叶绿素提取和分离实验色素带_谈对《叶绿素的提取与分离》实验的改进

　　摘要：从教材原实验及不足，到其他生物教师对实验的创新改进以及对实验改进的体会，总结出实验并没有一个固定的模式。为了达到实验目的，教师也要善于学习，勇于探索，敢于创新。这样才会影响到学生，使学生不拘泥干课本，养成质疑、求实、创新、勇于实践的科学精神和科学态度。
　　关键词：叶绿素的提取与分离实验；色素提取液；层析液；实验改进
　　光合作用是高中生物学的重点和难点内容之一，叶绿体是进行光合作用的场所。“叶绿素的提取与分离”是必修～《分子与细胞》中一个非常重要的实验。通过实验有助于学生掌握叶绿体中色素的种类和含量，进而加深对光合作用相关内容的理解。教材对该实验设计了一个比较详细的实验方案，但学生按照教材的要求操作，实验成功率并不高。如何提高实验成功率，许多生物教师在不断探寻。于是，在对教材原实验过程分析的基础上，将实验进行了一些创新改进。取得了较好的实验效果。笔者通过学习和实践，也受益匪浅，对实验教学有了更深的体会。
　　一、教材原实验及不足
　　1.提取绿叶中色素
　　(1)教材介绍：称取5g绿色的叶片(如菠菜叶片)，剪碎，放入研钵中。向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入10mL无水乙醇，进行迅速、充分的研磨。将研磨液迅速倒入玻璃漏斗(漏斗基部放一块单层尼龙布)进行过滤，将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。
　　(2)不足之处：①材料的选择受限，只能选择容易研磨的叶片，革质叶等不能用。②材料用量多、所用药品多、所用仪器多、操作步骤多，所需时间长。③实验中对二氧化硅和碳酸钙的用量不好把握，多了，难以过滤，而且会残留在滤液中，导致滤液杂质多，颜色浅；少了，研磨不充分，色素含量少，实验效果差。④迅速、充分研磨的程度难把握。
　　2.滤纸条的制备与画滤液细线
　　(1)教材介绍：将干燥的定性滤纸剪成长和宽略小于试管长和宽的滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角，并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线。用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀画出一条细线。待滤液干后，再画一两次。
　　(2)不足之处：色素带分离效果的好坏与滤液细线划得是否细、直、齐直接相关。学生在实际操作时，往往难做到，结果色素带弯弯曲曲，或者滤液细线中色素过少，色素带颜色很淡不易区分。
　　3.分离绿叶中的色素
　　(1)教材介绍：将3mL的层析液倒入试管中，将滤纸条(有绿滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中，然后用棉塞塞紧试管口。(也可用小烧杯代替试管，用培养皿盖住小烧杯)
　　(2)不足之处：因为试管空间小，操作难度大，容易使滤纸条接触管壁从而影响实验效果。用小烧杯尽管空间大，但滤纸条窄，易变软下塌，使滤液细线没入层析液中。
　　二、对实验的创新改进
　　针对教材原实验的不足，许多教师尝试对实验进行了改进。取得了较好的实验效果。
　　1.对提取绿叶中色素的改进
　　由于叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，很多教师的改进是将绿色叶片放入无水乙醇中并水浴加热。具体操作是：称取1g绿色叶片，剪碎放入试管，加入2mL的无水乙醇，把试管置于沸水中水浴加热2-3分钟，当试管中的液体呈深绿色时，取出试管，冷却待用。这样处理弥补了原实验的不足：①取材广泛。只要是深绿色的叶片，效果都好。②节约材料和药品。原来要5g叶片，改进后只要1g；原来要10mL的无水乙醇，改进后只要2mL；改进后不需要二氧化硅和碳酸钙。③节约时间。④色素提取液深绿透明，色素含量高，效果明显。
　　2.对滤纸条的制备与画滤液细线的改进
　　由于对滤液细线的要求高，一些教师的改进是用吸水钢笔代替毛细吸管，用钢笔画线容易掌控；或用盖玻片的一侧作为“印章”，蘸取滤液对齐滤纸条上的铅笔细线垂直按下，待滤液干后，重复两次，此方法省时省力，而且滤液细线易细、直、齐。
　　另一种改进是改“画线”为“点样”。将一干燥的圆形定性滤纸(直径大于培养皿底)盖在培养皿上，用毛细吸管吸取色素提取液在中央点上2-3次，形成圆形色素斑。取一枚缝衣针，穿一根细棉线，在棉线末端打个结，将针从滤纸的正面穿过色素斑中心。或在圆形定性滤纸中央用铅笔尖在其中央戳破成一个小孔，用双手把小块滤纸条搓成一个纸捻，把纸捻的一端插入圆形滤纸的中央小孔，纸捻的一端与圆形滤纸平齐，另一端的长度与培养皿底的高度相当，用滴管吸取色素提取液滴在与滤纸平齐的纸捻上，待稍干燥后重复滴2-3次。此方法，可以避免滤纸条在伸入试管时被试管壁上残留的层析液影响。
　　3.对分离绿叶中的色素的改进
　　由于层析液易挥发，有毒，有些老师建议改层析液为无水乙醇；也有些老师自己设计层析盒，由于密闭效果好，能有效防止层析液挥发，造成空气污染，影响师生身体健康。
　　很多教师建议用圆形定性滤纸做色素分离实验。如上述“点样”后，向培养皿底加入适量的层析液(或无水乙醇)，把做好的滤纸扣在培养皿底的上面，棉线的无结一端(或纸捻)浸没在层析液中，再将培养皿盖盖上。可以观察到滤纸上出现色素同心圆。
　　三、对实验改进的看法和体会
　　大多教师是从如何得到更明显的实验现象而对实验进行改进的。但《普通高中生物课程标准》明确指出要进一步提高学生的生物科学素养，尤其是发展学生的科学探究能力。高中学生实验次数有限，教师应充分利用每一次实验的机会，来培养学生的科学探究能力，提高科学素养。
　　在此实验中，我注重了对学生提出问题、进行探究和合作交流能力的培养。实验前，我与学生一起讨论实验的原理和步骤，以及实验不成功的可能原因，引导学生从中提出可以探究的问题，鼓励学生设计可行的实验方案进行探究。如：设置一个空白对照，不画滤液细线，其他条件均相同，比较两者的结果，排除不同色素带是层析液在滤纸上扩散留下来的颜色；通过设置对照实验探究哪种实验方案更有利于达到最佳的实验效果等等，学生自己选择实验的内容。由于要在一节课堂完成，学生之间就有了小组与小组间的合作。
　　在分离色素的实验中，学生设计了如下方案：事先根据烧杯的高度制备滤纸条，使其长度长出烧杯1cm，将长出的部分做直角折叠，另一端同制备滤纸条的实验要求划滤液细线。在培养皿盖的内面贴上双面胶，将滤纸条折叠部分贴在双面胶上，可以贴数条。小烧杯中注入适量的层析液，把贴好滤纸条的培养皿盖盖在烧杯上，进行层析。此方法，可以多个小组一同进行，节约了药品材料，降低了空气污染；对开展探究实验，设置对照实验，都是不错的选择。
　　可见，实验并没有一个固定的模式。为了达到实验目的，教师也要善于学习，勇于探索，敢于创新，这样才会影响学生，使学生不拘泥于课本，养成质疑、求实、创新、勇于实践的科学精神和科学态度。
　　(作者单位　湖南省长沙市周南中学)