绿叶中色素的提取和分离.docx
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绿叶中色素的提取和分离
绿叶中色素的提取和分离
一、学习目标
1理解叶绿中色素的提取和分离的原理
2•掌握提取和分离叶绿体中色素的基本方法
3•描述各种试剂的作用,并能分析实验中出现的各种现象
(一)实验原理
绿叶中的色素是有机物,能溶解在有机溶剂无水乙醇(或丙酮)中,所以用无水乙醇可
提取叶绿体中的色素。
层析液也是有机溶剂,不同的色素在层析液中溶解度不同,溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快,溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢,因而可用层析液将不同色素进行分离。
(二)主要实验材料:
1.新鲜的绿叶(如菠菜的绿叶)
2.干燥的定性滤纸,试管,棉塞,试管架,研钵,玻璃漏斗,尼龙布,毛细吸管,剪刀,药勺,量筒(10mL),天平。
3•无水乙醇(如果没有无水乙醇,也可用体积分数为95%勺乙醇,但要加入适量的无
水碳酸钠,以除去乙醇中的水分),层析液(由20份在60〜90C下分馏出来的石油醚、2
份丙酮和1分苯混合而成。
93号汽油也可代用),二氧化硅和碳酸钙。
(三)方法与步骤:
1.提取绿叶中的色素
(1)称取5g的绿叶,剪碎,放入研钵中。
(2)向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙,再加入10mL无水乙醇,进行迅速、充分
的研磨。
(二氧化硅有助于研磨的充分,碳酸钙可防止研磨中色素被破坏。
)
(3)将研磨液迅速倒入玻璃漏斗(漏斗基部放一块单层尼龙布)中进行过滤。
将滤液收集到试管中,及时用棉塞将试管口塞严。
2.制备滤纸条
将干燥的定性滤纸剪成长与宽略小于试管长与宽的滤纸条,将滤纸条的一端剪去两角,并在距这一端1cm处用铅笔画一条横线。
3.画滤液细线
用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀地画出一条细线。
待滤液干后,再画一两次。
4•分离绿叶中的色素
将适量的层析液倒入试管中,将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)轻轻插入层析液中,随后用棉塞塞紧试管口。
注意,不能让滤液细线触及层析液。
(也可用小烧杯代替试管,用
培养皿盖住小烧杯。
)
5.观察与记录
观察试管内滤纸条上出现了几条色素带,以及每条色素带的颜色。
将观察结果记录下来。
(4)注意事项
1选材时要选取鲜嫩、颜色深绿的叶片,因为这样的叶片中色素的含量较高。
2•研磨要迅速、充分:
①无水乙醇容易挥发②为了使叶绿体完全破裂,从而能提取较多的色素③叶绿素极不稳定,能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏。
3•将干燥的滤纸一端剪去两角可以使滤纸两侧的色素与滤纸中间的的色扩散速度一致,得到的色素带整齐。
4.重复画滤液细线2〜3次可以使滤液细线含有较多的色素。
5.滤液细线要得细而直可以使各种色素扩散的起点相同,扩散均匀。
6•层析液不能触及滤液细线以防止滤液细线中的色素溶于层析液,从而使滤纸条上色
素带过浅或没有色素带。
7•层析时,用培养皿盖住小烧杯可以防止层析液中有毒物质挥发。
五、实验结论及分析
预期实验现象
实际观察到的现象
误差分析
提取色素
分离色素
六、例题分析
1提取光合色素,进行纸层析分离,对该实验中各种现象的解释,正确的是
A.未见色素带,说明材料可能为黄化叶片
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含有叶绿素a和叶绿素b
D.胡萝卜素处于滤纸前方,是因为其在滤液中的溶解度最高
【解析】:
题干要求对色素提取和分离实验现象的解释进行判断,那么首先要想到本实验都会出现哪些现象,每种现象出现的原因是什么,如果能准确掌握这些基础知识,解决本题就比较容易了。
2•下图表示叶绿体色素的提取和分离实验的部分材料和用具。
据图回答:
(1)图中步骤①加入研钵内的物质:
A10mL,作用是
B少许,作用是使研磨更充分;C少许,作用是。
(2)图中步骤②将浆糊状的研磨液倒入漏斗中,漏斗底部放有。
(3)图中步骤③前去两角的作用是,画滤液细线的要求是。
(4)图中步骤④中关键应注意:
加盖
的目的是;色素带最宽的是,扩散速度最快
