刘执平 王晓梦

[摘   要]“绿叶中色素的提取和分离”是高中生物的一个重要验证性实验，其为光合作用过程的学习奠定了基础，教材对此实验的材料、用具、步骤等都有详细的讲解，虽方便了实验教学及实施，但也局限了教师和学生的创造空间。为了优化改进此实验，从色素的提取方法、层析液的配制方法、层析装置的设计、最佳划线方法等方面对该实验进行了探究。

[关键词]实验;探究;色素;提取;分离

[中图分类号]    G633.91        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2019）26-0094-02

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》指出，要高度关注生物学科核心素养的培养，要在扩展、深入学习生物学知识的同时，特别注意对学生关键能力和必备品格方面的要求。组织以探究为特点的主动学习是落实生物学科核心素养的关键。因此，为了全面落实生物学科核心素养，教师在实验教学中应尝试将验证性实验改为探究性实验。

“绿叶中色素的提取和分离”是高中生物的一个重要验证性实验，在教学本实验时笔者将全班学生分为四大组，师生一起探究教材实验的材料、仪器、步骤、结果等各项内容，学生能够有针对性地提出问题，并且在笔者的指导下设计出合适的探究方案，包括实验材料的多样选择、实验仪器和实验试剂的改进、跨学科探究等方面。

一、探究绿叶中色素的提取方法

教材中本实验选用研磨法提取绿叶中的色素：称取5 g绿叶并剪碎，在研钵中加10 mL无水乙醇，少许SiO2和CaCO3，迅速充分研磨，将研磨液倒入玻璃漏斗（基部放一层尼龙布）进行过滤，将滤液收集到试管中，用棉塞塞严。

学生根据“高温使生物膜控制物质进出的功能丧失”这一知识储备，提出采用水浴加热法提取绿叶中的色素：称取5 g绿叶并剪碎放入50 mL小烧杯中，加入10 mL无水乙醇，85 ℃水浴加热2分钟，直接收集滤液置于试管中，并用棉塞塞严。

有学生联想到物理学中提到超声在介质中前进时所产生的效应可引起机体若干反应，可以改变细胞膜的通透性，刺激细胞半透膜的弥散过程。因此，提出超声波提取法：取5 g绿叶并剪碎置于50 mL烧杯中，加入10 mL无水乙醇，用频率为40 kHz的超声波超声6分钟，直接收集滤液置于试管中，并用棉塞塞严。

第一组学生对绿叶中色素的提取方法进行了三种实验探究，结果比较如表1所示。

二、探究层析液的配制方法和层析装置的设计

教材中本实验的提取液是由20份石油醚、2份丙酮和1份苯配制而成。用该种层析液分离绿叶中的色素不易找到“胡萝卜素”这一条色素带，并且学生对苯这一化学物质有一定的了解，知道它是一种毒性大、易挥发的有机物，可以通过皮肤、呼吸道进入人体，且难以排泄。美国早在1992年就禁止在学生实验中使用苯。学生通过查阅资料，结合苯在分离色素中的作用，将教材实验中的层析液改成用石油醚和丙酮按照10∶1的比例进行配制，不仅去掉了毒性较大的苯，而且层析效果明显。

在分离色素时使用纸层析法，需要等待几分钟，石油醚和丙酮都易挥发，它们对人体健康都会有些许危害，所以学生便自制了一个简易的渗透装置，增加滤纸条长度，用细口瓶做层析装置，瓶盖可压住滤纸条，避免层析液没线，既能防止滤纸条贴壁，又能防止层析液挥发。

三、探究最佳划线方法

教材中用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细线，待滤液干后，再画一条。学生在实验过程中掌握不好划线的技巧，出现晕染、滤纸划破、毛细吸管堵塞等状况，学生便主动探究了如表2所示的几种划线方法。

四、探究绿叶中色素对光的吸收

有一组学生提出问题：绿叶中的色素会吸收光吗？如果会，会吸收什么颜色的光？由此该组学生设计了一组实验：首先制作一个光色散工具，通过光盘将手电筒中的光折射出七彩光谱;然后分别用绿叶提取液、无水乙醇、滴加盐酸破坏叶绿素的滤液分别放置于光源和光盘之间，挡住光源后观察光谱的变化情况。该组学生将实验结果记录如表3所示。

此外，本组学生在实验中无意间发现了绿叶中的色素滤液在透射光下为绿色，而在反射光下为红色的现象，随即查阅资料，拓展了“荧光现象”这一知识点。

本实验由单纯的验证性实验变为探究性实验，经过分组探究，挖掘實验的深层内涵，学生不仅能专注于对生物学科知识的学习，还能够结合其他学科的知识进行综合的探究。总之，重视实验教学，引导学生主动探究，培养学生的实验技能，是新课标下高中生物实验教学的必然趋势和重要内容。教师应将学习的主动权还给学生，与学生一起参与实验探究，使学生由被动学习变为主动学习，真正成为学习的主人，使自身能力和学科素养得到全面提高。

（责任编辑    黄春香）