“叶绿体色素的提取与分离”实验的改进与拓展

王学勇

“叶绿体色素的提取与分离”是新课标《必修1·分子与细胞》模块“说明光合作用以及对它的认识过程”中的活动建议内容。新课标对该探究活动的安排，旨在通过实验探究使学生加深对叶绿体中色素的认知和理解，为学习光合作用过程奠定感性认识基础；同时也培养学生的动手能力。但该实验在真正按照教材进行操作时，操作过程烦琐，也不容易达到理想的效果，而且实验所用的新鲜菠菜叶易受到季节的影响。另外该实验属于体验式实验，对学生的自主探究能力要求不高，不能更好地培养学生的科学思维能力和自主探究能力。笔者对实验操作进行了改进，并对实验内容进行了拓展，把实验标题改为“植物体色素的提取分离与观察”。

一、教材实验的改进与拓展

1. 器具材料的改进

（1）由于常规研磨过滤装置操作过程烦琐，我们选用了操作简单、成功率高的新的实验装置研磨过滤器，使操作更加简单。

（2）由于新鲜的菠菜叶含水量高，导致提取的色素浓度偏小，影响色素分离的实验效果，因此笔者用低温避光烘干的菠菜叶来代替新鲜叶片。低温避光烘干，可以防止色素被破坏。把烘干的菠菜叶捏碎后加入研磨桶研磨，提取的色素浓度高，实验效果佳，且烘干的菠菜叶便于储藏，可以长期使用。

（3）在画色素滤液线时，根据以往经验，毛细管容易断，难以控制，所以我们选用了盖玻片作为画线工具，用盖玻片蘸取滤液，把它的边面靠在滤纸条上，重复操作几次即可。这样的操作简单方便，很容易做到细、直、齐，成功率高。

（4）由于常规的层析液毒性大，挥发性强，笔者和兴趣小组的学生共同尝试了其他几种层析液，发现用四氯化碳做层析液，毒性小、效果佳。

（5）教材中给出的层析装置不密封，有毒的层析液易挥发，对学生的身体健康不利。学生在实验操作时滤纸条容易出现贴壁现象，我们把常规的层析装置改为密封玻璃管，用橡胶塞密封，在橡胶塞中间切缝，把滤纸条固定在橡胶塞上，既防止了层析液向管外挥发，也很好地解决了贴壁的问题。

2. 实验的拓展

在本节实验教学中，笔者把学生分成几个探究小组，除了让各个小组按照教材的操作流程进行叶绿体色素提取和分离实验外，还在此基础上，让学生根据教材实验的原理和方法，结合自己的兴趣爱好，就生活中常见的生物材料自主选择探究内容开展实验，教师只是根据学生的需要提供材料器具，必要时给予适当指导。如：胡萝卜中含有哪些色素，与叶绿体中色素的种类、色素存在结构有何不同？红色彩椒中含有的色素与青椒中所含色素有何不同？紫甘蓝中含有哪些色素，各种色素在细胞中的存在部位是否相同，是否都存在于叶绿体中？通过对实验内容的拓展，激发了学生的探究欲望，并很好地调动了学生探索未知的积极性。拓展实验完全放手给学生，让他们小组讨论设计实验方案，选择材料器具。在探究色素存在部位时，有学生想到制作临时装片用显微镜观察的方法，来探索色素存在的不同部位。学生在进行实验的过程中还会产生新的疑问，有時通过讨论就可以解决。比如有学生发现紫甘蓝中紫色的花青素不能随层析液在滤纸条上扩散，学生们对此问题展开了深入的探讨，最终找出原因——花青素易溶于水而不易溶于层析液。在互动讨论的过程中可以培养学生质疑求是的科学素养。

二、几点反思

在本节实验课的课堂教学中，通过对材料器具的改进，提高了实验的可行性和实验的成功率。通过对实验内容的拓展，教师根据科学探究的一般程序和遵循原则，依据自主、合作、探究的教学理念，把实验内容设计为教材规定的基础实验，让学生根据基础实验的原理和方法，结合自己的兴趣爱好自主开展实验探究。通过基础实验，落实知识、体验原理、掌握方法。拓展实验能使学生更深入地理解实验原理，更好地提高自主探究能力和实验操作技能。在讨论分享、分工合作的融洽氛围中完成本节实验课，让学生逐步养成敢质疑、会质疑、常质疑的科学态度，进一步提高了学生的科学思维能力和生物学核心素养。

由于实验的开放性较强，对学生的操作能力提出了较高的要求。在实验课堂进行过程中可能会出现部分学生操作不规范略显混乱或参与度不够高等现象。这也对教师的课堂驾驭能力提出了更高的要求。

（作者单位：济南大学城实验高级中学）

责任编辑：庄 源