2014届高三生物一轮复习 重点实验课 绿叶中色素的提取和分离 新人教版
人教版高中生物必修一教案设计：5.4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的教学设计一、实验教学目标：1、通过小组的探究实验掌握绿叶中色素的提取和分离的基本操作方法和注意事项；探索叶绿体中色素的种类和颜色。
2、通过小组对实验现象的汇报交流，加强学生之间的合作意识以及提高分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理：1、色素的提取：绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂无水乙醇中，所以可以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
2、色素的分离：绿叶中的色素不止一种，它们都能溶解在层析液中。
然而，它们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。
三、实验材料与用具：新鲜绿叶，研钵，剪刀，干燥的定性滤纸（条形和圆形），铅笔，尺子，卡片，培养皿，棉线，牙签，胶头滴管，无水乙醇，层析液，二氧化硅和碳酸钙。
四、实验教学设计思路“绿叶中色素的提取和分离”是人教版高中必修一的一个重要实验，该实验的重点是让学生学会进行绿叶中色素的提取和分离，难点是通过分离色素探究绿叶中色素的种类。
但在学生实验中，常因实验原理不明、材料选择不当、研磨不充分、分离操作过程复杂等原因导致本实验要解决的重难点未能通过实验真正解决，实验效率因为实验结果的不理想大打折扣。
因此针对该实验的几个关键之处，根据实验操作实践并参考相关文献进行了改进，有效提高了实验效果。
本实验的教学改进与创新具体如下：1、实验材料的改进实验材料课本要求称取５ｇ的绿叶，加入二氧化硅和碳酸钙后加入10ｍＬ的无水乙醇。
由于该实验为定性实验，并考虑到生物实验室中没有电子天平或台秤以及实验时间的缘故，所以改为：取２-３片菠菜的叶片，加入二氧化硅和碳酸钙后加入５ml 无水乙醇（分两次加入）迅速研磨。
创新：可让部分学生尝试其他绿叶材料。
2、画滤液细线的改进课本上采取用毛细吸管吸取少量的滤液，但是实验下来效果总是不好，滤液细线不直，量不均匀。
改进为：色素研磨后不必过滤（不影响实验效果），用卡片取代毛细吸管，沿铅笔线均匀画出一条细线，待滤液干后，再画2-3次，这样滤线细线更直。
高中生物第一轮复习 实验12 实验设计专题研究系列之“绿叶中色素的提取和分离”的实验分析
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【典例示范】 下图表示叶绿体色素的提取和分离实验的 部分材料和用具。据图回答：
(1)图中步骤①加入研钵内的物质A__________10 mL， 作 用 是 __________ ； B__________ 少 许 ， 作 用 是 研 磨 得充分；C__________少许，作用是__________。
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解析：(1)研磨时需要加入3种物质，10 mL无水乙醇，作用是溶解 色素；二氧化硅可以增大摩擦力，使细胞和叶绿体破碎；细胞研 磨破碎后，会溢出有机酸，为防止叶绿素中的镁被氢取代，破坏 叶绿素，研磨时需加入少许碳酸钙中和有机酸。
(2)过滤研磨液时，漏斗基部不能用滤纸，因为色素可吸附在滤纸 上。一般用一层尼龙布过滤。
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2．实验流程图示
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特别提醒：1.利用色素能溶解在有机溶剂中的特点可以用无水乙醇 或汽油洗去衣物上被绿叶污染的斑点。
2．将长方形滤纸条换成圆形滤纸观察层析实验结果。
3．设计实验探究用其他有机溶剂提取绿叶中的色素效果是否比无 水乙醇好。
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3．实验中几种化学试剂的作用 (1)无水乙醇用于提取绿叶中的色素。 (2)层析液用于分离绿叶中的色素。 (3)二氧化硅可增加杵棒与研钵间的摩擦力，破坏细胞结构，使研 磨充分。 (4)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
