2016高考生物大一輪復習 實驗遷移應用 探究活動 1.3.2葉綠體色素的提取與分離學案 中圖版

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1、 【全程復習方略】2016高考生物大一輪復習 實驗遷移應用 探究活動 1.3.2葉綠體色素的提取與分離學案 中圖版 【應用點撥】綠葉中色素提取的原理是葉綠體中色素易溶于有機溶劑，分離的原理是利用各種色素在層析液(有機溶劑)中溶解度不同，導致在濾紙條上的擴散速度不同，從而在濾紙條上形成不同的色素帶。利用這個原理，可以通過觀察色素帶的變化判斷外界因素對色素形成的影響，也可以依據(jù)不同種類色素對光的吸收情況判斷哪種色素或色素帶缺失。 熱點應用一 探究pH對葉綠體中色素穩(wěn)定性的影響 原理解讀 酸性條件下葉綠素被破壞，葉綠素提取液的顏色發(fā)生變化 【典例1】(2011·廣東高考)中國的飲食講究

2、“色香味”，顏色會影響消費。小李同學擬研發(fā)“綠色”食用色素，他以生長很快的入侵植物水葫蘆為材料進行如下實驗。 Ⅰ.提取葉綠素： 綠色葉片提取液→過濾液→濃縮液→葉綠素粗產(chǎn)品 Ⅱ.探究pH對葉綠素穩(wěn)定性的影響： 取一些葉綠素粗產(chǎn)品，配成一定濃度的溶液，于室溫(約25℃)下進行實驗，方法和結果如下表。 實驗 組號 葉綠素溶液 (mL) 調(diào)pH至 處理時間 (min) 溶液 顏色 ① 3.0 Y 10 綠色 ② 3.0 7.0 10 綠色 ③ 3.0 6.0 10 黃綠色 ④ 3.0 5.0 10 黃褐色 注：葉綠素被破

3、壞后變成黃褐色。 根據(jù)所學知識和實驗結果，請回答： (1)提取食用葉綠素的X應該為_______________，原因是_____________。 (2)表中Y應該為______________，原因是____________________。 (3)若用作食品色素，天然葉綠素不適用于____________食品，否則_______。 (4)小李想了解葉綠素粗產(chǎn)品中是否含有其他色素，請你提供檢測方法并寫出主要步驟。 【解題指南】解答本題要特別關注三點： (1)理解題干中的關鍵字眼的含義：如“綠色”“食用”表明顏色和無毒性。 (2)準確判斷實驗中的自變量和因變量。 (3)使用

4、規(guī)范的學科語言答題：如濾紙條、層析液、色素帶等。 【解析】(1)從題目中信息可知，提取的葉綠素用于食品生產(chǎn)，所以選用的提取液一定是對人體無毒無害的有機溶劑。 (2)從題意可得出：“探究pH對葉綠素穩(wěn)定性的影響”，實驗的自變量是“pH”；據(jù)表中信息可以看出因變量是“溶液顏色”；本實驗采用設計pH梯度進行定量探究。分析表格可知，②③④組的pH相差1.0，可推斷pH梯度值是1.0，因此實驗組①的pH應是8.0。為保證實驗結果的準確性，不同實驗組葉綠素溶液的量及處理時間都要嚴格遵循等量原則和單一變量原則。 (3)當pH小于6.0時，葉綠素被破壞變成黃褐色，導致葉綠素溶液顏色發(fā)生改變。因此在使用葉

5、綠素做食品色素時，一定要控制好pH，不能低于6.0，即葉綠素不能用作酸性食品的色素。 (4)根據(jù)不同色素在層析液中的溶解度不同，可利用紙層析法檢測該葉綠素產(chǎn)品，若只有葉綠素，則濾紙條上只有兩條色素帶(葉綠素a和葉綠素b)，若含有其他色素則濾紙條上會有多條色素帶。 答案：(1)對人體無害的有機溶劑(食用酒精) 葉綠素溶于有機溶劑和應考慮溶劑對人體的影響 (2)8.0　以1.0作為pH梯度進行實驗 (3)酸性　葉綠素被破壞會造成食品失綠而影響品質(zhì) (4)紙層析法，其主要步驟：①制備濾紙條，②畫濾液細線，③用層析液分離色素，④觀察色素帶。 熱點應用二 探究礦質(zhì)元素缺乏對葉綠體中色素含

