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《綠葉中色素的提取和分離》實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)方案
摘要：生物學(xué)作為一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)在生物教學(xué)中占有極其重要的地位，現(xiàn)代教育倡導(dǎo)以學(xué)生為主體。本文通過(guò)對(duì)《綠葉中色素的提取和分離》實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，旨在達(dá)到以下目的：優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作，使得色素的提取和分離效果更加明顯，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維。教師和學(xué)生一同探索，不斷創(chuàng)新和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
關(guān)鍵詞：色素 提取 分離 改進(jìn)
實(shí)驗(yàn)《綠葉中色素的提取和分離》是人教版高中生物必修1《分子與細(xì)胞》中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)所倡導(dǎo)的四個(gè)基本理念，即提高生物科學(xué)素養(yǎng)、面向全體學(xué)生、倡導(dǎo)
2、探究性學(xué)習(xí)、注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系?；诖它c(diǎn)，筆者結(jié)合實(shí)踐和教師們的反映，現(xiàn)在將《綠葉中色素的提取和分離》實(shí)驗(yàn)改進(jìn)如下：
一、對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)
教材中取材用5g新鮮的菠菜葉片提取色素。
不足：首先，菠菜葉肉細(xì)胞的葉綠體中葉綠素的含量并不高。通過(guò)查閱“有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)”教材中關(guān)于“菠菜葉中色素的提取、分離及鑒定”實(shí)驗(yàn)得知，菠菜葉肉細(xì)胞的葉綠體中主要含四種色素，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(méi)有達(dá)到課本上所說(shuō)的3/4，含量相對(duì)較少。而B(niǎo)-胡蘿卜素、葉綠素a所占比例分別是2/7、3/7，含量相對(duì)較高，這就
3、是學(xué)生色素層析分離的結(jié)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。其次，,講授光合作用的時(shí)間與本地菠菜上市的時(shí)間不同。
改進(jìn)：選好了材料，實(shí)驗(yàn)就成功了一半。其實(shí)，本實(shí)驗(yàn)可以找到多種材料來(lái)完成如木耳菜、青菜葉、韭菜等,，教師可提供多種材料供學(xué)生選擇或可讓學(xué)生提供一些好的建議。從中挑選出費(fèi)時(shí)少，效果好的材料來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。筆者建議實(shí)驗(yàn)材料用韭菜，韭菜一年可收割多茬，材料易獲取；韭菜葉片肉質(zhì)較厚，保水性好，可長(zhǎng)時(shí)間保存而色素不易受到破壞；韭菜葉脈少，葉片細(xì)長(zhǎng)，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(duì)
4、色素提取方法的改進(jìn)
課本中安排的實(shí)驗(yàn)操作是：稱(chēng)取5g的綠葉，后放入研缽，向研缽中加入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入10ml無(wú)水乙醇，進(jìn)行迅速、充分的研磨。將研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一塊單層尼龍布）中進(jìn)行過(guò)濾。將濾液收集到試管中，及時(shí)用棉塞塞嚴(yán)盛有濾液的試管。
不足：根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐可知，10ml的無(wú)水乙醇根本無(wú)法將剪碎的5g綠葉淹沒(méi)，也就是說(shuō)，在研磨的過(guò)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研磨過(guò)濾后得到的濾液太少。若加入無(wú)水乙醇過(guò)多，則導(dǎo)致色素溶液濃度過(guò)小，紙層析分離的色素帶不明顯，所以這就是一個(gè)矛盾。此外，新鮮的綠色葉片含水量較高，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中研磨破碎的葉片既濕且粘
5、滑，極難研磨充分，由于葉片含水量高，葉片中的水與無(wú)水乙醇任意比互溶，降低了無(wú)水乙醇的濃度，無(wú)水乙醇的濃度偏低，溶解色素的量減少，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不清晰。
改進(jìn)：葉綠體中色素的提取時(shí)將綠葉置于65℃左右水中燙40～50s后，再用冷水冷卻數(shù)秒鐘后用多層吸水紙將葉片中的水分除去，剪碎研磨后可大大提高無(wú)水乙醇對(duì)色素的提取率。由于學(xué)校條件限制，采用4層紗布包著研磨物并擠出濾液，得到墨綠色的色素提取液。
三、對(duì)色素分離方法的改進(jìn)
教材中將干燥的定性濾紙剪成長(zhǎng)與寬略小于試管長(zhǎng)與寬的濾紙條，將濾紙條一端剪去兩角，在此端距頂端1 cm處用鉛筆畫(huà)一條細(xì)橫線。用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻畫(huà)細(xì)線。待濾
6、液線干后，重復(fù)畫(huà)線一兩次。將適量的層析液倒入試管，將濾紙條畫(huà)線一端朝下，輕輕插入層析液中，迅速塞緊試管口。
不足：教材中采用毛細(xì)吸管吸取濾液,畫(huà)線很難達(dá)到細(xì)、齊的要求,層析后的色素帶呈波浪狀,效果不是很理想。并且學(xué)生按部就班去操作容易出現(xiàn)濾液細(xì)線浸沒(méi)在層析液，濾紙條貼于試管內(nèi)壁等問(wèn)題，這些會(huì)造成實(shí)驗(yàn)的不成功。
改進(jìn)：方案一，用較薄且干凈的蓋玻片的一側(cè)邊緣沾取色素提取液印在濾紙條上的方法,色素液晾干后再重復(fù)幾次，印的濾液線細(xì)、齊、均勻，比用毛細(xì)吸管省時(shí)、省力、省錢(qián)，層析分離后實(shí)驗(yàn)效果很好。
方案二，采用點(diǎn)樣法：將圓形定性濾紙蓋在培養(yǎng)皿上，在圓形定性濾紙中央用注射器
7、吸取少量色素提起液點(diǎn)到圓形濾紙中央，色素液晾干后再重復(fù)幾次，點(diǎn)色素斑比劃濾液細(xì)線容易得多。在圓形濾紙中央的色素斑上，依次滴層析液,每滴中間間隔30s左右,幾分鐘后,觀察結(jié)果會(huì)得到近似同心圓的4個(gè)色素環(huán),由內(nèi)到外分別是黃綠色、藍(lán)綠色、黃色和橙黃色,實(shí)驗(yàn)效果非常明顯。
所有的改進(jìn)已經(jīng)敘述完成，筆者深知自己提供的提取及分離方案絕非最佳方案。但探索實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn), 能有效地促進(jìn)課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn), 培養(yǎng)師生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力, 提高生物課的教學(xué)效率和師生生物科學(xué)素養(yǎng)。
【參考文獻(xiàn)】
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