摘要:從教材原實(shí)驗(yàn)及不足,到其他生物教師對實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新改進(jìn)以及對實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的體會,總結(jié)出實(shí)驗(yàn)并沒有一個固定的模式。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模處熞惨朴趯W(xué)習(xí),勇于探索,敢于創(chuàng)新。這樣才會影響到學(xué)生,使學(xué)生不拘泥干課本,養(yǎng)成質(zhì)疑、求實(shí)、創(chuàng)新、勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。
關(guān)鍵詞:葉綠素的提取與分離實(shí)驗(yàn);色素提取液;層析液;實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
光合作用是高中生物學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)內(nèi)容之一,葉綠體是進(jìn)行光合作用的場所?!叭~綠素的提取與分離”是必修~《分子與細(xì)胞》中一個非常重要的實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生掌握葉綠體中色素的種類和含量,進(jìn)而加深對光合作用相關(guān)內(nèi)容的理解。教材對該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了一個比較詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案,但學(xué)生按照教材的要求操作,實(shí)驗(yàn)成功率并不高。如何提高實(shí)驗(yàn)成功率,許多生物教師在不斷探尋。于是,在對教材原實(shí)驗(yàn)過程分析的基礎(chǔ)上,將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了一些創(chuàng)新改進(jìn)。取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。筆者通過學(xué)習(xí)和實(shí)踐,也受益匪淺,對實(shí)驗(yàn)教學(xué)有了更深的體會。
一、教材原實(shí)驗(yàn)及不足
1.提取綠葉中色素
(1)教材介紹:稱取5g綠色的葉片(如菠菜葉片),剪碎,放入研缽中。向研缽中放入少許二氧化硅和碳酸鈣,再加入10mL無水乙醇,進(jìn)行迅速、充分的研磨。將研磨液迅速倒入玻璃漏斗(漏斗基部放一塊單層尼龍布)進(jìn)行過濾,將濾液收集到試管中,及時(shí)用棉塞將試管口塞嚴(yán)。
(2)不足之處:①材料的選擇受限,只能選擇容易研磨的葉片,革質(zhì)葉等不能用。②材料用量多、所用藥品多、所用儀器多、操作步驟多,所需時(shí)間長。③實(shí)驗(yàn)中對二氧化硅和碳酸鈣的用量不好把握,多了,難以過濾,而且會殘留在濾液中,導(dǎo)致濾液雜質(zhì)多,顏色淺;少了,研磨不充分,色素含量少,實(shí)驗(yàn)效果差。④迅速、充分研磨的程度難把握。
2.濾紙條的制備與畫濾液細(xì)線
(1)教材介紹:將干燥的定性濾紙剪成長和寬略小于試管長和寬的濾紙條,將濾紙條的一端剪去兩角,并在距這一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線。用毛細(xì)吸管吸取少量濾液,沿鉛筆線均勻畫出一條細(xì)線。待濾液干后,再畫一兩次。
(2)不足之處:色素帶分離效果的好壞與濾液細(xì)線劃得是否細(xì)、直、齊直接相關(guān)。學(xué)生在實(shí)際操作時(shí),往往難做到,結(jié)果色素帶彎彎曲曲,或者濾液細(xì)線中色素過少,色素帶顏色很淡不易區(qū)分。
3.分離綠葉中的色素
(1)教材介紹:將3mL的層析液倒入試管中,將濾紙條(有綠濾液細(xì)線的一端朝下)輕輕插入層析液中,然后用棉塞塞緊試管口。(也可用小燒杯代替試管,用培養(yǎng)皿蓋住小燒杯)
(2)不足之處:因?yàn)樵嚬芸臻g小,操作難度大,容易使濾紙條接觸管壁從而影響實(shí)驗(yàn)效果。用小燒杯盡管空間大,但濾紙條窄,易變軟下塌,使濾液細(xì)線沒入層析液中。
二、對實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新改進(jìn)
針對教材原實(shí)驗(yàn)的不足,許多教師嘗試對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果。
1.對提取綠葉中色素的改進(jìn)
由于葉綠體中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中,很多教師的改進(jìn)是將綠色葉片放入無水乙醇中并水浴加熱。具體操作是:稱取1g綠色葉片,剪碎放入試管,加入2mL的無水乙醇,把試管置于沸水中水浴加熱2-3分鐘,當(dāng)試管中的液體呈深綠色時(shí),取出試管,冷卻待用。這樣處理彌補(bǔ)了原實(shí)驗(yàn)的不足:①取材廣泛。只要是深綠色的葉片,效果都好。②節(jié)約材料和藥品。原來要5g葉片,改進(jìn)后只要1g;原來要10mL的無水乙醇,改進(jìn)后只要2mL;改進(jìn)后不需要二氧化硅和碳酸鈣。③節(jié)約時(shí)間。④色素提取液深綠透明,色素含量高,效果明顯。
