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1、浅谈层析液中的石油醚、丙酮和苯在色素分离过程中的各自作用摘要本实验使用“假说演绎法”对层析液中石油醚、丙酮和苯的作用进行了探究，实验结果显示：石油醚、丙酮和苯在分离色素的过程中功能各异、作用互补。关键词石油醚 丙酮 苯 层析液 色素 溶解度“绿叶中色素的提取与分离”是人教版高中生物第一册的实验。该实验内容包括“色素的提取”和“色素的分离两个部分”：其中色素分离的原理是：溶解度高的色素随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。在使用标准层析液（石油醚：丙酮：苯=20：2：1）（以下同）进行分离时色素在滤纸上形成4条明显的色素带，其效果如下图：滤纸条上形成4条色素带从上往下分别是：胡萝卜素形成的橙黄色色
2、素带，叶黄素形成的黄色色素带，叶绿素a形成的蓝绿色色素带和叶绿素b形成的黄绿色色素带。其中蓝绿色的色素带最宽，橙黄色的色素带最窄并且离起始线最远，只有蓝绿色和黄绿色的两条色素带之间没有明显的距离，黄绿色的色素带离起始线最近。在一次实验课上，一位学生使用层析液（石油醚：丙酮：苯=1：1：1）来分离菠菜叶中的色素，分离时间为140秒。其实验结果如右图。从右图可以看出滤纸上没有出现4条色素带。这种现象引起了笔者的注意和思考，进而产生了疑问。提问：石油醚、丙酮和苯在色素分离过程中分别有什么功能，又起到了什么样的作用呢？为了解决以上的疑问笔者做出以下假设。假设：石油醚、丙酮和苯在滤纸上分别能分离绿叶中的
3、一种或一种以上的色素。根据以上假设设计并且实施了下面的实验。实验：分别用标准层析液（对照组）、石油醚、苯、丙酮等4种液体来分离菠菜叶中的色素。分离时间为140秒。实验结果如下图：现象1：在使用石油醚分离色素的滤纸条上分布着3条色素带，从上往下其颜色依次为橙黄色、黄色和绿色，其中橙黄色的色素带与其它色素明显地分离开来。黄色的色素带和绿色的色素带没有明显分开，它们大部分还停留在起始线附近。分析：与对照组相比可以得出：石油醚分离出的橙黄色色素是胡萝卜素。从其它色素还分布在起始线附近的现象可以得出：其它色素在石油醚中溶解度很小，石油醚不能将其分离。结论：层析液中的石油醚功能是分离菠菜叶色素中的胡萝卜素
4、。现象2：在使用苯分离色素的滤纸条上分布着3条色素带，从上向下其颜色依次为黄色的色素带、蓝绿色的色素带和黄绿色的色素带，3条色素带连在一起。另外在起始线附近还有很少的绿色色素。分析：与对照组相比可以得出：苯分离出的3条色素带从上往下依次是类胡萝卜素（叶黄素和胡萝卜素）、叶绿素a和叶绿素b，但是不能将类胡萝卜素中的分离开。从起始线附近还有很少的绿色色素的现象来看，苯对菠菜叶中的4种色素有一定的溶解度。结论：层析液中的苯功能是分离菠菜叶中色素的类胡萝卜素、叶绿素a和叶绿素b。现象3：在使用苯丙酮分离色素的滤纸条上分布着3条连在一起的色素带，从上往下其颜色为：黄色、绿色和黄色。3条色素带离起始线较远
5、。在起始线处几乎没有色素。分析：与对照组相比可以看出：丙酮不能将菠菜叶中的4种色素较好地分离出来。从3条色素带连在一起，离起始线较远和起始线处几乎没有色素这些现象可得出：菠菜叶中的4种色素在丙酮中溶解度都很大，并且相差很小。（丙酮可以替换无水酒精来提取绿叶中的色素。）结论：层析液中的丙酮的功能是溶解滤纸上虑液细线中的4种色素。推论：从以上分析可知：a.在标准层析液中分离色素的物质是石油醚和苯。b.丙酮起到增加色素在标准层析液中的溶解度的作用。c.苯对色素具有一定的溶解能力。d.苯在标准层析液中所占的比例只有1/23。由以上的条件可以得出以下结论：增加苯在层析液中比例，就可以提高层析液对菠菜叶中
6、色素的溶解度，当层析液中苯的比例达到一定量时就可以省去丙酮。这样配制出的层析液与标准层析液应具有相似的功能，即把绿叶中的4种色素在滤纸上分离开来。根据以上推理设计并且实施下面的实验来进行验证。验证：分别使用标准层析液（对照组）和石油醚与苯比值为20:1、 15:1、 10:1、 5:1、 1:1、 1:5、 1:10、1:15、 1:20的层析液来分离色素，分离时间为140秒。实验结果如下图：现象：从上图可以看出：使用层析液（石油醚：苯=1:11:10）分离色素的滤纸上形成较明显的4条色素带，从上往下其颜色依次为橙黄色的色素带、黄色的色素带、蓝绿色的色素带和黄绿色的色素带。分析：与对照组相比可
7、以得出：使用层析液（石油醚：苯= 1:11:10）分离色素的滤纸上出现了预期的效果。增加苯在层析液中比例起到了丙酮在层析液中的作用。结论：上文对石油醚、丙酮和苯在标准层析液中功能的结论是正确的。小结：在绿叶中的色素分离的过程中，标准层析液中的苯、石油醚和丙酮功能各异作用互补：第一阶段苯、石油醚和丙酮将滤纸上滤液细线中的色素溶解。在这个过程中丙酮起到了主要的作用，弥补苯和石油醚对绿叶中色素的溶解能力不足。第二阶段石油醚在滤纸上携带着胡萝卜素以最快的速度进行扩散，同时苯在滤纸上则携带着叶黄素、叶绿素a和叶绿素b等色素以较慢并且不同的速度进行扩散。最后在滤纸上就形成4种色素带，从上到下色素带中的色素依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。这样绿叶中的色素就被分离开来了。