(3)剪去两角的作用是防止两边色素扩散过快。画滤液细线的要求 是细、齐、直。
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(4)层析时的关键技术是不能让层析液没及滤液细线，否则，滤液 细线会被层析液溶解，不能分离。4种色素溶于层析液中，因溶解 度的差异，造成在滤纸条上扩散速度不同，从而达到分离的目的， 由于层析液有毒，而且可以挥发，所以要加盖，色素带的宽度是 由各种色素含量不同造成的。含量越多，色素带越宽，一般植物 叶片中叶绿素a含量最多，所以叶绿素a色素带最宽。扩散速度最 快的是胡萝卜素，在色素带的最上一层。
人教版高中生物教案叶绿体色素的提取和分离
人教版高中生物教案——叶绿体色素的提取和分离一、教学目标：1. 理解叶绿体色素的提取和分离的原理及方法。
2. 学会使用无水酒精、石英砂和碳酸钙等化学物质进行色素的提取和分离。
3. 能够独立完成叶绿体色素的提取和分离实验，并正确观察和记录实验结果。
4. 提高观察能力、动手能力和团队协作能力。
二、教学重点与难点：1. 教学重点：叶绿体色素的提取和分离原理、实验方法和步骤。
2. 教学难点：实验操作技巧，如研磨充分、提取液的制备等。
三、教学准备：1. 实验材料：新鲜绿叶（如菠菜）、无水酒精、石英砂、碳酸钙、丙酮、层析液等。
2. 实验仪器：研钵、漏斗、烧杯、玻璃棒、滤纸、试管、培养皿等。
3. 教学工具：PPT、实验指导书、实验视频等。
四、教学过程：1. 导入：通过PPT展示叶绿体的结构，引导学生了解叶绿体色素的分布和功能。
2. 讲解：详细讲解叶绿体色素的提取和分离原理，以及实验方法和步骤。
3. 示范：播放实验视频，展示叶绿体色素的提取和分离过程。
4. 实验：学生分组进行实验，教师巡回指导，解答学生疑问。
5. 讨论：实验完成后，引导学生总结实验原理和操作技巧，分享实验心得。
6. 总结：对本节课内容进行归纳总结，强调叶绿体色素提取和分离的重要性。
五、课后作业：1. 完成实验报告：记录实验过程、实验现象和实验结果。
2. 思考题：结合实验，分析叶绿体色素的提取和分离过程中可能出现的问题及解决方法。
3. 预习下节课内容：叶绿体的功能和作用。
六、教学评估：1. 课堂参与度：观察学生在课堂上的积极参与程度，提问和回答问题的积极性。
2. 实验操作技能：评估学生在实验过程中的操作技能，如研磨、过滤、层析等。
3. 实验报告质量：检查学生实验报告的完整性、准确性和表达能力。
4. 思考题回答：评估学生对思考题的回答，检验学生对实验原理和操作技巧的理解。
七、实验注意事项：1. 安全操作：使用化学物质时，要注意佩戴防护装备，如手套、护目镜等。
高考生物一轮复习课件：实验绿叶中色素的提取和分离 (人教版)
第5 章
细胞的能量供应和利用
实验
绿叶中色素的提取和分离
实验理论指导
实验过程体验
实验方法积累
课 时 作 业
实 验 理 论 指 导
步 步 营· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 技 能 升
4．在色素分离时，为什么不让层析液触及滤液细线？ 提示：避免将滤液细线中的色素分子溶解到层析液中。 5．试分析分离色素时色素带颜色过浅的原因。 提示：(1)叶片颜色太浅；(2)叶片放置时间太久；(3)研 磨不充分； (4)未加 CaCO3 粉末； (5)加入提取液丙酮量太多。
特别提醒
(1)从色素带的宽度可推知色素含量的多少，从色素带 的位置可推知色素在层析液中溶解度大小。 (2)在滤纸条上，相邻两条色素带间距离最宽的是胡萝 卜素和叶黄素；相邻两条色素带间距离最窄的是叶绿素 a 和叶绿素 b，两色素带间距离最大的是胡萝卜素和叶绿素 b。
项目 实验条件
内容 ①是否需要搅拌、加热；②温度、光照、 二氧化碳、酸碱度等条件的控制是否合理 ①顺序是否合理；②步骤是否完整；③操
方法步骤
作是否具体；④是否利用了题目给定的材 料用具
验证与探究
①验证或探究的结果是否可观察；②探究 的结果与结论是否是多方面的
问题探究 (1)能用斐林试剂检测叶片的变化吗？ (2) 如果探究不同温度对叶绿体色素种类和含量的影 响，还能用上述的观察方法吗？
【答案】 层析液
实验原理：有机溶剂无水乙醇 层析液 分离 色素
无水乙醇
溶解度高的
用品分析：提取
人教版高中生物必修一《绿叶中色素的提取和分离》说课课件
说课题目:绿叶中色素的提取和分离
