光合色素与光能量的捕获.docx

提取和分离叶绿体中的光合色素 南京市第十三中学 戚雪银【学习目标】1.知识与技能：了解叶绿体中的色素组成及颜色；了解纸层析法的原理。2.方法与过程：通过实验设计和验证，掌握叶绿体中色素的提取和分离的基本操作方法；通过不同实验方法，培养学生开放性思维能力。自主探究过程中，提升学生善于观察现象、得出结论及结果分析的生物学科研能力。3.情感与态度：培养学生大胆猜想、小心求证的严谨科学态度；学生感受自主选材探究实验和验证过程的快乐；引导学生认同生物学科与生活及生命息息相关的观念。【重点难点】重点：色素分子的提取和分离的原理及过程；光合色素分离结果图的分析。难点：色素分子的提取和分离的实验原理及过程。一 自主学习，合作设计 （根据实验课题，画出你认为的关键词。） 绿色植物叶绿体中所含的光合色素有叶绿素和类胡萝卜素两类，主要包括叶绿素a (C55H72O5N4Mg)、叶绿素b(C55H70O6N4Mg)、胡萝卜素(C40H56)和叶黄素(C40H56O2)等4种。光合色素存在于叶绿体的类囊体薄膜上，想要提取色素分子需先破碎植物细胞，研磨是破碎植物细胞常用的方法。为使研磨充分，加入少量的SiO2 (石英砂)。研磨不仅使光合色素释放出来，而且还会使植物中的液泡受到破坏，液泡中的酸性细胞液会使叶绿素分子受到破坏。CaCO3能够中和液泡中的酸性物质，保护叶绿素。 叶绿体中的色素不溶于水易溶于有机溶剂，所以色素分子从细胞中释放出来后需要用有机溶剂（无水乙醇、丙酮等）来溶解。人体在吸入过多或误服丙酮后,会发生昏迷中毒，我们常加入无水乙醇来溶解色素。由于酒精具有挥发性，所以研磨时要迅速，双层纱布过滤后将滤液收集到试管中，及时用棉塞塞紧试管口。叶绿体中的色素能溶于层析液中，然而它们在层析液中的溶解度不同：溶解度大的色素随层析液在滤纸上扩散得速度快，反之，则慢。这样可以将不同的色素分子在滤纸上分离开，这种方法为“纸层析法”。实验中常将滤纸剪成长条状，条形滤纸的边缘由于毛细现象扩散得比较快，会使得到的色素带不整齐，所以常将剪去滤纸一端的两角，在距离该端约1cm处用铅笔画一条细线。毛细吸管可以将提取到的色素转移到滤纸上的细线处，形成一条细而直的滤液细线，一般重复划线。画好滤液细线的滤纸条插入层析液，层析液不能没过滤液细线，一段时间后会发现色素分子在滤纸上分离。实验原理提取原理：分离原理：根据以上资料，请小组成员讨论归纳实验原理并尝试完善实验设计(课前)： 将画好滤液细线的滤纸条插入盛有层析液的小广口瓶中，加盖，滤液细线 触及层析液。分离制备滤纸条实验设计：过滤 过滤：用2层 过滤。 加： CaCO3（1/4药匙，中和酸性细胞液，保护 ） SiO2 （1/4药匙，增大 ，使研磨更加 ） 无水乙醇（5mL， 次加入， 色素分子。）次加入， 色素分子。）剪：去除叶脉，剪碎 部分，剪得越 越好。 材要求：颜色 ，叶片 ，蜡质少。研磨提取 磨：用力快速研磨至墨绿色糊状。 滤液保存：收集滤液，棉塞塞紧管口，防止 。 剪条状滤纸：宽约1cm，高约12cm。 剪去两角： 减去一端两角。 铅笔画线：距去角端1cm处，铅笔画 细线。 滤液画线：盖玻片蘸取 ，印到铅笔画线处，形成一条细而直的 。 画滤液细线 重复画线：吹干后，盖玻片重复划线23次。层析分离动手后思考：1. CaCO3 、SiO2 、无水乙醇三种药品试剂的作用分别是什么？2. CaCO3 、SiO2 、无水乙醇三种药品试剂，同时加入后研磨，还是研磨中分次加入？3. 条状滤纸能否不剪两角，直接用于画线呢？4. 为什么要铅笔先画线？滤液重复画线的目的是什么？为什么要求滤液细线细且直呢？5. 滤液细线为什么不能触及层析液？如果触及结果会怎样？二 一起动手，完成实验（4人一大组，2人一小组，一小组按条形组操作，另一小组按圆形组操作。）步骤条形组操作圆形组操作提取色素研磨取45根菠菜叶/韭菜叶，剪碎绿色部分置于研钵中，加1/4药匙的SiO2和CaCO3及3mL无水乙醇快速研磨1min,再加入2mL无水乙醇，继续研磨至墨绿色糊状。过滤将双层纱布覆于漏斗基部，漏斗下部插入小量筒中（期间可用研钵棒按压滤渣加快过滤速度），收集好滤液后用棉塞塞紧管口。分离色素画滤液细线用滴管将适量滤液滴到白瓷盘上，手持盖玻片垂直于白瓷盘蘸取滤液，印到滤纸条铅笔画线处，吹干后重复23次。.在圆形滤正中央用圆规画直径为8mm、16mm同心圆，圆心扎小孔穿一棉线打结（长约为3.5cm）。用棉签蘸取适量滤液凃至同心圆内，吹干后重复23次。色素分离将滤纸条插入盛有5mL层析液的小广口瓶中，层析液不能没过滤液细线，将上端多余的滤纸折在瓶口外，盖上瓶盖。向培养皿底中加入10mL层析液，将圆形滤纸盖在培养皿上，使棉线底部浸入层析液中充分接触，然后在滤纸上方盖上培养皿盖。结果及分析（实验结果粘贴处）色素种类色素颜色色素含量溶解度扩散速度胡萝卜素橙黄色最少最快叶黄素黄色较高叶绿素a蓝绿色较低叶绿素b黄绿色较多最慢本组结果分析： 收集的滤液颜色过浅的原因： 滤纸条上没有色素带的原因： 色素带不整齐的原因： 三.小试牛刀，及时反馈。动手完成实验后，能否从中找到我们所要寻找的答案呢？世界上最牛的项链南京美龄宫这一大抹色彩是谁来决定？有哪几种呢？都是相同颜色的