人教版生物必修一 能量之源——光与光合作用-绿叶中色素的提取和分离实验的改进教用课件
绿叶中色素的提取和分离实验的完善和改进
绿叶中色素的提取和分离实验的完善和改进绿叶中色素的提取和分离实验是生物实验中经常进行的一个实验项目。
通过该实验，可以有效地提取和分离绿叶中的色素成分，了解叶绿素的结构和功能，培养学生的实验操作技能和科学思维能力。
该实验在操作过程中存在一些问题和不足之处，需要进行完善和改进。
当前绿叶中色素的提取常使用酒精作为提取溶剂，但由于酒精对色素的溶解能力较弱，提取后色素的浓度较低，导致实验结果不够明显。
可以尝试使用其他溶剂，如丙酮、乙醇等，以提高色素的溶解度。
现有的绿叶中色素分离常使用薄层层析法，该方法操作简单，但分离效果有限。
可以考虑使用高效液相色谱法（HPLC）进行色素的分离，该方法可以提供更高的分离效率和分辨率，能够有效地分离和鉴定多种色素成分。
为了提高实验的准确性和可靠性，可以在实验中增加对色素成分的定量分析。
可以利用分光光度法或荧光光谱法对取得的色素溶液进行光谱分析，根据吸收光谱或荧光光谱的图形特征，确定色素的种类和浓度，并进行定量计算。
为了深入理解绿叶中色素的作用和功能，可以进行一些相关的生理生化实验。
利用绿叶的光合作用能力，可以通过实验测定不同色素成分对光合速率的影响，研究色素光合效应的差异。
可以进行对不同色素成分的光捕捉效应和光保护效应的比较研究，以探究不同色素在植物的生长和发育过程中的功能差异。
在实验过程中，要注意控制实验条件，保持实验的重复性和可比性。
尽量保持每个实验操作步骤的一致性，避免操作上的偏差对实验结果的影响。
要注意安全操作，提醒学生注意酒精的火源，避免发生火灾事故。
绿叶中色素的提取和分离实验可以通过改进溶剂选择、采用高效液相色谱法、增加定量分析等手段进行完善和改进。
这样不仅可以提高实验结果的准确性和可靠性，还能够进一步深入理解绿叶中色素的作用和功能，培养学生的实验操作技能和科学思维能力。
“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进和创新
“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进和创新普通高中生物必修1教材中“绿叶中色素的提取和分离”实验的操作过程复杂，时间耗费多，且实验现象并不明显，或者材料选择不佳，在限定的时间内往往难以达到预期的实验效果。
对此，我对这个实验进行了如下改进：1、色素的提取（1）实验材料：选择叶片较肥厚的绿色植物叶片作实验材料：如豆腐菜，色素含量高。
（1）过滤装置的改进：将过滤用的尼龙布改为用三层纱布，过滤速度快，操作更为简单。
2、色素的分离教材实验步骤中滤纸条的制备，不仅要考虑与层析时的装置配套，还要去除边缘效应；画滤液细线时要求每次都画的又细又直；层析时还要注意层析液不能没过滤液细线，滤纸条不能贴壁等，基于这些种种细致的要求，我的改进和创新如下：（1）实验试剂的改进人教版课本层析液（由20份在60～90摄氏度下分馏出来的石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成），本实验中考虑到实验的安全性，1份苯换成1份甲苯，最后实验结果证明现象很明显，四条色素带跑的很好，况且甲苯相对苯对人的危害性弱一点。
（2）实验步骤的创新制备滤纸条：本实验要求将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，改为将干燥的定性滤纸剪成大于烧杯长的滤纸条，并将滤纸条折成7字型，以保证滤纸条不贴壁的要求。
