“葉綠體色素的提取與分離”實驗的改進與拓展

王學勇

“葉綠體色素的提取與分離”是新課標《必修1·分子與細胞》模塊“說明光合作用以及對它的認識過程”中的活動建議內容。新課標對該探究活動的安排，旨在通過實驗探究使學生加深對葉綠體中色素的認知和理解，為學習光合作用過程奠定感性認識基礎；同時也培養學生的動手能力。但該實驗在真正按照教材進行操作時，操作過程煩瑣，也不容易達到理想的效果，而且實驗所用的新鮮菠菜葉易受到季節的影響。另外該實驗屬于體驗式實驗，對學生的自主探究能力要求不高，不能更好地培養學生的科學思維能力和自主探究能力。筆者對實驗操作進行了改進，并對實驗內容進行了拓展，把實驗標題改為“植物體色素的提取分離與觀察”。

一、教材實驗的改進與拓展

1. 器具材料的改進

（1）由于常規研磨過濾裝置操作過程煩瑣，我們選用了操作簡單、成功率高的新的實驗裝置研磨過濾器，使操作更加簡單。

（2）由于新鮮的菠菜葉含水量高，導致提取的色素濃度偏小，影響色素分離的實驗效果，因此筆者用低溫避光烘干的菠菜葉來代替新鮮葉片。低溫避光烘干，可以防止色素被破壞。把烘干的菠菜葉捏碎后加入研磨桶研磨，提取的色素濃度高，實驗效果佳，且烘干的菠菜葉便于儲藏，可以長期使用。

（3）在畫色素濾液線時，根據以往經驗，毛細管容易斷，難以控制，所以我們選用了蓋玻片作為畫線工具，用蓋玻片蘸取濾液，把它的邊面靠在濾紙條上，重復操作幾次即可。這樣的操作簡單方便，很容易做到細、直、齊，成功率高。

（4）由于常規的層析液毒性大，揮發性強，筆者和興趣小組的學生共同嘗試了其他幾種層析液，發現用四氯化碳做層析液，毒性小、效果佳。

（5）教材中給出的層析裝置不密封，有毒的層析液易揮發，對學生的身體健康不利。學生在實驗操作時濾紙條容易出現貼壁現象，我們把常規的層析裝置改為密封玻璃管，用橡膠塞密封，在橡膠塞中間切縫，把濾紙條固定在橡膠塞上，既防止了層析液向管外揮發，也很好地解決了貼壁的問題。

2. 實驗的拓展

在本節實驗教學中，筆者把學生分成幾個探究小組，除了讓各個小組按照教材的操作流程進行葉綠體色素提取和分離實驗外，還在此基礎上，讓學生根據教材實驗的原理和方法，結合自己的興趣愛好，就生活中常見的生物材料自主選擇探究內容開展實驗，教師只是根據學生的需要提供材料器具，必要時給予適當指導。如：胡蘿卜中含有哪些色素，與葉綠體中色素的種類、色素存在結構有何不同？紅色彩椒中含有的色素與青椒中所含色素有何不同？紫甘藍中含有哪些色素，各種色素在細胞中的存在部位是否相同，是否都存在于葉綠體中？通過對實驗內容的拓展，激發了學生的探究欲望，并很好地調動了學生探索未知的積極性。拓展實驗完全放手給學生，讓他們小組討論設計實驗方案，選擇材料器具。在探究色素存在部位時，有學生想到制作臨時裝片用顯微鏡觀察的方法，來探索色素存在的不同部位。學生在進行實驗的過程中還會產生新的疑問，有時通過討論就可以解決。比如有學生發現紫甘藍中紫色的花青素不能隨層析液在濾紙條上擴散，學生們對此問題展開了深入的探討，最終找出原因——花青素易溶于水而不易溶于層析液。在互動討論的過程中可以培養學生質疑求是的科學素養。

二、幾點反思

在本節實驗課的課堂教學中，通過對材料器具的改進，提高了實驗的可行性和實驗的成功率。通過對實驗內容的拓展，教師根據科學探究的一般程序和遵循原則，依據自主、合作、探究的教學理念，把實驗內容設計為教材規定的基礎實驗，讓學生根據基礎實驗的原理和方法，結合自己的興趣愛好自主開展實驗探究。通過基礎實驗，落實知識、體驗原理、掌握方法。拓展實驗能使學生更深入地理解實驗原理，更好地提高自主探究能力和實驗操作技能。在討論分享、分工合作的融洽氛圍中完成本節實驗課，讓學生逐步養成敢質疑、會質疑、常質疑的科學態度，進一步提高了學生的科學思維能力和生物學核心素養。

由于實驗的開放性較強，對學生的操作能力提出了較高的要求。在實驗課堂進行過程中可能會出現部分學生操作不規范略顯混亂或參與度不夠高等現象。這也對教師的課堂駕馭能力提出了更高的要求。

（作者單位：濟南大學城實驗高級中學）

責任編輯：莊 源