6、量的影響 原理解讀 N、Mg、P等礦質(zhì)元素供應不足，導致葉綠體中色素合成減少， 葉片顏色發(fā)生改變 【典例2】(2015·聊城模擬)植物的生長發(fā)育需要根從土壤中吸收水分和各種礦質(zhì)元素，科學實驗發(fā)現(xiàn)土壤中缺磷，會導致植株矮小，葉色暗綠。依據(jù)葉色變化判斷可能是缺少類胡蘿卜素，試設計實驗探究葉色暗綠是否是因為缺磷造成類胡蘿卜素缺乏所致。 實驗所需主要用具、試劑：燒杯、漏斗、試管、研缽、完全培養(yǎng)液、僅缺磷的完全培養(yǎng)液、丙酮、石英砂、CaCO3、層析液等。 實驗材料：正常生長的黃瓜幼苗。 實驗假設：___________________________。 實驗步驟： 第一步：取兩個燒杯編

7、號為A、B，各放入同樣數(shù)量、____________________________________的黃瓜幼苗。 第二步：A燒杯中加入____________，B燒杯中加入等量________________________，置于相同且適宜的條件下培養(yǎng)，培養(yǎng)到兩組黃瓜苗葉片出現(xiàn)顏色差異為止。 第三步：分別從A、B兩組中選取________，用________提取葉片色素，用________法分離色素，觀察比較______________________________________________________。 實驗結果預測： (1)A、B兩組類胡蘿卜素色素帶寬度和顏色一致，說明

8、缺磷導致的葉色暗綠，不是由于類胡蘿卜素缺乏所致。 (2)?______________________________________。 【解析】實驗假設：實驗假設的提出要依據(jù)題目所給的背景材料以及實驗目的。從背景中可知葉色變化可能是缺少類胡蘿卜素引起的，我們要探究葉色暗綠是否是因為“缺磷造成類胡蘿卜素缺乏”所致。所以，本實驗假設為缺磷導致類胡蘿卜素缺乏，引起葉色暗綠。 實驗步驟：實驗應遵循單一變量原則，其他無關變量應該相同，故A、B兩燒杯內(nèi)除含磷量不同外，其他影響實驗結果的因素應全部一樣，如黃瓜幼苗的苗齡相同，長勢相同等。依據(jù)探究目的，觀察目標為“A、B兩組色素帶中類胡蘿卜素色素帶的寬

9、度和顏色的深淺”。根據(jù)“實驗所需主要用具、試劑”，確定用“紙層析法”提取色素，提取色素的溶劑為丙酮。 實驗結果預測：對比A、B兩組類胡蘿卜素色素帶寬度和顏色，由是否一致來判斷實驗假設是否正確。 答案：實驗假設：缺磷導致類胡蘿卜素缺乏，引起葉色暗綠 實驗步驟：第一步：同一品種且長勢相近、苗齡相同 第二步：完全培養(yǎng)液　僅缺磷的完全培養(yǎng)液 第三步：等量葉片　丙酮　紙層析　A、B兩組色素帶中類胡蘿卜素色素帶的寬度和顏色的深淺 實驗結果預測： (2)A組比B組類胡蘿卜素色素帶寬度大、顏色深(或B組缺少類胡蘿卜素色素帶)，說明缺磷導致的葉色暗綠，是由于類胡蘿卜素缺乏所致 熱點應用三 判斷

10、某種色素帶的缺失和對光的吸收差異 原理解讀 葉綠素中每種色素吸收特定的光線，且每種色素在濾紙條上呈現(xiàn)的色素帶位置不同，可以由某種色素含量異常來判斷光線的吸收情況和色素帶的情況，也可反過來進行 【典例3】(2011·江蘇高考)某研究組獲得了水稻的葉黃素缺失突變體。將其葉片進行了紅光照射光吸收測定和色素層析條帶分析(從上至下)，與正常葉片相比，實驗結果是(　　) A.光吸收差異顯著，色素帶缺第2條 B.光吸收差異不顯著，色素帶缺第2條 C.光吸收差異顯著，色素帶缺第3條 D.光吸收差異不顯著，色素帶缺第3條 【解析】選B。葉綠體中吸收紅光的色素是葉綠素，胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍紫光，所以葉黃素缺失突變體，對紅光吸收沒有影響，色素帶上葉黃素位于第2條，故缺第2條色素帶。 【方法技巧】四種色素在濾紙條上的位置及吸收光類型判斷 色素種類 色素帶位置 (從上至下) 主要吸收光 的類型 胡蘿卜素 第一條 藍紫光 葉黃素 第二條 葉綠素a 第三條 藍紫光和紅光 葉綠素b 第四條 - 4 -