的是。
【解析】:
通过本题的图示即可知道本题是考查叶绿体色素的提取和分离的相关知识。
那么首先要联想到关于本实验的相关基础知识,然后按照每题的要求进行做答即可。
七、知识反馈
(一)同步练习
1下列关于“绿叶中色素的提取和分离”的实验目的叙述,错误的是A•提取绿叶中的色素B•分离绿叶中的色素
C.研究绿叶中的色素种类D•研究色素在叶片中的分布场所
2•下列关于“绿叶中色素的提取和分离”的原理叙述,错误的是A•色素是有机物,易溶于有机溶剂
B•可以用无水乙醇作溶剂提取色素
C.叶绿素b在层析液中的溶解度最大
D•在层析液中溶解度越小的色素,纸层析时扩散的速度越慢
3•在提取绿叶中的色素时,选取的最佳叶片应是
A.大而多汁的叶片B.革质叶片
C.刚刚长出来的小嫩叶D.鲜嫩、色浓绿的叶片
4•关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的叙述,不正确的是
A.在研磨叶片时应充分,以使色素能够充分溶解
B.在层析时,将干燥的滤纸一端剪去两角,可以使色素带均匀扩散
C.在层析时,应使层析液没过滤液细线,以便使色素溶解在层析液中
D.滤液细线要画得细而直,避免色素带间的部分重叠
(二)检测过关
叶绿体中的色素能够在滤纸上彼此分离的原因是色素提取液中色素已经分层乙醇有使色素溶解并彼此分离的特性叶绿体色素的纸层析结果显示,叶绿素分子量最小B
在层析液中的溶解度最小D
通过纸层析法分离叶绿体色素,结果在滤纸条上出现胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素叶黄素、叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素如图做色素层析分离的正确装置是
ABCD
5.分别在A、B、C三个研钵中加2克剪碎的新鲜菠菜绿叶,并按下表所示添加试剂,经研磨、过滤得到三种不同颜色的溶液,即:
深绿色、黄绿色(或褐色)、几乎无色。
处理
A
B
C
SiO2(少量)
+
+
+
CaCO(少量)
一
+
+
95%乙醇(10毫升)
+
一
+
蒸馏水(10毫升)
一
+
一
注:
"+”表示加;"一”表示不加。
试回答:
(1)A处理得到的溶液颜色是,原因是。
(2)B处理得到的溶液颜色是,原因是。
(3)C处理得到的溶液颜色是,原因是。
八、咼考链接
(一)高考导航
纵观近几年各省市的高考试题及全国新课标高考考试大纲,重点考查了学生对实验原理的理解,对实验中出现的各种现象的分析能力,以及灵活运用本实验原理和方法解决实际问题的能力。
在以后的备考中,本实验仍是重点内容,特别要注意各种试剂的作用有实验成功、失败原因分析。
(二)真题解析
1.(2007?
上海)在叶绿体色素的提取和分离实验中,收集到的滤液绿色过浅,其原因可能是
①未加石英砂、研磨不充分②一次加入大量的无水酒精提取③分次加入少
量无水酒精提取④使用放置数天的菠菜叶
A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④
【解析】:
此题重点考查了实验失败的原因。
这样才能从中分析出可能的原因。
收集到的滤液过浅,说明色素的浓度过低,而浓度在小取决于溶质和溶剂的比例,这样才能从中分析出可能的原因。
2.(2007?
广东)下列有关“叶绿体色素的提取和分离”实验的叙述正确的是
A.加入碳酸钙防止滤液挥发B•用NaCI溶液提取叶片中的色素
C.用无水酒精或丙酮分离滤液中的色素D•加入二氧化硅(石英砂)有利于充分研磨
【解析】:
此题重点考查了各种试剂的作用。
同学们熟记各种试剂的具体作用即可选出答案。
SiQ:
研磨充分;CaCO:
防止研磨中色素被破坏;无水乙醇:
提取绿叶中的色素;层析液:
分离绿叶中的色素。
3.(2008?
广东)提取光合色素,进行纸层析分离,对该实验中各种现象的解释,正确的是
A.未见色素带,说明材料可能为黄化叶片
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含有叶绿素a和叶绿素b
D.胡萝卜素处于滤纸前方,是因为其在滤液中的溶解度最高
【解析】:
此题综合考查了本实验多项内容,涉及材料的选取、提取和分离的原理等内容,难度较大。
黄化叶片的叶绿素含量少,但是胡萝卜素和叶黄素的含量正常,所以A选
项错;滤纸是色素分离的介质,所以色素始终在滤纸上,所以B选项错;胡萝卜素处于滤
纸前方,是因为其在层析液中的溶解度最高,而不是在滤液中的溶解度最高,所以D选项
错。
4.(2009?
