高2下册人教版生物 第4节 能量之源——光与光合作用(第1课时) 一 捕获光能的色素和结构 逐字稿-3,838字

  师:同学们,大家好!今天这节课,我们共同回顾第四节“能量之源——光合作用”第一课时“捕获光能的色素和结构”。请仔细观察这幅照片,照片中有两株玉米幼苗,一株正常,旁边另一株是白化苗。大家注意看,两者有什么区别?

  生:白化苗叶片中没有色素。

  师:非常好。白化苗因叶片无色素,不能进行光合作用,待种子中储存的营养物质消耗完就会死亡。由此可见,光合作用与色素关系密切。那绿叶中有哪些色素呢?要了解绿叶中色素的种类,需通过实验,下面我们一起来回顾“绿叶中色素的提取和分离”实验。

  全面掌握一个实验,要先从实验原理入手。该实验原理包含两方面:一是绿叶中色素的提取,二是绿叶中色素的分离。绿叶中色素不溶于水,但能溶于有机溶剂,所以可用无水乙醇提取,这就是提取的实验原理。而绿叶中色素分离的原理是,各种色素在层析液中的溶解度不同,溶解度高的,在滤纸上随层析液扩散得快,反之则慢,这样不同色素就能彼此分离开来。

  了解实验原理后,我们来看具体操作步骤。首先是绿叶中色素的提取:

  第一步,称取5克新鲜绿叶剪碎放入研钵。这里为什么要选新鲜绿叶呢?

  生:新鲜绿叶色素含量高,放置太久色素会被破坏,影响实验结果。

  师:没错。接着,在研磨中加入少许二氧化硅、碳酸钙,并加入10毫升无水乙醇进行迅速充分的研磨。这里有几个问题:二氧化硅、碳酸钙的作用分别是什么?

  生:二氧化硅有助于研磨充分,碳酸钙防止研磨中色素被破坏。

  师:很好。那无水乙醇能不能过多呢?

  生:不能,无水乙醇过多会降低提取液浓度,影响实验结果。

  师:非常正确。那研磨时为什么要迅速且充分呢?

  生:无水乙醇挥发性强,研磨过慢无法提取到色素提取物;充分研磨能获得较高浓度的色素提取液。

  师:完全正确。第三步,将滤液迅速倒入玻璃漏斗中过滤,用试管收集滤液,并用棉塞将试管口塞严。这里漏斗基部放置的是单层尼龙布,收集提取液后用棉塞塞严试管口,为什么呢?

  生:因为无水乙醇挥发性较强。

  师:对的。这就是绿叶中色素提取的步骤。

  接下来是绿叶中色素的分离:

  第一步,制备滤纸条。将干燥的定性滤纸剪成长宽略小于试管长宽的滤纸条,把滤纸条一端剪去两角,放入试管下端,并在距这一端一厘米处用铅笔画一条细线。为什么要剪去两角呢?

  生:色素会沿滤纸条边缘扩散得快,不剪去两角,得到的色素带不平整。

  师:很棒。第二步,画滤液细线。用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀画一条细线,待滤液干后再画一两次。这一步很关键,滤液细线为什么要画得直、细、均匀呢?

  生:让各种色素扩散时有同一起点,最终获得平整且不重叠的色素带。

  师:那为什么要待滤液干后再画一两次呢?

  生:滤液没干就画下一次,色素会迅速扩散,无法得到直细均匀的滤液细线;多画一两次能让滤液细线上色素含量高,获得清晰实验现象。

  师:非常好。第三部分离色素。将3毫升层析液倒入试管中,把滤纸条带有滤液细线的一端朝下,轻轻插入层析液中。注意,滤液细线不能触及层析液,然后用棉塞塞紧试管口,也可用小烧杯代替试管,用培养皿盖住小烧杯。这里滤液细线不能触及层析液,这是为什么呢?

  生:滤液细线触及层析液且时间过长,色素会全部溶解在层析液中,滤纸条上就观察不到色素带了。

  师:完全正确。最后观察试管中色素带的条数及每条色素带的颜色并记录。通过科学实验步骤,我们得到了实验结果。色素提取时,能看到收集到一小试管深绿色的色素提取液;分离后,在滤纸条上可清晰看到4条不同颜色的色素带。我们用模式图表示这个结果,便于分析。从模式图中可看到,自上而下依次是橙黄色、黄色、蓝绿色、黄绿色的色素带。那这四条色素带分别是什么色素呢?

  生:橙黄色是胡萝卜素,黄色是叶黄素,蓝绿色是叶绿素a,黄绿色是叶绿素b。

  师:没错。科学家通过化学分析确定了这些色素。我们把胡萝卜素和叶黄素统称为类胡萝卜素,约占色素含量的1/4,叶绿素a和叶绿素b约占色素含量的3/4。这就是通过实验了解到的叶绿体中色素的种类及含量。那这4条色素带自上而下的排序说明了什么呢?

  生:说明不同种色素溶解度不同,胡萝卜素溶解度最高,叶绿素b溶解度最低。

  师:非常好。在分组实验中,有些同学出现了不同实验结果,我们来分析一下原因。第一种情况,收集到的滤液颜色过浅可能是什么原因呢?

  生:可能未加二氧化硅,研磨不充分;可能未加碳酸钙,色素分子被破坏;可能加入的无水乙醇过多,色素浓度太低;也可能叶片放置太久,色素被破坏。

  师:分析得很全面。第二种情况,绿叶色素带重叠是什么原因呢?

  生:可能滤液细线画得太粗,各种色素没完全分离开,导致色素带重叠。

  师:对。第三种情况,滤纸上看不到色素带是什么原因呢?

  生:可能滤液细线触及了层析液且时间较长,色素全部溶解到层析液中,滤纸条上就没呈现出色素带。

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