绿叶中色素的提取和分离实验的创新

舒孝和

摘要：绿叶中色素的提取和分离实验的创新设计：一是根据细小狭缝具有毛细现象能吸收液体的原理，将两块不锈钢保险刀片重合形成细小狭缝，设计制作色素点样器；二是根据活性炭能吸附有毒气体原理，用透明管道和活性炭等材料设计制作管式色素分离器。该创新教具方便易操作，环保耐用。

关键词：改进创新；色素点样器；管式色素分离器；方便易操作；环保耐用

新人教版高中生物必修1第五章第四節光与光合作用的“绿叶中色素的提取与分离实验”，是用毛细玻璃管画滤液细线和用试管进行色素分离。在学生实验操作过程中，用毛细玻璃管很难画出“细、齐、直”的色素滤液细线，导致分离后的色素带弯曲、重叠，难以观察；而且毛细玻璃管易断裂、易划伤滤纸条。将绿叶中的色素进行滤纸层析分离的层析液，其成分为石油醚、丙酮和苯，都具有毒性、易挥发。实验原型用试管盛装层析液进行色素分离，有毒的层析液挥发气体易泄漏，导致实验室毒气弥漫，破坏环境，危害师生身体健康。为了使色素的分离实验快捷、方便、易操作并获得更佳实验效果，以及保护环境、保护师生身体健康，笔者经过不断的思考和深入探索，对原实验做了一些改进创新，设计并制作了色素点样器和管式色素分离器。

1 实验创新原理

①根据细小狭缝具有毛细现象，能吸收液体的原理，将两块不锈钢保险刀片重合形成细小狭缝，设计并制作了色素点样器。

②根据活性炭能吸附有毒气体的原理，改进用试管进行色素分离实验，用透明有机玻璃管和活性炭，设计并制作了封闭的管式色素分离器。

2 色素点样器

2.1 制作材料及工具

透明有机玻璃板，保险刀片，螺丝钉，螺丝刀，胶水，钢锯，钳子，挫刀等材料和工具。

2.2 制作过程和结构功能

制作过程：如图1所示，准备2块长方形透明有机玻璃片、3块不锈钢保险刀片、2颗螺丝钉和胶水等材料和工具。将两块刀片的一侧刀刃切去两角；再将1块刀片裁剪，截取两小片，放在一刀片上如下图1-b箭头所示的两侧位置，在其上在盖一刀片做成组合刀片（两刀片间有狭缝）；再将组合刀片夹在两块长方形有机玻璃片中间（一侧露出刀刃），在侧面打两孔并用螺丝钉固定，将两块重合的有机玻璃片的侧边缝隙用胶密封，并在长侧边中央箭头标记处留一小孔，即完成制作。

结构功能：如图1-c所示，加样孔用于滴加色素滤液；储液室用于储存一定量的色素滤液；点样刀可在滤纸条上点出“细、齐、直”的滤液细线。

2.3 使用方法和对照测试

使用方法：先用吸管吸取色素滤液，在加样孔加入几滴色素滤液，然后在滤纸条适当位置快速点样。待滤液细线干后，重复两到三次。

对照测试：

① 使用毛细玻璃管画滤液细线，取液一次，最多只能画6次，且难以操作，易伤滤纸条，器材易损坏。

② 使用色素点样器点滤液细线，取液一次，可点样60次，方便、快捷、易操作，且样线标准，满足“细、齐、直”的要求，不伤滤纸条，器材经久耐用。

3 管式色素分离器

3.1 制作材料及工具

透明有机玻璃板，透明有机玻璃管，透明三通管，透明弯管，自来水三通管，3.2 制作过程和结构功能

制作过程：如图2所示，准备活性炭颗粒、有机玻璃板、透明有机玻璃管及三通、透明弯管、自来水管三通、医用输液管等材料和工具。将管道按如图连接好，用胶固定在有机玻璃板上，然后在不透明管道中装填好活性炭颗粒，再在三个透明管管口用海绵材料制作内盖，中间留一狭缝，盖上塑料盖即制作完成。

结构功能：如图2-b和2-c所示，储液管用于储存层析液，连接加液管。活性炭管装填活性炭，用于吸附层析液（其成分石油醚、丙酮和苯都具有毒性）的挥发气体，活性炭可更换。分离管是进行色素分离的场所，其顶端的外侧有封闭盖，防止有毒气体逸出；其内侧有狭缝，可调整滤纸条的插入长度并防止有毒气体逸出。

3.3 使用方法和对照测试

使用方法：

① 用注射器吸取层析液。

② 通过加液孔往装置中缓缓注入适量的层析液。

③ 将点好滤液细线的滤纸条通过分离管顶端的狭缝插入，调整滤纸条插入长度，不能让层析液触及滤液线，并盖上封闭盖。

④ 待层析液上缘扩散至接近顶端狭缝时，将滤纸条取出，观察滤纸条上所出现的色素带及其颜色，并做好记录。

⑤ 用注射器将余下的层析液吸回。

对照测试：

① 教科书用试管进行色素分离实验，每完成50次滤纸层析分离，需消耗12 ml层析液，且挥发进入实验室。（层析液挥发气体有毒，危害师生身体健康。）

② 创新教具用自制管式色素分离器进行色素分离，每完成50次滤纸层析分离，需消耗8ml层析液，且几乎被活性炭吸附。

根据活性炭对层析液饱和气体的吸附值约为0.27g/g，层析液密度为0.5g/ml，管式色素分离器装填150g活性炭，可知每完成约500次色素分离后需更换活性炭管的活性炭，并对废弃活性炭进行焚烧或回收处理。

4 创新点

①用色素点样器点滤液细线：方便、快捷、易操作，且样线标准，不伤滤纸条；器材经久耐用。

②用管式色素分离器进行色素分离：方便易操作，安全而环保；器材经久耐用。

参考文献：

[1] 人民教育出版社，课程教材研究所，生物课程教材研究开发中心.普通高中课程标准实验教科书生物必修1分子与细胞[M].北京：人民教育出版社，2007版：97-98.

[2] 陈良杰，王京刚.挥发性有机物的物化性质与活性炭饱和吸附量的相关性研究 [J].化工环保，2007，27（5）：409-412.

中国教育装备行业协会教育装备研究院2018年度课题

《县域中小学实验教学管理信息化研究》CEFR18014R9