师:我们准备开始操作了,点一下,然后大家静静观察现象变化。哎,效果出来了,很好。好,之前我们已经把装置调试好了,现在我调一下界面,来看各个小组的检测数据。大家看这一组,能看清吗?屏幕上的曲线代表二氧化碳浓度的变化,我们可以非常清晰地看到,二氧化碳的浓度在持续降低,氧气的浓度--
生:升高!
师:对,升高,非常好。那我们再来看后面这一组,全是黑暗处理的组别,画面不太清晰,大家能看见吗?这一组的曲线,上方依旧代表二氧化碳,我们能看到二氧化碳的浓度上升了,氧气的浓度变化乍一看不太明显,仔细看区间趋势也是--
生:上升!
师:非常好。那大家判断一下,这一组的现象符不符合我们的预设逻辑?刚才我们看到的实验组,二氧化碳浓度下降、氧气浓度上升,是光照条件下的组别;而这一组二氧化碳上升、氧气下降,对应的是什么条件?
生:黑暗条件下!
师:没错,前面的组别对应的是光照条件下的样本,对吧?通过这套传感装置,我们非常灵敏地捕捉到了光合作用过程中气体浓度的动态变化。那现在问题来了:绿色植物为什么能进行光合作用?我们人类就不行,对吧?绿色植物能进行光合作用的关键原因是什么?
生:因为有叶绿体!/因为有叶绿素!
师:我听到有同学说叶绿体,还有同学说叶绿素,这两个可不是一回事,大家要分清二者的区别:叶绿体是细胞内部的一种结构,是细胞器;而叶绿素是叶绿体当中的一类色素,是一种具体的物质,大家明白吗?好,那我们今天要探究的核心问题就是:叶绿体当中,是不是只有叶绿素这一种色素?大家看讲台上老师办公室养的这盆绿萝,经常会出现"万绿丛中一点黄"的情况,如果叶绿体里只有叶绿素,我们就没法解释叶子出现其他颜色的现象了。话不多说,我们今天就来动手探究绿叶当中到底含有哪些光合色素。
师:要完成这个探究,第一步要做什么?我们得先把这些色素从植物细胞里提取出来,我刚才听到有同学说"研磨",这个用词非常准确。要提取色素,首先就要破坏植物细胞,为了研磨更充分,我们往研钵里加入了什么试剂?
生:二氧化硅!
师:没错。原本细胞里的物质都分布在不同的区室,研磨破坏细胞结构后,液泡里释放的有机酸等物质可能会分解破坏色素,所以为了保护色素不被破坏,我们还要加入什么试剂?
生:碳酸钙!
师:对。不过经过研磨之后,细胞里的所有内容物都释放出来了,我们要怎么把色素从大量其他物质里分离出来呢?我们利用了光合色素的什么特性?
生:光合色素可以溶于有机溶剂!
师:非常棒,所以我们向研磨液里加入了无水乙醇,充分研磨之后过滤,就能得到含有色素的滤液了,对吧?接下来我们把滤液用棉线蘸取,均匀点在滤纸条上,今天早上我已经提前给大家在每组的实验材料里准备好了点好滤液细线的滤纸条。接下来我们再次利用色素易溶于有机溶剂的特性,这次用的是另一种脂溶性很强的有机溶剂--层析液,不同的光合色素在层析液里的溶解度是不一样的。这里要提醒大家,层析液有一定毒性,现在各组桌面上装层析液的烧杯盖子是盖紧的,待会大家操作的时候,先把烧杯的盖子拧开,换上桌面上带小孔的那个配套盖子,再把滤纸条从小孔里穿进去,调整好位置之后把盖子拧紧,滤纸条就悬在烧杯内部了,大家能看到操作要点吗?这里一定要注意,千万不能让滤纸条上的滤液细线碰到层析液,不然色素直接溶解在层析液里,我们就没法分离出条带了。那接下来,层析液会沿着滤纸怎么运动?
生:往上扩散!
师:对,往上扩散。当层析液经过我们提前画好的滤液细线时,就会带着不同的色素一起往滤纸上方走,溶解度大的色素会怎么样?
生:扩散得更快,跑的距离更远!
师:非常好,那现在大家开始动手操作吧。
师:哦,这边第一组的实验结果很快就出来了,你们组的也出来了,大家观察条带正在往上扩散,效果都非常好。现在好几组的结果都出全了,大家抬头看投影里这组的结果,效果非常理想。大家数一下,你们一共看到了几种不同颜色的条带?
生:四种!
师:没错,最顶端的是黄色,往下一点你们刚才说的偏青色的条带,再往下还有一条绿色,最底下是黄绿色。四条条带就代表有四种不同的色素,和我中午预实验做出来的结果完全一致,大家做得非常棒。我们从上到下给这四种色素命名:最顶端的橙黄色条带是胡萝卜素,接下来黄色的条带是叶黄素,你们刚才说的偏青色的,教材里定义为蓝绿色的条带,是叶绿素a,最底下偏黄绿色的是叶绿素b。你看,绿叶里的光合色素可不止叶绿素,还有胡萝卜素和叶黄素,我们可以把这四种色素分成两大类:上方的胡萝卜素和叶黄素统称为类胡萝卜素,下方的叶绿素a和叶绿素b统称为叶绿素。
师:那大家再观察一下,这四种色素的含量高低是通过什么来体现的?
生:条带的宽窄!
师:非常好,那位举手的男同学,你来说说看,哪种色素的含量是最少的?
生:最上面的胡萝卜素。
师:回答得很准确,那哪种色素的含量是最高的?
生:叶绿素a!
师:特别棒,那你再回答我一个问题,四种色素在层析液里的溶解度大小是怎么排序的?
生:胡萝卜素的溶解度最小……不对,不对,刚才讲的原理是溶解度越大扩散距离越远!
师:我们一起回顾一下分离原理:不同色素在层析液中的溶解度不同,溶解度越大,随层析液在滤纸上扩散的距离就越远,那我们是不是要修正刚才的结论?
