【生物】2019届一轮复习人教版专题18绿叶中色素的提取和分离教案

【生物】2019届一轮复习人教版专题18绿叶中色素的提取和分离教案

考点18 绿叶中色素的提取和分离 高考频度：★★★☆☆ 难易程度：★★★☆☆‎ ‎1．实验原理 ‎（1）提取：绿叶中的色素能够溶于有机溶剂而不溶于水，可用无水乙醇等有机溶剂提取色素。‎ ‎（2）分离：各种色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，从而使各种色素相互分离。‎ ‎2．实验步骤 观察结果：滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带 考向一 叶绿体中色素提取与分离的实验分析 ‎1．下列关于绿叶中色素的提取和分离实验的叙述，正确的是 A．胡萝卜素在层析液中溶解度最高，在滤纸条上扩散速度最快 B．色素提取过程中加入二氧化硅是为了防止色素被破坏 C．叶绿素a为黄绿色，叶绿素b是蓝绿色 D．滤液细线没入层析液中，便于色素的溶解 ‎【参考答案】A ‎ ‎解题必备 绿叶中色素提取和分离实验的异常现象分析 ‎（1）收集到的滤液绿色过浅的原因分析 ‎①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。‎ ‎②使用放置数天的叶片，滤液色素(叶绿素)太少。‎ ‎③一次加入大量的无水乙醇(正确做法：分次加入少量无水乙醇提取色素)。‎ ‎④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏。学。科&网 ‎（2）滤纸条色素带重叠：滤纸条上的滤液细线接触到层析液。‎ ‎（3）滤纸条看不见色素带 ‎①忘记画滤液细线或没有提取出色素。‎ ‎②滤液细线接触到层析液，且时间较长，色素全部溶解到层析液中。‎ ‎2．下列对提取光合色素，进行纸层析分离的实验中各种现象的解释，正确的是 A．未见色素带，原因可能为材料是黄化叶片 B．色素始终在滤纸上，是因为色素不溶于层析液 C．提取液呈绿色是由于其含有叶绿素a和叶绿素b D．胡萝卜素处于滤纸条最前方，是因为其在提取液中的溶解度最高 ‎【答案】C ‎【解析】未见色素带，可能的原因是没有提取出色素或滤液细线浸入层析液使色素溶解在层析液里等。若材料为黄化叶片，操作正确应见到胡萝卜素、叶黄素的色素带。色素在层析液中溶解度不同，色素始终在滤纸上，是因为层析液挥发。‎ 叶绿素a呈蓝绿色、叶绿素b呈黄绿色，所以光合色素提取液呈绿色。胡萝卜素处于滤纸条最前方，是因为其在层析液中的溶解度最高。‎ 考向二 叶绿体中色素提取的实验操作与探究 ‎3．中国的饮食讲究“色香味”，颜色会影响消费。小李同学拟研发“绿色”食用色素，他以生长很快的入侵植物水葫芦为材料进行如下实验。‎ Ⅰ．提取叶绿素 ―→―→―→ Ⅱ．探究pH对叶绿素稳定性的影响 取一些叶绿素粗产品，配成一定浓度的溶液，于室温(约25 ℃)下进行实验，方法和结果如下表。‎ 实验组号 叶绿素溶液(mL)‎ 调pH至 处理时间(min)‎ ‎ 溶液颜色 ‎①‎ ‎ 3.0‎ Y ‎10‎ 绿色 ‎②‎ ‎3.0‎ ‎7.0‎ ‎10‎ 绿色 ‎③‎ ‎3.0‎ ‎6.0‎ ‎10‎ 黄绿色 ‎ ‎④‎ ‎3.0‎ ‎5.0‎ ‎10‎ 黄褐色 注：叶绿素被破坏后变成黄褐色。‎ 根据所学知识和实验结果，请回答下列问题：‎ ‎（1）提取食用叶绿素的X应该为________________________________________________，原因是_____________________________________________________________________。‎ ‎（2）表中Y应该为________，原因是____________________________________________。‎ ‎（3）若用作食品色素，天然叶绿素色素不适用于__________食品，否则________________________。‎ ‎（4）小李想了解叶绿素产品中是否含有其他色素，请你提供检测方法并写出主要步骤。__________________________________________________________________________________________。‎ ‎【答案】（1）对人体无害的有机溶剂(食用酒精)　 叶绿素溶于有机溶剂，应考虑溶剂对人体的影响　‎ ‎（2）8.0　 以1.0作为pH梯度进行实验　‎ ‎（3）酸性　 叶绿素被破坏会造成食品失绿而影响品质　‎ ‎（4）纸层析法，其主要步骤：①制备滤纸条，②画滤液细线，③用层析液分离色素，④观察色素带 规律总结 实验设计的四大基本原则 ‎（1）单一变量原则：即除自变量(实验变量)以外，应使实验组与对照组的无关变量保持相同且适宜。