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实验5 绿叶中色素的提取和分离 Ø核心知识回顾 1、实验原理 (1)提取：绿叶中的色素能够溶解在 中而不溶于水，可用 提取色素。在研磨时还应加入少许 和碳酸钙，其中前者有助于 ，后者可防止在研磨中 被破坏。 (2)分离(方法： 法)：各种色素在 中的 不同。溶解度 的色素分子随层析液在滤纸上扩散得 ，反之则 ，从而各种色素分子在滤纸上可形成不同的色素带。 2、实验流程： (1)提取色素：称取5 g的绿叶， 放入研钵中，在研钵中加入少许 和 、10 mL ，迅速研磨并用 过滤，收集滤液。 (2)制备滤纸条：距剪去两角的滤纸条一端1 cm处用铅笔画一条细线。画滤液细线：用毛细吸管吸取色素滤液，沿铅笔线 地画一细线，待滤液 再画一两次。色素分离：将适量 倒入试管，插入滤纸条，棉塞塞紧试管口。注意： 让滤液细线触及层析液。 3、实验结果
4、实验操作注意事项及结果分析 (1)选材应选取 、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。 (2)过滤时漏斗基部的单层尼龙布 (“可以”或“不可以”)用滤纸代替，是因为滤纸的吸附性 ，会导致滤液中色素的浓度过低。 (3)制备滤纸条时，剪去两角的作用是 ，画滤液细线的要求是 ；待滤液干后，再重画一到两次可以增加滤液细线中色素的 。 (4)色素分离中，滤液细线 触及层析液，否则滤液细线中的色素分子将溶解到 中，滤纸条上得不到色素带。 (5)某实验小组得到的色素提取液颜色过浅，其原因有以下可能：未加 或研磨不充分，色素未能充分提取出来；称取绿叶过少或加入无水乙醇过多，色素溶液浓度小；未加入 或加入过少，部分色素分子被破坏。 答案： 1、(1)无水乙醇 无水乙醇 二氧化硅 充分研磨 色素 (2)纸层析 层析液 溶解度 大 快 慢 2、(1)剪碎 二氧化硅 碳酸钙 无水乙醇 单层尼龙布 (2)均匀 干后 层析液 不能 3、橙黄 最少 最高 最快 黄 蓝绿 最多 黄绿 最低 最慢 4、(1)鲜嫩 (2)不可以 太强 (3)防止色素带不整齐 细、齐、直 含量 (4)不能 层析液 (5)二氧化硅 碳酸钙 Ø核心知识辨析 1、在绿叶中色素的提取和分离实验中，可以以滤纸条上色素带的颜色、次序和宽窄做为观察指标(2021辽宁卷)( √ ) 辨析：绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)；色素带的宽窄代表色素的含量多少。 2、纸层析法分离叶绿体色素时，以多种有机溶剂的混合物作为层析液(2021河北卷)( √ ) 辨析：在提取和分离绿叶中的色素实验中，采用无水乙醇提取色素。分离绿叶中的色素用纸层析法，用到的层析液由20份石油醚、2份丙酮和1份苯酚混合而成。 3、叶绿体色素滤液细线浸入层析液，可导致滤纸条上色素带重叠(2015山东卷)( × ) 辨析：层析液是由有机溶剂组成，而叶绿体色素易溶于有机溶剂中，因此叶绿体色素滤液细线浸入层析液，会使滤液细线上的叶绿体色素溶解在层析液中，导致滤纸条上无色素带。 4、在绿叶中色素的提取和分离实验中，使用定性滤纸过滤研磨液( × ) 辨析：过滤时漏斗基部的单层尼龙布不可以用滤纸代替，是因为滤纸的吸附性太强，会导致滤液中色素的浓度过低。 5、利用新鲜菠菜叶片开展绿叶中色素的提取和分离实验中，滤纸条上的黄绿色条带是由叶绿素a扩散形成的( × ) 辨析：四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。 