叶绿素的提取及理化性质的鉴定
实验五 叶绿体色素的提取、分离及理化性质的鉴定
• 3、铜代反应：取上述色素提取液加入试管，逐滴加入 浓盐酸，直至溶液呈现褐色，此时叶绿素分子已经遭到 破坏，称为去镁叶绿素，然后加入醋酸铜结晶少许，慢 慢加入溶液，直至出现鲜亮的绿色，此时即形成了铜代 叶绿素。
实验五 叶绿体色素的提取、分 离及理化性质的鉴定
• 一、叶绿体色素的提取与分离
• 1、称取新鲜叶片2 g，放入研钵总加入丙酮5 ml， 少许碳酸钙和石英砂，研磨成匀浆，再加丙酮10 ml， 以漏一个圆洞，把新华滤纸 剪成20 cm的长条卷成圆柱，一端多次滴上色素提取 液，插入圆形滤纸中间孔中，上面与圆形滤纸齐平
• 五、结果与讨论
• •分析每个实验的结果，注意事项和原因。 • •六、作业 • •1、记录每个实验的结果。 • •2、为什么提取叶绿体色素要加入少许碳
酸钙和石英砂？
• 3、在培养皿中加入展层用的四氯化碳，把上部做 成的滤纸下的含色素圆柱下端浸入展层液，盖上培 养皿上盖，开始展层。等展层液扩散到培养皿边缘 时，取出滤纸，观察同心圆色素带，做好记录。
• 二、叶绿体色素的理化性质 • 1、叶绿体的荧光现象：取上述色素提取液少许于试管
中，分别观察反射光和透射光，比较观察到的颜色不同 并分析原因。
• 4、黄色素与绿色素的分离：取上述色素丙酮提取液10 ml，加入盛有20 ml乙醚的分液漏斗，并沿漏斗边缘加 入30 ml蒸馏水，轻轻摇动分液漏斗，静止片刻，溶液 分为两层。色素已经全部转入上层乙醚总，弃去丙酮和 水，再加入5 ml30%KOH甲醇溶液，用力摇动分液漏斗， 静置10分钟，再加入蒸馏水10 ml，摇动后静置分离， 得到黄色素层和绿色素层，分别保留，分析实验结果和 原因。
叶绿体色素的提取分离及其理化性质的鉴定实验
光合和呼吸代谢【模块实验目的】光合作用与呼吸作用是植物代谢的两大核心内容。
前者是物质合成与能量储存的过程，属于同化作用，为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源，对人类和整个生物界都具有非常重要的意义；后者是物质分解与能量释放过程，属于异化作用，为生命活动提供能量。
光呼吸是在光下绿色细胞发生吸氧与放出二氧化碳的过程，虽然在气体交换方面它与光合作用正好处于相反方向，但无论从发生部位、对光的依赖及在生化上的联系来看，都同光合作用具有很密切的关系。
本模块实验通过测定玉米种子萌发至两周内的呼吸速率。
线粒体H+-ATP酶活性、光合速率、叶片中叶绿素含量及乙醇酸氧化酶活性，了解研究植物的光合和呼吸代谢的基本方法。
【流程图】4-1叶绿体色素的提取和分离［实验目的］了解和掌握叶绿体色素提取、分离的原理和方法。
[ 实验原理]叶绿体中含有绿色素（包括叶绿素a和叶绿素b）和黄色素（包括胡萝卜素和叶黄素）两大类。
他们与类囊体膜相结合成为色素蛋白复合体。
这两类色素都不溶于水，而溶于有机溶剂，故可用乙醇、丙酮等有机溶剂提取。
提取液可用色谱分析的原理加以分离。
因吸附剂对不同物质的吸附力不同，当用适当的溶剂推动时，混合物中各种成分在两相（固定相和流动相）间具有不同的分配系数，所以移动速度不同，经过一定时间后，可分开各种色素。
[ 器材与试剂]1. 实验仪器与用具研钵、漏斗、剪刀、滴管、圆形滤纸（直径11cm）、层析缸2. 实验试剂丙酮、甲醇、石英砂、碳酸钙、无水硫酸钠、四氯化碳、乙醚3. 实验材料玉米幼苗叶片[ 实验步骤]1. 叶绿体色素的提取：取新鲜叶片4g,洗净，擦干，去掉中脉，剪碎，放入研钵中，研钵中加2~3ml 95%乙醇，研磨至匀浆，再加10~15ml 95%乙醇，提取3~5min，过滤，残渣用5ml 95%乙醇冲洗，合并滤液，定容至25ml。