如生物材料相同(大小、生理状况、年龄、性别等)、实验器具相同(型号、洁净程度等)、实验试剂相同(用量、浓度、使用方法等)和条件相同(保温或冷却、光照或黑暗、搅拌、振荡等)。‎ ‎（2）对照原则：应设置对照实验，使实验组与对照组的自变量不同(其余因素都相同)，以便减小实验误差。‎ ‎（3）平行重复原则：在实验设计中为了避免实验结果的偶然性，必须对所做实验进行足够次数的重复，以获得多次实验结果的平均值，保证实验结果的准确性。‎ ‎（4）科学性原则：指在设计实验时必须有充分的科学依据，即实验目的要明确，实验原理要正确，实验研究的材料和实验方法的选择要恰当，整个实验设计的思路和实验方法的确定都不能偏离实验原理、有关的生物学知识及其他学科领域的基本知识。‎ ‎4．在a、b、c 3个研钵中分别加入2 g剪碎的新鲜菠菜绿叶，并用3种不同方法按下表所示添加试剂，经过研磨、提取、过滤得到了3种不同颜色的溶液，有深绿色、黄绿色和几乎无色3种情况，下列选项中说法错误的是 ‎　　　组别 试剂 a b c 二氧化硅 加入 加入 加入 碳酸钙 不加 加入 加入 乙醇(3 mL)‎ 加入 不加 加入 蒸馏水(3 mL)‎ 不加 加入 不加 A．a组处理会造成滤液呈黄绿色，因为部分叶绿素会被破坏 B．b组处理会造成滤液几乎呈无色，因为叶绿素不会溶解于蒸馏水中 C．c组处理会造成滤液呈深绿色，经分离会得到4条色素带，其中第三条的颜色为蓝绿色 D．a组与b组相互对照，可以证明叶绿体中的色素易溶于乙醇 ‎【答案】D ‎1．在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验中，为了使研磨充分而加入的物质是 A．酒精 B．盐酸 ‎ C．碳酸钙 D．二氧化硅 ‎2．关于叶绿体中色素的提取和分离实验的叙述，正确的是 ‎ A．研磨时加入CaCO3可使叶片研磨更充分 B．胡萝卜素在层析液中的溶解度最高，扩散速度最快 C．在画出一条滤液细线后紧接着重复划线2~3 次 D．研磨叶片时，可用体积分数为70%的乙醇溶解色素 ‎3．苋菜叶片细胞中除了叶绿体含有色素外，液泡中也含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素（呈现红色）。某探究小组用适量95%的酒精提取苋菜叶片中的色素，然后用层析液分离。层析结束后滤纸条上出现了不同的色素带，对色素带由上到下分析正确的是 A．第一条色素带对应的色素是叶黄素 B．第二条色素带对应的色素主要吸收蓝紫光 C．第三条色素带对应的色素是呈现红色的花青素 D．第四条色素带对应的色素在层析液中溶解度最大 ‎4．下列关于叶绿体中色素的提取和分离实验原理的叙述，正确的是 A．加入少许二氧化硅可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏 B．用无水乙醇将叶绿体中的色素进行分离 C．滤纸条上的最上面的色素带呈黄绿色 D．溶解度越高的色素随层析液在滤纸上扩散越快 ‎5．关于叶绿素提取的叙述，错误的是 A．菠菜绿叶可被用作叶绿素提取的材料 B．加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏 C．用乙醇提取的叶绿体色素中无胡萝卜素 D．研磨时加入石英砂可使叶片研磨更充分 ‎6．某同学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。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含量比类胡萝卜素高 B．色素能彼此分离是因为不同色素在层析液中的溶解度不同 C．最外侧两圈色素环的色素主要吸收蓝紫光 D．若提取液取自缺镁叶片，则最外侧两圈色素环颜色较淡 ‎7．利用无水乙醇提取出叶绿体中的色素，设法分离得到各种色素后，并将叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素和混合液依次点样在滤纸的1、2、3、4、5位置(如图所示)，学科&网当滤纸下方浸入层析液后，滤纸条上各色素的正确位置应为 ‎8．为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用无水乙醇提取绿叶中的色素，并进行纸层析，如图为滤纸层析的结果（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带）。