6、利用新鲜菠菜叶片开展绿叶中色素的提取和分离实验中，层析完毕后应迅速记录实验结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失( × ) 辨析：层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会因色素分解而减少，但不会随层析液挥发而消失。 7、提取色素时加碳酸钙的目的是使研磨更充分( × ) 辨析：绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇(溶解色素)、石英砂(使研磨更充分)和碳酸钙(防止色素被破坏)。 8、绿叶中含量越多的色素，其在滤纸条上扩散得越快( × ) 辨析：扩散最快的是胡萝卜素(橙黄色)，而含量越多的色素是叶绿素a(蓝绿色)。 Ø高考真题剖析 1、(2020江苏)采用新鲜菠菜叶片开展“叶绿体色素的提取和分离”实验，下列叙述错误的是( ) A、提取叶绿体色素时可用无水乙醇作为溶剂 B、研磨时加入CaO可以防止叶绿素被氧化破坏 C、研磨时添加石英砂有助于色素提取 D、画滤液细线时应尽量减少样液扩散 参考答案：B 解析：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，因而可以用无水乙醇提取绿叶中的色素，A正确；研磨时需要加入碳酸钙（CaCO3），可防止研磨时色素被破坏，B错误；研磨时加入少许石英砂（SiO2）有助于充分研磨，利于破碎细胞使色素释放，C正确；画滤液细线时应尽量减少滤液扩散，要求细、直、齐，才有利于色素均匀地分离，D正确。 2、(2020浙江)以洋葱和新鲜菠菜为材料进行实验。回答下列问题： (1)欲判断临时装片中的洋葱外表皮细胞是否为活细胞，可在盖玻片的一侧滴入质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液，用吸水纸从另一侧吸水，重复几次后，可根据是否发生______现象来判断。 (2)取新鲜菠菜叶片烘干粉碎，提取光合色素时，若甲组未加入碳酸钙，与加入碳酸钙的乙组相比，甲组的提取液会偏________色。分离光合色素时，由于不同色素在层析液中的溶解度不同及在滤纸上的吸附能力不同，导致4种色素随层析液在滤纸条上的_______不同而出现色素带分层的现象。若用不同波长的光照射叶绿素a提取液，测量并计算叶绿素a对不同波长光的吸收率，可绘制出该色素的__________。 (3)在洋葱根尖细胞分裂旺盛时段，切取根尖制作植物细胞有丝分裂临时装片时，经染色后，__________有利于根尖细胞的分散。制作染色体组型图时，通常选用处于有丝分裂__________期细胞的染色体，原因是__________。 参考答案：(1)质壁分离 (2)黄 移动速率 吸收光谱 (3)轻压盖玻片 中 中期的染色体缩短到最小的程度，最便于观察和研究 解析： (1)活的植物细胞能发生质壁分离，而死的植物细胞由于原生质层失去选择透性不会发生质壁分离，因此常用质壁分离能否发生来判断植物细胞的死活。洋葱外表皮细胞因为含紫色大液泡，质壁分离现象明显，常用于进行质壁分离实验。 (2)碳酸钙有保护叶绿素的作用，未加碳酸钙，叶绿素被破坏，呈现类胡萝卜素的颜色，类胡萝卜素偏黄，故甲的提取液偏黄。溶于酒精的四种光合色素，被附着在滤纸条的同一条线上（滤液细线），随着层析液在滤纸条上的扩散而被扩散，且溶解度大的色素扩散得最快。因此可以利用四种色素的移动速率（扩散速率）而将四种色素分离开来。以某种物质对不同波长光的吸收率为纵坐标，以波长为横坐标作图，所得的曲线，就是该物质的吸收光谱。 (3)观察细胞中的染色体，需要将细胞分散开来，因此用10%盐酸对根尖进行解离，为了进一步使细胞分散开来，染色后，用拇指轻压盖玻片。染色体组型图是将某种生物体细胞内的全部染色体，按大小和形态特征进行配对、分组和排列所构成的图像，由于中期的染色体缩短到最小的程度，最便于观察和研究，因此常用有丝分裂中期的染色体进行显微摄影，制作染色体组型图。 3、(2017天津)以叶绿体中的色素为脂溶性，液泡中紫红色的花青苷为水溶性。以月季成熟的紫红色叶片为材料，下列实验无法达到目的的是( ) A、用无水乙醇提取叶绿体中的色素 B、用水做层析液观察花青苷的色素带 C、用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水 D、用光学显微镜观察表皮细胞染色体的形态和数目 参考答案：D 解析：由于叶绿体中色素为脂溶性，可用无水乙醇提取，A正确；花青苷为水溶性，可用水做层析液观察花青苷的色素带，B正确；月季成熟的紫红色叶片含有紫红色的大液泡，可发生质壁分离和复原，则可用质壁分离和复原实验探究细胞的失水与吸水，C正确；表皮细胞高度分化，不能分裂，不能用光学显微镜观察其染色体的形态和数目，D错误
A、强光照导致了该植物叶绿素含量降低 B、类胡萝卜素含量增加有利于该植物抵御强光照 C、色素Ⅲ、Ⅳ吸收光谱的吸收峰波长不同 D、画滤液线时，滤液在点样线上只能画一次 参考答案：ABC 解析：图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。图示表明强光照下叶绿素宽度变窄，类胡萝卜素宽度变宽，说明此时叶绿素含量降低，类胡萝卜素增加，有利于抵御强光照，AB正确；胡萝卜素和叶黄素吸收光谱的吸收峰波长不同，C正确；画滤液细线时，滤液在点样线上需画2~3次，保证色素的含量，D错误。 5、(2013重庆)下列与实验相关的叙述，错误的是( ) A、马铃薯块茎捣碎后的提取液可检测出蛋白质 B、光学显微镜可用于观察植物细胞的质壁分离现象 C、检测酵母菌培养过程中是否产生CO2可判断其呼吸方式 D、在95%乙醇中加入无水Na2CO3后可提高色素的溶解度 参考答案：C 解析：本题考查教材中几个重要实验的 Ø限时训练 A组(选择题为单选)
A、研磨叶片时，需加入少许SiO2，有助于叶片研磨得更充分 B、将滤纸条一端剪去两角有利于层析时形成平整的色素带 C、实验结果表明：色素④叶绿素a在层析液中的溶解度最低 D、实验结果表明：避光条件对类胡萝卜素的合成基本无影响 参考答案：C 解析：图中①为胡萝卜素、②为叶黄素、③为叶绿素a，④为叶绿素b，叶绿素b在层析液中的溶解度最低，扩散距离最近，位于滤纸条的最下端，C错误。
A、提取色素过程中加入二氧化硅的目的是为了保护叶绿素 B、甲组滤纸条从上往下第三条色素带的颜色是黄绿色 C、乙组滤液细线处的颜色是无色 D、苋菜叶肉细胞中紫红色的花青素分布在液泡中 参考答案：D 解析：提取绿叶中的色素时，加入二氧化硅的目的是为了研磨充分，A错误；甲组滤纸条从上往下第三条色素带含有的色素是叶绿素a，颜色是蓝绿色，B错误；乙组是用蒸馏水分离色素，光合色素不溶于蒸馏水，故滤液细线处的颜色是深绿色，C错误。
A、研磨时加入CaCO3过量会破坏叶绿素 B、层析液可采用生理盐水或磷酸盐缓冲液 C、在敞开的烧杯中进行层析时，需通风操作 D、实验验证了该种蓝细菌没有叶绿素b 参考答案：D 解析：研磨时加入CaCO3的目的是防止叶绿素被破坏，故研磨时加入CaCO3过量不会破坏叶绿素，但会影响色素提取液的纯度，A项错误；光合作用色素易溶于有机溶剂不溶于水，故层析液由有机溶剂配制而成，B项错误；层析液易挥发，故层析分离时烧杯上要加盖，C项错误；对照图示结果分析可知，该种蓝细菌中没有叶黄素和叶绿素b，D项正确。 4、下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述，正确的是( ) A、提取光合色素时加入SiO2的目的是使研磨充分并保护色素不被破坏 B、色素在提取液中的溶解度不同，导致色素带的位置不同 C、对研磨液过滤时需要在玻璃漏斗的基部放一层滤纸 D、画滤液细线时要等上一次画的滤液线干燥后再进行画线 参考答案：D
