绿叶中色素的提取和分离

1.实验原理(1)叶绿体中的色素能溶解在有机溶剂无水乙醇(或丙酮)中，所以用无水乙醇可提取叶绿体中的色素。(2)色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得快，溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上扩散得慢，因而可用层析液将不同色素进行分离。2．实验流程基本技术要求(1)实验成功的关键①叶片要新鲜、颜色要深绿。②滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。③滤液细线不仅要细、直，而且要含有比较多的色素。④滤纸上的滤液细线不能没入层析液中。(2)注意事项①制备定性滤纸条时，注意双手尽量不要接触纸面，以免手上的油脂或其他脏物污染滤纸。②根据烧杯的高度制备滤纸条，让滤纸条长度高出烧杯1cm，高出的部分做直角弯折。③画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中。④研磨要迅速、充分。a.因为无水乙醇容易挥发；b.为了使叶绿体完全破裂，从而能提取较多的色素；c.叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏。⑤制备滤纸条时，要将滤纸条的一端剪去两角，这样可以使色素在滤纸条上扩散均匀，便于观察实验结果。元贝驾考驾考宝典2016科目一科目四(1)从色素带的宽度可推知色素含量的多少；(2)从色素带的位置可推知色素在层析液中溶解度大小；(3)在滤纸上距离最近的两条色素带是叶绿素a与叶绿素b，距离最远的两条色素带是胡萝卜素与叶黄素。(1)甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行“绿叶中色素的提取和分离”实验，在滤纸条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)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，丙同学则认为某些色素含量增加。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？_________________________________________________。思路点拨：本题主要考查色素提取与分离实验的相关问题，解题应注意以下方面：①明确绿叶中色素的种类、颜色及吸收光谱⇒(1)(2)两问答案。叶绿体的四种色素中，叶绿素b呈黄绿色，黄色色素带含有叶黄素、胡萝卜素，绿色色素带含有叶绿素a、叶绿素b，它们的吸收光谱不同，因此可用吸收光谱判断。要判断叶片变黄是由于某些色素分解还是某些色素增加造成的，可通过变黄叶和未变黄叶色素提取和分离的结果作对照，比较两组色素的组成及含量来判断。答案：(1)叶绿素b(2)吸收光谱(3)从预留的叶片中挑选出足量的、重量相等、大小相近的已变黄的叶片和尚未变黄的叶片为实验材料，在相同条件下，再次进行叶绿体色素的提取和分离实验。测定和记录实验结果，比较这两种叶片各种色素的组成及含量后，得出结论1．暗反应中CO2的固定，即CO2＋C52C3，大部分的三碳化合物经过复杂的变化，又重新形成五碳化合物，用于再次固定CO2，所以暗反应每进行一次只能固定一个“C”，要经过6次暗反应过程才能形成一个六碳的葡萄糖分子。2．色素吸收、传递、转化光能过程中不需要酶的催化，而ATP的合成、CO2的固定、C3的还原离不开酶的催化。3．叶绿体离开细胞，保持适宜条件仍可进行光合作用；低于0℃时有些植物仍可进行光合作用，如两极地区的地衣植物。4．温度改变，不管光反应还是暗反应均受影响，但主要影响暗反应，因为暗反应不管酶的种类还是数量都比光反应多。5．细胞中[H]、ATP、C3、C5等物质含量的改变是在外界条件改变(如停止光照、停止CO2供应)的短时间内发生的，且是相对含量的变化。分析时应结合暗反应CO2的固定和C3的还原过程图解，从来源和去路两个角度分析，方能得出正确结论。6．要弄清题干给出的是净光合作用还是实际光合作用，要求的是净光合作用还是实际光合作用。其中关键理解几种说法，如光照下CO2的吸收量——是说净光合作用；光合作用过程同化的CO2的量——是说实际光合作用；光合作用制造的有机物——是说实际光合作用；积累的有机物的量——是说净光合作用；光合作用过程产生的O2量——是说实际光合作用；吸收CO2的量或放出的O2量——是说净光合作用。【错题实录】[2010·福建理综卷]东海原甲藻(简称甲藻)是我国东海引发赤潮的藻种之一，研究甲藻光合作用的生理特性可为认识赤潮发生机理提供重要信息。(一)某研究小组探究pH对甲藻光合作用的影响，设计了以下实验：将生长旺盛的甲藻等量分成5组培养，各组藻液pH分别设定为6.0、7.0、8.0、9.0、10.0，在黑暗中放置12h，然后在适宜光照等相同条件下培养，随即多次测定各组氧气释放量并计算净光合速率，将实验结果绘制成下图。(二)研究小组进一步探究了温度对甲藻光合作用的影响。根据实验结果得出：甲藻生长繁殖的适宜温度为15℃～30℃，最适温度为25℃左右，当温度为9℃和33℃时，甲藻不能正常生长繁殖。请根据这些信息在图中画出净光合速率随温度变化的示意曲线。易错答案：(一)(1)有机物积累量(2)6.0、7.0、8.0、9.0、10.0单一(或无关)(3)不能净光合速率小于0，从而使有机物积累量小于生成量(4)盐浓度(二)错因分析：本题能否正确解答，关键在于能否利用题干信息分析温度与pH等环境因素对东海原甲藻光合作用的影响。(一)(1)不能正确判断净光合速率的观察指标：氧气释放量、二氧化碳吸收量和淀粉的产生量。由“净光合速率＝真正光合速率－呼吸速率”的公式可知，当光合作用大于呼吸作用时，光合作用产生的O2一部分用于呼吸消耗，还有一部分释放到外界环境中；光合作用消耗的CO2一部分来自呼吸作用，还有一部分从外界环境中吸收；因此在探究pH对甲藻光合作用的影响时，可通过测定氧气释放量，亦可通过测定二氧化碳的吸收量来计算净光合速率。(2)不能根据实验目的掌握变量的控制：本探究实验的目的是——“探究pH对甲藻光合作用的影响”，可得出自变量为pH，因变量可以是氧气释放量或二氧化碳的吸收量。根据题意可知，黑暗放置过程中，藻液pH会有所变化，因此在一系列的pH梯度下测定氧气释放量前，需将各组pH分别调到原有的状态，以控制好实验的自变量。(3)不能准确分析消耗量与制造量的关系：若甲藻长时间处于pH为10.0条件下，甲藻的净光合速率小于零，即消耗量大于制造量，导致积累量为负值。从而无法维持甲藻的正常生长繁殖。(4)无法确定赤潮发生的主要原因：大量含有各种含氮有机物的废污水排入海水中，促使海水富营养化，这是赤潮藻类能够大量繁殖的重要物质基础。因此，发生赤潮除了与pH、温度、光照强度等因素有关外，最主要还与海水的富营养化(N、P含量)有关。(二)不懂得获取并分析题干描述的信息确定甲藻正常生长繁殖的最适温度及范围：根据题干所提供的信息可知，在9℃和33℃时净光合速率为0，即曲线与横轴分别相交于两点。25℃为最适温度，则净光合速率达到最大，即曲线出现波峰。在9℃和33℃之间，净光合速率必须大于或等于零。根据以上的分析即可轻松地画出大概的曲线趋势。参考答案：(一)(1)CO2(2)原设定的pH自(3)不能因为长时间处于pH为10.0条件下，甲藻的净光合速率为负值，甲藻不能正常生长繁殖(4)富营养化(N、P含量)(二)