教学内容及目标 教学方法 教学过程 教学评价 教学反思
人教版高中生物 必修一《分子与细胞》第五章 细胞的能量供应和利用
酶
ATP
细胞 呼吸
光合 作用
捕获光能的 色素和结构
光合作用 探究历程
光合作用 的过程
光合作用 的应用
《考试大纲要求》
《叶绿体中色素的提取和分离》实 验属于《全国新课标高考生物考试大纲》 分子与细胞模块要求的11个实验之一。 对学生的要求如下：
1.能独立完成实验，理解实验目的、原理、方 法和操作步骤，掌握相关操作技能，并能将 这些实验涉及的方法和技能进行综合运用。
2.具备验证简单生物学事实的能力，并能对实 验现象进行解释、分析和处理。
3.具有对一些生物学问题进行简单探究的能力。
学生情况分析
知识背景：学习过叶绿体的结构后对色素的存在位
置和功能有一定的了解；
生活体验：对植物的色彩有直接的生活体验，因而
对植物色素的种类具有浓厚的探究兴趣；
实验技能：从实验技术上看，这是学生第一次接触
提取物质与物质分离的实验。
教学目标
知识目标： 1.掌握色素提取和分离的原理。 2.了解叶绿体中的色素组成、颜色。
能力目标： 1.掌握色素的提取与分离的基本操作方法。 2.培养学生设计实验，观察分析实验和解决问
设计探究方案 小组成员共同讨论，查阅资料，设计实验思路，
写出实验步骤，课前填写小组探究课题报告，教师对 学生的实验设计提出指导意见。学生可课前准备好自 己实验时要用到的实验材料和用具。
组别 小组成员 实验课题 实验思路 实验步骤
实验现象 实验结论 注意事项、改进意见等
高三生物一轮复习资料必修一3.4.1第四讲 第1课时 绿叶中色素的提取和分离及光合作用的基本过程
2．叶绿体：进行光合作用的场所。它内部的类囊体薄膜上， 不仅分布着许多吸收光能的色素分子，还有许多进行光合作 用所必需的酶。
3．光合作用 (1)光合作用释放的 O2 来自 H2O。 (2)光反应阶段是叶绿体中的色素吸收光能，将 H2O 分解成 [H]和 O2，同时形成 ATP 的过程。 (3)暗反应过程是在多种酶催化下完成的，其场所是叶绿体 基质，包括 CO2 的固定和 C3 的还原等过程。
操作要点
说明
提研
①无水乙醇：作为提__取__液__，可溶
取磨
解绿叶中的色素
色 素
②SiO2：使研磨更充分
过 研 磨 后 用 单 层 尼 ③CaCO3：防止研磨时_叶__绿_素__受
滤 龙布过滤
到破坏
剪去两角的滤纸 剪去两角以保证色素在滤纸上 制备滤 条一端 1 cm 处用 扩散_均__匀__、__整__齐_，否则会形成弧
(1)植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光
(×)
(2)叶绿素 a 和叶绿素 b 都含有镁元素
(√)
(3)叶绿素 a 和叶绿素 b 在红光区的吸收峰值不同
(√)
(4)类囊体上产生的 ATP 可用于暗反应
(√ )
(5)光合作用过程中光能转变为化学能，细胞呼吸过程中化学能转
变为热能和 ATP
(×)
(6)H2O 在光下分解为[H]和 O2 的过程发生在叶绿体基质中 (×)
色素种类 色素颜色
溶解度
含量
速度
实验
a.胡___萝__卜__素_ 橙黄色 最少 最__高__ 最快
结果
b._叶__黄__素__ 黄___色_ 较少 较高 较快
分析
c.叶___绿__素__a_ _蓝__绿__色__ 最___多_ 较低 较慢
2014届高三生物金榜频道一轮课件：必修1.5实验：绿叶中色素的提取和分离
【解析】选C。该实验包含叶绿体色素的提取和色素的分离两
个目的。通过实验可以验证叶绿体中含有哪些色素。但是实验 不需要了解各种色素所吸收的光谱。
2.(2013·台州模拟)某研究小组获得了水稻的叶黄素缺失突变
体。将其叶片进行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,色素带缺失第2条 B.光吸收差异不显著,色素带缺失第2条 C.光吸收差异显著,色素带缺失第3条 D.光吸收差异不显著,色素带缺失第3条 )
4.为什么滤液线要重复画,且线要细、直? 提示:重复画线是为了增加色素的浓度。画线细、直是为了防 止色素带之间出现重叠。
5.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。 6.试分析分离色素时色素带颜色过浅的原因。
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.在滤纸条一端剪去两角的目的是什么?
