(1)由於葉綠素和類胡蘿蔔素都是有機物,而層析液是有機溶劑,所以可以溶解這些色素,但是不同的色素在層析液中的溶解度不相同,所以隨層析液在濾紙上的擴散速度也不同(溶解度大的擴散速度快),因此,不同的色素就在擴散時分離開來了。 結論:層析液的作用是溶解並分離不同色素。 分離的原理與四種色素在層析液中的溶解度有關。層析液是一種脂溶性很強的有機溶劑,由於四種色素的化學組成和結構不同,因此每一種色素分子在層析液分子的作用下,克服色素分子之間的引力,向層析液中擴散的速度不同,即在層析液中的溶解度不同,因而四種色素隨層析液在濾紙條上的擴散速度就不同,其中胡蘿蔔素在層析液中的溶解度最高,擴散速度最快,其次是葉黃素、葉綠素a,葉綠素b溶解度最低,擴散得最慢。依據此原理使濾紙條上處於同一濾液細線上的四種色素在擴散中分離開來。 (2)酒精的作用 葉綠體中的色素溶解於有機溶劑如酒精或丙酮(相似相溶),形成色素液。 ①取材時要選取新鮮的顏色較深的葉片,是因為以便使濾液中含較多的色素; ②研磨時加入二氧化矽的目的是為了研磨得充分,更有效地破壞細胞結構;但由於二氧化矽是特別細的白色粉末,再加上控制不好用量,易過量,使濾液中含有較多的二氧化矽,而導致濾液顏色變淺。濾液中雜質越多,實驗現象越不明顯。有實驗證明,改用白細河沙(洗淨乾燥後用)代替二氧化矽粉末,這樣研磨更充分,濾液中減少了雜質的含量,顏色變得深綠,實驗效果明顯。 加入少許碳酸鈣的目的是為了防止在研磨過程中,葉綠素受到破壞。因為葉綠素分子結構中含有一個鎂原子,當細胞破裂時,細胞液內有機酸中的氫可取代鎂原子而成為褐色的去鎂葉綠素,碳酸鈣可中和有機酸以防止去鎂反應的發生。 ③研磨要迅速、充分。這是因為一是因為丙酮容易揮發;二是為了使葉綠體完全破裂,從而能提取較多的色素;三是葉綠素極不穩定,能被活細胞中的葉綠素酶水解而破壞。 ④製備濾紙條時,根據小孔(邊緣)擴散原理,物質分子沿邊緣擴散速度要大於裡邊擴散的速度,因此要將濾紙條的一端剪去兩角,主要是為了延長邊緣長度,這樣可以使色素在濾紙條上擴散均勻,便於觀察實驗結果。 ⑤畫線時,一定要細並且直,這樣可以防止色素帶重疊,使色素分子均勻分佈在一條直線上,做到擴散起點一致。重複劃2~3次,是為了增加濾液細線上的色素分子數量,使實驗效果更加明顯。 ⑥分離色素時,一定不要讓濾紙條上的濾液細線沒及到層析液,這是因為色素易溶解於層析液中,導致色素帶不清晰,影響實驗效果。 2.解題障礙的突破 (1)用“類比分析法”或“直接判斷法”解某些實驗步驟對實驗結果影響的題。 [例1]某同學在做“葉綠體中色素的提取和分離”實驗時,操作情況如下所述: ①將5g新鮮完整的菠菜葉,放入研缽中,加入丙酮、石英砂、碳酸鈣以後,迅速研磨,然後按要求過濾。 ②用毛細吸管吸取少量濾液,沿鉛筆線處小心均勻地劃出一條濾液細線,並連續迅速地重複劃2~3次。 ③把劃好細線的濾紙條插入層析液中,並不斷搖晃,以求加快色素在濾紙條上的擴散。 但結果實驗失敗,請指出其錯誤所在: (1)____________________________; (2)____________________________; (3)____________________________。 解析:用“類比分析法”解。對新鮮綠葉應除去粗的葉脈後再行稱重,以增加單位重量葉片所含的葉綠素;此外,還需將葉儘量剪碎,提高研磨效果;劃濾液線時,須待所劃的濾液線乾燥後再重複劃線,否則會造成劃線過粗和色素濃度低的情況;濾紙條插入層析液後,由於搖晃,使層析液接觸濾液線而將色素溶解,會嚴重影響實驗結果。 答案:(1)未去除粗葉脈和將葉剪碎,降低了葉綠素的提取率(2)上一次濾液細線未乾燥,即劃下一次線,使濾液線過粗或線上色素量較低(3)由於搖晃,層析液接觸濾液線,溶解了色素
