苗淼
陕西省韩城市司马迁中学 715400
摘要：“叶绿体中色素的提取和分离”实验是高中生物必修课本里的一个重要实验，高考经常考，同时也是一个验证性试验。按照教材中方法与步骤操作，实验效果不是很理想，而且一些实验试剂有一定的毒性，对师生的健康有影响。依据新课程标准，经过多次实践探究，将原实验从操作方法和实验仪器等方面做了改进和创新，更加符合生物学科核心素养对学生创新思维的要求，增加了实验的自主性和创新性，同时解决了实际问题。
关键词：叶绿体中色素的提取和分离；实验改进和创新
“叶绿体中色素的提取和分离”实验是高中生物中重要的验证性实验 ，它有利于学生进一步理解光合作用的过程，学会提取和分离色素的基本方法，探究叶绿体中色素的种类、颜色和功能。锻炼了学生的动手、观察和分析实验结论的能力。
实验在生物教学中具有核心地位，但教材中本实验操作过程相对复杂，现象不明显，所用试剂有毒性易挥发，不利于师生健康。为适应新课改的要求，增加学科间的联系，将此实验改进为探究性实验，对操作方法和实验仪器进行了改进和创新。改进后实验过程更简单、安全，实验结果更明显，探究性和趣味性更强，提高了实验效率。
一、实验过程的改进和创新
1.实验原理
1.1色素提取原理：叶绿体中的色素能溶解在丙酮（有机溶剂，无水乙醇、汽油、苯、甲苯、丙酮、石油醚等）中，所以可以用改进后新的层析液(20份石油醚+2份丙酮+1份甲苯或无水乙醇）提取叶绿体中色素。
1.2 色素分离原理：叶绿体中的色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸上的扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸上的扩散得慢，几分钟后四种色素会因溶解度不同在滤纸上扩散开 。
2.实验材料和用具
新鲜的绿叶（如菠菜、小白菜、绿萝、桑叶等）。
用具：干燥的定性滤纸，试管、棉塞，研钵，玻璃漏斗，尼龙布，载玻片，剪刀，钥勺，量筒（ml），天平。
试剂：无水乙醇，层析液，二氧化硅和碳酸钙
3.原教材实验过程：
称取5克新鲜菠菜，剪碎，加入少许二氧化硅和碳酸钙及10ml无水乙醇充分研磨，过滤得到色素滤液。制作滤纸条并用毛细吸管在滤纸条一端画滤液细线，将画好滤液细线的滤纸条放入层析装置中进行层析，观察结果。
4.实验改进：
改进一：验证性实验改进为探究性实验
教材实验为验证性实验，材料单一，探究性不强，改为学生分组操作的探究性实验（如菠菜、小白菜、绿萝、桑叶等），改进后材料丰富多样，探究兴趣浓厚。
改进二：利用盖玻片扣印滤液细线
实验操作过程中在滤纸上用毛细吸管画滤液细线是难点，学生往往画出的线较粗，盲端明显且毛细吸管不光滑容易划破滤纸。将实验改为利用载玻片或盖玻片沾取滤液在滤纸上扣印划线，改进后操作简单，画线效果好。
改进三：自制新的层析装置，更换层析液
由于原层析液主要成分为苯，有毒、易挥发，实验过程中经常有头疼、恶心现象发生，考虑到学生实验的安全性，我把盛放层析液的容器由小烧杯改为常见的塑料瓶盖，并将苯用毒性更小的甲苯代替，或层析液用95号汽油或无水乙醇替换，可达到相同的实验效果。改进后层析液毒性大大降低，用量减少，更加环保和安全，且不影响实验效果。
5.实验拓展创新
创新1：利用圆形滤纸片进行层析
提取色素的方法不变，在分离色素时画滤液细线时，用笔帽或试管口沾取滤液在圆形干燥定性滤纸中央扣印色素圈，牙签在中央扎一小孔，用滤纸条卷成滤纸棒或用棉花絮插入小孔引流，把滤纸片盖在新层析装置上进行色素分离。这样做避免了色素滤液细线触及层析液使实验失败，而且操作简单，安全环保，现象更明显。
创新2：多学科综合，实验拓展
具体操作如下：先利用分光镜或者色散装置完成光的散射实验，再将新鲜的色素滤液试管放在色散装置中间，最后观察光穿过色素滤液后的现象。经过多次实验，发现分光镜效果好。
通过实验学生能分析现象并得出结论：叶绿体中的色素能吸收红光和蓝紫光。为学习光合作用内容中恩吉尔曼的实验进行了很好的铺垫。拓展实验开拓了学生的思维，加深了学科间的联系，培养了学生的探究精神。
二、实验改进后的方法和步骤
1.提取绿叶中的色素
分小组称取5g的绿叶（菠菜、小白菜、绿萝、桑叶等），剪碎，放入研钵中。向研钵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，过滤，取滤液放入试管中塞好棉花备用。
2.制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪成长 8 cm、宽 1cm 的滤纸条，将滤纸条的一端剪去两角，并在另一端距离1cm处对折，使之成为一种挂钩形状。
3.画滤液细线
用载玻片或者盖玻片一个边蘸取少量滤液,并沿剪去两角一端1cm处均匀地按出一条细线。待滤液干后，重复按一两次。
4 分离绿叶中的色素
将适量新层析液倒人塑料瓶盖，放入烧杯中,将滤纸条轻轻插人层析液里,用培养皿盖住烧杯口。（注意，将滤纸条对折过的一端挂在烧杯口。）不能让滤液细线触及层析液。
5. 观察与记录
纸条上出现了四条色素带，记录每条色素带的颜色。学生观察结果并记录。
三、实验效果评价
实验改进后，多种材料分组实验使得探究性更强；画线用盖玻片操作相对简单；改进层析液装置更换层析液使实验更安全、环保；增加圆形滤纸实验使实验现象更有视觉冲击力,利用分光镜探究叶绿体中色素的功能增加了学科间的联系，体现了生物学科的核心素养，值得推广。
参考文献
[1]李萍.高中生物实验设计的原则及改进方法探讨[J]. 中国校外教育（上旬刊）,2013,11:41.
[2]吴志强.“绿叶中色素的提取与分离”实验细节指导与改进[J]. 教学仪器与实验,2015,31:38-39.