福建)下列对有关实验的叙述,正确的是
A.在观察洋葱细胞有丝分裂实验中,将已经解离、漂洗、染色的根尖置于载玻片上,轻轻盖上盖玻片后即可镜检
B.对酵母菌计数时,用吸管吸取培养液滴满血球计数板的计数室及其四周边缘,轻轻盖上盖玻片后即可镜检
C.在叶绿体色素提取实验中,研磨绿叶时应加一些有机溶剂,如无水乙醇等
D.检测试管中的梨汁是否有葡萄糖,可加入适量斐林试剂后,摇匀并观察颜色变化【解析】:
此题涉及本实验的内容是提取色素的原理及试剂的作用,同学们熟记实验原
理和各种试剂的具体作用即可选出答案。
A项中在镜检之前,要在盖玻片上盖上一个载玻片
进行压片;D项加入斐林试剂后,应在50C〜65C条件水浴加热;糖类、脂肪和蛋白质的
检测是在本实验之前学习的内容。
酵母菌种群数量的变化是在本实验之后学习的内容,具
体情况参阅相关实验。
5.(2007?
广东)回答下列问题:
(1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“叶绿体色素提取和分离”实验,在滤纸上
出现了四条清晰的色素带,其中呈黄绿色的色素带为。
(2)该同学改变层析液组成后继续进行实验,滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带。
他用刀片裁出带有色素带的滤纸条,用乙醚分别溶解条带上的色素,浓缩后用一分析仪器检测,通过分析色素溶液的来判断条带的色素种类。
(3)实验结束几天后,乙、丙两同学发现部分预留叶片已变黄。
乙同学认为这是由于叶片中某些色素降解所造成的,丙同学则认为某些色素含量增加。
根据所学知识,你将如何设计实验来判断两个同学的观点是否正确?
【解析】:
此题考查了叶绿体中色素的种类、颜色、吸收光谱以及在分离时在滤纸上的分布等知识,同时也考查验证生物学事实、正确分析和处理实验现象和结果等基本实验能力,同时考查对生物学问题进行初步探究的能力。
(3)高考预测
1•下图为某同学对植物叶绿体中色素分离的结果,其中所标记的色素名称或颜色正确
的是
【考点提示】:
考查色素分离的结果
2•下列有关叶绿体和光合作用的几个简单的小实验,你认为哪一个结果是不可能的
A.叶绿体色素的无水乙醇提取液放于自然光和三棱镜之间,从三棱镜的一侧观察,连续光谱中变暗(暗带)的区域是红光和蓝紫光区域
B.在温暖晴朗的一天下午,在某植物的向阳处采得一叶片,用酒精隔水加热脱色,并加碘液处理叶片,显微镜下观察到叶绿体变成蓝色
C.将叶绿素的无水乙醇提取液置于适宜光源的照射5h,加碘液处理后溶液呈蓝色
D.将经饥饿处理后的绿色正常叶片置于含有充足14CQ的密闭透明的照光小室内3h后
在叶内淀粉中可检验到14c的存在
【考点提示】光合作用合成淀粉依赖于叶绿体的完整性,提取的色素不具有光合作用的功能。
九、课外作业
(一)巩固训练
1•在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,正确的是
A用质量分数为15%勺盐酸、体积分数为95%勺酒精溶液的混合液(1:
1)进行解离,使细胞分散开来
B.可以用93号汽油做层析液
C.研磨时要加入碳酸钙,以防止叶绿体被破坏
D.研磨液用滤纸过滤后,盛放滤液的小试管要及时用棉塞塞紧
2•对“绿叶中色素的提取和分离”实验,下列描述正确的是
A.将5g新鲜完整的菠菜叶,放入研钵中,加入无水乙醇、石英砂、CaCO以后,迅速研磨
B.用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线处小心均匀地划出一条滤液细线,并连续迅速地重复划2〜3次
C.把划好细线的滤纸条插入层析液中,并不断摇晃,以求加快色素在滤纸条上的扩散
D.色素分子是有机物,不溶于水,所以研磨过程中加入无水乙醇是为了溶解色素
3.某同学提取得到叶绿体色素溶液后,取一圆形滤纸,在滤纸中央滴一滴色素提取液,
再滴适量的层析液,色素随层析液扩散得到右图结果,则1、2、3、4四条色带依次表示
A.胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b
B.叶黄素、胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b
C.叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素
D.叶绿素b、叶绿素a、胡萝卜素、叶黄素
4•下列是新鲜绿叶的四种光合色素在滤纸上分离的情况,以下说法正确的是
A提取色素时加入碳酸钙是为了防止滤液挥发
B.水稻在收获时节,叶片中色素量的变化是(甲+乙)v(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
(二)课外延伸
尝试提取并分离一些非绿色的植物叶片中的色素,与绿叶中的色素进行对比,推测非绿色叶片如何进行光合作用。
六、例题分析
1.C
2.
