對實驗《綠葉中色素的提取和分離》的改進

《對實驗《綠葉中色素的提取和分離》的改進》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《對實驗《綠葉中色素的提取和分離》的改進（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 對實驗《綠葉中色素的提取和分離》的改善 作者姓名：寧衛(wèi)陽 工作單位：東莞市常平中學 聯(lián)系電話： 郵編：523570 E-mail： 對實驗《綠葉中色素的提取和分離》的改善 摘 要 本文通過對此實驗的改善，旨在達到如下目的：優(yōu)化實驗方案，簡化實驗操作，使得色素的提取和分離效果更加明顯，提高學生的實驗操作技能，培養(yǎng)學生的環(huán)保意識和實驗創(chuàng)新能力等。 核心詞 色素的提取和分離 實驗改善 實驗《綠葉中色素的提取和分離》是人民教育出版社

2、出版的高中生物必修1《分子與細胞》中的重點實驗，從至今的5年中，廣東高考生物卷對此實驗已經(jīng)進行過三次考察，可見此實驗的重要性。然而該實驗自編入人教版課本近年以來，對實驗的材料和操作環(huán)節(jié)等基本上沒有做過修改。筆者結(jié)合近年的教學實踐和教師們的反映發(fā)現(xiàn)，雖然完全按照課本所提供的材料和實驗方案進行規(guī)范操作，色素提取和分離的效果仍然不甚抱負，筆者覺得重要是由如下幾種因素導致的： 1. 菠菜葉肉細胞的葉綠體中葉綠素的含量并不高。通過查閱“有機化學實驗”教材中有關(guān)“菠菜葉中色素的提取、分離及鑒定”實驗得知，菠菜葉肉細胞的葉綠體中重要含四種色素，分別是B-胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b，這四種色素的比

3、例是2:1:3:1，根據(jù)此比例可知葉綠素所占的比例約為4/7，并沒有達到課本上所說的2/3，含量相對較少。而B-胡蘿卜素、葉綠素a所占比例分別是2/7、3/7，含量相對較高，這就是學生色素層析分離的成果為什么總是第二條帶（葉綠素a）及第四條帶（胡蘿卜素）比較明顯而第一條帶（葉綠素b）和第三條帶（葉黃素）不明顯的因素所在。 2.研磨過程中葉綠素被破壞。為什么這樣說呢？課本中安排的實驗操作是：稱取5g菠菜葉，剪碎后放入研缽，再向研缽中加入10ml無水乙醇等。根據(jù)我們近年的實驗教學實踐可知，雖然用剪刀盡量的剪碎（而不是粉碎）5g菠菜，而加入的10ml無水乙醇也主線無法將菠菜沉沒，也就是說，在研磨的

4、過程中葉片幾乎都是暴露在空氣之中，葉綠素易被氧化分解且過濾后得到的濾液太少。若加入無水乙醇過多，則導致色素溶液濃度過小，紙層析分離的色素帶不明顯，因此這就是一種矛盾。 3.色素分離的措施不甚合理。課本中濾紙條的制作、條形濾紙層析分離的措施、濾液細線的畫法特別是毛細吸管的使用等都大大增長了學生操作的難度，使得色素分離的效果不抱負以及實驗的成功率大大下降。 基于以上因素并結(jié)合自身近年的實驗教學實踐及實驗成功的經(jīng)驗，對該實驗做了如下四個方面的改善： 一、對實驗材料的改善 1.實驗材料由菠菜改為“韭菜” ——→

5、 2.韭菜的優(yōu)勢：韭菜一年可收割多茬，材料易獲??；韭菜葉片肉質(zhì)較厚，保水性好， 可長時間保存而色素不易受到破壞；韭菜葉脈少，葉片細長，柔軟，纖維少，易粉碎；葉綠素含量高，層析得到的四條色素帶清晰明顯。 二、對色素提取措施的改善 1.把用“研缽研磨”改成“攪拌機”粉碎勻漿。查閱了多種生產(chǎn)色素提取的工藝，無一是用研缽研磨的措施，而幾乎都是用一種叫做“韋氏攪切器”的粉碎設(shè)備。而這種設(shè)備我們實驗室無法使用，因此選擇了常用的“攪拌器或榨汁機”替代。 ——→ 2.攪拌機粉碎的長處：不用加二氧化硅，無需使用尼龍布，攪拌機自行過濾出汁；攪拌機自身有蓋且密封性較好，減少了攪拌過程中無水

