趙玥

摘要從學(xué)生日常生活中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題出發(fā)，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)、實(shí)施“定量”實(shí)驗(yàn)，不但學(xué)會(huì)科學(xué)探究的一般方法，也能從實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論中體會(huì)“進(jìn)化與適應(yīng)”的生物學(xué)觀點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 定量實(shí)驗(yàn) 校內(nèi)植物 葉綠素含量測(cè)定 生命觀念

中圖分類號(hào)G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

1問(wèn)題提出

學(xué)生在觀察校園植物時(shí)，發(fā)現(xiàn)處于底層植物的葉片也能正常生長(zhǎng)，于是提出問(wèn)題：同一植物頂層葉片與底層葉片中葉綠素a和葉綠素b的含量會(huì)有差異嗎？這種差異是否有利于植物更好地適應(yīng)環(huán)境？如何測(cè)定葉綠素a和葉綠素b的含量呢？學(xué)生在這些問(wèn)題的驅(qū)動(dòng)下，開(kāi)展了自主探究，查閱資料，并設(shè)計(jì)、實(shí)施了該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)探究。

2探究方案

2.1探究實(shí)驗(yàn)原理

①色素提取的原理：葉綠體色素位于葉綠體的類囊體中，可通過(guò)破壞細(xì)胞獲得。葉綠體4種色素均為脂溶性化合物，根據(jù)相似相溶原理，能夠通過(guò)溶解于有機(jī)物來(lái)提取色素。②比較葉綠素含量的原理：先利用分光光度計(jì)分別測(cè)定葉綠素a與葉綠素b的最大吸光度，再根據(jù)Lambert-Beer定律，通過(guò)代數(shù)方法可計(jì)算出葉綠素a和葉綠素b的含量。

2.2實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

離心機(jī)、分光光度計(jì)、家用微型電鉆、塑料研磨棒、1.5mL離心管、50mL離心管、葉綠素測(cè)定儀、電子天平、移液器、打孔器、碳酸鈣、石英砂、無(wú)水乙醇。

2.3實(shí)驗(yàn)探究步驟

（1）分組與選材：學(xué)生分成6個(gè)小組，其中3組選取同一株繡球頂層植物葉片，另3組選取底層葉片。利用葉綠素測(cè)定儀檢測(cè)葉片不用部位的葉綠素含量。在葉綠素含量相似處用打孔器打孔獲取葉圓片若干。

（2）色素的提?。孩賹?片葉圓片裝入1.5 mL離心管內(nèi)，加入0.02g二氧化硅、0.03g碳酸鈣以及300ul無(wú)水乙醇;②用家用電鉆、塑料研磨棒充分研磨;③加入700uL無(wú)水乙醇，上下顛倒混勻，7500rpm下離心30s;④取上清液至50mL離心管，用無(wú)水乙醇稀釋5倍，得到用于測(cè)定的色素溶液。

（3）色素吸光度的測(cè)量：①將色素溶液分別加入3組比色皿：②將比色皿放入分光光度計(jì)內(nèi)，分別測(cè)定663nm與645nm波長(zhǎng)下葉綠素a與葉綠素b的吸光度。

（4）數(shù)據(jù)的記錄與處理：①多次測(cè)量數(shù)據(jù)并求平均值;②利用Lambert-Beer定律分別計(jì)算葉綠素a與葉綠素b的含量，并求得aPo值記錄在表格內(nèi)（表1）。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

學(xué)生自主學(xué)習(xí)spss軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異度檢測(cè)，得到底層葉片葉綠素a/b值的差異度為0.001047，頂層葉片葉綠素a/b值差異度為0.00001，具有顯著差異。學(xué)生將數(shù)據(jù)繪制成柱形圖，分析數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，總結(jié)實(shí)驗(yàn)規(guī)律。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生發(fā)現(xiàn)：同一植物中，底層葉片葉綠素a/b的比值較頂層葉片低。此時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生感悟到同一植物不同部位的葉片中，葉綠素含量的差異是植物適應(yīng)環(huán)境的一種表現(xiàn)。

4總結(jié)與拓展

教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)證的結(jié)果，理解生命現(xiàn)象，逐步建立“進(jìn)化與適應(yīng)”的生命觀念。由于該實(shí)驗(yàn)是從教材中葉綠素提取和分離的“定性”實(shí)驗(yàn)，拓展為色素含量測(cè)定的“定量”實(shí)驗(yàn)，在學(xué)生實(shí)施探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，教師需提示學(xué)生可以通過(guò)用打孔器對(duì)葉片打孔、取同一株植物的葉片、使用葉綠素測(cè)定儀對(duì)植物葉片進(jìn)行色素測(cè)定等，盡可能控制實(shí)驗(yàn)的變量，減少實(shí)驗(yàn)的誤差。

此外，教師還可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考新的問(wèn)題：可以通過(guò)什么方法測(cè)定葉片中類胡蘿卜素的含量？為什么同一植物，底層葉片的顏色相對(duì)較深而頂層葉片的顏色相對(duì)較淺？……