叶绿素荧光现象观察实验的改进，本文主要内容关键词为：叶绿素论文,荧光论文,现象论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
光合作用是高中生物的核心概念，因为光合作用过程涉及较多物理、化学知识，所以学生理解起来比较困难，尤其是对色素功能的理解存在一定困难。笔者现从物理的角度分析和理解色素的功能，即色素具有吸收、传递和转化光能的功能。 一、教材回顾
学生通过生物必修1（分子与细胞）第三章第5节“光合作用”的学习知道，在光合作用的光反应阶段，可见光照射可使叶绿素中的一个电子由低能状态激发到高能状态，并随后丢失能量进入光系统Ⅰ。结合物理选修3-5的学习我们知道，在有外界辐射（光）激励的情况下，电子从高能级转移到低能级可释放出光子。综合上述内容，笔者产生以下想法：能否在人工照射可见光的条件下，让叶绿素中的电子受到激发，发生由低至高的能级跃迁，释放出光子呢？基于这样的思考，笔者对叶绿素荧光现象演示实验展开了改进探究。 二、实验改进探究过程 1.植物叶绿素的提取 （1）实验材料。新鲜菠菜叶片、干燥的定性滤纸、95%的乙醇、二氧化硅、碳酸钙、研钵、小玻璃漏斗、玻璃棒、尼龙布、剪刀、试管、药匙、量筒及天平。 （2）实验步骤。 ①将新鲜菠菜叶放入40～50℃的烘箱中烘干，用剪刀将新鲜菠菜叶片粉碎。 ②向研钵中加入少许二氧化硅、碳酸钙以及2～3 mL 95%的乙醇，充分、迅速研磨成匀浆。 ③在一小玻璃漏斗基部放一块多层尼龙布，将研磨液迅速倒入漏斗中；收集滤液到一支试管中，及时用棉塞将试管口塞紧。 （3）实验过程记录如图1、图2、图3、图4所示。
2.对叶绿素提取液透射光、反射光的初步观察 （1）实验材料。刚刚提取的叶绿素、多功能迷你手电、白墙或者白纸（用作光屏）。 （2）实验步骤。先用多功能迷你手电垂直照射内装叶绿素提取液的试管（投射），再与试管壁成一定角度照射试管（反射），观察光屏上出现的现象。 （3）实验现象。可观察到光屏上出现绿色的透射光，并不能观察到光屏上有明显的反射光，如图5、图6所示。
（4）实验反思。因为刚刚提取的叶绿素中有些固体悬浮物悬浮在叶绿素提取液的上部，试管底层有暗绿色的沉积物，所以叶绿素提取液并不澄清（可能是由于在菠菜叶研磨阶段并未将其研磨充分，导致有部分菠菜叶残留固体碎屑进入叶绿素提取液中）。叶绿素提取液需要进一步过滤。 3.进一步过滤叶绿素提取液 （1）实验材料。小玻璃漏斗、玻璃棒、烧杯、尼龙布。 （2）实验步骤。 ①在小玻璃漏斗基部放一块折叠多次的尼龙布，将叶绿素提取液迅速倒入漏斗中。 ②在烧杯中收集过滤后的叶绿素提取液，重复上述实验操作多次。 （3）实验现象。叶绿素提取液有所澄清，但仍可观察到明显的固体悬浮物。 （4）实验反思。经过多次过滤后的叶绿素提取液较之最初所制的叶绿素提取液有所澄清，但过滤的效果并不明显（可能是由于过滤固体悬浮物的颗粒大小较难把握）。基于上述对所制叶绿素提取液处理的努力，笔者最终决定静置叶绿素提取液，等待其分层并提取叶绿素的上层清液进行观察。 4.叶绿素提取液的静置分层 （1）实验材料。装有叶绿素提取液的试管。 （2）实验步骤。 ①将装有叶绿素提取液的试管置于室内光线较暗处静置若干小时。 ②等待叶绿素提取液出现明显的分层现象后，提取其上层清液留作实验备用。 （3）实验现象。静置若干小时后的叶绿素提取液出现明显的分层现象。 5.叶绿素提取液透射光、反射光的再次观察 （1）实验材料。鞋盒一个、美工刀、胶水、叶绿素提取液。 （2）实验步骤。 ①打开鞋盒，将空的试管竖直放入，画好底部孔径大小。 ②用美工刀开一个直径比试管管径略小的圆形小孔，放入试管后，光源从孔中射入，进行实验，并利用鞋盒原有的圆形小孔观察。 ③将试管放入制作完毕的鞋盒中，使用多功能迷你手电透过事先开好的圆形小孔对其进行照射，改变手电灯照射方位，观察实验现象并记录。 （3）实验现象。在实验室内观察，实验效果如图7、图8所示。制作观察简易装置可观察到纸盒内出现绿色的透射光，并能观察到明显的红色的反射光，如图9所示。
（4）实验结论。叶绿素在普通白光的照射下，其电子可发生能级跃迁：先从低能级至高能级，再从高能级释放能量至低能级。在此过程中，电子会释放出波长为620～760 nm的光子，表现为红光。 三、实验总结与反思 1.实验总结 通过该实验，笔者制得了叶绿素的提取液，观察到了较为明显的叶绿素荧光现象，且验证了实验结论。同时，笔者在实验中遇到了许多问题并一一加以解决，也让笔者更好地了解如何结合学科之间的知识来解决问题，让笔者对两个学科的知识有了更深刻的了解，锻炼了实验探究与处理问题的能力。 该实验效果明显，何不直接作为演示实验来呈现于课堂？如果结合高拍仪、强光手电筒和教室投影设备，就可以在教室演示给所有学生观看。因为该实验现象较为明显，所以笔者认为这个实验有作为演示实验推广的价值。该实验不仅可以让学生在课堂上更深刻地了解叶绿素工作的机制，而且可以让学生将生物与物理课堂上学习到的知识结合起来，锻炼学生结合与运用知识的能力。诚然，在做该实验中同样遇到了许多问题，值得大家在将其运用到课堂时适当进行借鉴。
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