨对该项实验的改进和创新，从而进一步培养学生的创新精神和操作能力，同时增加学生的科学探究能力。

【关键词】叶绿体色素；提取；分离；实验改进

“叶绿体色素的提取和分离”实验在中学生物学试验中占有重要的地位。传统的方法是以新鲜叶片为实验材料，经研磨过滤后得到含有色素的提取液，利用叶绿体中4种色素分子在石油醚、丙酮、苯以20：2：1的比例组成的层析液中扩散速度的不同，进而分离4种色素。这种方法得到的滤液纯度低，且采用毛细吸管划线的方法，很难使滤液中的色素处于同一起跑线上，使实验往往不能取得很好的效果。此外，由石油醚、丙酮、苯组成的层析液对人体有害。在此，本文对该实验提出了一些改进的意见，仅供参考。

一、叶片选择

教材建议选用菠菜叶作为提取叶绿体中色素的材料。但研究发现菠菜叶、青菜叶、韭菜叶和葱叶等含水量很高的叶片，在研磨和过滤时都很麻烦。首先由于菠菜叶中含有很高的水分，研磨时碎叶粘滑，充分研磨叶片的难度比较大，会浪费过多的课堂实验时间；其次由于丙酮和水可以以任意比例互溶，叶片中含有的大量水分降低了丙酮的浓度，低浓度的丙酮只能溶解叶绿体中少部分的色素，因此在研磨之后必须先尽量多地挤滤掉叶泥中的水分再加入丙酮稍稍研磨，促使叶肉细胞的破坏和色素的溶解，这样又增加了研磨和过滤的实验步骤。

本文建议可以选用大叶黄杨叶、迎春花叶片、芍药叶片和杨树叶片等含水量较少的叶片。因为这些叶片只含有少量的水，待叶片被研磨得比较充分以后，再加入丙酮稍微研磨几下，就可以过滤得到浓度很高的血红色的色素滤液。这些叶片在取材方面也很方便，特别是大叶黄杨叶，校园里一年四季都可采集到。相比而言，迎春花的叶片和芍药的叶片比大叶黄杨叶在研磨时要容易些。大叶黄杨叶和杨树叶，由于其叶面革质且含有较多的叶脉，研磨时比较费力气。

二、装置的改良

针对层析时，滤纸条容易掉到烧杯中，色素带受到阳光的照射易分解情况，本文建议可以的做法是：

（l）取1个大头针，将它的一端折成勾状，另一端插人试管塞，再将1个回形针挂在勾上，用回形针夹住制备好的滤纸条，将试管塞塞住试管口，调节回形针高度可使层析液不没及滤液细线。

（2）将不透光的纸用胶水粘成l个比试管略大的圆筒并套在试管外，遮挡阳光，使层析出的色素带不致被光分解；或者将上述装置放在黑暗处，同样可以起到防止色素带在光下分解的作用。

三、实验用料

在这个实验中，可以不用二氧化硅和碳酸钙。二氧化硅本身就是固体小颗粒，加入二氧化硅以后研磨比较费力，而且研磨后的二氧化硅是极细小的颗粒，在过滤时还会堵塞脱脂棉，减慢过滤的速度。因此，本文建议，在研磨叶片时不加二氧化硅，那么怎样才能充分地把叶片研磨得很细很细呢？办法很简单：把5g叶片剪碎以后，分多次加入研钵，当碎叶片被研磨成粘粘的叶泥以后，再继续加入少许碎叶片接着研磨，直到把所有的碎叶片全部研磨好。由于每次只研磨少量的碎叶片，因此研磨时相当轻松，叶片又能被研磨得很细很细。研磨叶片时也不需要加入碳酸钙。

四、方法的改进

（一）提取色素

获取高浓度的色素提取液是该实验成功的一个关键环节。一般我们要求色素提取液呈墨绿色。为了得到墨绿色的色素提取液，我们可尝试：

（l）称取新鲜绿色叶片放人研钵中，和研钵一起放入冰箱-20℃冷冻4小时，然后取出进，行充分研磨。再加人6mL色素提取液，用4层纱布过滤，将滤液收集到试管或小烧杯中备用。这样可以增加叶片的软化度，有效破坏组织、细胞结构，降低叶片含水量，从而提高叶绿体中色素的提取效率。

（2）称取质地柔软、深绿色的草本植物的叶片，除去粗的叶脉和叶柄；分多次加人研钵，当碎叶片被研磨成粘粘的叶泥以后，再继续加人少许碎叶片接着研磨，直到把所有的碎叶片全部研磨好。研磨时可向研钵中加人少量二氧化硅和碳酸钙（也可不加），待研磨充分后，再加入少量氯化钠（氯化钠是强电解质，能破坏色素中的胶体物质，有利于色素的释放）和6mL色素提取液，就出现了深绿色的液体，采用4层纱布包着研磨物并挤出滤液，得到墨绿色的色素提取液。

（二）制备滤纸条

一般根据实验所选的试管而定。将干燥处理的滤纸顺纸纹方向剪成长方形纸条，在纸条的一端1.5cm处折1条细线，并剪去内角（剪角时最好使其与端线成70-800的夹角），另一端可在0.5cm处穿一小孔，以便将滤纸条挂在大头针上，也可直接用回形针夹住滤纸条。

（三）划滤液细线

课本上采用毛细吸管划线，但在实际操作中，毛细吸管存在容易划破滤纸、容易损坏和使用时间短等问题，常常会给学生实验带来很多不便，甚至有的学生会划破手指，出现创伤流血事故。

鉴于此，本文建议更换材料：投影仪用的透明胶片不易破碎，可代替毛细吸管进行该实验，从而可消除学生担心使用毛细吸管而产生的心理负担，消除安全隐患。方法是用透明胶片一侧蘸取滤液，然后在滤纸条铅笔线上轻按一下，待干燥后重复三次至四次，将滤纸反转后重复上述操作。这样按出的滤纸细线又细又齐。另外用单层擦镜纸代替纱布过滤，可减少滤液的损失而使获得的色素含量增加，提高分离效果。

作者简介：程棋（1992-），女，黑龙江省大庆市人，民族：汉，职称：中學二级教师，学历：本科。

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