提高學(xué)生對綠葉色素提取和分離實(shí)驗(yàn)的理解

鄧領(lǐng)軍

【摘 要】光合作用是人教版必修一，第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和應(yīng)用的第四節(jié)內(nèi)容。該節(jié)內(nèi)容歷來是高考的重點(diǎn)，熱點(diǎn)和難點(diǎn)。而綠葉色素的提取和分離的實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)和理解光合作用的基礎(chǔ)，學(xué)生只有在充分掌握了綠葉中色素的種類及作用后，才能更好的學(xué)習(xí)后面光合作用的內(nèi)容，因此，人教版教材特意在此設(shè)計(jì)了這個實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生理解和掌握這部分的內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】學(xué)生 光合作用 綠葉色素 提取 分離

中圖分類號：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2014.02.001

然而，筆者卻發(fā)現(xiàn)，雖然課本設(shè)有這一實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也做了這個實(shí)驗(yàn)，但是對這節(jié)內(nèi)容的掌握卻不盡人意。在解答有關(guān)色素問題時，仍然頻犯錯誤，導(dǎo)致丟分，實(shí)為可惜。因此，筆者對這一實(shí)驗(yàn)操作略作改變，以期學(xué)生做過之后能達(dá)到更好的效果，對實(shí)驗(yàn)的理解能更加深刻。并從自己任教的四個班級里安排了二個班級做嘗試，之后再編排相同的與色素相關(guān)的題目供四個班級的學(xué)生練習(xí)。發(fā)現(xiàn)做嘗試的兩個班級解題的準(zhǔn)確率更高?，F(xiàn)在將具體的實(shí)驗(yàn)過程呈現(xiàn)給各位同仁以供參考，若有不妥之處，還望各位同仁批評指正。

1.實(shí)驗(yàn)原理。

綠葉中的色素能夠溶解在有機(jī)溶劑無水乙醇中，所以，可以用無水乙醇提取綠葉中的色素。綠葉中的色素不止一種，他們都能溶解在層析液中。然而，它們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(kuò)散的快，反之則慢。這樣，幾分鐘之后綠葉中的色素就會隨著層析液在濾紙上的擴(kuò)散而分離開。

2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

（1）掌握提取和分離葉綠體色素的方法。

（2）探究綠葉中含有幾種色素。

3.實(shí)驗(yàn)材料用具。

材料：新鮮菠菜的綠葉，無水乙醇，層析液。

用具：干燥的定性濾紙，小燒杯（10ml），小試管，試管架，培養(yǎng)皿蓋，棉塞，研缽，玻璃漏斗，尼絨布，毛細(xì)吸管，剪刀，藥勺，量筒（10ml），天平，鉛筆 。

4.分組與步驟。

4.1分組：

4個學(xué)生一個大組，2個學(xué)生一個小組，一個大組分2個小組。小組內(nèi)1個學(xué)生研磨綠葉提取色素，另1個學(xué)生制備濾紙條。

4.2 步驟：

4.2.1提取綠葉中的色素

取材：用天平稱取5g新鮮的菠菜綠葉，剪碎，放入研缽中。其中第一小組不加碳酸鈣和二氧化硅，加入10ml無水乙醇，進(jìn)行快速，充分的研磨。第二小組則按照教材中的步驟要求，向研缽中加入少許碳酸鈣和二氧化硅、再加入10ml無水乙醇，進(jìn)行快速，充分的研磨。

過濾：將研磨液迅速倒入玻璃漏斗（漏斗基部放一塊單層尼絨布）中進(jìn)行過濾。將濾液收集到小試管中，及時用棉塞將試管口塞嚴(yán)。兩小組所得濾液共享。

4.2.2制備濾紙條

小組內(nèi)的另一位同學(xué)在搭檔研磨綠葉的同時制備濾紙條，數(shù)量為10條，其中5條供小組內(nèi)的另一位同學(xué)使用，10條濾紙條中留取2條不剪邊角，其余按要求減去其一端的邊角，并在距這一端1cm處用鉛筆畫一條細(xì)的橫線，分兩組。然后在另一端依次編號為1、2、3、4、5。待用。