2. 将展层用的圆形滤纸剪成2cm x20cm的纸条，其中一端剪去两侧，中间留一窄条，长约1.5cm,宽约0.54cm。
实验四、叶绿素的提取、分离及化学性质鉴定
实验四、叶绿素的提取、分离及化学性质鉴定一．实验目的：掌握植物中叶绿体色素的成分分离和定性、定量分析的原理和方法。
二．实验原理：1、溶解性。
叶绿素和类胡萝卜素均不溶于水而溶于有机溶剂，常用95%的乙醇或80%的丙酮提取2、吸附性。
滤纸对Chlb、Chla、叶黄素、胡萝卜素的吸附能力不同(？)，当用石油醚作推动剂时，其在滤纸上的移动速度不同，可相互分离。
当用适当溶剂推动时，混合物中各成分在两相（固定相和流动相）间具有不同分配系数，所以移动速度不同，一定时间后可将各种色素分离三．实验材料:新鲜植物叶片器具：研钵一个，漏斗一个，刻度试管两支，剪刀一把，长滴管一个，培养皿(直径9cm)一个，圆形滤纸（11cm和7cm)各一张，滤纸条一张试剂：95%乙醇，石油醚四．实验步骤:1.色素提取（乙醇粗提液）a.取新鲜叶片洗净擦干，去中脉称1g左右剪碎于研钵b.研钵中加3-5ml 95%乙醇研磨成匀浆过滤于刻度试管残渣用少许乙醇冲洗一并过滤定容至10ml注：研磨用石英砂或SiO2以利于充分研磨，加入CaCO3以保护叶绿素。
2.荧光观察将乙醇提取液试管放于太阳光下观察反射光和透射光下的颜色现象：透射光下呈绿色，反射光下呈红色为叶绿素荧光3.色素萃取（石油醚提取液）取乙醇提取液5ml与另一支试管加2ml石油醚摇荡静止片刻上层深绿色为石油醚提取液注：用丙酮提取会更好些，各色素在石油醚中溶解度不同4.色素分离a.将（11cm)圆滤纸中间剪一小圆孔取滤纸条捻成紧实芯一端插入圆滤纸中心（孔缘与纸芯紧贴且露出少许，最好相平）用长滴管吸少许石油醚提取液滴于纸芯上端待风干后再滴加几次。
b.将盛有石油醚的内盖（不要过满）放于培养皿中央将插上纸芯的滤纸放在培养皿上纸芯下端浸入石油醚迅速盖好培养皿。
c.推动剂前缘接近滤纸边缘时取出滤纸，风干可见分离色带，用铅笔标出各种色素位置和名称注：带宽和移动速度说明？答：带宽：色素越多，色素带越宽,所以色素共分为好几个带移动速度：溶解度高的移动速度快，就越接近滤纸上边缘。
叶绿体色素的提取、分离、定量及理化性质的鉴定
实验日期：2011.9.28叶绿体色素的提取、分离、定量及理化性质的鉴定1、实验原理叶绿体色素是植物吸收太阳光能进行光合作用的重要物质，主要由叶绿素a 、叶绿素b 、胡萝卜素和叶黄素组成。
它们与类囊体膜相结合成为色素蛋白复合体。
1. 叶绿体色素的结构与分离叶绿素a为蓝黑色固体，在乙醇溶液中呈蓝绿色；叶绿素b为暗绿色，其乙醇溶液呈黄绿色。
Chla与Chlb是吡咯衍生物与镁的络合物，它们很相似，不同之处仅在于Chla第二个吡咯环上的一个甲基(-CH3)被醛基(-CHO)所取代即Chlb。
Chla与Chlb 是植物进行光合作用必需的催化剂，易溶于石油醚等非极性溶剂中。
通常植物中叶绿素a的含量是叶绿素b的三倍。
其结构式如下：类胡萝卜素是一种橙色的天然色素，属于四萜，为一长链共轭多烯，有α、β、γ三种异构体，其中β异构体含量最多。
β-胡萝卜素(R=H)和叶黄素(R=OH)叶黄素是一种黄色色素，与叶绿素同存在于植物体内，是胡萝卜素的羟基衍生物，较易溶于乙醇，在石油醚中溶解度较小。
秋天，高等植物的叶绿素被破坏后，叶黄素的颜色就显示出来。
叶绿素与类胡萝卜素都不溶于水，而溶于有机溶剂，故可用乙醇、丙酮等有机溶剂提取。
提取液可用色谱分析的原理加以分离。
因吸附剂对不同物质的吸附力不同，当用适当的溶剂推动时，混合物中各种成分在两相（固定相和流动相）间具有不同的分配系数，所以移动速度不同，经过一定时间后，可将各种色素分开。
