2020年高考一轮复习人教版绿叶中色素的提取和分离(实验课)学案.doc

2020届一轮复习人教版绿叶中色素的提取和分离(实验课) 学案1．实验原理与过程(1)实验原理(2)实验步骤(3)实验结果2．色素种类及吸收光谱色素种类吸收光吸收光谱图示叶绿素(含量约占3/4) 叶绿素a吸收红光和蓝紫光叶绿素b类胡萝卜胡萝卜素吸收蓝紫光素(含量约占1/4)叶黄素3．叶绿体色素的分布和功能(1)分布：叶绿体类囊体薄膜上。

(2)功能：吸收、传递光能(四种色素)，转化光能(只有少量特殊状态的叶绿素a)。

1．注意事项及原因分析过程注意事项操作目的提取色素选材选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高实验试剂研磨时加无水乙醇溶解色素加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素实验操作迅速、充分研磨防止乙醇过度挥发盛放滤液的试管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化分离色素制备滤纸条滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散画滤液细线滤液细线要直、细、齐使分离出的色素带平整不重叠滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明分离滤液中色素滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中2．绿叶中色素的提取和分离实验中异常现象分析异常现象原因分析收集到的滤液绿色过浅①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分；②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少；③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(正确做法：分次加入少量无水乙醇)；④未加碳酸钙或加入过少，色素分子被破坏滤纸条色素带重叠①滤液细线不直；②滤液细线过粗滤纸条无色素带①忘记画滤液细线；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命题点(一)色素提取和分离实验的过程与结果1．(2016·江苏高考)下列用鲜菠菜进行色素提取、分离实验的叙述，正确的是( ) A．应该在研磨叶片后立即加入CaCO3，防止酸破坏叶绿素B．即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素C．为获得10 mL提取液，研磨时一次性加入10 mL乙醇研磨效果最好D．层析完毕后应迅速记录结果，否则叶绿素条带会很快随溶剂挥发消失解析：选B在提取绿叶中的色素时，应先加入少量的CaCO3，再进行研磨，防止研磨过程中酸破坏叶绿素；即使菜叶剪碎不够充分，也可以提取出4种光合作用色素，只是滤液中色素的含量不多，分离后4条色素带较窄；若要获得总量10 mL的提取液，在研磨时应分次加入10 mL乙醇；层析完毕后应迅速记录结果，这是因为叶绿素在光下容易分解，导致色素条带很快消失，而不是随溶剂挥发消失。

2．(2015·江苏高考，多选)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，右图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。

下列叙述正确的是( ) 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解析：选ABC根据“绿叶中色素的提取和分离实验”的实验结果可知，图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ色素条带分别代表胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b。

由题图可知，正常光照与强光照相比，正常光照下叶绿素含量高，强光照下叶绿素含量低；强光照条件下，类胡萝卜素含量增加，说明类胡萝卜素含量增加有利于植物抵御强光照；叶绿素a吸收光谱的吸收峰波长约为430 nm和660 nm，叶绿素b吸收光谱的吸收峰波长约为460 nm和640 nm；画滤液线时，首先画出一条细线，待滤液干后，再重复画一两次，目的是增加滤液线中的色素含量，以便层析后获得更清晰的色素条带。

命题点(二)叶绿体色素的种类和功能3．(2017·全国卷Ⅲ)植物光合作用的作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应(如O2的释放)来绘制的。

下列叙述错误的是( )A．类胡萝卜素在红光区吸收的光能可用于光反应中ATP的合成B．叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制C．光合作用的作用光谱也可用CO2的吸收速率随光波长的变化来表示D．叶片在640～660 nm波长光下释放O2是由叶绿素参与光合作用引起的解析：选A类胡萝卜素主要吸收蓝紫光，不吸收红光；叶绿素的吸收光谱可通过测量其对不同波长光的吸收值来绘制；作用光谱是通过测量光合作用对不同波长光的反应来绘制的，因此可用CO2吸收速率随光波长的变化来表示；叶绿素吸收640～660 nm的红光，导致水光解释放O2。

4．(2016·全国卷Ⅱ)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解析：选C提取绿叶中色素的原理是叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂如无水乙醇中；叶绿素分子中含有镁元素，镁元素可以由植物根细胞通过主动运输方式从土壤中吸收，也可以在叶面施肥后由叶片吸收；叶绿体中的色素吸收可见光用于光合作用，其中吸收的主要是可见光中的红光和蓝紫光，红外光和紫外光不属于可见光；叶绿素的合成需要光，在黑暗条件下叶绿素不能合成，故黑暗中生长的植物幼苗叶片主要呈现类胡萝卜素(叶黄素和胡萝卜素)的颜色，即幼苗叶片表现为黄色。

5．(2013·全国卷Ⅱ)关于叶绿素的叙述，错误的是( )A．叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素B．被叶绿素吸收的光可用于光合作用C．叶绿素a和叶绿素b在红光区的吸收峰值不同D．植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光解析：选D叶绿素a和叶绿素b都含有镁元素；叶绿素a和叶绿素b吸收的光能可用于光合作用的光反应；叶绿素a在红光区的吸收峰值高于叶绿素b；植物呈现绿色是由于叶绿素吸收绿光最少，绿光被反射出来的缘故。