画滤液细线：画滤液细线时要求用毛细吸管蘸取滤液每次都画的又细又直，切容易将滤纸划破；改为：每次用盖玻片边缘蘸取滤液印在滤纸条上，可以保证又细又直，又不会弄坏滤纸条。
且实验效果更好。
第1步：取一圆形定性滤纸（干燥处理），靠近中间部位打一小孔（用牙签较好）放在小培养皿上（如图1）。
第2步：用毛细吸管吸取提取出的色素滤液，点样在小孔边缘（如图2），待滤液干后重复2次。
第3步：自制棉花线，待滤纸上滤液干后从背面穿入（如图3）第4步：将少许层析液倒入小培养皿中，棉花线浸入，开始层析，层析中的滤纸既是跑道,又相当于培养皿的盖子，可减少层析液的挥发。
一分钟之后就会出现4个非常漂亮的同心圆（如图4为两次实验结果），由外到内依次是橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色。
实验教学设计：绿叶中色素的提取和分离改进实验
实验教学设计：绿叶中色素的提取和分离改进实验一、使用教材《叶绿体中色素的提取和分离》是普通高中课程标准实验教科书人教版必修一第5章第4节能量之源——光与光合作用的实验部分。
叶绿体是植物光合作用的场所，做好叶绿体中色素的提取和分离实验，有助于学生了解光合色素的种类和作用，加强学生对光合作用的理解和掌握。
而教材中的实验操作设计存在一节课的时间内很难完成的不足，难以达到理想实验效果。
二、实验器材1、实验材料：新鲜的绿色叶片、定性滤纸、有机溶剂、层析液(20份石油醚、2份丙酮、1份苯混合)、二氧化硅、碳酸钙。
2、实验仪器：烧杯、研钵、漏斗、纱布、剪刀、小试管、培养皿、毛细吸管、量筒、水浴锅、卡纸。
三、实验改进要点在兼顾原有实验操作知识点上，从实验的选材，色素提取和分离方式都做了一些改进。
原先的研磨方法学生操作起来比较耗时，色素的质量容易参差不齐，现改为水浴法（原理：利用高温破坏膜的透过性，使叶绿体中的色素溶解于无水乙醇中），省时又能保证色素的含量；原先的分离装置中的滤纸条的制作改为卡片法（用卡片蘸取少量滤液划线）；卡有吸水的功能，可以减少划线次数，不容易扩散。
四、实验原理光合色素主要存在于高等植物叶绿体的基粒片层上，而叶绿体中的色素能溶于有机溶剂中。
故要提取色素，要破坏细胞结构，破坏叶绿体膜，使基粒片层结构直接与有机溶剂接触，使色素溶解在有机溶剂中。
叶绿体中的色素有四种，不同色素在层析液(脂溶性强的有机溶剂)中的溶解度不同，因而随层析液的扩散速度也不同。
五、实验教学目标（一）知识与技能1、简述叶绿体中色素提取和分离的原理2、理解各试剂在实验中的作用和对实验结果的影响3、了解叶绿体中的色素的种类及颜色（二）过程与方法1、能正确进行“提取、分离绿叶中色素”的各个操作步骤。
2、能通过组内对实验方法、现象进行比较和讨论，提高自身发现问题、分析问题和解决问题的能力。
介绍实验材料（花叶假连翘、鹅掌柴、灰莉、九里香）实验一：叶绿体色素的提取播放有关色素提取的实验操作视频（研磨法）回顾整个提取步骤提问：石英砂的目的：碳酸钙的目的：分步加无水酒精的目的：那我可不可以用水来提取叶绿体色素？引出实验的原理：叶绿体色素不溶于水，能溶解在有机溶剂中，同学们可以哪些是属于有机溶剂？考虑到安全性（汽油易燃，丙酮有毒）所实验二：叶绿体色素的分离继续播放有关色素分离的实验操作视频原理用法分离叶绿体中的色素，不同色素随层析液在滤纸上扩散速度（溶解度不同）。
叶绿素提取和分离实验的改进
叶绿素提取和分离实验的改进“叶绿体中色素的提取和分离”实验，是高中生物教学中的一个重要实验，人教版普通高中老、新版教材均将其列为必做实验之一。
该实验包括两项内容，一是叶绿体中色素的提取，即为下一步色素的分离准备材料；二是采用纸层析法分离提取液中的各种色素。
