泸县一中-刘小琴-“绿叶中色素的提取和分离”实验改进与创新

“绿叶中色素的提取和分离”实验改进与创新

叶绿素是植物生长发育的重要生理指标之一,其含量与植物光合速率、营养状况、光合作用等密切相关，叶绿素含量的测定无论是在生理.上还是在品种选育及植物抗性方面的研究都是必测指标。叶绿素含量的测定实验是各农业类高等院校大农学相关专业必修课程“植物生理学”实验中的重要组成部分，实验内容涵盖叶绿素的提取、分离、理化性质及定量测定，在叶绿素的定量测定实验内容教学过程中，存在的问题较多，叶绿素含量因提取液和提取时间的不同而存在差异。在实验教学中，采用超市购买的菠菜和油菜作为实验材料，须提前以80%丙酮进行浸泡8~12h才可将叶绿素完全提取出来。在这个过程中存在一些问题，如学生不能亲自动手进行叶绿素提取操作,丙酮不易购买，实验准备量大等。在叶绿素提取过程中则存在实验材料选择少，划线不直，层析纸容易贴在杯壁上等问题。

《中学生物新课程标准》中明确指出，要提高学生“生物科学素养”。生物实验是学生认识生物科学、直接获取生物学知识的手段之一。通过生物实验，能培养学生观察现象发现问题和设计方案解决问题的能力，增强学生动脑、动手的能力。 “绿叶中色素的提取和分离”实验的重点在于理解色素的提取原理和分离原理，通过本实验让学生在直观感受中理解色素的种类和性质，在实践操作中掌握提取和分离色素的技能。在进行本实验的教学过程中，我们发现学生对色素的提取，尤其是分离过程中画线是个难点。于是我们进行了以下改进，希望能够在本次实验过程中培养学生善于思考，大胆质疑，勇于创新的科学精神，并能更好的完成实验操作。

1、实验材料和提取方法的改进和创新

选择正确的实验材料是实验成功的保证。教材采用的是“研磨鲜叶法”提取色素，受研磨法的限制，实验材料只能选择柔软的叶片，如菠菜叶片，可选择范围小，可能不是当季当地绿植，不宜获取。而这类叶片往往含水量非常高，提取出的滤液色素浓度低，分离效果差。于是我们改为“干粉法”提取色素。具体操作为：先将叶片在烘干机中烘干，再用料理机粉碎，便可获得叶干粉。这种方法则不会限制绿叶的种类，同学们可以尝试任何想要尝试的、可以获取的绿叶，增加趣味性和参与感。然后在叶干粉中加入适量无水乙醇，所得溶液即可视为滤液。其色素浓度远远高于“鲜叶法”获得的滤液中色素浓度，制作出来的色素带颜色深、效果更好。

2、滤液画线的改进和创新

滤液细线是影响色素分离结果的关键步骤。教材中画滤液细线是用毛细吸管，容易被碳酸钙和二氧化硅的细小颗粒堵塞，同时我们也发现在实际操作中学生很难将滤液细线画得又细又直，还容易划破滤纸，而且细线起始端毛边现象明显。如此层析出来的色素带分层不明显不整齐，效果差。经过反复实验，我们发现此步骤可做以下改进：①蘸水笔（D笔尖）纸块画线法。蘸水笔（D笔尖）可以画出细而均匀的线条，且可以反复使用，避免材料用具的浪费。纸块画线即先在较大的纸块上画滤液细线，然后将纸块均匀的分成1.5cm左右的纸条，去掉两边的滤液细线起止端，就可以有效的避免毛边现象。②塑料薄片压线法。即用薄而硬的塑料片，将其平直的一边稍作打磨，以便吸附色素液，蘸取少量的滤液，轻轻的盖在滤纸条上，少量多次，同样可以保证滤液细线细、直、均匀。

3、层析装置的改进和创新

教材中层析装置采用得是烧杯+培养皿得装置，滤纸条浸泡后变软容易下滑或倾斜，造成多条滤纸条接触，层析液淹没滤液细线，或者贴壁等现象，影响色素带的分层。于是我们想到可以采用透明塑料片代替培养皿做盖子，在塑料片上开多个“一”字型小孔，刚好允许滤纸条穿过。层析时，将滤纸条穿过小孔，当滤纸条底部接触层析液而滤液细线还没被淹没时，沿“一”字小孔将滤纸条呈90^o折叠，使滤纸条垂悬在层析液中，即可避免滤纸条变软造成的接触、淹没滤液细线以及贴壁等现象。

4、滤液中色素的吸收光谱实验拓展

在该实验的基础上，我们可以利用剩余的滤液进行滤液中色素对光的吸收特点的拓展探究。用白色光源照射色素提取液和无水乙醇，通过色素提取液或无水乙醇之后的光线再经三棱镜照射在白色背景纸板上，学生即可观察到不同颜色的光谱，经比较，无水乙醇一组的各颜色鲜艳色深，而色素提取液一组的颜色中，红光和蓝紫光明显减少，绿光几乎不变，由此说明滤液中的色素主要吸收的是红光和蓝紫光，几乎不吸收绿光。通过此拓展探究，学生能更加直观感知叶绿体色素的吸收光谱。

改进后的实验具有易于实施的特点，但改进绝不是毫无原则，想怎么弄就怎么弄。 不论是实验材料、实验原理还是操作流程，都要进行充分的论证和试验，要有充分的科学依据，不能违背科学性原则。例如， 我们在“叶干粉”的制作过程中，不能破坏色素本身。我们查阅资料得知色素在7０^oC以上会遭到破坏，那么烘箱干燥处理叶片时温度就不得超过70^oC。此方法省略了叶片研磨、过滤等环节，还节省了药品。 这些操作都是教师自己在实验室反复比较后才推荐给学生的。

实验改进和创新过程是对教师和学生的双重考验，要求教师要做充分的课前准备，反复尝试新方法新思路，还需要教师合理引导，而不是灌输式的将给学生，那就失去改进和创新的意义了。同时要求学生积极动脑，大胆质疑和探索。通过引导学生对实验进行改进和创新，可以激发学生的学习内驱力，培养学生自主创新的意识和动手、动脑能力，同时提高学生生物学科核心素养，变被动接受知识为主动获取知识。