對(duì)實(shí)驗(yàn)綠葉中色素的提取和分離的改進(jìn)

1、對(duì)實(shí)驗(yàn)綠葉中色素的提取和分離的改進(jìn)作者姓名：寧衛(wèi)陽(yáng)工作單位：東莞市常平中學(xué)郵編：523570 E-mail：對(duì)實(shí)驗(yàn)綠葉中色素的提取和分離的改進(jìn)摘 要 本文通過(guò)對(duì)此實(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，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)和實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新能力等。關(guān)鍵詞 色素的提取和分離 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)綠葉中色素的提取和分離是人民教育出版社出版的高中生物必修1分子與細(xì)胞中的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)，從2007年至今的5年中，廣東高考生物卷對(duì)此實(shí)驗(yàn)已經(jīng)進(jìn)行過(guò)三次考查，可見(jiàn)此實(shí)驗(yàn)的重要性。然而該實(shí)驗(yàn)自編入人教版課本多年以來(lái)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的材料和操作步驟等基本上沒(méi)有做過(guò)

2、修改。筆者結(jié)合多年的教學(xué)實(shí)踐和教師們的反映發(fā)現(xiàn)，即使完全按照課本所提供的材料和實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行規(guī)范操作，色素提取和分離的效果依然不甚理想，筆者認(rèn)為主要是由以下幾個(gè)原因造成的：1. 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2/3，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，這就是學(xué)生色素層析分離的結(jié)果為

3、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）不明顯的原因所在。2.研磨過(guò)程中葉綠素被破壞。為什么這樣說(shuō)呢？課本中安排的實(shí)驗(yàn)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(wú)水乙醇等。根據(jù)我們多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐可知，即使用剪刀盡可能的剪碎（而不是粉碎）5g菠菜，而加入的10ml無(wú)水乙醇也根本無(wú)法將菠菜淹沒(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。3.色素分離的方法不甚合理。課本中濾紙條

4、的制作、條形濾紙層析分離的方法、濾液細(xì)線的畫(huà)法尤其是毛細(xì)吸管的使用等都大大增加了學(xué)生操作的難度，使得色素分離的效果不理想以及實(shí)驗(yàn)的成功率大大下降。基于以上原因并結(jié)合自身多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐及實(shí)驗(yàn)成功的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該實(shí)驗(yàn)做了以下四個(gè)方面的改進(jìn)：一、對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)1.實(shí)驗(yàn)材料由菠菜改為“韭菜” 2.韭菜的優(yōu)勢(shì)：韭菜一年可收割多茬，材料易獲?。痪虏巳~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)色素提取方法的改進(jìn)1.把用“研缽研磨”改成“攪拌機(jī)”粉碎勻漿。查閱了各種生產(chǎn)色素提取的工藝，無(wú)一是用研缽研磨的

5、方法，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(shí)驗(yàn)室無(wú)法使用，所以選擇了常見(jiàn)的“攪拌器或榨汁機(jī)”替代。2.攪拌機(jī)粉碎的優(yōu)點(diǎn)：不用加二氧化硅，無(wú)需使用尼龍布，攪拌機(jī)自行過(guò)濾出汁；攪拌機(jī)本身有蓋且密封性較好，降低了攪拌過(guò)程中無(wú)水乙醇揮發(fā)對(duì)環(huán)境的污染；大大縮短了提取色素的時(shí)間，攪拌機(jī)粉碎全過(guò)程只需30秒，同時(shí)也降低了色素被氧化破壞的程度，提高了色素提取液的濃度。三、對(duì)色素分離方法的改進(jìn)1.將課本中的“條形濾紙層析法”改成“燈芯法”。 具體改進(jìn)如下： 所需材料儀器：圓形定性濾紙（圓形濾紙直徑應(yīng)略大于上圖中大培養(yǎng)皿的直徑）、大小培養(yǎng)皿（如上圖）、脫脂棉線、回形針、鋼筆帽 “燈芯法”層

6、析分離的操作步驟 取實(shí)驗(yàn)前經(jīng)烘干機(jī)干燥過(guò)的圓形定性濾紙一張，用回形針在濾紙正中央扎一個(gè)小孔。 吸取約1ml的色素提取液滴入到另一培養(yǎng)皿中，緩緩搖動(dòng)培養(yǎng)皿，使色素提取液均勻覆蓋在培養(yǎng)皿底部。 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，形成一個(gè)圓形色素圈，待干燥后，重復(fù)上述做法3-5次。 取一根長(zhǎng)度約3厘米的脫脂細(xì)棉線，一端打死結(jié)，穿過(guò)已畫(huà)有圓形色素帶的濾紙中央的小孔。 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，約兩分鐘后即可出現(xiàn)四圈清晰的同心圓色素帶。 “燈芯法”層析分離的效

7、果，如下圖所示：2.上述改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)：減少了層析液的使用量，降低了因?qū)游鲆簱]發(fā)對(duì)環(huán)境的污染及人體健康的危害；不再出現(xiàn)層析液沒(méi)及濾液細(xì)線而導(dǎo)致色素帶沒(méi)有或不清晰的現(xiàn)象；克服了畫(huà)濾液細(xì)線過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的濾液細(xì)線不直、不細(xì)、不齊而引起的分離效果差的難題；運(yùn)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(gè)同心圓的色素環(huán)，效果顯著；此操作過(guò)程學(xué)生較易掌握，所需時(shí)間短，效果明顯，成功率高。四、對(duì)實(shí)驗(yàn)課型的改進(jìn)1.將“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)改為“探究性”實(shí)驗(yàn)該實(shí)驗(yàn)是一節(jié)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，課程標(biāo)準(zhǔn)的要求是通過(guò)實(shí)驗(yàn)讓學(xué)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(guò)改為探究性實(shí)驗(yàn)，不僅可以實(shí)現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)

8、本節(jié)課的要求，又可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新性思維，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究的能力。2.探究實(shí)驗(yàn)的大致做法如下：這里只對(duì)教學(xué)流程和課前準(zhǔn)備過(guò)程做一個(gè)簡(jiǎn)要的介紹【教學(xué)流程】 課前準(zhǔn)備 教師講授 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn) 分組匯報(bào)、互評(píng) 教師小結(jié)【課前準(zhǔn)備】為了達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，突出教學(xué)重點(diǎn)，突破難點(diǎn)，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，課前必須做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。 實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程是絕對(duì)的主體地位，教師應(yīng)通過(guò)課前的充分準(zhǔn)備，盡可能減少教師在實(shí)驗(yàn)課堂中對(duì)時(shí)間的占用； 教師應(yīng)做好多媒體課件：展示實(shí)驗(yàn)原理、材料用具、操作流程、注意事項(xiàng)； 學(xué)生進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，了解實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)操作流程； 教師課前提供探究菜單（如下表），作為學(xué)生選擇探究主題及分組的參考；探究的課題探究項(xiàng)目（參考）實(shí)驗(yàn)流程組別成員組長(zhǎng) 材 料實(shí)驗(yàn)程序菠 菜改進(jìn)方案（四種組合任選一種）韭 菜課本方案?jìng)?注改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方案：見(jiàn)上述改進(jìn)匯報(bào)內(nèi)容層析濾紙粘貼處 學(xué)生根據(jù)教師提供的探究菜單，完成實(shí)驗(yàn)主題的選擇、分組、制定實(shí)驗(yàn)報(bào)告單等。所有的改進(jìn)已經(jīng)敘述完成，但筆者仍然要強(qiáng)調(diào)的是，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中，濾液的提取是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵步驟，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程度有著密切關(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(yuǎn)兮，吾等一起去求索！”