关于“绿叶中色素的提取与分离”实验的改进与创新研究

“绿叶中色素的提取与分离”是高中生物课程中一个极具代表性的实验，它不仅能让学生直观认识绿叶中含有的色素种类及特性，更是帮助学生理解光合作用原理的重要实践载体。然而，在传统的实验教学中，存在着诸多有待优化的地方。因此，针对“绿叶中色素的提取与分离”实验进行创新研究，探索更科学、高效、符合学生认知规律的教学模式与实验方法，具有重要的现实意义，这不仅能提升实验教学效果，更能助力学生核心素养的培养，让学生在实践中真正体会科学探究的乐趣与价值。

一、材料与处理方法改进

1.1 绿叶选取

教材中通常推荐使用新鲜菠菜叶作为实验材料，但菠菜叶的色素含量容易受到温度、光照等环境因素影响，稳定性欠佳。因此，在实验教学中，不妨考虑用其他材料替代，像朱槿、蟛蜞菊、勒杜鹃等常见树种的叶片，不仅色素含量稳定，而且获取方便，是不错的替代选择。且经过对多种叶片的对比实验发现，三角梅叶片色素含量较高，研磨起来轻松省力，也不易发生褐变，层析效果也十分理想。此外，若从生长环境的适应性或材料获取的便捷性出发，空心菜等叶绿素含量高的绿色蔬菜也是实验材料的优质备选[1]。

1.2 绿叶处理方法

教材中关于绿叶色素提取的标准操作流程为：去除新鲜叶片主脉后切碎置于研钵中，加入适量二氧化硅和碳酸钙进行研磨，随后加入无水乙醇继续研磨，最后过滤获得色素提取液。然而，在实际教学中发现，新鲜叶片含水量较高，导致研磨效率低下，不仅耗时费力，且难以充分研磨，最终影响色素提取效果。针对上述问题，可采用“干粉法”进行优化改进，具体步骤如下：首先为烘干处理，将新鲜叶片置于 55～60^∘C 烘箱中烘干，降低水分含量；其次是机械粉碎，使用料理机将烘干后的叶片研磨成细粉；再次是过滤提取，采用研磨过滤器对干粉进行过滤，以获取更纯净的色素提取液。实验表明，该方法能显著提升色素的提取量和实验效率。此外，在试剂选择上，可用 95% 乙醇替代无水乙醇，并省去碳酸钠的添加，既能保证提取效果，又能简化操作步骤，更适合课堂教学的实际需求。

二、画线方法改进

在教材推荐的绿叶色素实验操作中，通常使用玻璃毛细管绘制滤线。然而，实际教学过程中发现该方法存在明显缺陷：玻璃毛细管易堵塞断裂，操作难度大，且难以保证滤液细线的均匀性和连贯性，甚至可能损坏滤纸。针对这些问题，我们提出以下两种改进方案：

方案一：折叠刮取法

1. 将滤纸沿铅笔基准线对折

2. 用镊子刮破叶片下表皮

3. 将对折后的滤纸边缘在刮破处反复拉动 2～3 次，使滤液充分渗透

4. 待滤液干燥后，将滤纸平铺并用载玻片轻压展平折痕

5. 最后将处理好的滤纸放入层析装置

方案二：印刷法

采用三角形硬质塑料片（如衣物标签）作为工具，可预先对其表面进行打磨以增强吸附性。操作时：

1. 蘸取少量色素研磨液

2. 轻轻按压在滤纸指定位置

3. 待其自然风干后重复操作 2～3 次

这两种改进方法操作简便、成功率高，尤其印刷法能显著提升滤液细线的质量，在浓度控制、线条细度、均匀度及直线性等方面均表现出优异效果，更

适合课堂教学实践 [2]。

三、层析方式与装置的改进

针对传统层析装置的不足（如滤纸易粘连、层析液挥发快等问题），笔者设计了两种改进方案：其一为悬挂式层析装置：在烧杯口架设带孔硬纸片，注意要开几个小孔，接着将滤纸条穿过小孔悬挂于烧杯中进行层析，有效避免滤纸与杯壁接触。其二为采用平底指形管替代传统烧杯，加盖橡胶塞减少挥发，这可以实现层析液的重复利用。在材料选择方面，针对教材推荐的定性滤纸存在色素扩散、分离效果欠佳（如色素带重叠、模糊）等问题，可以采用薄层层析硅胶板或是圆形定性滤纸层析法，可观察到 4 个明显的同心圆色素环，颜色分布为橙黄色、黄色、蓝绿色和黄绿色，这样的实验现象直观，教学效果也比较显著 [3]。

四、教学过程设计改进

传统教材中的实验多以验证性为主，教学时教师会详细讲解实验的具体过程，再指导学生按规定步骤操作。这种教学方式不利于培养学生的创新思维和探究精神，学生也难以获得深层次的生成性体验。为此，可以对实验教学进行系统化改革。首先，根据学生特点进行精细化分组；其次，设计一系列探究问题，并采用逆向思维教学设计，将传统的验证性实验转变为探究性实验。实践证明，这种模式不仅提高了学生的课堂参与度，还激发了他们对实验内容的兴趣，让学生对实验原理、材料和器具有了深刻理解，不再盲目依赖课本，敢于质疑，从而提升了核心素养。同时，对实验材料的选择也进行了拓展，引导学生探究小青菜、萝卜叶等不同材料的提取效果，还鼓励他们创新尝试，利用非叶材料开展拓展实验。这种开放式的探究模式，让实验变成了生动有趣的探索活动，将实验与日常生活紧密结合，不仅增强了实验的趣味性，也培养了学生的应用能力 [4]。

五、结语

总而言之，通过对“绿叶中色素的提取和分离”实验在材料选择处理、画线方法、层析方式、教学过程等多方面的改进与创新，实验效果得到了显著提升，在色素提取效率、分离效果、实验操作便利性及环保性等方面均优于传统实验方法。改进后的实验不仅有助于提高实验教学质量，更能有效培养学生的科学素养和环保意识。未来，可进一步探索更多新型实验材料和技术，实现更精准的色素分离，不断完善和拓展该实验，使其更好地服务于生物学教学和科学研究。

参考文献：

[1] 王朝君，巫忠燕，叶超，等．“绿叶中色素的提取和分离”实验的创新[J]．实验教学与仪器，2024， 41(3):66-68.

[2] 于丹丹．“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进 [J]．生物学通报，2017， 52(7):45-46.

[3] 邓照楠，张旭梅，王朝君，等．“绿叶中色素的提取和分离”实验改进[J]．中学生物教学， 2023(21):66-68

[4] 杨勇．绿叶中色素的提取和分离实验的完善和改进 [J]．考试周刊，2019(64) ：152-153