2. 叶绿体色素的物理性质叶绿素与类胡萝卜素都具有光学活性，表现出一定的吸收光谱，可用分光光度计精确测定。
叶绿素吸收光量子而转变成激发态，激发态的叶绿素分子很不稳定，当它从第一单线态返回基态时可发射出红光量子，因而产生荧光。
因为分子吸收的光能有一部分消耗于分子内部的振动上，发射的荧光的波长总是比被吸收光的波长要长。
3. 叶绿体色素的化学性质叶绿素的化学性质很不稳定，容易受强光的破坏，特别是当叶绿素与蛋白质分离以后，破坏更快，而类胡萝卜素则较稳定。
植物生理学实验报告叶绿体色素的提取分离理化性质和叶绿素含量的测定
植物生理学实验报告叶绿体色素的提取分离理化性质和叶绿素含量的测定引言：叶绿体是植物细胞中的一个重要细胞器，其中主要存在着叶绿素等色素，它们在光合作用中起着重要的作用。
研究叶绿体色素的提取、分离、理化性质和叶绿素含量的测定，对于了解光合作用的机理以及研究植物生理生化过程具有重要意义。
本实验旨在通过实验手段提取叶绿体色素，进行色素的分离、理化性质的研究和叶绿素含量的测定。
材料与方法：材料：菠菜叶片、研钵、磨杵、丙酮、乙醇、石油醚、叶绿素提取液、测色皿、高锰酸钾溶液、浓硫酸。
方法：1.取适量菠菜叶片放入研钵中，加入适量丙酮，用磨杵捣碎成糊状。
2.将捣碎的菠菜糊状物转移到玻璃漏斗中，用石油醚冲洗3次，使叶绿体附着物进一步析出。
3.将漏斗中的上清液收集，并加入适量乙醇，振摇混合，使叶绿素慢慢析出。
4.将释放出的叶绿体颗粒通过离心机离心沉淀10分钟，收集沉淀。
5.取收集到的叶绿体沉淀，加入适量叶绿素提取液，用乳钙酸钠解离剂进行叶绿素含量的测定。
6.将其中一部分叶绿体溶液加入高锰酸钾溶液，观察颜色变化。
7.将其余叶绿体溶液与浓硫酸混合，观察颜色变化。
结果与讨论：通过上述方法，我们成功地提取并分离出菠菜叶片中的叶绿体色素。
加入石油醚可以去除一部分杂质，使叶绿体进一步纯化。
加入乙醇可以使叶绿素从叶绿体中溶出。
通过离心沉淀，我们收集到了叶绿体的沉淀物。
叶绿体的提取液与高锰酸钾溶液反应后呈现蓝色或紫色，这是由于高锰酸钾通过氧化反应将一些具有现菌酮结构的物质氧化为合成叶绿素的前体物质所引起的。
这种反应也证实了叶绿体的存在。
叶绿体溶液与浓硫酸混合后呈现蓝绿色，这是由于浓硫酸通过剥离叶绿体周围的蛋白质和其他有机物质，将叶绿素分子释放出来，产生颜色变化。
叶绿素的含量测定是通过与乳钙酸钠解离剂反应来进行的。
乳钙酸钠解离剂能够与叶绿体中的叶绿素结合，并形成稳定的叶绿素-乳钙酸钠络合物。
这种络合物通过光密度的测定，可以根据比色法来测量叶绿素的含量。
叶绿体色素的提取分离及理化性质的鉴定
（脱镁叶绿素） ↓
↓ 分离色素
Cu取代 ↓
扫描光谱 花色素实验
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四. 结果与分析
对实验现象作好详细记录， 并加以解释 请对皂化反应现象做出合理解释，而不是
单单用反应方程式来表示
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五. 注意事项
实验中注意安全，石油醚、丙酮等试剂要 远离火源。
研磨过程中丙酮要少量多次加入，以免研 磨时四处飞溅。
– B环上羟基和甲氧基数目 羟基数多，吸收光向长波迁移，颜色偏蓝 羟基被甲氧基替代，吸收光向短波迁移，颜色偏红
– 芳香酸对主要骨架的酯化 – 液泡中pH值 酸红碱蓝 – 营养状况 低温、缺氮、缺磷 促进化色素的形成和积累
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不同花色素的取代基和颜色
花色素
3’
4’
花葵素
-H
-OH
花青素
-OH -OH