[归纳拓展]影响叶绿素合成的三大因素光照是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄温度温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成必需叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄元素1．下列与“绿叶中色素的提取和分离”实验有关的叙述，正确的是( )A．提取绿叶中的色素时只能用无水乙醇溶解色素B．研磨叶片后立即加入碳酸钙可防止色素被破坏C．叶绿素b在层析液中的溶解度小于类胡萝卜素D．不同绿叶中的色素在滤纸条上的色带顺序不同解析：选C绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇和丙酮中；叶绿体色素的提取的实验研磨前加入碳酸钙，可以保护叶绿体色素，防止色素被破坏；叶绿素b在层析液中溶解度最小；各色素带顺序是由自身在层析液中的溶解度所决定的，溶解度大，扩散速度快，溶解度小，扩散速度慢，与绿叶种类无关。

2．(2019·黄冈调研)下列关于“绿叶中色素的提取和分离”实验的说法，正确的是( )A．提取液呈绿色是由于含有叶绿素a和叶绿素b较多B．胡萝卜素处于滤纸条最上方，是因为其在提取液中的溶解度最高C．色素带的宽窄反映了色素在层析液中溶解度的大小D．滤纸条上没有色素带，说明材料可能为黄化叶片解析：选A叶绿体色素中绿色的叶绿素含量约占3/4，所以提取液呈绿色；胡萝卜素在层析液中溶解度最大，在滤纸条上扩散速度最快，所以处于滤纸条最上方；色素带的宽窄反映了色素含量的多少；用黄化叶片进行绿叶中色素提取与分离实验时，滤纸条上仍然会有胡萝卜素和叶黄素的色素带。

3.如图是小明同学利用新鲜菠菜叶片做“叶绿体中色素的提取和分离实验”的结果，老师认为实验结果不理想，则产生此结果最可能的原因是( )A．误用蒸馏水作提取液和层析液B．研磨时未加入SiO2C．实验材料自身有问题D．研磨时未加入CaCO3解析：选D由于色素不溶于蒸馏水，若用蒸馏水作提取液和层析液，则得不到色素带；研磨时不加SiO2，研磨不充分，各种色素含量都减少，但并不改变色素的比例关系；由于是新鲜菠菜叶，实验材料正常；图示叶绿素a和叶绿素b含量相对较少，而叶黄素最多，胡萝卜素较多，最可能是研磨时未加入CaCO3，导致部分叶绿素被破坏。

4.(2019·武昌区模拟)为研究高光强对移栽幼苗光合色素的影响，某同学用乙醇提取叶绿体色素，用石油醚进行纸层析，如图为滤纸层析的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。

下列叙述正确的是( ) A．强光下的幼苗相比正常光照下的绿色更深B．强光照可能抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成C．四种色素在层析液中溶解度大小是I＜Ⅱ＜Ⅲ＜ⅣD．色素分离过程中如果滤液细线触及石油醚，会缩短得到四条色素带的时间解析：选B根据题图来看：强光照导致了该植物叶绿素含量降低，绿色变浅；强光照和正常光照相比，明显叶绿素含量降低，类胡萝卜素含量增加，可见强光照可抑制叶绿素的合成，促进类胡萝卜素的合成；四种色素在层析液中溶解度大小关系是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅳ；色素分离过程中如果滤液细线触及石油醚，色素会溶解在层析液中，从而不能得到色素带。

5．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，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)。

当滤纸下方浸入层析液后，滤纸条上各色素正确的位置应为( )解析：选B在层析液中4种色素的溶解度从大到小的顺序依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a、叶绿素b，色素溶解度越大，随层析液在滤纸上扩散的速度越快，混合液中含4种色素，扩散后在滤纸条上形成4条色素带。

6．如图表示叶绿体中色素吸收光能的情况。

据图判断下列说法错误的是( )A．由图可知，类胡萝卜素主要吸收400～500 nm波长的光B．用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度C．由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，叶绿体中C3的量增加D．土壤中缺乏镁时，植物对420～470 nm波长的光的利用量显著减少解析：选C类胡萝卜素主要吸收400～500 nm波长的光；据图可知，用450 nm波长的光比600 nm波长的光更有利于提高光合作用强度；由550 nm波长的光转为670 nm波长的光后，光合色素吸收光能增强，光反应增强，C3的还原加速，叶绿体中C3的量将减少；叶绿素b主要吸收420～470 nm波长的光，缺镁时叶绿素合成减少，所以此波段的光的利用量显著减少。

7．将在黑暗中放置一段时间的叶片均分成4小块，分别置于不同的试管中，按下表进行实验处理，其中着色最浅的叶片所在的试管是( )试管编号①②③④实验处理CO2溶液＋＋＋＋光照白光蓝光红光绿光碘液＋＋＋＋注：“＋”表示具有该条件A．①B．②C．③D．④解析：选D在不同的光照条件下，光合作用强度不同，叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光几乎不吸收，故在白光下，叶片光合作用最强，经碘液处理后，着色最深；绿光下，叶片光合作用最弱，着色最浅。