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1、考點18 綠葉中色素的提取和分離 1．實驗原理 （1）提取：綠葉中的色素能夠溶于有機溶劑而不溶于水，可用無水乙醇等有機溶劑提取色素。 （2）分離：各種色素在層析液中溶解度不同，溶解度高的隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，從而使各種色素相互分離。 2．實驗步驟 觀察結(jié)果：濾紙條上呈現(xiàn)四條顏色、寬度不同的色素帶 考向一 葉綠體中色素提取與分離的實驗分析 1．下列與“綠葉中色素的提取和分離”實驗有關(guān)的敘述，正確的是 A．提取綠葉中的色素時只能用無水乙醇溶解色素 B．研磨葉片后立即加入碳酸鈣可防止色素被破壞 C．葉綠素b在層析液中的溶解度小于類胡蘿卜素 D．不

2、同綠葉中的色素在濾紙條上的色帶順序不同 【參考答案】C 素a、葉綠素b，D錯誤。 解題必備 綠葉中色素提取和分離實驗的異?，F(xiàn)象分析 （1）收集到的濾液綠色過淺的原因分析 ①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。 ②使用放置數(shù)天的葉片，濾液色素(葉綠素)太少。 ③一次加入大量的無水乙醇(正確做法：分次加入少量無水乙醇提取色素)。 ④未加碳酸鈣或加入過少，色素分子被破壞。 （2）濾紙條色素帶重疊：濾紙條上的濾液細線接觸到層析液。 （3）濾紙條看不見色素帶 ①忘記畫濾液細線或沒有提取出色素。 ②濾液細線接觸到層析液，且時間較長，色素全部溶解到層析液中。 2．下列對提取光

3、合色素，進行紙層析分離的實驗中各種現(xiàn)象的解釋，正確的是 A．未見色素帶，原因可能為材料是黃化葉片 B．色素始終在濾紙上，是因為色素不溶于層析液 C．提取液呈綠色是由于其含有葉綠素a和葉綠素b D．胡蘿卜素處于濾紙條最前方，是因為其在提取液中的溶解度最高 【答案】C 【解析】未見色素帶，可能的原因是沒有提取出色素或濾液細線浸入層析液使色素溶解在層析液里等。若材料為黃化葉片，操作正確應(yīng)見到胡蘿卜素、葉黃素的色素帶。色素在層析液中溶解度不同，色素始終在濾紙上，是因為層析液揮發(fā)。葉綠素a呈藍綠色、葉綠素b呈黃綠色，所以光合色素提取液呈綠色。胡蘿卜素處于濾紙條最前方，是因為其在層析液中的溶解

4、度最高。 考向二 葉綠體中色素提取的實驗操作與探究 3．中國的飲食講究“色香味”，顏色會影響消費。小李同學(xué)擬研發(fā)“綠色”食用色素，他以生長很快的入侵植物水葫蘆為材料進行如下實驗。 Ⅰ．提取葉綠素 ―→―→―→ Ⅱ．探究pH對葉綠素穩(wěn)定性的影響 取一些葉綠素粗產(chǎn)品，配成一定濃度的溶液，于室溫(約25 ℃)下進行實驗，方法和結(jié)果如下表。 實驗組號 葉綠素溶液(mL) 調(diào)pH至 處理時間(min) 溶液顏色 ① 3.0 Y 10 綠色 ② 3.0 7.0 10 綠色 ③ 3.0 6.0 10 黃綠色 ④ 3.0 5.0 10

5、 黃褐色 注：葉綠素被破壞后變成黃褐色。 根據(jù)所學(xué)知識和實驗結(jié)果，請回答下列問題： （1）提取食用葉綠素的X應(yīng)該為________________________________________________，原因是_____________________________________________________________________。 （2）表中Y應(yīng)該為________，原因是____________________________________________。 （3）若用作食品色素，天然葉綠素色素不適用于__________食品，否則__________

