“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进与优化

2020-08-12福建省莆田市华侨中学351115周伟国福建省莆田市第六中学351111黄玉贤安徽省芜湖市第十二中学241002吴志强

中小学实验与装备 2020年2期

福建省莆田市华侨中学(351115) 周伟国福建省莆田市第六中学(351111) 黄玉贤安徽省芜湖市第十二中学(241002) 吴志强

人教版生物教科书必修一教材中有一个高中学生必做的分组实验，即绿叶中色素的提取和分离实验。实验要求学生采用研磨法来提取绿叶中的4种色素，并通过纸层析法来分离绿叶中的4种色素，旨在通过实验证明绿叶中含有4种能进行光合作用的色素。

实践发现多数学生在此实验中普遍得到非正常结果。有的是2条色素带(即叶绿色a带和叶绿素b带)，有的是3条色素带(即多了1条叶黄素带)，能得到4条色素带(即还有1条胡萝卜素带)的正常结果较少。笔者经过不断地探究，发现原来是在实验过程中忽视了一些细节，直接影响到实验结果，于是就对这些细节进行剖析，改进创新，终于实现了大多数学生都得到4条色素带的结果(即证明了绿叶中含有4种色素)，并且颜色鲜艳、色带明显(即证明绿叶中各种色素含量较多)。实验获得成功其实很简单，学生除了按照教科书上说明的方法步骤认真操作以外，又能掌握实验的注意事项，特别是做好相关细节的操作。

1 在精挑细选实验材料中把握好细节

实验材料及实验方法在很大程度上决定着实验的成败，选好了实验材料就迈出了实验成功的第一步。为此，笔者整理了改进实验材料的经验。

1.1 实验材料的选择

新鲜绿色的菠菜叶是实验材料的首选，它富含色素且便于研磨，但是含水量较多。平时从菜市场上买回来的菠菜大多数已被菜农用清水浸泡2～3 h了，菜叶看似新鲜硬挺翠绿，其实含水量非常多，容易腐烂，必须进行干燥处理以减少其含水量，提高色素提取液的浓度进而提高实验的效果。

1.2 实验材料的“四不用”

不是所有新鲜绿色的叶片都能选用，有些绿叶就不是理想的实验材料。①鲜绿诱人的扶桑、木槿等植物的绿叶，它们的叶表皮含有蜡质层，叶片里含有一丝丝白色的粘液质，叶片不但很难研磨，而且很难提取到色素提取液，更谈不上提取到好的墨绿色的色素提取液，实验效果差;②甘薯、榕树、橡皮树等植物的绿叶，它们的叶片内含有较多白色的乳汁，色素提取液颜色淡黄、浓度低，实验效果差;③莴苣、芹菜等植物的绿叶，它们的色素提取液容易发生褐色变化，导致实验效果差;④四季海棠、一品红等植物的红叶，它们的叶中花青素含量较多，光合色素含量相对减少了，且花青素会影响色素分离效果，实验效果不理想。

1.3 实验材料的优化

实验材料要及时地做好干燥处理。从菜市场上买回来菠菜或采集而来的绿叶首先要剪去叶柄和粗叶脉，再将叶片进行干燥处理，如晾干、晒干或在45～70 ℃的烘干箱中烘干。要特别注意，干燥处理的时间越短越好。若处理时间长了，绿叶中的叶绿素a和叶绿素b容易被破坏分解，导致原来的绿叶变成了浅绿色叶或黄叶。

良好的开端是成功的一半，学生选对了实验材料就等于实验成功了一半。

2 在精简整编实验操作中优化细节

在实验课教学中有关绿叶研磨的实验步骤编排有不尽人意的地方，若能进行相关细节的改进，可大大提高实验效果。

2.1 原实验操作存在的不足

省一级达标学校要求2人1组研磨法来提取绿叶色素。但用研钵来研磨绿叶耗时长且声音吵。绿叶研磨不充分，色素提取液的浓度不高，实验效果不理想。

2.2 原因分析

好的实验结果含有4条色素带，它是由色素液的浓度来决定的，而色素液是绿叶经过研磨提取而来，所以绿叶的研磨是实验成功的关键。绿叶的研磨需要迅速、充分，在此过程中学生很容易出现手臂酸麻，导致不再认真研磨，马虎应付。若是女学生操作，研磨效果就更差了。因为不充分的研磨不能使叶绿体的双层膜破裂，色素不能释放出来(在显微镜下，可以观察到一个个绿色椭圆形的叶绿体仍然完好存在，色素还是被叶绿体的双层膜包围住)，所以即使色素提取液看似绿色，但浓度低，导致色素分离的结果不是很好。

2.3 实验操作细节的优化

学生画滤液细线所用的色素液只需3～5滴高浓度墨绿色的滤液就可以了，所以不必要求每个学生都研磨提取1份3～5 mL色素液。笔者把原来的“2人1组研磨法”改为“8人1组研磨法”来提取色素，就是由8个学生组成1个绿叶研磨组，每个学生只需要研磨3～4 min，加起来就是30 min左右，足以把绿叶磨烂成叶泥(即细腻颗粒状)，然后将叶泥进行过滤就可以得到优质的墨绿色的色素液，可使色素分离的实验结果中出现清晰的4条色素带，即证明了绿叶中含足4种光合色素，达到了实验成功的目标，成就了“巧妇好为优米之炊”的喜悦。