但是本实验过程复杂，完全按课本中的实验方法去做, 学生往往因操作不当很难达到预期目的。
如果对实验上的操作做出一些改进创新，应该能提高实验的成功率。
一、叶材料的选取书本上的方法是取绿叶5g剪碎于研钵中, 加少许二氧化硅和碳酸钙, 再加10ml 无水乙醇, 研磨、过滤后即为色素提取液。
采用这种方法, 滤液提取困难, 提取出来的滤液色素含量低, 造成分离的色素带清晰度差。
改进办法是恰当选择质地柔软、深绿色的叶片，如菠菜叶。
除去叶片上较粗大的叶脉和叶柄。
并在实验前做适当干燥处理，可以将其自然风干，如果有条件也可以将叶片放在冰箱中冷冻几小时，这样可以降低叶片含水量,提高叶绿体中色素的提取效率。
二、画滤液细线这一步骤书本要求用毛细吸管画线，首先受学校设备所限,不易拉出很细且符合要求的毛细吸管, 就算有毛细吸管，操作时学生很难把握,毛细吸管非常容易断裂，这样划出的线粗细不均匀。
改进方法有三种: 一是可以用用去掉笔芯的自动铅笔代替毛细吸管，每个高中生手头都有这种材料，而且好操作，画出的线又直又均匀；二是采用“印泥”法,用较薄且干净的盖玻片，沾取色素提取液，有另一载玻片将色素提取液划薄，再将盖玻片印在滤纸条上，印出的色素液线又细又齐又匀．比用毛细吸管省时省力；三是可以将制备好的定性滤纸条距底部1cm处折起并轻压，用滴管吸取少量的色素提取液尽量平铺在载玻片上，将折好的的滤纸轻轻蘸在色素提取液上，这样得到的滤液线也是又细又直的。
这步中，滤液线要求画两到三次，并且要求滤液干燥后，学生做实验时很容易在滤液细线未干就重划, 导致滤液细线越划越粗, 不符合要求；滤液细线未彻底干燥就放入层析装置中, 色素带上升缓慢, 色素带分离效果不好。
绿叶中色素的提取和分离实验的完善和改进
绿叶中色素的提取和分离实验的完善和改进绿叶中色素的提取和分离实验是生物科学实验中常见的内容之一，在研究植物叶片的色素成分、色素的结构和功能以及色素对植物生长发育和环境适应的作用等方面具有重要的意义。
为了更好地提取和分离绿叶中的色素，我们可以针对原有的实验方法进行完善和改进，从而提高实验的稳定性、重复性和可比性。
下面就我们对绿叶中色素的提取和分离实验进行改进的一些思路和方案作一详细介绍。
一、实验方法改进：原有的绿叶中色素提取和分离实验方法通常采用醇浸提取法或乙醚提取法，其中醇浸提取法主要是利用酒精或丙酮等有机溶剂将绿叶中的色素溶解出来，然后通过过滤、浓缩和干燥等步骤得到色素样品，而乙醚提取法则主要是利用乙醚将绿叶中的色素溶解出来，然后通过离心、蒸发和干燥等步骤得到色素样品。
在这两种提取方法中，都存在一些缺点：醇浸提取法中化学品使用较多，有机溶剂挥发性大、易燃易爆，操作较为复杂和危险；乙醚提取法中乙醚对实验人员和环境有一定的毒性和危害；两种方法得到的色素提取物中还存在着较多的杂质和难以分离的成分。
基于上述问题，我们可以针对原有实验方法进行改进，提出如下实验方法改进方案：1. 优化提取条件：可以通过对不同溶剂的选择和不同浸提条件（如浸提时间、浸提温度、浸提溶液酸碱度等）的优化，以优化提取效果和提取效率，降低对有机溶剂使用量、降低对环境和实验人员的危害。
2. 加强预处理步骤：在提取之前，可以对叶片进行一些预处理步骤，如叶片的颞片化、叶绿素的去除、颞片的破碎等，以增加提取效果和减少提取难度。
3. 优化分离条件：在得到色素提取物后，可以采用现代色谱或电泳技术对色素提取物进行分离和纯化，以得到更纯净、更单一的色素成分；在分离时还能测定每种色素的含量和比例，从而对色素的成分和结构进行更详细的分析。