6、______________。 （4）小李想了解葉綠素產(chǎn)品中是否含有其他色素，請你提供檢測方法并寫出主要步驟。__________________________________________________________________________________________。 【答案】（1）對人體無害的有機溶劑(食用酒精)　 葉綠素溶于有機溶劑，應(yīng)考慮溶劑對人體的影響　 （2）8.0　 以1.0作為pH梯度進行實驗　 （3）酸性　 葉綠素被破壞會造成食品失綠而影響品質(zhì)　 （4）紙層析法，其主要步驟：①制備濾紙條，②畫濾液細線，③用層析液分離色素，④觀察色素帶 規(guī)

7、律總結(jié) 實驗設(shè)計的四大基本原則 （1）單一變量原則：即除自變量(實驗變量)以外，應(yīng)使實驗組與對照組的無關(guān)變量保持相同且適宜。如生物材料相同(大小、生理狀況、年齡、性別等)、實驗器具相同(型號、潔凈程度等)、實驗試劑相同(用量、濃度、使用方法等)和條件相同(保溫或冷卻、光照或黑暗、攪拌、振蕩等)。 （2）對照原則：應(yīng)設(shè)置對照實驗，使實驗組與對照組的自變量不同(其余因素都相同)，以便減小實驗誤差。 （3）平行重復(fù)原則：在實驗設(shè)計中為了避免實驗結(jié)果的偶然性，必須對所做實驗進行足夠次數(shù)的重復(fù)，以獲得多次實驗結(jié)果的平均值，保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。 （4）科學(xué)性原則：指在設(shè)計實驗時必須有充分的科學(xué)

8、依據(jù)，即實驗?zāi)康囊鞔_，實驗原理要正確，實驗研究的材料和實驗方法的選擇要恰當(dāng)，整個實驗設(shè)計的思路和實驗方法的確定都不能偏離實驗原理、有關(guān)的生物學(xué)知識及其他學(xué)科領(lǐng)域的基本知識。 4．在a、b、c 3個研缽中分別加入2 g剪碎的新鮮菠菜綠葉，并用3種不同方法按下表所示添加試劑，經(jīng)過研磨、提取、過濾得到了3種不同顏色的溶液，有深綠色、黃綠色和幾乎無色3種情況，下列選項中說法錯誤的是 　　　組別 試劑 a b c 二氧化硅 加入 加入 加入 碳酸鈣 不加 加入 加入 乙醇(3 mL) 加入 不加 加入 蒸餾水(3 mL) 不加 加入 不加 A．a(chǎn)組處理

9、會造成濾液呈黃綠色，因為部分葉綠素會被破壞 B．b組處理會造成濾液幾乎呈無色，因為葉綠素不會溶解于蒸餾水中 C．c組處理會造成濾液呈深綠色，經(jīng)分離會得到4條色素帶，其中第三條的顏色為藍綠色 D．a(chǎn)組與b組相互對照，可以證明葉綠體中的色素易溶于乙醇 【答案】D 1．在“綠葉中色素的提取和分離”實驗中，為防止色素被破壞，提取色素時需要加入 A．二氧化硅 B．鹽酸 C．碳酸鈣 D．丙酮 2．下列關(guān)于光合色素的敘述中，正確的是 A．構(gòu)成葉綠素的鎂可由植物的根從土壤中吸收 B．光合色素分布于葉綠體內(nèi)膜和細胞質(zhì)基質(zhì)中 C．光合色素只吸收紅光和藍紫光用于水的光解 D．植物葉片

10、黃化，葉綠體對紅光的吸收會增加 3．葉綠體中色素的提取和分離的實驗?zāi)康氖? A．觀察各種色素的吸收光譜 B．驗證葉綠體中色素的種類和各種色素的顏色 C．用紙層析法將色素進行分離 D．提取葉綠體中的葉綠素 4．下列關(guān)于葉綠體中色素的提取和分離的敘述，正確的是 A．無機溶劑不能用于提取色素 B．研磨時加入SiO2目的是保護色素 C．第一次畫完濾液細線后應(yīng)立即再畫第二次 D．葉綠素b在層析液中的溶解度最大 5．用紙層析法分離葉綠體中的色素，擴散最快和條帶最寬的分別為 A．葉綠素a；胡蘿卜素 B．胡蘿卜素；葉綠素a C．類胡蘿卜素；葉綠素a D．葉黃素；胡蘿卜素 6．利用無水乙醇提