提示:防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快而形成弧形色素带。
二氧 提取色素:称取5 g绿叶,剪碎,放入研钵中,加入少量_____
化硅、碳酸钙 无水乙醇 _____________和10 mL_________→研磨→过滤 →收集到试管内并塞严试管口
将干燥的定性滤纸剪成略小于试管长与 一端剪去两 直径的滤纸条，将滤纸条___________ 制备滤纸条 角 铅笔 ___，在距离剪角一端1 cm处用_____ 一条细的横线 画_____________
高考生物一轮复习优质课件—绿叶中色素的提取与分离
③观察指标的设计：通过检测需氧细菌的分布，准确地判断出释 放氧气的部位。
④实验对照的设计：用极部位的对照实验；进行黑暗条件下局部光 照和完全暴露在光下的对照实验，明确实验结果是由光照引起的。
课堂小结
绿叶中色素的 提取和分离
实验原理 无水乙醇，层析液
可以用体积分数95%的乙醇 加入适量无水碳酸钠来替代。
用 无水乙醇提取色素（色素能溶解在有机溶剂中）。
2.分离原理
用 层析液分离色素。
绿叶中的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。这样，绿叶中色素就会随着层析液在 滤纸上的扩散而分开。
分离的方法： 纸层析法
1 绿叶中色素的提取与分离
习题巩固
2.(2021·辽宁，2)植物工厂是通过光调控和通风控温等措施进 行精细管理的高效农业生产系统，常采用无土栽培技术。下列
有关叙述错误的是（B ）
A.可根据植物生长特点调控光的波长和光照强度 B.应保持培养液与植物根部细胞的细胞液浓度相同 C.合理控制昼夜温差有利于提高作物产量 D.适时通风可提高生产系统内的CO2浓度
为了积累更多 的色素使分离色素 带更明显。
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线画一条细线（可将滤液倒 入培养皿，再用盖玻片蘸取滤液，在横线处按压出均匀的细线）。
2.分离色素——纸层析法 （3）分离色素
培养皿
为何要盖上培养皿？
防止层析液挥发， 因其易挥发且有毒。
插滤纸条
层析液
将适量的层析液倒入烧杯中，将滤纸条（有滤液细线的一端
二、材料用具
新鲜的绿叶（如菠菜的绿叶：色素含量高）、干燥的定性滤纸、 研钵、无水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸钙等。 三、方法步骤
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重点实验课绿叶中色素的提取和分离[配有演示视频 见课
件光盘]
一、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。
二、操作流程
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用毛细吸管吸收少量滤液，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倒入试管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
三、疑难点拨
实验中的操作目的及注意事项
[典例] 下列是某实验小组在完成叶绿体中色素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SiO 2后，经迅速研磨成糊状，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。
[解析] (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)乙同学滤纸条上无色素带，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，无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Mg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较宽乙同学
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一、本题创新角度分析
该实验利用叶绿体中色素的提取和分离原理探究叶片变黄的原因。
体现了高考命题来源
于教材，又高于教材的原则。
二、高考命题角度预测
1．针对本实验的操作流程，分析收集到的滤液绿色过浅的原因及滤纸条上看不到色素带的原因有哪些。
提示：(1)收集到的滤液绿色过浅的原因：
①未加石英砂(二氧化硅)，研磨不充分。
②使用放置数天的菠菜叶，滤液色素(叶绿素)太少。
③一次加入大量的无水乙醇，提取浓度太低(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。
(2)滤纸条看不见色素带的原因：
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。
2．本实验还可以拓展为考查探究影响叶绿素合成的因素有哪些。
提示：(1)光是叶绿素合成的必要条件，植物在黑暗中不能合成叶绿素，因此呈现黄色。
(2)叶绿素的合成都需要酶的催化。
叶绿素形成的最低温度为2～4℃，最适宜的温度为30℃，最高温度为40℃。
秋天叶片变黄，是由于低温抑制叶绿素合成，同时原有的叶绿素分解的结果。
(3)镁是构成叶绿素的成分之一，缺镁时叶绿素合成受阻；铁、锰、铜、锌等是叶绿素形成过程中某些酶的辅助成分，因此缺少铁、锰、铜、锌等矿质元素时，也不能合成叶绿素。
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[强化训练]
1．(2012·山东高考)夏季晴朗的一天，甲乙两株同种植物在相同条件下CO2吸收速率的变化如下图所示。
下列说法正确的是( )
A．甲植株在a点开始进行光合作用
B．乙植株在e点有机物积累量最多
C．曲线b～c段和d～e段下降的原因相同
D．两曲线b～d段不同的原因可能是甲植株气孔无法关闭
解析：选D 图中光合作用开始的点在a点之前，即CO2吸收速率开始变化的点；图中
6～18时有机物一直在积累，18时植物体内有机物积累量最大；曲线b～c段下降的原因是光照太强，气孔关闭，叶片吸收的CO2少，d～e段下降的原因是光照强度减弱。
2．(2012·海南高考)将一株生长正常的绿色植物置于密闭的玻璃容器内，在适宜条件下光照培养，随培养时间的延长，玻璃容器内CO2浓度可出现的变化趋势是( ) A．一直降低，直至为零
B．一直保持稳定，不变化
C．降低至一定水平时保持相对稳定
D．升高至一定水平时保持相对稳定
解析：选C 在适宜的条件下培养密闭容器内的植物，密闭容器内的CO2含量有限，随着光合作用的持续进行，CO2逐渐被消耗，浓度降低，进而光合作用强度跟着降低，当CO2浓度降低到一定水平时，植物的光合作用和呼吸作用强度相等，则装置内的CO2浓度就保持相对稳定。