巫山红叶在高中生物实验教学中的应用初探

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1、巫山红叶在高中生物实验教学中的应用初探【摘要】巫山红叶是指中国重庆市巫山县境内红叶。巫山有十多万亩野生红叶，其主要树种――黄栌（Cotinuscoggygriavar.cinerea），巫山人司空见惯的黄栌子，在高中生物教学中有何应用呢？本人是一名高中生物教师，从巫山红叶（主要是黄栌）中色素的提取与分离等方面入手，初步探究了如何将本地特色结合到高中生物教学中。结果发现，学生们的兴趣更浓厚，思路更开阔，进行实验设计与实际操作的能力有所提高。通过此次将地方特色纳入高中生物教学中的初步尝试，看出这种方式在高中生物

2、教学中具有很大的可行性。中国9/vie　　【关键词】巫山红叶色素提取本地特色实验教学　　中图分类号：G4文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2017.08.046　　爱因斯坦有一个名言：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看待旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”　　一、提出问题　　当学生们学完了高中生物必修一第五章“绿叶中色素的提取与分离”实验之后，我

3、就启发同学们思考：“我们提取分离的是绿叶中的色素，那其他颜色的树叶中有这四种色素吗？还有其他色素吗？巫山有很多树木在秋天树叶会变红而不是变黄，是什么原因呢？”联系日常生活中见到的树叶颜色，以巫山红叶为主进行分组讨论，提出一些你想要探究的问题。将问题整理后写出来。　　（一）关于树种　　1.巫山红叶最主要的树种是什么？2.这些树只有巫山有吗？为什么就能在巫山成片生长？跟香山红叶有何异同？3.这些树对环境稳定有什么影响啊？　　（二）关于色素　　1.洋葱表皮细胞中的紫色是液泡中的花青素，巫山红叶叶肉细胞内的液泡中是

4、否也有色素导致叶片显红色？2.巫山红叶中的红色素能进行光合作用吗？叶片变红后还有叶绿素存在吗？3.红叶秋冬变红，是低温导致了新的红色素产生还是变红之前色素就存在？4.巫山红叶中的红色素能用无水乙醇提取出来吗？能溶于层析液并在滤纸上扩散吗？如果不能，用什么方法将它提取出来呢？　　二、猜想与假设　　针对树种，同学们提出有多种树秋天树叶变红，有的树在其他地方也有，只是巫山这个特殊的高山与江水气候使某些树能在这里大量生存。具体情况的确定还需要到网上及林业局去查找资料，以及做实地考察来确定。针对色素的问题，学生们讨论

5、后做出了以下假设：　　比如：针对“巫山红叶为何秋冬季节才变红”这个问题。同学们做出的假设是：低温使叶绿素分解，利于花青素的形成，花青素在酸性环境中显红色。　　三、制定计划与设计实验　　学生们设计的实验思路是利用将同一颗黄栌树的已经红了的树叶与还未红的绿叶的花青素提取出来进行含量比较，并利用无水乙醇提取其中的光合色素分离，看红叶变红后其中叶绿素及类胡萝卜素的变化。那就需要找出提取黄栌叶片中花青素的方法。　　以下是学生们设计出的实验方案之一：1.实验目的：同一棵黄栌树的红叶与绿叶中花青素含量比较，叶绿素含量比较

6、。2.实验原理：黄栌叶片中的花青素较溶于0.10%的HCl，在恒温31℃遮光的提取条件下，提取4小时后过滤，可得透明原液。比较同一颗黄栌树的红叶与绿叶提取后的原液颜色深浅。叶片中的光合色素易容于无水乙醇，可通过提取分离实验比较红叶与绿叶中光合色素含量变化。3.材料用具：同一棵黄栌树的红叶与绿叶恒温箱、试管、试管架、剪刀、量筒、玻璃漏斗、尼龙布、天平、0.10%HCl、无水乙醇、滤纸条、93号汽油。4.方法步骤：（1）将新鲜叶片快速洗净，放入培养皿中晾干，剪碎备用。（2）分�e取提取剂（0.10%的HCl溶液

7、）20mL于1、2号烧杯中，无水乙醇20mL于3、4号烧杯中。1、3号烧杯中分别加入红叶2.0g，2、4号烧杯中分别加入绿叶2.0g，都放入31℃恒温箱，振荡数次，4小时后过滤得透明原液。（3）比较盐酸提取的两组中红色深浅，加入浓盐酸（15%的HCl溶液）5mL后试管中红色液体的颜色深浅。（4）将3、4号滤液用纸层析法进行分离。比较叶绿素含量大小。　　四、进行实验与收集证据　　实验结果显示：HCl中提取出的花青素红叶多于绿叶，加入浓盐酸后绿叶原液颜色有所变红，但还是远远小于红叶组。得出初步结论红叶中花青素大

8、量增多。3、4组分离出的色素带显示：红叶中叶绿素含量大量减少。　　五、分析与论证、评估　　综合资料和实验结果，教师引领学生总结了黄栌叶片秋冬变红的原因：　　使叶片呈现红色主要靠两种物质：1.胡萝卜素，是普遍存在于叶绿体中的橙红色色素。2.花青素，存在于液泡内，当细胞液为碱性时，花青素呈蓝紫色，当细胞液呈酸性时，花青素呈红色。入秋以后，叶内的花青素增多，而气温下降又使叶绿素破坏消失，因此绿叶变成了红叶。　　变色的外