11、取出葉綠體中的色素，設(shè)法分離得到各種色素后，并將葉綠素b、葉綠素a、葉黃素、胡蘿卜素和混合液依次點樣在濾紙的1、2、3、4、5位置(如圖所示)，當(dāng)濾紙下方浸入層析液后，濾紙條上各色素的正確位置應(yīng)為 7．為研究高光強對移栽幼苗光合色素的影響，某同學(xué)用無水乙醇提取綠葉中的色素，并進行紙層析，如圖為濾紙層析的結(jié)果（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為色素條帶）。有關(guān)敘述錯誤的是 A．強光照可能抑制葉綠素的合成，促進類胡蘿卜素的合成 B．沒有無水乙醇，可用95%的乙醇加入適量無水碳酸鈉 C．Ⅲ、Ⅳ色素條帶間距小，說明兩種色素的溶解度差異小 D．操作中如果濾液細線觸及層析液，會縮短得到四條色素帶的時間

12、8．遷移率是用紙層析法分離混合色素中各種成分的重要指標(biāo)，也可用于各種色素的鑒定，遷移率=色素移動距離/溶劑移動距離。下表是葉綠體中各種色素的層析結(jié)果（部分數(shù)據(jù)），下列相關(guān)敘述錯誤的是 溶劑移動距離 色素1移動距離 色素2移動距離 色素3移動距離| 色素4移動距離 實驗組1 7.8 1.9 實驗組2 8.2 1.5 實驗組3 8.0 1.4 平均移動距離 8.0 7.6 0.8 遷移率 0.95 0.53 0.10 A．可用菠菜等綠葉蔬菜的葉片作為該實驗的材料 B．色素3是葉綠素a，其遷移率為0

13、.2 C．色素4隨層析液在濾紙條上的擴散速度最快 D．色素2在濾紙條上移動的距離大約是4.2 9．甲、乙、丙、丁四位同學(xué)，利用新鮮綠色菠菜葉為實驗材料，用紙層析法進行葉綠體中色素的提取和分離實驗時，由于操作不同，而得到了以下四種不同的層析結(jié)果。下列分析錯誤的是 A．甲可能誤用蒸餾水作提取液和層析液 B．乙可能是因為研磨時加入無水乙醇過多 C．丙可能是正確操作得到的理想結(jié)果 D．丁可能是因為研磨時未加入CaCO3 10．下面是甲、乙、丙三位同學(xué)進行“綠葉中色素的提取和分離”實驗的過程，請根據(jù)問題回答： （1）甲同學(xué)選用新鮮菠菜的綠色葉片進行實驗，在濾紙上出現(xiàn)了四條清晰

14、的色素帶，如圖所示。甲同學(xué)分離色素的方法是________________，濾紙條上色素帶位置的不同主要取決于_________________________________________。從上到下數(shù)，葉黃素位于第________條色素帶。 （2）乙同學(xué)改變甲同學(xué)所用層析液組成后繼續(xù)進行實驗，在濾紙條上出現(xiàn)了黃、綠兩條色素帶。他用刀片裁出含色素帶的濾紙條，用乙醚分別溶解條帶上的色素，濃縮后用一光學(xué)分析儀器檢測，通過分析色素溶液的_____________來判斷色帶上色素種類。 （3）丙同學(xué)對甲同學(xué)“綠葉中色素的分離”實驗進行改進，實驗裝置如圖所示。該同學(xué)應(yīng)將提取到的濾液滴在______

15、__處（填“a”或“b”），棉線燈芯下端應(yīng)浸沒在_______________________中。實驗結(jié)果得到四個不同顏色的同心圓，排列在最內(nèi)側(cè)的色素是______________（填色素的名稱）。 11．（2017·天津卷）葉綠體中的色素為脂溶性，液泡中紫紅色的花青苷為水溶性。以月季成熟的紫紅色葉片為材料，下列實驗無法達到目的的是 A．用無水乙醇提取葉綠體中的色素 B．用水做層析液觀察花青苷的色素帶 C．用質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗探究細胞的失水與吸水 D．用光學(xué)顯微鏡觀察表皮細胞染色體的形態(tài)和數(shù)目 12．（2016·新課標(biāo)II卷）關(guān)于高等植物葉綠體中色素的敘述，錯誤的是

