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一项拓展性研究的组织策略与实践的论文

实用范文

  一、组织学生讨论

  引导主要讨论这么几个方面的问题:(1)该实验中色素提取和分离的关键是什么?(2)你知道本实验的原理吗?(3)你做的实验现象明显吗?(4)归纳本实验关键技术的路线。在人教版教材的实验教学中,叶绿体色素提取与分离实验比较复杂,但又非常重要。实验用纸层法来进行,根据叶绿体色素各成分在层析液中分配系数的不同,将不同的叶绿素逐一分开。但在实验中,常因实验材料中色素含量低提取制备较难,层析分离后色带清晰度差,甚至色带种类不全等诸多因素,最后影响了实验结果。其中叶绿体色素的提取制备、过滤与点样、分离与层析是取得良好的实验结果的关键问题,也是本实验的难点,对此教师要引导学生讨论、归纳、总结。

  二、组织学生分组,明确拓展方向

  组织感兴趣的学生查找资料,采用头脑风暴法对该实验有可能改进的地方做讨论。从材料、提取方法、分离方法、优化过程等等方面展开讨论,明确个小组要拓展的方向,比如建立材料探究小组、提取方法探究小组、分离探究小组、简化小组等等。

  三、组织改进实验设计交流

  组织各小组成员就假设设计实验方案,派代表汇报,并讨论。教师在实验设计的可行性、科学性、安全性等方面给予指导。

  四、组织开展拓展研究实验

  开放实验室,组织各小组开始实验验证,教师指导巡视。各小组实验结果简要说明如下:

  1、实验材料的选择与处理(材料探究小组):该小组选择了5、6种材料开展探究试验。不同种类植物的叶片,其色素含量和色素种类也各不相同,恰当地选择叶片是获得高浓度叶绿体色素的保障。实验证明,那些叶表蜡质厚或输导组织发达的叶片,难以研磨提取叶绿体色素,如杨树叶、榆树叶等。应选择那些颜色较深、叶绿体色素含量相对较高又便于研磨提取的植物叶片,如菠菜叶、小白菜叶、天竺葵叶等,这些实验材料容易准备。选择好实验用叶片后,将叶片洗净,去掉叶柄、叶脉,最好风干数小时后再用,这样经过风干处理的叶片,提取制备液中水份要低一些,能获得高浓度的叶绿体色素。

  2、叶绿体色素的提取与制备(提取探究小组):本组主要从溶剂的选择、提取的方式、时间等方面开展探究实验,可选择汽油、食用油等脂溶性溶剂。制备提取叶绿体色素是这一实验的关键步骤,也是本实验的难点之一,提取制备液直接影响着层析与分离。首先从溶剂的选择上去考虑,叶绿体色素是脂溶性的,易溶于脂肪及有机溶剂当中,而在提取制备过程中,必须加入一定量的有机溶剂,使实验材料中的叶绿体色素溶解在其中。实验书中所使用的是丙酮,由于它极易挥发污染空气,一次加入提取制备难以过滤。我们改用无水乙醇,分几次加入,每克叶片用4-6ml,最后用少量的无水乙醇对滤渣多次过滤,以提高滤液叶绿体色素的含量。或者是选择汽油、食用油、菜油等做尝试。

  3、提取液的过滤与点样及改进方法(过滤点样探究小组):关注过滤的材料及点样的方法和形式,探究最理想的方法。比如:①改用细目尼龙纱代替滤纸过滤。滤纸过滤速度很慢并且有机溶剂大量挥发,提取液增稠更难过滤,其中的色素会象“层析”一样,大量扩散到滤纸上部;而改用尼龙纱过滤,过滤速度快而不会出现层析现象。②用化学方法进行萃取。在提取液中,每毫升滤液加1mlccl4(四氯化碳),充分振荡静止片刻后,便会出现分层现象,上层为浅黄色,内含水、杂质与有机溶剂的混合液,下层为深绿色的叶绿体色素提取液,用分液漏斗萃取,这样就能得到较纯的叶绿体色素。点样也是本实验较为关键的步骤。实验可用毛细管和盖玻片,为了便于层析,点样时每次沾液不能太多,可用电吹风反复吹干,并多次点样。只要掌握“小心、准确、迅速”这三条要领,一定能得到一个很好的样点。分离层析时我们采用滤纸作载体,点样前滤纸必须预先干燥处理,手感潮湿或者滤纸含有水份,点样时就会出现扩散现象;同时滤纸条的纹路与长度方向必须一致,绝不能出现斜纹、横纹、毛边等。

  4、层析液的选择(分离探究小组):层析液可用四氯化碳、石油醚、苯等多种有机试剂,一些条件较差的学校也可以用汽油代替,无铅汽油实验效果最好,用较粗的试管盖上橡胶塞或软木塞进行层析。因为不同种类的叶绿体色素在层析液中的扩散速度不同,我们不易得到紧密排列十分明显的几条叶绿素色带。有资料表明在层析液中加入na2so4(硫酸钠)粉末能增大层析液的极性,延缓层析分离速度,所以可以考虑加些na2so4(硫酸钠)粉末。必须注意的是一定不能让层析液没及滤纸上的样点,滤纸的边缘不可碰到试管壁,否则将造成整个实验前功尽弃。层析液可多次使用,这样最终能得到一条叶绿素色带较完整并且排列紧密的滤纸条。

  五、组织拓展研究总结交流

  组织参加的学生做总结和交流,讨论出最合适的该实验改进方案,并讨论后续可能的研究方向。组织拓展研究一般以兴趣小组或者研究性学习形式来开展,资源和实验室需要随时对学生开放。

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