(1)由於葉綠素和類胡蘿蔔素都是有機物,而層析液是有機溶劑,所以可以溶解這些色素,但是不同的色素在層析液中的溶解度不相同,所以隨層析液在濾紙上的擴散速度也不同(溶解度大的擴散速度快),因此,不同的色素就在擴散時分離開來了。 結論:層析液的作用是溶解並分離不同色素。 分離的原理與四種色素在層析液中的溶解度有關。層析液是一種脂溶性很強的有機溶劑,由於四種色素的化學組成和結構不同,因此每一種色素分子在層析液分子的作用下,克服色素分子之間的引力,向層析液中擴散的速度不同,即在層析液中的溶解度不同,因而四種色素隨層析液在濾紙條上的擴散速度就不同,其中胡蘿蔔素在層析液中的溶解度最高,擴散速度最快,其次是葉黃素、葉綠素a,葉綠素b溶解度最低,擴散得最慢。依據此原理使濾紙條上處於同一濾液細線上的四種色素在擴散中分離開來。 (2)酒精的作用 葉綠體中的色素溶解於有機溶劑如酒精或丙酮(相似相溶),形成色素液。 ①取材時要選取新鮮的顏色較深的葉片,是因為以便使濾液中含較多的色素; ②研磨時加入二氧化矽的目的是為了研磨得充分,更有效地破壞細胞結構;但由於二氧化矽是特別細的白色粉末,再加上控制不好用量,易過量,使濾液中含有較多的二氧化矽,而導致濾液顏色變淺。濾液中雜質越多,實驗現象越不明顯。有實驗證明,改用白細河沙(洗淨乾燥後用)代替二氧化矽粉末,這樣研磨更充分,濾液中減少了雜質的含量,顏色變得深綠,實驗效果明顯。 加入少許碳酸鈣的目的是為了防止在研磨過程中,葉綠素受到破壞。因為葉綠素分子結構中含有一個鎂原子,當細胞破裂時,細胞液內有機酸中的氫可取代鎂原子而成為褐色的去鎂葉綠素,碳酸鈣可中和有機酸以防止去鎂反應的發生。 ③研磨要迅速、充分。這是因為一是因為丙酮容易揮發;二是為了使葉綠體完全破裂,從而能提取較多的色素;三是葉綠素極不穩定,能被活細胞中的葉綠素酶水解而破壞。 ④製備濾紙條時,根據小孔(邊緣)擴散原理,物質分子沿邊緣擴散速度要大於裡邊擴散的速度,因此要將濾紙條的一端剪去兩角,主要是為了延長邊緣長度,這樣可以使色素在濾紙條上擴散均勻,便於觀察實驗結果。 ⑤畫線時,一定要細並且直,這樣可以防止色素帶重疊,使色素分子均勻分佈在一條直線上,做到擴散起點一致。重複劃2~3次,是為了增加濾液細線上的色素分子數量,使實驗效果更加明顯。 ⑥分離色素時,一定不要讓濾紙條上的濾液細線沒及到層析液,這是因為色素易溶解於層析液中,導致色素帶不清晰,影響實驗效果。 2.解題障礙的突破 (1)用“類比分析法”或“直接判斷法”解某些實驗步驟對實驗結果影響的題。 [例1]某同學在做“葉綠體中色素的提取和分離”實驗時,操作情況如下所述: ①將5g新鮮完整的菠菜葉,放入研缽中,加入丙酮、石英砂、碳酸鈣以後,迅速研磨,然後按要求過濾。 ②用毛細吸管吸取少量濾液,沿鉛筆線處小心均勻地劃出一條濾液細線,並連續迅速地重複劃2~3次。 ③把劃好細線的濾紙條插入層析液中,並不斷搖晃,以求加快色素在濾紙條上的擴散。 但結果實驗失敗,請指出其錯誤所在: (1)____________________________; (2)____________________________; (3)____________________________。 解析:用“類比分析法”解。對新鮮綠葉應除去粗的葉脈後再行稱重,以增加單位重量葉片所含的葉綠素;此外,還需將葉儘量剪碎,提高研磨效果;劃濾液線時,須待所劃的濾液線乾燥後再重複劃線,否則會造成劃線過粗和色素濃度低的情況;濾紙條插入層析液後,由於搖晃,使層析液接觸濾液線而將色素溶解,會嚴重影響實驗結果。 答案:(1)未去除粗葉脈和將葉剪碎,降低了葉綠素的提取率(2)上一次濾液細線未乾燥,即劃下一次線,使濾液線過粗或線上色素量較低(3)由於搖晃,層析液接觸濾液線,溶解了色素