在实验的实际操作过程中，还有一些需要改进的地方：1. 严格操作规程：在操作时，要严格遵守实验规程和操作规范，特别是在使用有机溶剂时要注意防火防爆和防毒防害措施。
“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进与优化
实验改进“绿叶中色素的提取和分离”实验的改进与优化福建省莆田市华侨中学（351115）周伟国福建省莆田市第六中学（351111）黄玉贤安徽省芜湖市第十二中学（241002）吴志强人教版生物教科书必修一教材中有一个高中学生必做的分组实验,即绿叶中色素的提取和分离实验。
实验要求学生采用研磨法来提取绿叶中的4种色素，并通过纸层析法来分离绿叶中的4种色素，旨在通过实验证明绿叶中含有4种能进行光合作用的色素。
实践发现多数学生在此实验中普遍得到非正常结果。
有的是2条色素带（即叶绿色a带和叶绿素b带）,有的是3条色素带（即多了1条叶黄素带），能得到4条色素带（即还有1条胡萝卜素带）的正常结果较少。
笔者经过不断地探究，发现原来是在实验过程中忽视了一些细节，直接影响到实验结果,于是就对这些细节进行剖析，改进创新，终于实现了大多数学生都得到4条色素带的结果（即证明了绿叶中含有4种色素），并且颜色鲜艳、色带明显（即证明绿叶中各种色素含量较多）。
实验获得成功其实很简单,学生除了按照教科书上说明的方法步骤认真操作以外，又能掌握实验的注意事项，特别是做好相关细节的操作。
1在精挑细选实验材料中把握好细节实验材料及实验方法在很大程度上决定着实验的成败，选好了实验材料就迈出了实验成功的第一步。
为此,笔者整理了改进实验材料的经验。
1.1实验材料的选择新鲜绿色的菠菜叶是实验材料的首选,它富含色素且便于研磨，但是含水量较多。
平时从菜市场上买回来的菠菜大多数已被菜农用清水浸泡2〜3h T，菜叶看似新鲜硬挺翠绿，其实含水量非常多,容易腐烂,必须进行干燥处理以减少其含水量，提高色素提取液的浓度进而提高实验的效果。
1.2实验材料的“四不用”不是所有新鲜绿色的叶片都能选用，有些绿叶就不是理想的实验材料。
①鲜绿诱人的扶桑、木槿等植物的绿叶,它们的叶表皮含有蜡质层，叶片里含有一丝丝白色的粘液质，叶片不但很难研磨，而且很难提取到色素提取液，更谈不上提取到好的墨绿色的色素提取液,实验效果差;②甘薯、榕树、橡皮树等植物的绿叶，它们的叶片内含有较多白色的乳汁,色素提取液颜色淡黄、浓度低,实验效果差;③萬苣、芹菜等植物的绿叶，它们的色素提取液容易发生褐色变化,导致实验效果差;④四季海棠、一品红等植物的红叶，它们的叶中花青素含量较多,光合色素含量相对减少了，且花青素会影响色素分离效果，实验效果不理想。
对“绿叶中色素的提取和分离实验”的优化及改进
2020年第4期实验在高中生物教学中具有重要地位和作用。
通过实验教学，一方面可提高学生实验操作能力，激发学生学习生物的积极性，另一方面有助于培养学生实事求是、认真严谨的科学态度，是实施素质教育的有效途径。
笔者在教学实践和研究中发现，部分高中生物实验存在设计不足等问题，易导致实验教学效果不理想。
对此，可通过改进实验操作方法或优化实验步骤予以解决。
以下试举一例予以说明。
“绿叶中色素的提取和分离实验”是高中生物1必修教材中的一个实验，该实验包含提取色素、分离色素两个小实验。
学生按照教材中的方法和步骤进行操作，有时实验结果不明显甚至不成功，主要表现在滤纸条上色素分离后得到的色素带颜色较浅、色素带不齐、色素分离的结果不明显等。
一、滤纸条上色素带颜色较浅的原因分析及改进措施原因分析。
色素在滤纸条上分离后得到的色素带颜色较浅，主要是前一个实验中提取到的色素浓度较低，除研磨不充分以外，还受以下因素影响。
一是取材问题。