有关叙述错误的是 A．强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成 B．没有无水乙醇，可用95%的乙醇加入适量无水碳酸钠 C．Ⅲ、Ⅳ色素条带间距小，说明两种色素的溶解度差异小 D．操作中如果滤液细线触及层析液，会缩短得到四条色素带的时间 ‎9．‎ 甲、乙、丙、丁四位同学，利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用纸层析法进行叶绿体中色素的提取和分离实验时，由于操作不同，而得到了以下四种不同的层析结果。下列分析错误的是 A．甲可能误用蒸馏水作提取液和层析液 B．乙可能是因为研磨时加入无水乙醇过多 C．丙可能是正确操作得到的理想结果 D．丁可能是因为研磨时未加入CaCO3‎ ‎10．植物的生长发育需要根从土壤中吸收水分和各种矿质元素，科学实验发现土壤中缺磷，会导致植株矮小，叶色暗绿。依据叶色变化判断可能是缺少类胡萝卜素，试设计实验探究叶色暗绿是否是因为缺磷造成类胡萝卜素缺乏所致。‎ 实验所需主要用具、试剂：烧杯、漏斗、试管、研钵、完全培养液、仅缺磷的完全培养液、无水乙醇、SiO2、CaCO3、层析液等。‎ 实验材料：正常生长的黄瓜幼苗。‎ 实验假设：__________________________________________________________________。‎ 实验步骤：‎ 第一步：取两个烧杯编号为A、B，各放入同样数量、_____________________的黄瓜幼苗。‎ 第二步：A烧杯中加入完全培养液，B烧杯中加入等量____________________，置于相同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜幼苗叶片出现颜色差异为止。‎ 第三步：分别从A、B两组中选取____________，用____________提取叶片色素，用________法分离色素，观察比较__________________________________________________________。‎ 实验结果预测：‎ ‎（1）A、B两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致，说明缺磷导致的叶色暗绿，不是由于类胡萝卜素缺乏所致。‎ ‎（2）________________________________________________________________________。‎ ‎11．（2017·天津卷）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 ‎12．（2016·新课标II卷）关于高等植物叶绿体中色素的叙述，错误的是 A．叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中 B．构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收 C．通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用 D．黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的 ‎1．【答案】D ‎ 2．【答案】B ‎【解析】研磨时加入二氧化硅（石英砂）可使叶片研磨更充分，加入少许CaCO3能避免叶绿素被破坏，A错误；胡萝卜素在层析液中的溶解度最高，扩散速度最快，位于滤纸条的最上端，B正确；画滤液细线时，要等一次画完干燥后再画一两次，防止滤液细线过粗，C错误；研磨叶片时，用无水乙醇或体积分数为 95%的乙醇溶解色素，D错误。‎ ‎3．【答案】B ‎【解析】液泡中含有溶于水但不溶于有机溶剂的花青素，用95%的乙醇提取苋菜叶片中的色素时，只能提取到叶绿体中的色素，用层析液分离时，可以得到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b。第一条色素带对应的色素是胡萝卜素，A错误；第二条色素带对应的色素是叶黄素，主要吸收蓝紫光，B正确；第三条色素带对应的色素是叶绿素a，C错误；色素在层析液中的溶解度不同，溶解度越高，随着层析液扩散的速度越快，所以第四条色素带对应的色素在层析液中溶解度最小，D错误。‎ ‎4．