“葉綠體中色素提取和分離”實驗的再探究

施 展 （上海市第五十二中學 上海 200083）

1 實驗意圖和思路

在“葉綠體色素提取和分離”的實驗中，根據教材介紹一般采用菠菜葉片作為實驗材料，通過紙層析法了解植物葉片含有4種葉綠體色素。但有學生曾提出若用其他顏色的植物葉片進行實驗，結果會有什么不同?

此實驗的實驗原理之一是葉綠體色素易溶于有機溶劑，初中教材中有用無水酒精水浴法將葉片褪色后驗證光合作用產物是淀粉的實驗，通過水浴法獲得的色素提取液進行實驗是否同樣可以取得滿意的效果？

基于以上考慮，設計了以下2個小實驗：

1）用水浴法替代傳統的研磨法進行葉綠體色素的提取。

2）用不同種類和顏色的葉片進行對比實驗。

2 實驗內容

2．1 實驗材料 新鮮的綠色葉片（菠菜、紫藤綠葉），紫藤（Wisteria sinensis）黃葉，雞爪槭（Acerpalmatum Thunb）紅葉。

2．2 儀器和試劑 干燥濾紙、帶塞大試管、錐形瓶、大燒杯、滴管、玻璃毛細管、剪刀、試管、量筒、天平、混合層析液、無水乙醇。

2.3 水浴法提取葉綠體色素與研磨法的實驗結果比較

2.3.1 實驗過程

2．3．1．1 水浴法

1）用天平稱取1 g已去除主葉脈的菠菜，剪碎后放入錐形瓶中。

2）用量筒量取2 mL無水酒精倒入錐形瓶，瓶口塞上脫脂棉。

3）將錐形瓶放入盛有熱水的大燒杯中水浴加熱至酒精沸騰1～2 min，待色素充分溶解于無水酒精后，將提取液收集于小試管中進行后續分離實驗。

4）用玻璃毛細管吸取提取液在裁剪好的濾紙上畫濾液細線，然后將濾紙放入裝有混合層析液的大試管中進行層析。

5）觀察實驗結果。

2．3．1．2 研磨法 取同一批次新鮮程度相近的菠菜葉片按教材的要求操作（具體過程略，可見教材）。

2.3.2 實驗效果（圖1，見封四）

2.3.3 實驗分析

2．3．3．1 2種方法的比較 傳統研磨法和水浴法的比較見表1。

2.4.1 實驗過程 將實驗材料依次換為綠色紫藤葉、黃色紫藤葉、槭樹紅葉。

2．4．2 實驗儀器和方法 同上，均用水浴法獲得色素提取液。

2.4.3 實驗結果（表2）

表2 不同實驗材料的比較

表1 研磨法和水浴法的比較

2．3．3．2 分析說明

1）水浴法效果并不遜色于研磨法，且耗材、耗時均較少，通過查閱資料得知水浴法的原理是：高溫破壞葉肉細胞的生物膜，使葉綠體色素溶解在無水酒精中從而獲得色素的提取液。

2）用水浴法獲得的色素提取液不渾濁、無雜質，有利于后續的分離實驗。傳統研磨法用脫脂棉過濾，色素提取液往往有雜質從而堵塞毛細吸管，不利于在濾紙上的畫線操作。

3）層析效果清晰明顯，且原劃線處無明顯殘留痕跡，有利于實驗結果的觀察。

4）水浴法獲得的色素提取液，葉綠素a和葉綠素b的分層效果特別顯著。傳統研磨法實驗，學生畫濾液細線很難做到細而直，濾液細線層析后在濾紙上會留下明顯痕跡，葉綠素b又處在色素帶的最下面，這對葉綠素b的觀察造成很大影響。采用水浴法獲得了較好的效果。

5）水浴法擴展了實驗可選擇的材料范圍，不方便研磨的植物葉片通過水浴法都可進行實驗。

6）雖然此方法將教材中碳酸鈣和石英砂棄之不用，且學生不能體驗研磨過程，這與教材的要求有所出入，但能在實驗中拓展學生視野，仍不失為一種好方法。

2.4 多種材料的實驗對比

2.4.4 分析說明

1）從對多種材料的實驗結果分析，教材對菠菜的選擇還是很有道理的，其他材料并不能取得比菠菜更好的實驗效果，特別是新鮮的菠菜葉片實驗效果非常顯著。但多種材料的嘗試可提升學生對實驗探究的興趣。

2）以紫藤綠葉為材料做實驗可觀察到4條色素帶，而紫藤黃葉只有橙黃色、黃色2條色素帶，從而驗證了秋天因溫度的降低使葉綠素被破壞，而類胡蘿卜素相對穩定。

3）從雞爪槭樹紅葉中可層析出類胡蘿卜素的色素帶，但顏色比較淡，可證明不同的植物色素含量的不同。而紅色的花青素沒有明顯的層析現象，這也驗證了花青素是水溶性色素，不會隨著層析液而發生層析現象。

3 總結反思

以上實驗的嘗試，學生在原有實驗的基礎上有了新的收獲和認識，不能說獲得全新的發現，僅換了思路和方法進行實驗探究，體驗不同實驗方法帶來的樂趣，并在實驗探究過程中引發了更多的思考，例如：研磨法碳酸鈣的作用是保護葉綠體色素，改用水浴法后色素就不需要保護了嗎？混合層析液如果做些改進是否實驗效果會有明顯的改變？實驗有收獲，更能產生新的問題，從而推動學生不斷進行探究。

［1]羅益群.水浴法提取葉綠體中色素的探討.生物學通報，2008，43（5）：53.