根据三碳桥的氧化程度可分为：
花色素苷：呈现颜色。紫色锌化物、红色的碱盐、无色化合物
黄酮
防御伤害。 存在于花器官和绿叶中。
黄酮醇 紫外光保护剂，吸收UV-B，避免细胞受到伤害。
异黄酮
功能多样。鱼藤酮杀虫，植物防御素抑制微生物。
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花色素苷分布广，溶解于细胞液中，与花、果、叶的颜色有关。 颜色受多因素影响：
6.3 如何判断呈橙黄色的花和果实中含的是类 胡萝卜素还是花色素？
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（2）荧光和磷光 荧光现象：Chl溶液在透射光下呈绿色，而反射
光下呈红色的现象。强度大，寿命短（10-9秒） 磷光： Chl溶液停止光照后，仍能在一定时间内
放出暗红色的光。 寿命长（10-2秒——10-3秒）
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பைடு நூலகம் 1.2 类胡萝卜素
最新实验4叶绿素的提取理化性质和含量测定PPT课件
一、叶绿素的提取 二、叶绿素的理化性质 三、叶绿素含量的测定
叶绿素吸收红光后处于第一单线态，叶绿素分子要从 第一单线态返回基态所发射的光称为荧光。
分子吸收的光能有一部分消耗 于分子内部的振动上，发射的 荧光的波长总是比被吸收光的 波长要长
2.3 叶绿素的化学性质
2.3.1 叶绿素的结构 2.3.2 取代反应 2.3.3 皂化反应
2.3.1 叶绿素 的结构
• 叶绿素a与b很 相似，不同之 处仅在于Chla 第二个吡咯环 上的一个甲基 (-CH3)被醛基 (-CHO)所取代 即Chlb。
2.3.2 取代反应
卟啉环中的Mg处于不稳定的状态，可被H+、 Cu2+ 、Zn2+等离子取代。
2.2.3 含量测定
• 叶绿素a、b在红光区的最大吸收峰分别位于663 nm 和 645 nm；
• 叶绿素a、b在652 nm处有相同的比吸收系数（34.5）， 测OD652求出叶绿素a、b总量。
• 故叶绿素浓度 C＝OD652 / 34.5 ( mg/ml )
• 叶绿素的含量（mg/g）= [叶绿素的浓度×提取液体积× 稀释倍数]/样品鲜重
3. 过滤到25 ml容量瓶中，用少量乙醇冲洗研钵、 研棒及残渣，最后连同残渣一起过滤（ 直至滤 纸和残渣中无绿色为止）最后用乙醇定容至 25ml(后称原液)，摇匀。
4.2 叶绿素的荧光
• 取3 ml叶绿素提取原液，观察其透射光、反射光 下的颜色；
4.3 叶绿素含量的测定
• 取5 ml叶绿素提取原液移入至50 ml容量瓶， 95%乙醇定容(稀释液)
7 思考题
1 提取叶绿素时为何要加入MgCO3？ 2 为何选用652 nm 测叶绿素的含量？ 3 解释皂化反应的分层现象
叶绿素的提取及理化性质的鉴定
叶绿素的提取及理化性质的鉴定文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）植物生理学实验叶绿体色素的提取分离及其理化性质姓名学号系别班级实验日期同组姓名摘要：为探究植物叶绿素理化性质，根据不同的叶绿体色素分子结构不同，在有机溶剂中的溶解性和吸附剂上的吸附性差异，本实验在提取菠菜叶片叶绿体色素（叶绿素和类胡萝卜素）后，利用纸层析法将不同的色素分离的方法，对植物叶绿素的理化性质进行观察与检验。
一、实验原理及实验目的实验原理：1、提取: 叶绿体中含有叶绿素(叶绿素a与b)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素)，这两类色素均不溶于水，而溶于有机溶剂，故常用乙醇、丙酮等有机溶剂提取。