16、 A．葉綠體中的色素能夠溶解在有機溶劑乙醇中 B．構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收 C．通常，紅外光和紫外光可被葉綠體中的色素吸收用于光合作用 D．黑暗中生長的植物幼苗葉片呈黃色是由于葉綠素合成受阻引起的 1．【答案】C 【解析】提取綠葉中的色素時，不需要鹽酸，加入二氧化硅可以使研磨充分，加入碳酸鈣可防止葉綠素被破壞，丙酮可用于提取色素，選C。 2．【答案】A 【解析】構(gòu)成葉綠素的鎂屬于礦質(zhì)元素，根是植物吸收水分和礦質(zhì)元素的主要器官，構(gòu)成葉綠素的鎂可以由植物的根從土壤中吸收，A項正確；光合色素分布于葉綠體的類囊體薄膜上，B項錯誤；光合色素主要吸收紅光和藍紫光，但對其

17、他色光也能少量吸收，其中對綠光吸收最少，C項錯誤；葉片黃化說明葉綠素少或無，導(dǎo)致類胡蘿卜素的顏色顯現(xiàn)，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，剩下的類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，因此葉片黃化，葉綠體對紅光的吸收會下降或無法吸收，D項錯誤。 3．【答案】B 4．【答案】A 【解析】由于葉綠體中的色素不溶于水，只溶于有機溶劑，所以用無機溶劑不能提取光合色素，A正確；研磨時加入SiO2的目的是使研磨更充分，B錯誤；第一次畫完濾液細線后應(yīng)等濾液干燥后再畫第二次，C錯誤；葉綠素b在層析液中的溶解度最小，胡蘿卜素溶解度最大，D錯誤。 5．【答案】B 【解析】在葉綠體色素中，含量最多的是葉綠素a。分離色素的原理是

18、：四種色素在層析液中的溶解度不同，溶解度大的色素分子隨層析液在濾紙上擴散得快，反之則慢，因而不同色素分子可以在濾紙上通過擴散而分開。正常情況下紙層析的實驗結(jié)果為，濾紙條上的4條色素帶從上往下依次是：胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a、葉綠素b?？梢?，用紙層析法分離葉綠體中的色素，擴散最快和條帶最寬的分別為胡蘿卜素、葉綠素a，B正確，A、C、D均錯誤。 6．【答案】B 【解析】1位置上的葉綠素b溶解度最低，在濾紙條的最下面；2位置上的葉綠素a溶解度排第三，從上到下，居于第三位；3位置上的葉黃素溶解度排第二，在濾紙條上的第二位；4位置上的胡蘿卜素溶解度最高，在濾紙條的最上面；5位置上的混合液形成四個點

19、。 7．【答案】D 【解析】分析題圖：濾紙條從上到下依次是：Ⅰ胡蘿卜素、Ⅱ葉黃素、Ⅲ葉綠素a(最寬)、Ⅳ葉綠素b(第2寬)，色素帶的寬窄與色素含量相關(guān)。根據(jù)題圖來看：強光照和正常光照相比，葉綠素含量降低，類胡蘿卜素含量增加，故強光照可能抑制葉綠素的合成，促進類胡蘿卜素的合成，A正確；無水碳酸鈉可以吸收少量水分，沒有無水乙醇，可用95%的乙醇加入適量無水碳酸鈉，B正確；四種色素在層析液中溶解度大小是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ，溶解度越大，在濾紙條上擴散速度越快，所以兩種色素的溶解度間距小，說明它們的溶解度差異小，反之亦然，C正確；色素分離過程中如果濾液線觸及層析液，色素會溶解在層析液，最后得不到四條色素

