实验-绿叶中色素的提取和分离

实验绿叶中色素的提取和分离【实验原理】1.提取：绿叶中的色素溶于有机溶剂无水乙醇而不溶于水，可用无水乙醇提取色素。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。【实验步骤】提取色素：称取5g绿叶，剪碎，放入研钵中，加入少量二氧化硅、碳酸钙和10mL无水乙醇→研磨→过滤→收集到试管内并塞严试管口制备滤纸条：将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与直径的滤纸条，将滤纸条一端剪去两角，在距离剪角一端1cm处用铅笔画一条细的横线画滤液细线：用毛细吸管吸取少量的滤液，沿铅笔线均匀地画一条细线，待滤液干后，再画一两次分离色素：将适量的层析液倒入试管中，装置如图所示滤液细线层析液观察结果：滤纸条上呈现四条颜色、宽度不同的色素带，如图所示橙黄色叶黄素叶绿素a最多黄绿色1.为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料？提示：新鲜绿色的叶片中色素含量高，从而使滤液中色素含量较高，实验效果明显。2.为什么研磨时要迅速？为什么研磨时要加入少量的CaCO3和SiO2？提示：(1)叶绿素不稳定，易被破坏，因此研磨要迅速、充分，以保证提取较多的色素。(2)二氧化硅破坏细胞结构，使研磨充分。(3)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。3.色素提取液呈现淡绿色的原因可能有哪些？提示：(1)叶片颜色太浅。(2)绿叶不新鲜。(3)研磨不充分。(4)未加碳酸钙或加入量太少。(5)加入无水乙醇量太多。(6)研磨时间过长，部分叶绿素被破坏。4.为什么在制作滤纸条时，需将一端的两个角剪掉？提示：由于液面的不同位置表面张力不同，纸条接近液面时，其边缘表面的张力较大，层析液沿滤纸边缘扩散过快，从而导致色素带分离不整齐的现象。故需将插入层析液的滤纸条一端剪去两个角。5.为什么滤液细线要重复画，且线要细、直？提示：重复画线是为了增加色素的浓度，使分离出的色素带清晰分明。画线细、直是为了防止色素带之间出现重叠。6.层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液？提示：滤纸条上的滤液细线触及(或没入)层析液，会使滤液中的色素溶解于层析液中，滤纸条上得不到色素带，使实验失败。7.滤纸条上色素带宽窄不同的原因有哪些？提示：不同种类的色素在绿叶中的含量不同，含量多的在滤纸条上呈现的色素带宽，反之色素带窄。3．实验中的注意事项及操作目的归纳过程注意事项操作目的(1)选新鲜绿色的叶片使滤液中色素含量高(2)研磨时加无水乙醇溶解色素(3)加少量SiO2和CaCO3研磨充分和保护色素(4)迅速、充分研磨防止乙醇挥发，充分溶解色素提取色素(5)盛放滤液的试管管口加棉塞防止乙醇挥发和色素氧化实验中的注意事项及操作目的归纳过程注意事项操作目的(1)滤纸预先干燥处理使层析液在滤纸上快速扩散(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分离色素(4)滤液细线不触及层析液防止色素直接溶解到层析液中技能训练1．(2012·上海卷)下图表示叶绿体色素提取分离实验中纸层析的结果，据图判断用作实验材料的叶片颜色为()A．红色B．黄色C．绿色D．紫色解析：本题主要考查叶绿体色素提取和分离实验及滤纸条上各色素带的位置，粗细(含量)、颜色等方面的相关知识。在叶绿体色素提取和分离实验中，滤纸条上的四条色素带距点样处的距离由近及远分别是：叶绿素b、叶绿素a、叶黄素、胡萝卜素，由图可知，叶绿素含量比类胡萝卜素含量少，用作实验材料的叶片应呈黄色。B选项正确。答案：B2．(2012·海南卷)关于叶绿体色素的叙述，错误的是()A．叶绿素a和b主要吸收红光和蓝紫光B．绿叶中叶绿素和类胡萝卜素含量不同C．利用纸层析法可分离4种叶绿体色素D．乙醇提取的叶绿体色素不能吸收光能解析：本题主要考查叶绿体色素的种类、含量、吸收光的种类等方面的知识。叶绿素a、叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光。绿叶中叶绿素约占3/4，类胡萝卜素约占1/4。利用层析液可分离叶绿体色素，提取的叶绿体色素仍可吸收光能，但叶绿体结构被破坏，导致完整的光合作用不能进行。答案：D3．(2011·江苏卷)某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析(从上至下)，与正常叶片相比，实验结果是()A．光吸收差异显著，色素带缺第2条B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条C．光吸收差异显著，色素带缺第3条D．光吸收差异不显著，色素带缺第3条解析：叶黄素吸收蓝紫光，在层析条带上是第2条。答案：B4．为了研究光合作用，生物小组的同学把菠菜叶磨碎，分离出细胞质基质和全部叶绿体。然后又把部分叶绿体磨碎分离出叶绿素和叶绿体基质，分别装在四支试管内，并进行光照。问哪一支试管能检测到光合作用的光反应过程()解析：本题通过实验来研究光反应的场所。叶绿体是植物进行光合作用的场所。光合作用光反应过程中，H2O光解，光能转换成活跃的化学能储存在ATP和[H]中，都是在类囊体薄膜上进行的。类囊体薄膜上有进行光反应所需要的各种色素和酶，故B试管能检测到光反应过程，A试管则不能。C试管中缺少光反应所需的色素和酶，D试管中缺少光反应所需的酶。答案：B5．(2013·黑龙江牡丹江一中期中)如图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)＜(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解析：本题考查对绿叶中色素的提取和分离实验的理解。根据图示中不同色素的扩散距离可以判断出甲为叶绿素b，乙为叶绿素a，丙为叶黄素，丁为胡萝卜素。提取色素时加入碳酸钙的目的是保护色素，防止色素被破坏；在层析液中溶解度最大的色素是胡萝卜素；叶黄素和胡萝卜素主要吸收蓝紫光。答案：B6．请回答下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的问题：(1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行实验，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)乙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丙同学的滤纸条上却色素分带明显。乙同学实验失败的原因可能是_________________________________________________________________________________________________________。(4)若选用在缺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______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)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，丙同学则认为是某些色素含量增加所致。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？_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________答案：(1)叶绿素b(2)吸收光谱(3)层析液触及滤液细线(4)缺Mg植物不能合成叶绿素(5)从预留的叶片中挑选出足量的、分量相等、大小相近的已变黄的叶片和绿色鲜嫩的叶片为实验材料，在相同条件下，再次进行绿叶中色素的提取和分离实验，测定和记录实验结果，比较这两种叶片中各种色素的组成及含量后，得出结论。