高中生物实验改进研究

摘要：“绿叶中色素的提取和分离”实验步骤烦琐，使用器械多，用毛细吸管划滤液细线很难做到又细又平，纸层析效果不理想。改用“擦沾法” 和“盖印法”后，实验操作简单易行效果好。省去了过滤这一烦琐的步骤，减少了材料用具的使用。得到的色素细线又细又平，纸层析效果好，四条色素带整齐、明显。

关键词：实验改进方法  存在问题  擦沾法  盖印法；

绿叶中色素的提取和分离实验是高中生物必修1课本中一个比较重要的实验。做好绿叶中色素的提取和分离实验，有助于学生理解光合作用色素的种类和作用，加强学生对光合作用的理解和掌握。

一、教材中实验存在的主要不足

在“绿叶中色素的提取和分离”的实验教学中，常常会遇到下列问题：一是研磨时学生加入的碳酸钙和二氧化硅量过多，导致研磨过的菜叶自然过滤很难得到滤液，或过滤后得到的色素提取液量过少，沾在试管上的多，毛细吸管吸到的少。二是学生在研磨中发现提取液被研磨的绿叶及加入的碳酸钙和二氧化硅吸收的差不多就再次加入提取液，过多的提取液使研磨后得到的色素提取液浓度太低，导致层析后效果不佳。三是用毛细吸管划滤液细线很难做到又细又平。一节课下来准备的毛细吸管有20%会被损坏。如没有准备大批量的毛细吸管替换等到十四个班实验做下来，所谓的毛细吸管已跟普通的滴管差不多粗了。滤纸还常常被损坏的毛细吸管划破。要划出理想的又细又平的滤液细线实在很困难。这样就使部分学生做出的实验效果不理想：或几条色素带重叠不能分开，或各色素带的带宽窄不均匀。四由于滤纸不够长，试管中层析液太少滤纸碰不到层析液，增加层析液量后，试管中层析液高度超过l cm，操作过程中滤液细线易碰到层析液结果导致实验失败。

为使滤液细线做到细而整齐我们曾尝试用自动铅笔管、牙签和蘸水笔代替毛细吸管划滤液细线，其效果比用毛细吸管略好一些但对同学们的操作技术有较高的要求。往往是前粗后细,有的甚至就是前一大滴,后面越来越细或是没划上。越想细、齐、均匀,越划不细、不齐、不均匀,这样,既浪费很多实验材料增加了实验用具,又花费了很多时间,还不容易得到理想的实验结果。为此笔者运用逆向思维进行生物实验改进。划不上去就用滤纸来吸滤液。对实验步骤作了改进后，取得明显的效果。

二、实验改进的主要步骤

1、提取绿叶中的色素

  ⑴称取、剪碎3g菠菜叶片（约两片），放入研钵中。

  ⑵加入少许（五分之一药匙）二氧化硅、碳酸钙、5m1无水已醇。

  ⑶快速、充分地研磨。

2、用“擦沾法”得到又细又平的色素细线

将l cm宽的滤纸条剪角并在剪角端离滤纸条底端l cm处折180⁰，将折处在研磨锤上轻轻擦过沾取色素提取液。（见图1）这样可轻松得到一条又细又平的色素细线 ，如感觉色素不够量等待色素液干后再重复一次。

3、用“盖印法”得到理想的色素细线

将l cm宽的滤纸条剪角并在剪角端离滤纸条底端l cm处折180⁰后展平。取一载玻片直接到研钵中沾蘸色素提取液，在折痕处象盖印一样用载玻片的棱边按一下，就得到了一条又细又平的色素细线。（见图2）如感觉色素不够量等待色素液干后再重复一次。

4、色素的分离方法

将滤纸条有色素细线一端朝下放入有少许（4-5ml）层析液的小烧杯（50ml）中，根据烧杯的高度将滤纸折180⁰ 后挂在烧杯口上，盖上培养皿。（见图3）

5、观察

层析后，取出滤纸条，观察色素分离情况。

三、改进前后的实验步骤对比

四、改进后的实验优点分析

1、减少了实验材料、用具配备和操作程序。因“擦沾法” 和“盖印法”用的色素液很少，所以菠菜叶可从5g减少到3g（大约两片），提取液无水已醇也从10m1减少到5m1。不用毛细吸管画滤液细线就不怕毛细吸管堵塞色素液不必过滤，减少了过滤程序就不需要使用漏斗、尼龙布过滤和试管收集。也不用担心得不到滤液或滤液太少，减化了操作程序。减掉了制毛细吸管的过程（毛细吸管不太好制作），避免了毛细吸管大量损坏的浪费。不用铅笔和直尺先画线以保证滤液细线的平直。

2、简化了画滤液细线方法，得到的色素细线又细又平。“擦沾法” 和“盖印法”学生极好掌握，且成功率相当高。我们用相同的色素提取液对几种方法进行比较，图4中的1号滤纸用“擦沾法”，2号滤纸用“盖印法”，3号滤纸用“毛细吸管画线法”。三种方法比较“擦沾法”得到的色素细线最细，“盖印法”次之，“毛细吸管画线法”效果最差（粗且不平）。

3、用小烧杯(50 ml)层析可保证层析液不浸没色素细线，且可多组共用一个烧杯层析（见图5）。用培养皿加盖既方便又可防止层析液挥发。如按照改进前的方法，在试管中倒入3m1层析液插入滤纸条再用棉塞塞紧试管口层析。碰到的问题是滤纸条太短碰不到层析液，如取小号试管又常常会因滤纸条过宽不能平整放入试管。如为使滤纸条能顺利放入小试管改用小于l cm宽的滤纸层析又会出现看不清楚四条色素带的尴尬。

总之，改用“擦沾法” 和“盖印法”后，“绿叶中色素的提取和分离”实验操作简便、效果好。省去了过滤这一烦琐的步骤，避免了尼龙布用后水洗造成的提取液含水量增加问题。由于研磨液浓度高，滤纸条上的色素带含色素多，且得到的色素细线又细又平，纸层析效果好，层析得到的四条色素带整齐、明显。在实验中我们还发现新鲜的菠菜叶由于含水量高，得到的提取液浓度较低。放置一天后或稍风干些的菠菜叶含水量下降，得到的提取液浓度较高，纸层析后四条色素带较新鲜的菠菜叶明显。

参考文献：

[1]肖卫华，如何进行生物实验课教学，新课程研究(上旬刊)〔J〕2012、01

[2]杨型会，新课程下高中生物实验教学的现状与思考，实验教学与仪器〔J〕2012、01