對“綠葉中色素的提取與分離”實驗的設計

劉紅霞

1.設計背景

“綠葉中色素的提取與分離”實驗是高中生物學實驗教學的一個重要學生分組實驗。教材建議以菠菜作為實驗材料，根據實驗原理，植物的葉中所含的葉綠體色素都是脂溶性的，能溶解在乙醇、層析液等有機溶劑中。層析時色素能隨著層析液在濾紙條上擴散分離開來，從上至下依次為胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。

因為新課程倡導探究性學習，教師在本次教學中課前除了利用菠菜作為實驗材料外，還用了韭菜、青菜等多種材料進行實驗，發現用葉片為深綠色的青菜實驗效果更佳，所以本實驗首先從材料上進行了改進。其次增加了對實驗原理的探究，探究綠葉中的色素是水溶性的還是脂溶性的，這樣可以加深學生對提取原理的認識。關于實驗過程中的一些注意事項，教師并沒有直接告訴學生注意的原因，而是由學生通過對照實驗進行自主探究，然后分析討論得出原因。

在綠葉中除了葉綠體中的色素外，在液泡中也含有色素，液泡中的色素是水溶性的還是脂溶性的呢？針對這個問題，本實驗進行了適當延伸，實驗材料為莧菜。莧菜液泡中含有的色素是紫色的，且色素量較大，顏色較深，適用于該探究實驗的進行。

針對實驗中出現的這些可進行探究的問題，對該實驗進行如下設計。

2.實驗設計

2.1實驗目的

2.1.1通過對色素提取原理的探究使學生理解提取色素的方法。

2.1.2通過對實驗過程的探究使學生了解實驗過程中的注意事項及其原因，掌握綠葉中色素提取與分離的基本操作方法。

2.1.3通過學生分析討論實驗現象、實驗結果加強學生之間的交流、合作意識及提高分析問題、解決問題的能力。

2.1.4培養學生的探究精神，探索葉綠體中有幾種色素及各自所呈現的顏色。

2.1.5探究葉片中葉綠體色素、花青素的不同溶解特性。

2.2實驗原理

葉綠體中的色素是脂溶性的，溶解在有機溶劑乙醇中，所以可以用乙醇提取葉綠體中的色素。葉綠體中的色素在層析液中溶解度高的隨著層析液在濾紙上擴散快，溶解度低的隨著層析液在濾紙上擴散慢，不同的色素能通過在濾紙上的擴散速度不同而分離開來。

葉片液泡中的色素能溶解在水中。新鮮葉片本身含有一定的水分，因此研磨葉片時，液泡中的色素能溶解在其中。

2.3材料用具

新鮮的青菜葉片、新鮮的莧菜葉片、研磨過濾器、干燥的定性濾紙、燒杯、研缽、小玻璃漏斗、紗布、蓋玻片、剪刀、小試管、藥匙、無水乙醇、層析液、玻璃棒。

2.4實驗過程

2.4.1色素提取原理的探究

2.4.1.1實驗步驟

2.4.1.1.1用吸管從裝有青菜色素濾液的試管中吸取少量濾液分別滴在兩塊白布上。

2.4.1.1.2在兩個小燒杯中分別倒入適量清水和無水乙醇，將兩塊白布分別放入清水中和無水乙醇中并用玻璃棒攪拌，邊攪拌邊觀察白布上的色素是否溶解。

2.4.1.2實驗結論

綠葉中的色素可以溶解在？搖 ？搖中，不能溶解在？搖 ？搖中，所以可以用？搖 ？搖提取綠葉中的色素。

2.4.2綠葉中色素的提取

2.4.2.1稱取5g的綠葉，剪碎，放入研缽中。

2.4.2.2向研缽中放入少許二氧化硅和碳酸鈣，再加入10ml無水乙醇，進行迅速、充分的研磨。想一想？為何選用綠色葉片且剪碎？為什么要加入少量的SiO■和CaCO■？為何要迅速、充分地研磨？

2.4.1.3將研磨液迅速倒入玻璃漏斗中進行過濾，將濾液收集到試管中，及時用棉塞將試管口塞嚴。

2.4.3綠葉中色素的分離

2.4.3.1制備濾紙條

將濾紙條的一端剪去兩角，在距剪角一端1cm處用鉛筆畫一條細線，并在另一端編上號①、②。

2.4.3.2畫濾液細線

將提取得到的色素濾液倒少量于培養皿中，用蓋玻片蘸取少量濾液畫在鉛筆細線上，待干了以后再重復畫七八次，要求濾液細線細、直、色濃。

2.4.3.3分離色素

取一個小燒杯倒入3ml層析液，將濾紙條有濾液細線的一端朝下，略微傾斜靠著燒杯內壁，輕輕插入層析液中，濾液細線不能觸及液面，必須在液面之上，蓋上培養皿。

2.4.4實驗過程的探究（分組實驗）

2.4.4.1實驗現象記錄表

2.4.4.2學生匯報實驗結果，得出結論。

2.4.5課堂小結

2.4.5.1分離綠葉色素后在濾紙條上共出現條色素帶，由上而下是？搖 ？搖、？搖 ？搖、？搖 ？搖、？搖 ？搖。

2.4.5.2在層析液中溶解度最高的色素是？搖 ？搖，溶解度最低的色素是？搖 ？搖。

2.4.5.3色素帶最寬的是？搖 ？搖，所以植物葉片一般呈現？搖 ？搖。

2.4.5.4植物葉片變黃是因為？搖 ？搖色素被分解了。

2.4.6延伸實驗——探究莧菜葉液泡中色素與葉綠體中色素的溶解性。

2.4.6.1實驗步驟

2.4.6.1.1將少量莧菜研磨液倒入培養皿中，取三根濾紙條畫三條濾液細線（方法同分離步驟中），分別編號為①、②、③。

2.4.6.1.2①號濾紙條不作處理；將②號濾紙條有濾液細線的一端輕輕插入清水中（濾液細線在液面之上），仔細觀察隨清水在濾紙條上擴散的色素的顏色；將③號濾紙條有濾液細線的一端輕輕插入層析液中（濾液細線在液面之上），仔細觀察隨層析液在濾紙條上擴散的色素的顏色。

2.4.6.2實驗結論

莧菜液泡中的色素可以溶解在？搖 ？搖中，葉綠體中的色素可以溶解在？搖 ？搖中。