植物的绿叶中本身含色素较少或植物叶片含水量较多等都会导致提取到的色素浓度较低。
二是无水乙醇的用量问题。
按教材中要求，如果在5克新鲜的绿叶中加入10m l无水乙醇，同样也会导致在滤纸条上分离后得到的色素带颜色较浅，分析原因主要是加入的无水乙醇太多，导致提取到的色素浓度较低。
改进措施。
针对取材问题，可以选色素含量较多的植物叶片，但这些植物往往会受到地域或季节限制。
菠菜是一种物美价廉、容易取材的实验材料，课本中实验虽然对菠菜进行了晾晒（其目的是散失一部分水分），但实验效果仍不佳。
经多次反复实验，如果用烘干箱在50℃~60℃条件下处理一段时间（以叶片不发黄为标准），则实验效果较好。
针对无水乙醇的用量问题，适量增加叶片的质量或减少无水乙醇的用量（如7m l ），能使该问题得到较好解决。
二、滤纸条上色素带不齐的原因分析及改进措施原因分析。
教材中要求用毛细吸管吸取少量的滤液，在制备好的滤纸条上沿用铅笔画好的线画滤液细线，要求画出的滤液细线“细”“直”“匀”，待其干燥后，再重复操作1~2次。
绿叶中色素的提取和分离实验的完善和改进
绿叶中色素的提取和分离实验的完善和改进绿叶中色素的提取和分离是一项常见的实验，其中提取过程主要基于色素的极性差异，分离过程则通过色谱等手段进行。
但是这项实验也存在一些不足之处，例如提取效率低、杂质多、分离时间长等问题。
因此，我们需要对该实验进行改进和完善，以提高其可行性和效率。
一、提取过程的改进绿色植物中含有多种色素，但叶绿素是其中最主要的成分。
目前，常用的叶绿素提取方法主要包括乙醇提取法、丙酮提取法和二氯甲烷提取法等。
然而，这些方法都存在一些问题。
1、乙醇提取法乙醇提取法是常用的叶绿素提取方法之一，但其提取效率较低。
这是由于乙醇的极性较大，无法充分溶解非极性的叶绿素等色素。
因此，我们可以选择一些更为极性适中的有机溶剂，如甲醇、异丙醇等，来替代乙醇。
2、丙酮提取法丙酮提取法虽然提取效率较高，但其提取液中常含有大量的杂质，如脂肪酸、糖类等。
这些杂质降低了叶绿素等色素的纯度，影响了后续的分离和检测。
因此，我们可以将丙酮与甲酸或硫酸等酸性溶液混合使用，利用酸性溶液去除杂质，提高提取液的纯度。
3、二氯甲烷提取法二氯甲烷提取法能够有效地提取非极性物质，例如脂溶性色素和脂肪酸。
但是，这种方法在操作过程中需要注意防止对人体造成伤害，同时还需考虑环境污染的问题。
因此，我们可以尝试使用其他安全环保的有机溶剂来替代二氯甲烷。
分离过程常用的方法包括薄层色谱法和高效液相色谱法等。
然而，这些方法分离时间长，需要的化学试剂较多，而且分离效率可能低。
因此，需要寻找一些新的改进方案。
1、离心沉淀法离心沉淀法是近年来被广泛应用于生物科学中的一种新方法。
该方法基于纳米颗粒的特性，将待分离物质的颗粒大小控制在纳米级别，然后通过离心沉淀实现精准分离。
这种方法具有操作简便、时间短、分离效率高等优点，并且不需要过多的化学试剂，可以大幅度降低实验成本。
2、超声波辅助法超声波辅助法是利用超声波能量对液体中的生物分子和颗粒进行强烈的机械作用和物理效应，促进其离子化、溶解和分散等。
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人教版生物必修一 能量之源——光与光合作用-绿叶中色 素的提 取和分 离实验 的改进 教用课 件
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5.用毛细吸管在长6cm， 宽1cm的滤纸条上划线。
6.滤纸条插入到层析液 中，用培养皿盖上。
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图片欣赏
