能量之源——光和光合作用(一)

高中生物必修1 第5章第4节能量之源——光与光合作用（一）

揭秘捕获光能的色素和结构

一、考点突破

知识点考纲要求题型说明

捕获光能的色素和结构叶绿体色素的提取和分离

选择题

填空题

理解色素提取和分离的实

验原理、方法和操作步骤，

并能将实验涉及的方法和

技能进行综合运用。

二、重难点提示

绿叶中色素的种类和作用。

一、捕获光能的色素

实验：绿叶中色素的提取和分离

（1）实验原理

①提取：叶绿体中的色素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）操作流程

提取色素：称量5 g绿色叶片并剪碎

加入少量SiO 2、CaCO 3和10 mL 无水乙醇

过滤

收集到试管内并塞紧管口

制滤纸条 ⎩⎪⎨⎪

⎧

①将干燥的滤纸剪成长6 cm ，宽1 cm 的纸条，剪去一 端两个角

②在距离剪角一端1 cm 处用铅笔画线

画滤液线 ⎩⎪⎨⎪

⎧

①用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画一 条直的滤液细线

②干燥后，重复画2～3次

色素分离 ⎩⎪⎨⎪⎧

①试管中倒入3 mL 层析

液(层析液高度不超 过滤液细线)

②将滤纸条尖端朝下略

微斜靠试管内壁，轻 轻插入层析液③用棉塞塞紧试管口

观察结果 ⎩

⎪⎨

⎪

⎧

滤纸条上出现四条宽度、

颜色不同的色素带，如图所示：

注意：

离色素（2）滤液细线要直、细、匀使分离出的色素带平整不重叠（3）滤液细线干燥后再画一两次使分离出的色素带清晰分明（4）滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中

二、绿叶中的色素和叶绿体的结构

1. 绿叶中的色素

色素功能

叶绿素（占3/4）叶绿素a：蓝绿色

吸收红光和蓝紫光叶绿素b：黄绿色

类胡萝卜素（占

1/4）

叶黄素：黄色

吸收蓝紫光胡萝卜素：橙黄色

注意：叶绿素对绿光吸收最少，绿光被反射出来，所以叶片呈现绿色。

2. 叶绿体的结构

形态分布结构功能

扁平的椭球形或球形绿色植

物的叶

肉细胞

等

光合

作用

的场

所

注意：

1. 每个基粒含有两个以上的类囊体，多者可达100个以上。叶绿体内有如此多的基粒和类囊体，极大地扩展了受光面积。

2. 进行光合作用的色素和酶分布在类囊体膜的表面上。

【随堂练习】

某同学在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，进行了以下操作：

①将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中，加入无水乙醇后直接进行研磨②将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm处用钢笔画一条横线③为增强实验效果，将滤液细线画粗些④将滤纸条画有滤液线的一端朝下，轻轻插入层析液中，让滤液线浸入层析液中。该同学操作错误的是（）

A. ①

B. ①②

C. ①②③

D. ①②③④

思路分析：相关操作中，正确的做法是：①提取绿色叶片中的色素时，在将5 g新鲜菠菜叶片剪碎放入研钵中后，应加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入10 mL无水乙醇，进行迅速、充分的研磨。②制作滤纸条时，应将预备好的滤纸条一端剪去两角，在距这一端1 cm 处用铅笔画一条横线，而不是钢笔。③画滤液细线时，为确保色素带分离整齐、不重叠，应保证滤液细线细、直、齐，为增强实验效果，应重复画线使滤液细线处积累较多色素。④分离色素时，应将滤纸条画有滤液细线的一端朝下，略微斜靠着试管的内壁，轻轻插入层析液中，随后塞上棉塞，为了防止滤液细线中的色素溶于层析液中，不能让滤液细线触及层析液。

答案：D

例题 1 下列是某实验小组在完成叶绿体中色素的提取和分离实验时所遇到的有关问题，分析回答：

（1）剪碎5 g新鲜浓绿的菠菜叶片放在研钵中，加入SiO2后，迅速研磨成糊状，发现糊状的研磨液呈现浅绿色，其原因是没有加入__________________________，使得________________________。

（2）甲同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条（已重复几次画线）插入层析液，几分钟后取出观察，发现滤纸条上无色素分带现象，而用同一滤液做实验的乙同学的滤纸条上却色素分带明显。甲同学实验失败的原因可能是__________________________________。

（3）若选用在缺乏Mg的营养液中长期培养的玉米叶片作实验材料，层析后滤纸条上只出现了两条色素带，其原因是____________________________________________。

（4）实验结束几天后，甲、乙两同学发现部分预留叶片已变黄。甲同学认为这是由于叶片中叶绿素降解所造成的，乙同学则认为是类胡萝卜素含量增加所致。根据所学知识，设计实验来判断哪个同学的观点正确。

实验过程：

①从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、大小相近的已变黄叶片和绿色鲜嫩的叶片，分别编号为A、B两组。

②________________________________________________________________________。

实验结论：

①与B组相比，若A组滤纸条只有上面两条色素带或上面两条色素带较B组的窄，则______________的观点是正确的。

②_______________________________，则__________的观点是正确的。

思路分析：

（1）在色素的提取过程中，研磨时要加入碳酸钙，防止叶绿素在研磨过程中被破坏，加入无水乙醇，让色素溶解并提取出来。

（2）甲同学的滤纸条上无色素带，说明滤液细线中的色素溶解到层析液中，即层析液触及滤液细线。

（3）Mg是合成叶绿素的必需元素，缺乏Mg不能合成叶绿素a和叶绿素b。

（4）通过设计对照实验来探究发黄的叶片中某些色素是否因降解而减少，某些色素是否含量增加。对照组选取正常未发黄的叶片，实验组选取已变黄的叶片，通过提取分离这两种叶片中的色素，比较各种色素的含量，得出结论。

答案：（1）碳酸钙和无水乙醇叶绿素分子受到破坏、色素没有被提取出来

（2）层析液触及滤液细线

（3）缺乏Mg的植物不能合成叶绿素

（4）实验过程：②在相同条件下，进行绿叶中色素的提取和分离实验，测定和记录实验结果，比较这两种叶片色素的组成和含量

实验结论：①甲同学②与B组相比，若A组滤纸条上面的两条色素带较宽乙同学

（江苏高考）关于叶绿体中色素的提取和分离实验的操作，正确的是（）

A. 使用定性滤纸过滤研磨液