2020年高考生物实验突破专题07绿叶中色素的提取和分离(含解析)

专题07 绿叶中色素的提取和分离

1.提取绿叶中的色素

①原理：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中。 ②步骤

取材：称取5 g 新鲜绿叶 ↓

研磨：剪碎叶片，放入研钵中，加少许二氧化硅和碳酸钙，再加入10 mL 无水乙醇，

迅速、充分研磨 ↓

过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布，将研磨液迅速倒入玻璃漏斗中进行过滤 ↓

收集：用小试管收集色素滤液，及时将试管口用棉塞塞严 2.分离绿叶中的色素

①原理：不同色素在层析液中的溶解度不同，溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢。 ②步骤

制备滤纸条⎩⎪⎨⎪⎧

剪滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成长与宽略小于试管长与直径的 滤纸条，并在一端剪去两角

↓

铅笔画线：在距滤纸条去角的一端1 cm 处用铅笔画一条细的横线

↓

画滤液细线⎩⎪⎨⎪⎧

取滤液：用毛细吸管吸取少量滤液

↓

画线：沿铅笔线均匀地画出一条细线

↓重复画线：待滤液干后，重复画细线1～2次

↓

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

↓

观察并记录结果：滤纸条上出现4条色素带

3.实验中的材料试剂及操作目的

考点一：实验的基本原理和过程分析

例一、甲、乙、丙、丁四位同学，在利用新鲜绿色菠菜叶为实验材料，用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，得到了四种不同的层析结果(如图所示)。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．丁可能是研磨时未加入CaCO3

【答案】 C

【解析】甲图中看不到色素带，叶绿体中的色素属于有机物，易溶于酒精等有机溶剂，难溶于水，所以出现甲图结果可能是误用蒸馏水作提取液和层析液导致的，A项正确；乙图中每种色素都有，但含量很少，可能是无水乙醇过多，色素浓度太低导致的，B项正确；丙图中每种色素都有，但是胡萝卜素和叶黄素含量较多，叶绿素a和叶绿素b含量较少，这不是正确操作得到的理想结果，C项错误；丁结果中叶绿素a和叶绿素b含量很少，可能是研磨时未加入CaCO3，破坏了叶绿素类物质造成的，因为与类胡萝卜素相比，叶绿素更易受到破坏，D项正确。

考点二：实验异常现象分析

例一．在做提取和分离叶绿体中的光合色素实验时，甲、乙、丙、丁四位同学对相关试剂的使用情况如下表所示(“＋”表示使用，“－”表示未使用)，其余操作均正常，他们所得的实验结果依次应为( )

A．①②③④B．②④①③

C．④②③①D．③②①④

【答案】 B

【解析】甲同学由于没有加入提取剂无水乙醇，所以提取液中不会出现色素，色素分离的结果是②；乙同学操作正确，色素分离后得到的色素带有四条，与④情况相符；丙同学由于未加CaCO3，所以叶绿素含量减少，所得到的色素带中两条叶绿素带比正常的色素带要窄，对应①；丁同学由于未加SiO2，导致叶片研磨不充分，最终导致各种色素的含量均减少，对应③。

易错点一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使用放置数天的绿叶，滤液色素(叶绿素)太少。

③一次加入大量的无水乙醇，色素溶液浓度太低(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。

易错点二滤纸条色素带重叠：没经干燥处理，滤液细线不能达到细、齐、直的要求，使色素扩散不一致。

易错点三滤纸条看不到色素带：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。

易错点四滤纸条只呈现胡萝卜素、叶黄素色素带：忘记加碳酸钙导致叶绿素被破坏或所用叶片为“黄叶”。

挑战真题：

1.(2016·全国卷Ⅱ，4)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

【答案】 C

【解析】叶绿体中的色素能够溶解在包括无水乙醇在内的有机溶剂中，A正确；叶绿素分子中含有镁元素，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正确。

2.（2016·江苏卷，17）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液挥发消失

【答案】B

【解析】CaCO3可防止酸破坏叶绿素，应在研磨时加入，A错误；即使菜中叶剪碎不够充分，但色素并没有减少，也可提取出4种光合作用色素，B正确；由于研磨时乙醇挥发，故为获得10 mL提取液，研磨时加入多于10 mL乙醇，C错误；叶绿素条带不会随层析液挥发消失，D错误。

3.(2015·江苏卷，21)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，下图为滤纸层析

的结果(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为色素条带)。下列叙述正确的是(多选)( )

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

【答案】. ABC

【解析】本题主要考查光合色素的提取与分离，意在考查生物实验的相关知识，考查理解能力和综合运用所学知识分析问题的能力，难度较大。A项对，由图示可知，强光下，Ⅲ、Ⅳ表示的叶绿素色素带变窄，说明叶绿体含量降低；B项对，类胡萝卜素可保护叶绿素免受强光降解；C项对，Ⅲ是叶绿素a，Ⅳ是叶绿素b，都是主要吸收蓝紫光和红光，但吸收光谱的吸收峰波长不同；D项错，画滤液线时，滤液在点样线上画2－3次。

挑战模拟题：

一、单选题

1.在绿叶中色素的提取和分离实验中，要使色素带清晰又整齐，下列哪项措施与之无关( )

A．定性滤纸要干燥