淺談分離思想在高中實驗中的運用

王萬勤

【摘要】 通過分析現(xiàn)行人教版高中生物必修一到選修三五本教材中的實驗課題，發(fā)現(xiàn)分離的思想貫穿了整個高中生物教材，廣泛運用和滲透在高中生物實驗設(shè)計中。并以教材中的幾個典例加以分析。理解分離的思想能更好的幫組學(xué)生掌握實驗設(shè)計的真諦。

【關(guān)鍵詞】 分離思想 凝膠色譜法

【中圖分類號】 G42 【文獻標(biāo)識碼】 A 【文章編號】 1006-5962（2013）01（a）-0085-01

實驗是生物研究中最為基本的手段和工具。在高中生物教學(xué)中有著十分重要的地位。

作為教師，在教學(xué)實踐過程中，我們除了要教會學(xué)生知曉一個實驗設(shè)計的原理和流程，而且我們要嘗試去引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)會實驗設(shè)計中的思想，在有了這一思想靈魂的指導(dǎo)下再去學(xué)習(xí)和探究實驗的設(shè)計過程和結(jié)果。這樣會使學(xué)生有更深刻的感悟和體會。

分離——是利用混合物中各組分在物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)上的差異，通過適當(dāng)?shù)难b置或方法，使各組分分配至不同的空間區(qū)域或在不同的時間依次分配至同一空間區(qū)域的過程。分離是一個相對的概念，人們不可能將一種物質(zhì)從混合物中100%地分離出來。

在高中生物教材，分離的思想處處可見。“噬菌體侵染大腸桿菌”實驗中，DNA進入到細菌的細胞中，而蛋白質(zhì)外殼仍留在外面。這里是將噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分離開來。孟德爾分離定律中，在形成配子是，成對的遺傳因子發(fā)生分離；及自由組合定律中，控制不同性狀的遺傳因子的分離。減數(shù)第一次分裂中，同源染色體的彼此分離。證明DNA進行半保留復(fù)制的實驗中，將DNA進行離心，根據(jù)試管中DNA的位置，來確定是否發(fā)生半保留復(fù)制，通過離心手段分離被標(biāo)記不同放射性同位素的DNA同樣也體現(xiàn)了分離的思想。還有選修三中，核移植實驗中，使用去核卵母細胞，運用到了從活細胞中分離核與質(zhì)的方法。而選修一中，《土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)》，以及《分解纖維素的微生物的分離》這兩個課題更是直接的學(xué)習(xí)分離技術(shù)。

下面是從高中生物教材中列舉的三個具有代表性的例子來闡述分離思想在高中生物實驗中的運用。

綠葉中色素的分離

人教版教材必修一《分子與細胞》中“綠葉中色素的提取和分離”實驗。

眾所周知，植物葉子多呈現(xiàn)綠色，但是這并不是單一色素的結(jié)果，而是多種色素的綜合體現(xiàn)。該實驗是為了提取和分離植物綠葉中的光合色素，并探究葉綠體中含有哪幾種色素。其中分離的原理是依據(jù)極性相似相容原理，是以濾紙纖維的結(jié)合水為固定相，而以有機溶劑作為流動相。由于樣品中各物質(zhì)分配系數(shù)不同，因而擴散速度不同，從而達到分離的目的。

簡而言之，即是光合色素可溶于層析液中，不同的色素在層析液中的溶解度不同。溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快；反之則慢。這樣，最終不同的光合色素會在擴散過程中分離開來。實驗結(jié)果呈現(xiàn)在濾紙條上，我們清晰的可以看到，色素帶最寬的是葉綠素a，而擴散的最遠的是胡蘿卜素。（如圖1）

S細菌中化合物的分離

人教版教材必修二《遺傳與進化》中“艾弗里的體外轉(zhuǎn)化實驗”。艾弗里等人把S型細菌中分離、提取出的各種成分，再單獨作用于R型細菌。以此找到在肺炎雙球菌實驗實驗中，格力菲思提出的轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)。通過實驗我們最終知道在一系列的化合物，如蛋白質(zhì)，多糖，脂質(zhì)，DNA中，只有S型細菌的DNA存在時，才能將R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌。

血紅蛋白的分離

人教版教材選修一《生物技術(shù)實踐》中“血紅蛋白的提取和分離”。根據(jù)蛋白質(zhì)各種特性的差異，如分子的形狀和大小、所帶電荷的性質(zhì)和多少、溶解度、吸附性質(zhì)和對其他分子的親和力等等，可以用來分離不同種類的蛋白質(zhì)。實驗中引入了凝膠色譜和凝膠電泳等方法來分離蛋白質(zhì)。（如圖2）

以凝膠色譜法為例，該實驗的原理在于當(dāng)相對分子量不同的蛋白質(zhì)通過凝膠時，相對分子量較小的蛋白質(zhì)容易進入凝膠內(nèi)部的通道，路程較長，移動速度較慢；而相對分子量較大的蛋白質(zhì)無法進入凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠外部移動，路程較短，移動速度較快。相對分子質(zhì)量不同的蛋白質(zhì)分子因此得以分離。

總之，在日常教學(xué)中，要有意義的引導(dǎo)學(xué)生挖掘和領(lǐng)會實驗的思想。一種實驗思想是科學(xué)研究的靈魂所在。教學(xué)的最終目標(biāo)是讓學(xué)生從會答實驗題，提升到能創(chuàng)新并構(gòu)想新的實驗，并付之實踐。

參考文獻

[1] 羅榮.淺談突破生物實驗設(shè)計題的關(guān)鍵.中學(xué)生物教學(xué) 1005-2259（2012）9-0057-02.

[2] 王智杰.淺談高考生物實驗題中隱含的邏輯思維方法.中學(xué)生物教學(xué)1005-2259（2012）10-04.

[3] 中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）.北京：人民教育出版社，2003.