20、帶，D錯誤。 8．【答案】C 【解析】據(jù)表格分析，色素3平均移動距離=（1.9+1.5+1.4）/3=1.6；其遷移率=色素移動距離/溶劑移動距離=1.6/8.0=0.20。再根據(jù)遷移率的大小確定色素的溶解度的高低，因此色素1表示胡蘿卜素，色素2表示葉黃素，色素3表示葉綠素a，色素4表示葉綠素b。提取與分離色素的實驗可用含色素較多的菠菜葉作為實驗材料，A正確；根據(jù)前面的分析可知，色素3是葉綠素a，其遷移率為0.2，B正確；色素4表示葉綠素b，根據(jù)紙層析法原理“四種色素在層析液中溶解度不同，溶液度高的擴散速度快”，結(jié)果是胡蘿卜素(橙黃色)最快、葉黃素(黃色)次之、之后是葉綠素a(藍綠色)，最

21、慢的是葉綠素b(黃綠色)，C錯誤；根據(jù)“遷移率=色素移動距離/溶劑移動距離”，色素2在濾紙條上移動的距離=0.53×8.0≈4.2，D正確。 9．【答案】C 【解析】葉綠體中的色素不溶于水，易溶于酒精等有機溶劑，若用蒸餾水作提取液和層析液，則層析結(jié)果中不應(yīng)含有色素，結(jié)果如甲所示，A項正確；若研磨時加入的無水乙醇過多，會使提取液濃度降低，層析后4種色素的含量均減少，結(jié)果如乙所示，B項正確；綠葉中葉綠素(近點樣處的兩條色素帶)含量應(yīng)多于類胡蘿卜素(遠點樣處的兩條色素帶)，而丙中葉綠素明顯較少，不是正確操作得到的理想結(jié)果，C項錯誤；若研磨時未加入CaCO3，會使葉綠素被有機酸破壞，層析后葉綠素含

22、量減少，結(jié)果如丁所示，D項正確。 10．【答案】（1）紙層析法 色素在層析液中溶解度的大小 2 （2）吸收光譜 （3）a 層析液 葉綠素b 【解析】葉綠體色素提取的實驗原理是葉綠體色素在層析液中的溶解度不同，分子量小的溶解度高，隨層析液在濾紙上擴散得快，溶解度低的隨層析液在濾紙上擴散得慢。所以用層析法來分離四種色素。實驗結(jié)果：最后濾紙條上將分離出四條色素帶，顏色從上往下分別是橙黃色、黃色、藍綠色和黃綠色，四種色素分別是胡蘿卜素、葉黃素、葉綠素a和葉綠素b。（1）圖示濾紙條上出現(xiàn)了四條色素帶，說明甲同學(xué)分離色素的方法是紙層析法，其原理是不同的色素在層析液中溶解

23、度不同，因此沿著濾紙條擴散的速度也不同；濾紙條上從上到下第2條是黃色的葉黃素。（2）不同的色素吸收不同的光譜，葉綠素主要吸收紅光和藍紫光，類胡蘿卜素主要吸收藍紫光，所以可以通過分析色素溶液的吸收光譜來判斷條帶的色素種類。（3）據(jù)圖分析，根據(jù)紙層析法的原理，同學(xué)將提取到的濾液滴在a處，棉線燈芯下端應(yīng)浸沒在層析液中，a處的色素沿著濾紙向四周擴散，從內(nèi)到外形成的色素帶依次是葉綠素b、葉綠素a、葉黃素和胡蘿卜素，因此排列在最內(nèi)側(cè)的色素是葉綠素b。 11．【答案】D 【解析】由于葉綠體中色素為脂溶性，可用無水乙醇提取，A正確；花青苷為水溶性，可用水做層析液觀察花青苷的色素帶，B正確；月季成熟的紫紅色葉片含有紫紅色的大液泡，可發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原，則可用質(zhì)壁分離和復(fù)原實驗探究細胞的失水與吸水，C正確；表皮細胞高度分化，不能分裂，不能用光學(xué)顯微鏡觀察其染色體的形態(tài)和數(shù)目，D錯誤。 12．【答案】C 11