1
绿叶中色素的提取和分离
一、温故而知新
细胞基本结构
承
叶绿体的结构作用
上
启
下
光合作用原理及应用
3
绿叶中的色素种类及生理作用：
叶绿素a 呈蓝绿色
绿 叶绿素
叶
中
叶绿素b 呈黄绿色
吸收红 光、蓝 紫光
的 色 素
胡萝卜素 呈橙黄色 类胡萝卜素
吸收
蓝紫 光
叶黄素 呈黄色
二、实验目标
知识目标
能力目标
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四、实验步骤 人教版生物必修一 能量之源——光与光合作用-绿叶中色素的提取和分离实验的改进教用课件
1.约5克的菠菜緑叶， 剪碎，放入研钵中。
2.加入少许二氧化硅和碳酸钙， 再加入10mL无水乙醇。
4.将研磨液迅速倒入玻 璃漏斗中进行过滤
情感目标
学会提取、分离叶 绿体中色素的方法 和技能。
探究该实验的最佳实 验材料，滤液划线， 分离方法，培养学生 的创新探究能力。
通过动手探究，使 学生体验到成功喜 悦，提升生物科学 素养，培养乐于思 考与创新的精神。
教学目标
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滤液细线
1cm
的沿用
滤铅毛
液笔细
细线吸பைடு நூலகம்
线均管
。匀吸
重画取
复出少
3-4
一量
次 。
条 直
滤 液 ，
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实验结果（现象）：
胡萝卜素
叶黄素 叶绿素a 叶绿素b 层析液
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1.实验材料的改进 2.画滤液细线的改进 3.色素分离方法的改进
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1.能否用其他绿色植物的叶片代替菠菜作为实验 材料？
→
——→
韭菜
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2.能否用其它方法来划出细、直、均匀的滤液 细线？
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4、 滤液细线不能触及层析液，否则色素溶解 到层析液中，滤纸条上得不到色素带。
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六、实验改进及探究
实验改进
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三、实验原理
1.叶绿体中具有多种光合色素，这些色素能 够溶解于有机溶剂丙酮（酒精等）中，可采 用研磨叶片，用丙酮提取叶绿体中的色素。 2.层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂，各 种光合色素在层析液中的溶解度不同，溶解 度高的随层析液在滤纸上扩散得快；反之扩 散得慢，这样就可以用纸层析法将不同色素 分离开来。
滤液细线
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五、注意事项
1、 叶片要新鲜、颜色要深绿，含有较多 的色素。 2、 研磨要迅速、充分。叶绿素不稳定， 易被活细胞内的叶绿素酶水解。充分研 磨使叶绿体完全破裂，提取较多的色素。 3、 滤液细线不仅要求细、直，而且要 求含有较多的色素，所以要求待滤液干 后再画一两次。