“叶绿体中色素提取和分离”实验的再探究

施 展 （上海市第五十二中学 上海 200083）

1 实验意图和思路

在“叶绿体色素提取和分离”的实验中，根据教材介绍一般采用菠菜叶片作为实验材料，通过纸层析法了解植物叶片含有4种叶绿体色素。但有学生曾提出若用其他颜色的植物叶片进行实验，结果会有什么不同?

此实验的实验原理之一是叶绿体色素易溶于有机溶剂，初中教材中有用无水酒精水浴法将叶片褪色后验证光合作用产物是淀粉的实验，通过水浴法获得的色素提取液进行实验是否同样可以取得满意的效果？

基于以上考虑，设计了以下2个小实验：

1）用水浴法替代传统的研磨法进行叶绿体色素的提取。

2）用不同种类和颜色的叶片进行对比实验。

2 实验内容

2．1 实验材料 新鲜的绿色叶片（菠菜、紫藤绿叶），紫藤（Wisteria sinensis）黄叶，鸡爪槭（Acerpalmatum Thunb）红叶。

2．2 仪器和试剂 干燥滤纸、带塞大试管、锥形瓶、大烧杯、滴管、玻璃毛细管、剪刀、试管、量筒、天平、混合层析液、无水乙醇。

2.3 水浴法提取叶绿体色素与研磨法的实验结果比较

2.3.1 实验过程

2．3．1．1 水浴法

1）用天平称取1 g已去除主叶脉的菠菜，剪碎后放入锥形瓶中。

2）用量筒量取2 mL无水酒精倒入锥形瓶，瓶口塞上脱脂棉。

3）将锥形瓶放入盛有热水的大烧杯中水浴加热至酒精沸腾1～2 min，待色素充分溶解于无水酒精后，将提取液收集于小试管中进行后续分离实验。

4）用玻璃毛细管吸取提取液在裁剪好的滤纸上画滤液细线，然后将滤纸放入装有混合层析液的大试管中进行层析。

5）观察实验结果。

2．3．1．2 研磨法 取同一批次新鲜程度相近的菠菜叶片按教材的要求操作（具体过程略，可见教材）。

2.3.2 实验效果（图1，见封四）

2.3.3 实验分析

2．3．3．1 2种方法的比较 传统研磨法和水浴法的比较见表1。

2.4.1 实验过程 将实验材料依次换为绿色紫藤叶、黄色紫藤叶、槭树红叶。

2．4．2 实验仪器和方法 同上，均用水浴法获得色素提取液。

2.4.3 实验结果（表2）

表2 不同实验材料的比较

表1 研磨法和水浴法的比较

2．3．3．2 分析说明

1）水浴法效果并不逊色于研磨法，且耗材、耗时均较少，通过查阅资料得知水浴法的原理是：高温破坏叶肉细胞的生物膜，使叶绿体色素溶解在无水酒精中从而获得色素的提取液。

2）用水浴法获得的色素提取液不浑浊、无杂质，有利于后续的分离实验。传统研磨法用脱脂棉过滤，色素提取液往往有杂质从而堵塞毛细吸管，不利于在滤纸上的画线操作。

3）层析效果清晰明显，且原划线处无明显残留痕迹，有利于实验结果的观察。

4）水浴法获得的色素提取液，叶绿素a和叶绿素b的分层效果特别显著。传统研磨法实验，学生画滤液细线很难做到细而直，滤液细线层析后在滤纸上会留下明显痕迹，叶绿素b又处在色素带的最下面，这对叶绿素b的观察造成很大影响。采用水浴法获得了较好的效果。

5）水浴法扩展了实验可选择的材料范围，不方便研磨的植物叶片通过水浴法都可进行实验。

6）虽然此方法将教材中碳酸钙和石英砂弃之不用，且学生不能体验研磨过程，这与教材的要求有所出入，但能在实验中拓展学生视野，仍不失为一种好方法。

2.4 多种材料的实验对比

2.4.4 分析说明

1）从对多种材料的实验结果分析，教材对菠菜的选择还是很有道理的，其他材料并不能取得比菠菜更好的实验效果，特别是新鲜的菠菜叶片实验效果非常显著。但多种材料的尝试可提升学生对实验探究的兴趣。

2）以紫藤绿叶为材料做实验可观察到4条色素带，而紫藤黄叶只有橙黄色、黄色2条色素带，从而验证了秋天因温度的降低使叶绿素被破坏，而类胡萝卜素相对稳定。

3）从鸡爪槭树红叶中可层析出类胡萝卜素的色素带，但颜色比较淡，可证明不同的植物色素含量的不同。而红色的花青素没有明显的层析现象，这也验证了花青素是水溶性色素，不会随着层析液而发生层析现象。

3 总结反思

以上实验的尝试，学生在原有实验的基础上有了新的收获和认识，不能说获得全新的发现，仅换了思路和方法进行实验探究，体验不同实验方法带来的乐趣，并在实验探究过程中引发了更多的思考，例如：研磨法碳酸钙的作用是保护叶绿体色素，改用水浴法后色素就不需要保护了吗？混合层析液如果做些改进是否实验效果会有明显的改变？实验有收获，更能产生新的问题，从而推动学生不断进行探究。

［1]罗益群.水浴法提取叶绿体中色素的探讨.生物学通报，2008，43（5）：53.