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实验的改进的探讨

◇  林 迪

    【摘  要】本文通过对实验的改进，旨在达到以下目的：优化实验方案，简单实验操作，使得色素提取和分离效果更佳明显，提高学生操作技能，培养学生环保意识和实验创新能力。

【关键词】探讨   色素提取和分离  实验改进

高中生物必修教材的特点之一是实验比较多。对于教材中的有些实验，可以从选材、试剂用具、实验设计等方面，根据各个地区，各个学校的实际情况，在教学实践中加以改进和创新，使之更适合本校师生的实验活动的开展，以确保实验的可行性、准确性和实效性，同时也有利于培养师生的创新精神和实践能力。我在从事实验教学时，对部分实验作了如下改进。

　  一、选材和试剂的改进

1.教材实验用菠菜叶，研磨液黏稠，需要过滤，实验步骤繁琐。

改进：①采用革质的植物叶片，如龟背竹、榕树的叶等。这些观赏植物我校实验室就有，取材方便，研磨液不黏稠，不需要过滤即可直接使用研钵中的上清液。②采用韭菜，韭菜一年可收割多次，材料易获取；韭菜叶片肉质较厚，保水性好，可长时间保存而色素不易受到破坏；韭菜叶脉较少，叶片细长，柔软，纤维少，易粉粹；叶绿素含量较高，层析得到的四条色素带清晰明显。

2.“色素提取液”的改进。

课本中应用“丙酮”做色素提取液，其弊端在于：①农村中学实验室通风设施差，学生人数众多，该药品易发性、有毒，或多或少都会造成人身毒害。②药品价格不低。③在提取过程往往不能迅速的研磨充分，而丙酮早挥发不少，导致提取的溶液含色素少。

改进：用95％的酒精作为色素提取液，效果不错，最重要的保障了人身安全，降低实验成本，实验后废料对环境无遗害。

3.叶绿素保护试剂的改进: 在实验中, 由于学生把握不好CaCO₃的用量, 致使难溶于水的CaCO₃白色粉末明显地残存于滤液中, 影响实验效果。

改进：Na₂CO₃ 同样具有保护叶绿素的作用,且有易溶于水的优点, 故可改用少许N a₂ CO₃ 代替CaCO₃。

4.制备滤纸条：教材中使用干燥处理过的定性滤纸。滤纸条长6厘米、宽1厘米。我们在实验中发现滤纸条长度不够，影响色素在滤纸条上的分布。

改进：将滤纸条改为长度10厘米。在滤纸条一端剪去两角做标记， 并在这一端1.5厘米处用铅笔画一条细细的横线；在滤纸条另一端距纸条边缘1厘米处再画一条细线，作为色素带的终点。在分离色素时， 当看到最上面的色素带到达该细线时，取出滤纸条，此时4条色素带分布效果最佳。

5.“画滤液细线工具”的改进。

要想使四种色素理想的分离开来，“画滤液细线”一环就显得特别重要了，其要求是“细而直”。教材安排用“毛细吸管”画线，因为人手用力的不均，尺度把握不准，其结果往往不是画粗了就是画弯了。

改进：画线工具，换为“刮胡刀片”、“加工好的塑料片”、“系在镊子两尖间绷紧的细棉线”，效果很好。其优点体现在：①改进后的工具其画线面是直的，从而保证“滤液细线直”的要求。②改进后的工具其画线面是极薄的，从而保证“滤液细线细”的要求。③所用工具取自生活中的废料，制备极易，而且耐用。不像“毛细吸管”易脆，实验费用高。

6.“层析液”改进。

教材规定的层析液由20份石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成，也可用93号汽油替代。不管前者还是后者，要么存在有毒的危险，要么存在易挥发，易燃烧的不安全隐患。

改进：以95％的酒精作为层析液，其分离效果照样明显，而所花费的材料价格却低廉得多，更具重要意义的是保障了实验人员的身体健康和安全。

二、实验设计的改进

1.“色素提取方法”改进

将用“研钵研磨”改成“搅拌机”粉粹匀浆。查阅了各种生产色素提取的工艺，无一是用研钵研磨的方法，而几乎都是用一种叫“韦氏搅切器”的粉粹设备。而这种设备我们实验室无法使用，所以可选择常见的“搅拌器或榨汁机”替代

2.“层析用具”改进。

进行叶绿体色素分离时，教材中介绍的是滤纸条层析法。该操作方法的最大缺陷是得出的分离色素带不够清晰，特别是四种色素中含量低的胡萝卜素很难在滤纸条上看清楚。

改进一：用普通教学白粉笔来充当层析工具是一个不错的选择。方法是：取一支完整无损毁的白粉笔，经充分干燥处理后，将较粗大的一端在色素过滤液中多次蘸取色素。该过程的关键为每次蘸的动作要快，而且每蘸一次要待充分干燥后再蘸下一次。层析时再将色素端朝下，把粉笔直立在一个装有适量层析液的小培养皿中进行层析。稍等片刻就能得到较清晰的分离的色素带，效果较滤纸条更理想。

改进二：每位学生一支长度为10厘米的小试管，在试管中加入1mL的层析液（95％的酒精），将滤纸条轻轻插入小试管中，然后用保鲜膜代替培养皿盖将试管口密封，一段时间后即可见分布整齐的4条色素带。通过改进，既可节省试剂，又安全可靠，而且试验成功率很高。避免了滤液细线被层析液淹没，也避免了因没有足够多的培养皿盖而造成的不便。

改进三：将课本中的“条形滤纸层析法”改为“灯芯法”

具体改进如下：

⑴所需材料仪器：圆形定性滤纸（直径略大于上图中大培养皿的直径，大小培养皿、脱脂棉线、回形针、钢笔帽。

⑵灯芯法的层析分离步骤

①  取干燥的圆形定性滤纸一张，用回形针在圆心处扎一个小孔。

②  吸取lml色素提取液滴入另一培养皿中，缓慢摇动培养皿，使色素提取液均匀覆盖在培养皿底部。

③  约半分钟后，待大部分酒精挥发，将钢笔帽扣在培养皿底部蘸取色素提取液，然后以圆形滤纸中央小孔为圆心，将钢笔帽扣于其上形成一个圆形色素圈，重复上法3-5次。

④  取一根长度为3厘米的脱脂棉线，一端打死结，穿过已华油圆形色素圈的滤纸中央小孔。

⑤  吸取5ml层析液滴入途中小培养皿中，将上述圆形滤纸盖在培养皿上，脱脂棉线浸入层析液中，约2分钟后即可出现清晰的同心圆色素带

⑶“灯芯法”层析分离效果如图