6、乙醇揮發(fā)對環(huán)境的污染；大大縮短了提取色素的時間，攪拌機粉碎全過程只需30秒，同步也減少了色素被氧化破壞的限度，提高了色素提取液的濃度。 三、對色素分離措施的改善 1.將課本中的“條形濾紙層析法”改成“燈芯法”。 → → 具體改善如下： ⑴ 所需材料儀器：圓形定性濾紙（圓形濾紙直徑應略不小于上圖中大培養(yǎng)皿的直徑）、大小培養(yǎng)皿（如上圖）、脫脂棉線、回形針、鋼筆帽 ⑵ “燈芯法”層析分離的操作環(huán)節(jié) ① 取實驗前經(jīng)烘干機干燥過的圓形定性濾紙一張，用回形針在濾紙正中央扎一種小孔。 ②

7、吸取約1ml的色素提取液滴入到另一培養(yǎng)皿中，緩緩搖動培養(yǎng)皿，使色素提取液均勻覆蓋在培養(yǎng)皿底部。 ③ 約半分鐘后，待大部分酒精已揮發(fā)，將鋼筆帽扣在培養(yǎng)皿底部蘸取色素提取液，然后以圓形濾紙中央小孔為圓心，將鋼筆帽扣于其上，形成一種圓形色素圈，待干燥后，反復上述做法3-5次。 ④ 取一根長度約3厘米的脫脂細棉線，一端打死結(jié)，穿過已畫有圓形色素帶的濾紙中央的小孔。 ⑤ 吸取約5ml層析液滴入圖示小培養(yǎng)皿中，將上述圓形濾紙蓋在培養(yǎng)皿上，脫脂棉線浸入層析液中，約兩分鐘后即可浮現(xiàn)四圈清晰的同心圓色素帶。 ⑶ “燈芯法”層析分離的效果，如下圖所示： 2.上述改善的長處

8、：減少了層析液的使用量，減少了因?qū)游鲆簱]發(fā)對環(huán)境的污染及人體健康的危害；不再浮現(xiàn)層析液沒及濾液細線而導致色素帶沒有或不清晰的現(xiàn)象；克服了畫濾液細線過程中常常浮現(xiàn)的濾液細線不直、不細、不齊而引起的分離效果差的難題；運用“燈芯法”分離色素，色素帶分層清晰，四種色素分離出鮮明的四個同心圓的色素環(huán)，效果明顯；此操作過程學生較易掌握，所需時間短，效果明顯，成功率高。 四、對實驗課型的改善 1.將“驗證性”實驗改為“探究性”實驗 該實驗是一節(jié)驗證性實驗，課程原則的規(guī)定是通過實驗讓學生掌握葉綠體中色素的種類 及色素提取和分離的基本操作流程。通過改為探究性實驗，不僅可以實現(xiàn)課程原則對本節(jié)課 的規(guī)定，

9、又可以激發(fā)學生的創(chuàng)新性思維，培養(yǎng)學生實驗探究的能力。 2.探究實驗的大體做法如下：這里只對教學流程和課前準備過程做一種簡要的簡介 【教學流程】 課前準備 → 教師講授 → 學生分組實驗 → 分組報告、互評 → 教師小結(jié) 【課前準備】 為了達到教學目的，突出教學重點，突破難點，提高實驗教學的有效性，課前必須做好相應的準備。 ⑴ 實驗課的教學過程中，學生的實驗探究過程是絕對的主體地位，教師應通過課前的充足準備，盡量減少教師在實驗課堂中對時間的占用； ⑵ 教師應做好多媒體課件：展示實驗原理、材料用品、操作流程、注意事項； ⑶ 學生進行課前預習，理解實驗原理及實驗操作流

10、程； ⑷ 教師課前提供探究菜單（如下表），作為學生選擇探究主題及分組的參照； 探究的課題 探究項目（參照） 實驗流程 組別 成員 組長 材 料 實驗程序 菠 菜 改善方案 （四種組合 任選一種） 韭 菜 課本方案 備 注 改善的實驗方案：見上述改善 報告內(nèi)容 層析濾紙粘貼處 ⑸ 學生根據(jù)教師提供的探究菜單，完畢實驗主題的選擇、分組、制定實驗報告單等。 所有的改善已經(jīng)論述完畢，但筆者仍然要強調(diào)的是，在這個實驗過程當中，濾液的提取是實驗成功的核心環(huán)節(jié)，濾液的質(zhì)量好壞與能否分離出四條色素帶及色素帶的清晰限度有著密切關(guān)系，筆者深知自己提供的提取及分離方案絕非最佳方案，“路漫漫其修遠兮，吾等一起去求索！” 【參照文獻】 1．楊培俊，瑪依拉．對“葉綠體中色素的提取和分離”實驗的改善.中學生物學.南京：南京師范大學出版社，第23卷第1期 2．吳金花.提高高中生物學實驗教學的有效性.福建基本教育研究.福建:第11期 3. 趙劍英，孫桂濱.有機化學實驗.化學工業(yè)出版社:9月