舒孝和

摘要：綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)：一是根據(jù)細(xì)小狹縫具有毛細(xì)現(xiàn)象能吸收液體的原理，將兩塊不銹鋼保險(xiǎn)刀片重合形成細(xì)小狹縫，設(shè)計(jì)制作色素點(diǎn)樣器；二是根據(jù)活性炭能吸附有毒氣體原理，用透明管道和活性炭等材料設(shè)計(jì)制作管式色素分離器。該創(chuàng)新教具方便易操作，環(huán)保耐用。

關(guān)鍵詞：改進(jìn)創(chuàng)新；色素點(diǎn)樣器；管式色素分離器；方便易操作；環(huán)保耐用

新人教版高中生物必修1第五章第四節(jié)光與光合作用的“綠葉中色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)”，是用毛細(xì)玻璃管畫濾液細(xì)線和用試管進(jìn)行色素分離。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過程中，用毛細(xì)玻璃管很難畫出“細(xì)、齊、直”的色素濾液細(xì)線，導(dǎo)致分離后的色素帶彎曲、重疊，難以觀察；而且毛細(xì)玻璃管易斷裂、易劃傷濾紙條。將綠葉中的色素進(jìn)行濾紙層析分離的層析液，其成分為石油醚、丙酮和苯，都具有毒性、易揮發(fā)。實(shí)驗(yàn)原型用試管盛裝層析液進(jìn)行色素分離，有毒的層析液揮發(fā)氣體易泄漏，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室毒氣彌漫，破壞環(huán)境，危害師生身體健康。為了使色素的分離實(shí)驗(yàn)快捷、方便、易操作并獲得更佳實(shí)驗(yàn)效果，以及保護(hù)環(huán)境、保護(hù)師生身體健康，筆者經(jīng)過不斷的思考和深入探索，對原實(shí)驗(yàn)做了一些改進(jìn)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)并制作了色素點(diǎn)樣器和管式色素分離器。

1 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新原理

①根據(jù)細(xì)小狹縫具有毛細(xì)現(xiàn)象，能吸收液體的原理，將兩塊不銹鋼保險(xiǎn)刀片重合形成細(xì)小狹縫，設(shè)計(jì)并制作了色素點(diǎn)樣器。

②根據(jù)活性炭能吸附有毒氣體的原理，改進(jìn)用試管進(jìn)行色素分離實(shí)驗(yàn)，用透明有機(jī)玻璃管和活性炭，設(shè)計(jì)并制作了封閉的管式色素分離器。

2 色素點(diǎn)樣器

2.1 制作材料及工具

透明有機(jī)玻璃板，保險(xiǎn)刀片，螺絲釘，螺絲刀，膠水，鋼鋸，鉗子，挫刀等材料和工具。

2.2 制作過程和結(jié)構(gòu)功能

制作過程：如圖1所示，準(zhǔn)備2塊長方形透明有機(jī)玻璃片、3塊不銹鋼保險(xiǎn)刀片、2顆螺絲釘和膠水等材料和工具。將兩塊刀片的一側(cè)刀刃切去兩角；再將1塊刀片裁剪，截取兩小片，放在一刀片上如下圖1-b箭頭所示的兩側(cè)位置，在其上在蓋一刀片做成組合刀片（兩刀片間有狹縫）；再將組合刀片夾在兩塊長方形有機(jī)玻璃片中間（一側(cè)露出刀刃），在側(cè)面打兩孔并用螺絲釘固定，將兩塊重合的有機(jī)玻璃片的側(cè)邊縫隙用膠密封，并在長側(cè)邊中央箭頭標(biāo)記處留一小孔，即完成制作。

結(jié)構(gòu)功能：如圖1-c所示，加樣孔用于滴加色素濾液；儲液室用于儲存一定量的色素濾液；點(diǎn)樣刀可在濾紙條上點(diǎn)出“細(xì)、齊、直”的濾液細(xì)線。

2.3 使用方法和對照測試

使用方法：先用吸管吸取色素濾液，在加樣孔加入幾滴色素濾液，然后在濾紙條適當(dāng)位置快速點(diǎn)樣。待濾液細(xì)線干后，重復(fù)兩到三次。

對照測試：

① 使用毛細(xì)玻璃管畫濾液細(xì)線，取液一次，最多只能畫6次，且難以操作，易傷濾紙條，器材易損壞。

② 使用色素點(diǎn)樣器點(diǎn)濾液細(xì)線，取液一次，可點(diǎn)樣60次，方便、快捷、易操作，且樣線標(biāo)準(zhǔn)，滿足“細(xì)、齊、直”的要求，不傷濾紙條，器材經(jīng)久耐用。

3 管式色素分離器

3.1 制作材料及工具

透明有機(jī)玻璃板，透明有機(jī)玻璃管，透明三通管，透明彎管，自來水三通管，3.2 制作過程和結(jié)構(gòu)功能

制作過程：如圖2所示，準(zhǔn)備活性炭顆粒、有機(jī)玻璃板、透明有機(jī)玻璃管及三通、透明彎管、自來水管三通、醫(yī)用輸液管等材料和工具。將管道按如圖連接好，用膠固定在有機(jī)玻璃板上，然后在不透明管道中裝填好活性炭顆粒，再在三個透明管管口用海綿材料制作內(nèi)蓋，中間留一狹縫，蓋上塑料蓋即制作完成。

結(jié)構(gòu)功能：如圖2-b和2-c所示，儲液管用于儲存層析液，連接加液管。活性炭管裝填活性炭，用于吸附層析液（其成分石油醚、丙酮和苯都具有毒性）的揮發(fā)氣體，活性炭可更換。分離管是進(jìn)行色素分離的場所，其頂端的外側(cè)有封閉蓋，防止有毒氣體逸出；其內(nèi)側(cè)有狹縫，可調(diào)整濾紙條的插入長度并防止有毒氣體逸出。

3.3 使用方法和對照測試

使用方法：

① 用注射器吸取層析液。

② 通過加液孔往裝置中緩緩注入適量的層析液。

③ 將點(diǎn)好濾液細(xì)線的濾紙條通過分離管頂端的狹縫插入，調(diào)整濾紙條插入長度，不能讓層析液觸及濾液線，并蓋上封閉蓋。

④ 待層析液上緣擴(kuò)散至接近頂端狹縫時(shí)，將濾紙條取出，觀察濾紙條上所出現(xiàn)的色素帶及其顏色，并做好記錄。

⑤ 用注射器將余下的層析液吸回。

對照測試：

① 教科書用試管進(jìn)行色素分離實(shí)驗(yàn)，每完成50次濾紙層析分離，需消耗12 ml層析液，且揮發(fā)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。（層析液揮發(fā)氣體有毒，危害師生身體健康。）

② 創(chuàng)新教具用自制管式色素分離器進(jìn)行色素分離，每完成50次濾紙層析分離，需消耗8ml層析液，且?guī)缀醣换钚蕴课健?/p>

根據(jù)活性炭對層析液飽和氣體的吸附值約為0.27g/g，層析液密度為0.5g/ml，管式色素分離器裝填150g活性炭，可知每完成約500次色素分離后需更換活性炭管的活性炭，并對廢棄活性炭進(jìn)行焚燒或回收處理。

4 創(chuàng)新點(diǎn)

①用色素點(diǎn)樣器點(diǎn)濾液細(xì)線：方便、快捷、易操作，且樣線標(biāo)準(zhǔn)，不傷濾紙條；器材經(jīng)久耐用。

②用管式色素分離器進(jìn)行色素分離：方便易操作，安全而環(huán)保；器材經(jīng)久耐用。

參考文獻(xiàn)：

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