2、分离: 当溶剂沿支持物不断向前推进时，由于叶绿体中不同色素分子结构不同，在两相(流动相与固定相)间具有不同的分配系数，因此它们移动速率不同。
对叶绿体色素进行层析可将不同色素分离。
3、理化性质的观察: 叶绿素是一种二羧酸酯，在碱作用下，发生皂化反应；在弱酸作用下，叶绿素中镁可被氢原子取代而成为褐色的去镁叶绿素，后者遇铜则成为绿色的铜代叶绿素，叶绿素具有荧光，故从与入射光相垂直的方向观察叶绿素溶液呈血红色。
叶绿素的化学性质不稳定，易受强光氧化，特别是当叶绿素与蛋白质分离后，破坏更快。
分子吸收光能后，从基态转变到激发态。
叶绿素分子有两种单线激发态，对应两个主要的光吸收区。
分子在激发态停留的时间不超过数纳秒（10-9秒）由激发态回到基态的过程称为衰变（Decay)。
叶绿素a：C55H72O5N4Mg，MW=叶绿素b：C55H70O6N4Mg，MW=胡萝卜素：C40H56， MW=叶黄素：C40H56O2， MW=实验目的：以植物叶片组织为材料,提取叶绿体色素;以纸层析法分离其成分;鉴定叶绿体色素的理化性质.二、实验材料和方法1、实验材料：菠菜2、实验用具：天平、研钵、三角漏斗、滤纸、层析缸、毛细管、分光镜、量筒、烧杯、试管等3、实验试剂：丙酮、碳酸钙、层析液（石油醚：丙酮=25：3)，20%KOH-甲醇、乙醚、1%HCl、醋酸铜三、实验步骤1、叶绿体色素的提取（1）取新鲜菠菜叶片2克,擦干,去中脉,剪碎放入研钵;（2）加入少许石英砂和CaCO,再加入无水丙酮10ml,研磨成匀浆,再加丙3酮15ml;（3）用漏斗滤去残渣,得叶绿体色素提取液(置于暗处).2、纸层析分离叶绿体色素（1）层析样纸制备,将优质滤纸剪成3cm×9cm的长条,将一端剪成中央留约1cm×的窄条;（2）点样,用细玻璃棒蘸取叶绿体色素提取液点于层析纸的窄条上端中央部,用吹风机吹干后在原处重复点样7-8次;（3）展层,在层析缸中加入3-5ml层析推动液,然后将已点样的层析纸插入缸的侧壁槽内,调节纸条使窄条1/2部分浸入推动液中,盖好盖子,于阴暗处展层约10min,即可在层析纸上分辨出4种不同的清楚色层;3、叶绿体理化性质的观察荧光现象的观察：取浓的叶绿体色素提取液化3ml,在透射光和反射光下观察叶绿体色素提取液的颜色。
叶绿体色素的提取、分离及理化性质鉴定
叶绿体色素的提取、分离及理化性质鉴定
实验目的了解叶绿素提取分离原理、方法，验证理化性质
实验原理叶绿素易溶于乙醇、丙酮，类胡萝卜素更易溶于苯；
叶绿素是双羧酸脂类，能与强碱发生皂化反应；
叶绿素分子中络合的镁能依次被H+、Cu2+取代；
叶绿素溶液光照后有荧光现象。
实验器材试管、研钵、太平、毛细滴管、剪刀、移液管、展层缸、滤纸、漏斗、50ml容量瓶、酒精灯、试管夹
实验试剂乙醇、丙酮、苯、盐酸氯化铜混和液、甲醇、氢氧化钾、石英砂
实验材料菠菜叶片
实验步骤
一、叶绿体色素的提取、分离
1、提取：叶片2g剪碎，放入研钵，加乙醇（或丙酮）5ml研磨匀浆，再加10ml，
过滤。
2、分离：滤纸一张，用毛细管在圆心处分次滴加提取液，圆心处穿孔，然后
插入滤纸圆芯；将其放入盛有展层液（汽油或丙酮：苯：石油醚＝9：1：
0.1混和液）的展层缸内，30min.后观察结果。
叶绿体色素被分离成从内
到外的篮绿（叶绿素a）、黄绿（叶绿素b）、浅黄（叶黄素）、橙黄（胡萝卜素）四个同心圆环。
二、叶绿素理化性质鉴定
1、荧光现象观察：浓提取液向光观察呈绿色，背光观察呈血红色（荧光）
2、皂化反应：加提取液0.5ml至试管，加入氢氧化钾的甲醇饱和液2ml，沿
管壁加水2ml，管内有乳白色沉淀出现（皂化）。
加苯1ml，静置5min，上层苯层呈深黄色（类胡萝卜素）。
3、取代反应：加提取液0.5ml至试管，加水2ml，加盐酸氯化铜混和液2ml，
