一、實驗原理
葉綠體中含有多種光合色素,這些色素易溶解于有機溶劑如丙酮(酒精等)中,可采用丙酮來提取葉綠體中的色素。
不同色素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散得快;反之擴散得慢,這樣就可以用紙層析法將不同色素分離開來。
二、實驗改進
我校是一所普通中學,由于學校條件有限和季節的差異,使高中生物學“葉綠體中色素的提取和分離”的實驗難以按教材規定進行,為了在全年級開展學生實驗,同時也欲探索在一年中的春夏兩季怎樣做好這個實驗,我們對實驗中材料和層析液的代用品進行了對比試驗。
1. 方法
我們的實驗是在高二年級,按照教材規定的典型材料菠菜不一定有,還有哪些材料可用來做“葉綠體中色素的提取和分離”實驗呢?這時我們選擇了學校內外常見的農作物和野生綠色植物如:青菜、韭菜、葡萄、蠶豆葉、桔、大葉黃楊、桅子、野菊花、月季、小葉黃楊、柳樹、楊樹、槐樹等。組內每人試驗1~2種,均按照課本上的方法,分別研磨后提取色素,再用紙層析法進行層析比較。至于層析液,課本中規定用石油醚、丙酮和苯混合配制成。由于配制混合液比較麻煩,我們用單獨一種有機溶劑代替是否可行呢?在試驗中,我們選用了苯、甲苯、二甲苯、無水酒精、各種型號汽油、乙醚、乙酸乙脂等十幾種常見的有機溶劑,將上述材料制成的濾紙條分別試驗,并對層析現象及結果作好記錄。
2. 現象及分析
層析后,在選用的材料中,青菜、桅子、野菊花、葡萄、桔的葉片層析后各種色素含量適中,分離效果好;小葉黃楊、月季、大葉黃楊的角質層厚不易迅速充分的研磨,因而色素不能完全提取出來,濾紙條的色素偏淡;蠶豆、柳樹、楊樹、槐樹、韭菜的葉片中葉綠素含量較低,在濾紙條上幾乎都是類胡蘿卜素。
在試驗的層析液中,苯、甲苯、二甲苯、汽油、乙酸乙脂較為理想,層析時速度快,各種色素分離現象明顯;無水酒精同樣能使色素分離但速度較慢;丙酮、乙醚層析較快,但各種色素彼此不易分離,且乙醚層析液往往使色素尤其是葉綠素變暗,色彩失真。
3. 結論及建議
經過上述的試驗,我們覺得實驗的材料除了菠菜外,還可選擇青菜、野菊花、葡萄、桅子、桔等材料,這些材料的共同特點是色深、綠濃、葉軟、多汁。夏季,這些材料常見,采集方便;而層析液,不必用混合液配成,苯、甲苯、二甲苯、汽油、乙酸乙脂等都是可選的層析液。
通過實驗,我們體會到:中學生物學中的有些實驗是可讓學生自己動手的,只要探索挖掘、創造條件,條件再簡陋也是能夠做好的,尤其是有關實驗材料和試劑完全可以尋找代用品,同樣也能達到實驗目的;實驗中的某些規定也是相對的,只要主動認真、勇于探索,一定會取得實驗的預期目的。
(唐山市豐南區第二中學)