(1)无水乙醇
(2)单层尼龙布
答案
溶解色素二氧化硅
(3)防止色素不整齐细、齐、色浓
(4)层析液不要触及滤液细线防止层析液挥发
碳酸钙防止色素被破坏
叶绿素a胡萝卜素
七、知识反馈
(一)同步练习
1.D2.C3.D
(二)检测过关
1.D2.C3.A
5.
(1)黄绿色(或褐色)
4.C
4.D
色素被破坏
(2)几乎无色
没加无水乙醇(3)
深绿色色素种类完全,溶于有机溶剂
八、咼考链接
(二)真题解析
1.D
2.D
3.C
4.C
5.
(1)叶绿素b世界
(2)吸收光谱(3)从预留的叶片中挑选出足量的、份
量相等、大小相近的已变黄的叶片和尚未变黄的叶片为实验材料,在相同条件下,再次进
行叶绿体色素的提取分离实验,测定和记录实验结果,比较这两种叶片各种色素的组成及含量后,得出结论。
(三)高考预测
1.C2.C
九、课外作业
(一)巩固训练
1.B2.D3.A4.B出师表
两汉:
诸葛亮
先帝创业未半而中道崩殂,今天下三分,益州疲弊,此诚危急存亡之秋也。
然侍卫之臣不懈于内,忠志之士忘身于外者,盖追先帝之殊遇,欲报之于陛下也。
诚宜开张圣听,以光先帝遗德,恢弘志士之气,不宜妄自菲薄,引喻失义,以塞忠谏之路也。
宫中府中,俱为一体;陟罚臧否,不宜异同。
若有作奸犯科及为忠善者,宜付有司论其刑赏,以昭陛下平明之理;不宜偏私,使内外异法也。
侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等,此皆良实,志虑忠纯,是以先帝简拔以遗陛下:
愚以为宫中之事,事无大小,悉以咨之,然后施行,必能裨补阙漏,有所广益。
将军向宠,性行淑均,晓畅军事,试用于昔日,先帝称之曰能”是以众议举宠为督:
愚以为营中之事,悉以咨之,必能使行阵和睦,优劣得所。
亲贤臣,远小人,此先汉所以兴隆也;亲小人,远贤臣,此后汉所以倾颓也。
先帝在时,每与臣论此事,未尝不叹息痛恨于桓、灵也。
侍中、尚书、长史、参军,此悉贞良死节之臣,愿陛下亲之、信之,则汉室之隆,可计日而待也“・。
臣本布衣,躬耕于南阳,苟全性命于乱世,不求闻达于诸侯。
先帝不以臣卑鄙,猥自枉屈,三顾臣于草庐之中,咨臣以当世之事,由是感激,遂许先帝以驱驰。
后值倾覆,受任于败军之际,奉命于危难之间,尔来二十有一年矣。
先帝知臣谨慎,故临崩寄臣以大事也。
受命以来,夙夜忧叹,恐托付不效,以伤先帝之明;故五月渡泸,深入不毛。
今南方已定,兵甲已足,当奖率三军,北定中原,庶竭驽钝,攘除奸凶,兴复汉室,还于旧都。
此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。
至于斟酌损益,进尽忠言,则攸之、祎、允之任也。
愿陛下托臣以讨贼兴复之效,不效,则治臣之罪,以告先帝之灵。
若无兴德之言,则责攸之、祎、允等之慢,以彰其咎;陛下亦宜自谋,以咨诹善道,察纳雅言,深追先帝遗诏。
臣不胜受恩感激。
今当远离,临表涕零,不知所言。
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