4.2.3畫濾液細(xì)線

1號濾紙條用毛細(xì)吸管吸取第一小組提取的少量濾液（研磨時沒有加二氧化硅和碳酸鈣），沿鉛筆線均勻的畫出一條細(xì)線。待濾液干后，再畫兩到三次。

2號濾紙條不剪邊角，用毛細(xì)吸管吸第二小組提取的少量濾液（研磨時加入二氧化硅和碳酸鈣）沿鉛筆線均勻的畫出一條細(xì)線。待濾液干后，再畫兩到三次。

3號濾紙條，用毛細(xì)吸管吸第二小組提取的少量濾液，沿鉛筆線均勻的畫出一條細(xì)線。但是只畫一次。

4、5號濾紙條，用毛細(xì)吸管吸第二小組提取的少量濾液，沿鉛筆線均勻的畫出一條細(xì)線。待濾液干后，再畫兩到三次。

4.2.4分離綠葉中的色素

將適量的層析液倒入燒杯中，將1-4號濾紙條（有濾液細(xì)線的一端朝下）略微傾斜靠著燒杯的內(nèi)壁，輕輕插入層析液中，隨后用培養(yǎng)皿蓋蓋住燒杯口。注意，不能讓濾液細(xì)線觸及層析液。

將適量的層析液倒入燒杯中，將5號濾紙條（有濾液細(xì)線的一端朝下）略微傾斜靠著燒杯的內(nèi)壁，輕輕插入層析液中，注意，讓濾液細(xì)線浸沒在層析液中。

5.觀察與記錄。

幾分鐘以后，打開培養(yǎng)皿蓋，取出濾紙條，干燥后觀察濾紙條上的色素帶，以及每條色素帶的顏色和寬度，教師從班里選擇幾條明顯的濾紙條讓學(xué)生觀察并作記錄。

6.結(jié)果與分析。

6.1觀察結(jié)果：

1、3號濾紙條上只有很淡的四條色素帶，顯現(xiàn)很不明顯。2、4號濾紙條上的有很明顯的四條色素帶，其中2號濾紙條上的色素帶不平直，中間凹，兩邊往上彎，4號濾紙條上的色素帶較平直。第5號色素帶上觀察不到分離的色素帶。

6.2結(jié)果分析：

1號濾紙條上用的是第一小組提取的濾液色素，而第一組在提取色素時沒有加二氧化硅，所以研磨不充分，提取的色素少，又沒有加碳酸鈣，濾液中提取的葉綠素被破壞，因此色素含量低，在濾紙條上分離出來的色素帶就很不明顯。

2號濾紙條上畫濾液細(xì)線時用的是第二小組提取的濾液，第二小組在提取色素時加了碳酸鈣和二氧化硅，研磨充分，色素含量多，所以分離得到的四條色素帶很明顯，但是因?yàn)闆]有剪去邊角，邊緣層析液揮發(fā)得快，兩邊色素分離較快因此往上彎曲。

3號濾紙條上畫的濾液雖然取至第二小組，但是由于畫的濾液細(xì)線次數(shù)太少，僅有一次，因此，細(xì)線色素少，分離之后現(xiàn)象不明顯。

4號濾紙條上畫濾液細(xì)線時用的是第二小組提取的濾液，且綠液細(xì)線重復(fù)畫了3-4次。因此，色素量多，分離之后可以看到明顯的4條色素帶，從上到下顏色依次為：橙黃色、黃色、藍(lán)綠色、黃綠色。

5號濾紙條上畫濾液細(xì)線時用的是第二小組提取的濾液，且綠液細(xì)線重復(fù)畫了3-4次。因此，色素量較多，但是分離時由于浸沒在層析液中，色素帶上的色素全部溶解在了小燒杯中的層析液里，最終在濾紙條上沒有出現(xiàn)色素帶。

7. 實(shí)驗(yàn)總結(jié)。

（1）在研磨綠葉時，加入少許SiO2是為了研磨得充分，加入少許的CaCO3是為了防止研磨過程中色素受到破壞。

（2）用毛細(xì)吸管畫濾液細(xì)線時，重復(fù)劃幾次，目的是使濾液細(xì)線中含有較多的色素。

（3）如果層析液浸沒了濾紙條上的濾液細(xì)線，濾紙條上就不會出現(xiàn)色素帶，其原因是濾液細(xì)線中的色素溶解在了燒杯中的層析液中。

（4）綠葉中有四種色素。在層析液中的溶解度從大到小依次為：胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b。在濾紙條上的顏色分別為：橙黃色、黃色、藍(lán)綠色、黃綠色。endprint