5、在进行光合色素的提取和分离实验时，取一圆形滤纸，在滤纸中央滴一滴色素提取液，再滴一滴层析液，将会得到近似同心的四个色素环，如图。下列说法错误的是( ) A、通常提取液呈现绿色是因为叶片中叶绿素的含量比类胡萝卜素的高 B、提取色素时加入少许CaCO3和SiO2 C、若提取的是缺镁叶片中的色素，则最外侧两圈色素环颜色较淡 D、最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光 参考答案：C 解析：镁是合成叶绿素的原料，若叶片缺镁，则叶绿素含量少，会使最内侧的两圈色素环颜色较淡，C错误。 B组(选择题为单选)
A、研磨时未加入SiO2 B、研磨时未加入CaCO3 C、画滤液细线的次数不够 D、提取时未加入无水乙醇 参考答案：B 解析：研磨时未加入SiO2，研磨不充分，会导致4种色素的含量均减少，但不会出现只有叶绿素b与叶绿素a的相对含量明显减少的现象，A错误；研磨时未加入CaCO3，叶绿素分子被破坏，会导致叶绿素b与叶绿素a的相对含量明显减少，B正确；画滤液细线的次数不够，点样处积累的色素浓度低，会导致层析时4种色素的相对含量均减少，但不会出现只有叶绿素b与叶绿素a的相对含量明显减少的现象，C错误；提取时未加入无水乙醇，无法提取出色素，会导致滤纸条上看不见色素带，D错误。
A、③可能是由于未加SiO2而得到的实验结果 B、①可能是由于未加CaCO3而得到的实验结果 C、①可能是层析液没及滤液细线而得到的实验结果 D、②可能是由于用水取代了无水乙醇而得到的实验结果 参考答案：ABD 解析：③中各色素带较窄，分离出的色素少，原因可能是未加SiO2而使得研磨不充分，A正确；①组实验结果不理想(叶绿素较少)的原因有可能是未加CaCO3而使色素被破坏，B正确；如果层析液没及滤液细线则色素溶于层析液中，将不能得到色素条带，结果如图②，C错误；②没有色素带，可能是由于用水取代了无水乙醇，色素能溶解在无水乙醇中，而不能溶于水，所以用水取代无水乙醇不能分离出色素带，D正确。 3、下图是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况，以下说法中错误的有( ) A、提取色素时加入碳酸钙是为了防止研磨中色素被破坏 B、水稻在收获时节，叶片中色素量是(甲＋乙)>(丙＋丁) C、四种色素都能溶解在层析液中，乙色素的溶解度最大 D、四种色素中，丙和丁主要吸收红光 参考答案：BCD 解析：提取色素时加入碳酸钙是为了防止色素被破坏，提取色素时加入二氧化硅是为了使研磨更充分，A正确；水稻在收获时节，叶片呈黄色，叶绿素分解了，呈现出类胡萝卜素的颜色，所以叶片中色素量的变化是(甲＋乙)＜(丙＋丁)，B错误；四种色素都能溶解在层析液中，丁色素的溶解度最大，原因是它在滤纸上扩散得最快，C错误；四种色素中，丙和丁为类胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，甲和乙为叶绿素，主要吸收红光和蓝紫光，D错误。 |
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