“绿叶中色素的提取和分离”实验的创新设计

吴芳

摘要：“绿叶中色素的提取和分离”是高中生物课本中一个非常经典的实验，在实验过程中需要注意的细节比较多，要求相对比较严格，学生在实际操作过程中容易出现失误，导致最后的实验结果不理想。故本文对实验做了一些创新改进：首先将验证性实验改进为探究性实验;其次在提取色素时先进行对比实验，帮助学生更好地理解实验原理，并对实验操作过程中的操作顺序、材料及步骤进行了改进;在分离色素时，对分离实验操作的装置及材料进行了创新改进。这些创新改进不仅简化了实验操作过程，而且取得了较好的实验效果，有效地突破了本实验的重难点。

关键词：高中生物  实验教学  实验创新

生物学是一门以实验为基础的自然学科，许多的生物学理论可以通过实验得到很好验证。例如观察植物细胞的质壁分离和复原实验，除了可以验证植物细胞的渗透吸水和失水的理论，还可以验证原生质层的存在。一些生物体的形态结构可以通过实验观察到，例如观察细胞的结构。通过生物实验得到的结果直观形象，也更具有说服力，所以生物实验教学是高中生物教学中不可缺少的一个重要环节。

在“绿叶中色素的提取和分离”实验中，学生通过观察实验结果更好地掌握光合色素的种类及含量的多少，进一步促进学生对光合作用的场所、条件和过程的理解，同时培养了学生的动手操作能力和科学探究能力。但课本上的实验操作过程过于烦琐、操作要求过高，常常导致学生做的实验结果不理想，为了更好地适应新课改中以学生为主体的教学理念，更好地培养学生的科学创新思维和科学探究能力，我将本节课的验证实验改成了探究实验，并对实验过程做了几点创新，更简洁、有效地突破了实验的重难点。

一、提取色素的实验

（一）改进一：实验原理的传授方法

提取色素的原理：由于绿叶中的色素易溶于无水乙醇，所以用无水乙醇来提取绿叶中的色素。把原实验原理的传授方法由直接讲解改进为做一组对比实验。对比实验的操作：把两块沾有相同量菠菜汁的白布分别放入两个装有相同体积的水和无水乙醇的烧杯中，30分钟后把这两块布从两个烧杯中拿出来发现，放入无水乙醇中的白布上的菠菜汁几乎都没有了，而放入水中的白布上的菠菜汁几乎没有减少，从这个实验结果可以说明色素易溶于乙醇而不溶于水。

这个时期的学生的特点为喜欢从直观的、感兴趣的角度学习新知识。为了充分调动学生自主学习的积极性，故对实验原理的传授方法做了改进。

原实验是直接讲解实验原理，既枯燥无味又不具说服力;改进实验后通过对比实验能使学生更容易理解为什么提取色素使用乙醇而不使用水，这比枯燥无味的理论讲解更能激起学生学习的兴趣，使学生记得更牢固，对学生也更具有说服力，让学生在轻松的气氛中学习和理解新知识。

提取实验中提取色素含量较多的滤液是为下面的分离实验做准备，所以提取到色素含量较多的滤液很重要，为此做了以下几个方面的改进。

（二）改进二：实验步骤的改进

（1）菠菜叶的处理：把原实验中洗干净的菠菜叶改进为烘干的菠菜叶，然后再剪碎研磨

为了得到色素含量多的滤液，实验前先把洗干净的菠菜叶放进50 ℃左右的烘干箱中烘干，然后再剪碎研磨。

原实验的菠菜叶中水分太多，使得到的滤液中的色素浓度相对较低;改进实验后的菠菜叶中的水分相对较少，使制備的滤液中的色素浓度相对较高。

（2）滤液的处理：原实验是直接用研磨得到的滤液，改进实验后把装有滤液的大试管放开水里恒温水浴5分钟左右

原实验是直接用研磨得到的滤液用于后面分离色素的实验，其滤液中溶于

乙醇中的色素相对较少;改进实验后是把装有滤液的大试管放入开水中恒温水浴5～6分钟，这样可以更好地促进色素溶于无水乙醇。

（三）改进三：实验顺序的改进

乙醇的处理：把原实验里乙醇是在研磨时和其他材料一起放进研钵里研磨且量为10克改为研磨后再加入质量减半的乙醇，即5克。

由于乙醇的挥发性很强，所以一些色素会随着乙醇的挥发而丢失，这样滤液中色素的含量相对减少，其会影响后面分离色素实验的结果。改进实验后可以减少乙醇挥发时带走的色素量，提高滤液中色素的浓度，为保证后面的分离实验结果的准确性做好前提准备。

（四）改进四：实验材料改变

把原实验中直接把剪碎的绿叶与SiO2、CaCO3、乙醇混合研磨改为在研磨中另外加入少量的氯化钠，改进实验后可以促进色素尽量从绿叶中释放出来。

这些细节的改变可以提高滤液中色素的含量，为下面的分离实验做准备。当然上面的改进只是可以得到含有较多色素的滤液，为了更好地分离色素，我对下面的分离实验过程也进行了改进。

二、分离色素的实验：利用各种色素在层析液中溶解度的不同来分离色素

（一）改进一：实验材料改变

（1）层析液的改进：把原实验的层析液是由石油醚、丙酮和苯混合而成的改进为93号汽油

原实验的层析液具有一定的毒性而且组成层析液的原料不易获取;改进实验是用93号汽油代替原层析液。

改进后的实验材料更容易获取且获得的实验效果更好，既经济又实惠，既可以减少有毒物质对操作者的伤害又可以避免对环境造成污染，这对偏僻的乡村实验教学更实用。

（2）滤纸的改进：把原实验的条形滤纸改为圆形滤纸

原实验所用的条形滤纸对画滤液细线的要求过于严格，既要求滤液细线要画得细、直、齐，又要求要有足够量的色素，否则会直接影响实验的结果;改进实验后可以避开画滤液细线的过高要求，而且改为圆形滤纸后可以直接用吸管吸取滤液滴在滤纸的中央，操作更简便。

（二）改进二：实验装置的改进

（1）原实验是把画有滤液细线的条形滤纸放入装有层析液的试管中，改进后是把中央滴有滤液的圆形滤纸放在装有汽油的培养皿上。

原实验要求层析液不能高于滤液细线，否则色素直接溶于层析液，不会沿滤纸往上面扩散，导致实验的失败;改进实验后由于圆形滤纸上的色素不与汽油直接接触，可以避免滤纸上的色素直接溶解在汽油中而不在滤纸上扩散，这样的操作更简便，实验现象更明显。

（2）为了降低汽油的挥发速度，在滤纸上再盖一个培养皿，为了把滤纸上的色素与汽油联系起来，在滤纸中央滴加滤液的部位用棉签穿一个小孔，在穿孔的部位穿入一条棉线，使汽油沿着棉线到达滤液的位置。

对“绿叶中色素的提取和分离”实验做的一些创新改进，既简化了实验操作过程又取得了更好的实验效果，同时培养了学生的创新思维，让学生在轻松的环境下锻炼了自己的实验技能。实验教学是生物教学中非常重要的一环，实验可以提高学生学习生物的兴趣及创新探究能力，让学生在实验中发现问题并尝试着解决问题，能更好学生自主学习能力和科学思维探究能力，所以做好生物实验教学是生物教学中不可忽视的一环。

参考文献：

[1]杨飞.“叶绿体中色素的提取和分离”实验探索与改进[J].教海探航，2011（10）：073.

[2]杨雪峰.“叶绿体中色素的提取和分离”实验探索与改进[J].中学生物教学，2018（17）：5557.