【答案】D ‎【解析】加入少许二氧化硅可使研磨充分，加入少许碳酸钙可防止在研磨时叶绿体中的色素受到破坏，A错误；叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中，如无水乙醇、丙酮（酒精）等，所以可用无水乙醇提取叶绿体中的色素，而应该用层析液进行分离，B错误；滤纸条上的最上面的色素是胡萝卜素，呈橙黄色，C错误；色素随层析液在滤纸上扩散速度不同，分离色素溶解度越大，扩散速度越快，溶解度越小，扩散速度越慢，D正确。‎ ‎5．【答案】C ‎6．【答案】D ‎【解析】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高，A正确；色素能够在滤纸上彼此分离开的原因是色素在层析液中的溶解度不同，B正确；最外侧两圈色素环的色素为叶黄素和胡萝卜素，主要吸收蓝紫光，C正确；如果叶片取自缺镁的培养液培养的植物，则最内侧两圈色素环颜色较淡，D错误。‎ ‎7．【答案】B ‎【解析】1位置上的叶绿素b溶解度最低，在滤纸条的最下面；2位置上的叶绿素a溶解度排第三，从上到下，居于第三位；3位置上的叶黄素溶解度排第二，在滤纸条上的第二位；4位置上的胡萝卜素溶解度最高，在滤纸条的最上面；5位置上的混合液形成四个点。‎ ‎8．【答案】D ‎【解析】分析题图：滤纸条从上到下依次是：Ⅰ胡萝卜素、Ⅱ叶黄素、Ⅲ叶绿素a(最宽)、Ⅳ叶绿素b(第2宽)，色素带的宽窄与色素含量相关。根据题图来看：强光照和正常光照相比，叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，故强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成，A正确；无水碳酸钠可以吸收少量水分，没有无水乙醇，可用95%的乙醇加入适量无水碳酸钠，B正确；四种色素在层析液中溶解度大小是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ，溶解度越大，在滤纸条上扩散速度越快，所以两种色素的溶解度间距小，说明它们的溶解度差异小，反之亦然，C正确；色素分离过程中如果滤液线触及层析液，色素会溶解在层析液，最后得不到四条色素带，D错误。‎ ‎9．【答案】C ‎【解析】‎ 叶绿体中的色素不溶于水，易溶于酒精等有机溶剂，若用蒸馏水作提取液和层析液，则层析结果中不应含有色素，结果如甲所示，A项正确；若研磨时加入的无水乙醇过多，会使提取液浓度降低，层析后4种色素的含量均减少，结果如乙所示，B项正确；绿叶中叶绿素(近点样处的两条色素带)含量应多于类胡萝卜素(远点样处的两条色素带)，而丙中叶绿素明显较少，不是正确操作得到的理想结果，C项错误；若研磨时未加入CaCO3，会使叶绿素被有机酸破坏，层析后叶绿素含量减少，结果如丁所示，D项正确。‎ ‎10．【答案】实验假设：缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起叶色暗绿 实验步骤：第一步：同一品种且长势相近、苗龄相同 第二步：仅缺磷的完全培养液 第三步：等量叶片　 无水乙醇　 纸层析　 A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅 实验结果预测：学.科网 ‎（2）A组比B组类胡萝卜素色素带宽度大、颜色深(或B组缺少类胡萝卜素色素带)，说明缺磷导致的叶色暗绿，是由于类胡萝卜素缺乏所致 ‎【解析】根据题中的实验目的，可确定该实验的假设为：缺磷导致类胡萝卜素缺乏，引起叶色暗绿。利用溶液培养法来培养黄瓜幼苗，实验时要遵循对照原则和单一变量原则。故实验步骤为：第一步：取两个烧杯编号为A、B，各放入同样数量、同一品种且长势相近、苗龄相同的黄瓜幼苗。第二步：A烧杯中加入完全培养液，B烧杯中加入等量仅缺磷的完全培养液，置于相同且适宜的条件下培养，培养到两组黄瓜幼苗叶片出现颜色差异为止。第三步：分别从A、B两组中选取等量叶片，用无水乙醇提取叶片色素，用纸层析法分离色素，观察比较A、B两组色素带中类胡萝卜素色素带的宽度和颜色的深浅。实验结果预测：（1）A、B两组类胡萝卜素色素带宽度和颜色一致，说明缺磷导致的叶色暗绿，不是由于类胡萝卜素缺乏所致。（2）A组比B组类胡萝卜素色素带宽度大、颜色深(或B组缺少类胡萝卜素色素带)，说明缺磷导致的叶色暗绿，是由于类胡萝卜素缺乏所致。‎ ‎11．【答案】D ‎ 12．【答案】C ‎【解析】叶绿体中的色素能够溶解在包括乙醇在内的有机溶剂中，A项正确；镁属于组成细胞的无机盐，可以离子状态由植物的根从土壤中吸收，进而参与叶绿素的合成，B项正确；一般情况下，光合作用所利用的光都是可见光，可见光不包括红外光和紫外光，C项错误；叶绿素的合成需要光，黑暗中生长的植物幼苗，因没有光照而导致叶绿素合成受阻，使类胡萝卜素的颜色显现出来，因而叶片呈黄色，D项正确。‎