2.對濾紙條的制備與畫濾液細(xì)線的改進(jìn)
由于對濾液細(xì)線的要求高,一些教師的改進(jìn)是用吸水鋼筆代替毛細(xì)吸管,用鋼筆畫線容易掌控;或用蓋玻片的一側(cè)作為“印章”,蘸取濾液對齊濾紙條上的鉛筆細(xì)線垂直按下,待濾液干后,重復(fù)兩次,此方法省時(shí)省力,而且濾液細(xì)線易細(xì)、直、齊。
另一種改進(jìn)是改“畫線”為“點(diǎn)樣”。將一干燥的圓形定性濾紙(直徑大于培養(yǎng)皿底)蓋在培養(yǎng)皿上,用毛細(xì)吸管吸取色素提取液在中央點(diǎn)上2-3次,形成圓形色素斑。取一枚縫衣針,穿一根細(xì)棉線,在棉線末端打個結(jié),將針從濾紙的正面穿過色素斑中心。或在圓形定性濾紙中央用鉛筆尖在其中央戳破成一個小孔,用雙手把小塊濾紙條搓成一個紙捻,把紙捻的一端插入圓形濾紙的中央小孔,紙捻的一端與圓形濾紙平齊,另一端的長度與培養(yǎng)皿底的高度相當(dāng),用滴管吸取色素提取液滴在與濾紙平齊的紙捻上,待稍干燥后重復(fù)滴2-3次。此方法,可以避免濾紙條在伸入試管時(shí)被試管壁上殘留的層析液影響。
038097f21a7be25c114c82d5f3dbe217 3.對分離綠葉中的色素的改進(jìn)
由于層析液易揮發(fā),有毒,有些老師建議改層析液為無水乙醇;也有些老師自己設(shè)計(jì)層析盒,由于密閉效果好,能有效防止層析液揮發(fā),造成空氣污染,影響師生身體健康。
很多教師建議用圓形定性濾紙做色素分離實(shí)驗(yàn)。如上述“點(diǎn)樣”后,向培養(yǎng)皿底加入適量的層析液(或無水乙醇),把做好的濾紙扣在培養(yǎng)皿底的上面,棉線的無結(jié)一端(或紙捻)浸沒在層析液中,再將培養(yǎng)皿蓋蓋上??梢杂^察到濾紙上出現(xiàn)色素同心圓。
三、對實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的看法和體會
大多教師是從如何得到更明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象而對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)的。但《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出要進(jìn)一步提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng),尤其是發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力。高中學(xué)生實(shí)驗(yàn)次數(shù)有限,教師應(yīng)充分利用每一次實(shí)驗(yàn)的機(jī)會,來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,提高科學(xué)素養(yǎng)。
在此實(shí)驗(yàn)中,我注重了對學(xué)生提出問題、進(jìn)行探究和合作交流能力的培養(yǎng)。實(shí)驗(yàn)前,我與學(xué)生一起討論實(shí)驗(yàn)的原理和步驟,以及實(shí)驗(yàn)不成功的可能原因,引導(dǎo)學(xué)生從中提出可以探究的問題,鼓勵學(xué)生設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究。如:設(shè)置一個空白對照,不畫濾液細(xì)線,其他條件均相同,比較兩者的結(jié)果,排除不同色素帶是層析液在濾紙上擴(kuò)散留下來的顏色;通過設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)探究哪種實(shí)驗(yàn)方案更有利于達(dá)到最佳的實(shí)驗(yàn)效果等等,學(xué)生自己選擇實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。由于要在一節(jié)課堂完成,學(xué)生之間就有了小組與小組間的合作。
在分離色素的實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生設(shè)計(jì)了如下方案:事先根據(jù)燒杯的高度制備濾紙條,使其長度長出燒杯1cm,將長出的部分做直角折疊,另一端同制備濾紙條的實(shí)驗(yàn)要求劃濾液細(xì)線。在培養(yǎng)皿蓋的內(nèi)面貼上雙面膠,將濾紙條折疊部分貼在雙面膠上,可以貼數(shù)條。小燒杯中注入適量的層析液,把貼好濾紙條的培養(yǎng)皿蓋蓋在燒杯上,進(jìn)行層析。此方法,可以多個小組一同進(jìn)行,節(jié)約了藥品材料,降低了空氣污染;對開展探究實(shí)驗(yàn),設(shè)置對照實(shí)驗(yàn),都是不錯的選擇。
可見,實(shí)驗(yàn)并沒有一個固定的模式。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,教師也要善于學(xué)習(xí),勇于探索,敢于創(chuàng)新,這樣才會影響學(xué)生,使學(xué)生不拘泥于課本,養(yǎng)成質(zhì)疑、求實(shí)、創(chuàng)新、勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。
(作者單位 湖南省長沙市周南中