用酒精灯慢慢加热，仔细观察溶液颜色依次有绿变褐（氢取代）再变篮绿（铜取代）。
植物生理学实验报告叶绿体色素的提取、分离、理化性质和叶绿素含量的测定
实验报告课程名称：植物生理学及实验实验类型：探索、综合或验证实验项目名称：叶绿体色素的提取、分离、理化性质和叶绿素含量的测定一、实验目的和要求掌握植物中叶绿体色素的提取分离和性质鉴定、定量分析的原理和方法二、实验内容和原理以青菜为材料，提取和分离叶绿体色素并进行理化性质测定和叶绿素含量分析。
原理如下：1.叶绿素和类胡萝卜素均不溶于水而溶于有机溶剂.常用95%的乙醇或80%的丙酮提取。
2.皂化反应。
叶绿素是二羧酸酯，与强碱反应，形成绿色的可溶性叶绿素盐，就可与有机溶剂中的类胡萝卜素分开。
3.取代反应。
在酸性或加温条件下，叶绿素卟啉环中的Mg2+可依次被H+和Cu2+取代形成褐色的去镁叶绿素和绿色的铜代叶绿素。
H+取代Mg2+, Cu2+ (Zn2+)取代H+。
4.叶绿素受光激发，可发出红色荧光，反射光下可见红色荧光。
透射光下呈绿色，反射光下呈红色。
5.光谱分析。
叶绿素吸收红光和兰紫光，红光区可用于定量分析，其中645和663用于定量叶绿素a,b及总量，而652可直接用于总量分析。
三、主要仪器设备1.天平（万分之一）、可扫描分光光度计（UV-1240）、离心机2.研具、各种容（量）器、酒精灯等四、操作方法与实验步骤1.定性分析a)称取鲜叶3-5g，并逐步加入乙醇15ml，磨成匀浆取匀浆过滤，并倒入三角瓶中，同时观察荧光现象。
b)取三角瓶中约1ml溶液于小试管。
加KOH数片剧烈摇均，加石油醚1ml和HO 1ml分层后观察。
2c)取代反应：加醋酸约1ml，取1/2加醋酸铜粉加热。
观察颜色变化。
2. 叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱测定：a) 取皂化反应的上层黄色石油醚溶液→稀释（470nm OD 0.5-1） b) 取下层绿色溶液（留1/3），反复用石油醚粹取,直到无类胡萝卜素,离心得叶绿素(盐)→稀释（663nm OD 0.5-1）c) 两者在400-700nm 处扫描光谱，分别测定类胡萝卜素和叶绿素的吸收峰3. 叶绿素定量分析：鲜叶0.1g ，加1.9mlH 2O ，磨成匀浆，取2份0.2ml 加95%酒精4.8ml,摇匀，8000转离心5min,上清液在645，652，663测定OD ，计算Chla,Chlb 和Chl 总量的值。
实验一_叶绿素的提取、理化性质和含量测定
一、实验原理叶绿素是植物光合作用色素，主要有chla chlb ，不溶于水,可溶于酒精.丙酮和石油醚。
叶绿素是叶绿酸的酯，叶绿酸是双羧酸，其中一个羧基被甲醇酯化，另一个被叶醇酯化，能发生皂化反应。
叶绿素分子含有一个卟啉环的“头部”和一个叶绿醇( 植醇，phytol) 的“尾巴”。
卟啉环中的镁原子可被H＋、Cu2 ＋、Zn2 ＋所置换。
用酸处理叶片，H＋易进入叶绿体，置换镁原子形成去镁叶绿素，使叶片呈褐色。
去镁叶绿素易再与铜离子结合，形成铜代叶绿素，颜色比原来更稳定。
人们常根据这一原理用醋酸铜处理来保存绿色植物标本。
叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色，这种现象称为叶绿素荧光现象。
原因是当叶绿素分子吸收光量子后，就由最稳定的、能量的最低状态－基态（ground state）上升到不稳定的高能状态－激发态（excited state）。
叶绿素荧光指被激发的叶绿素分子从第一单线态回到基态所发射的光。
寿命很短。
处于第一三线态的叶绿素返回到基态所发射的光称为叶绿素磷光。
二、实验目的1．学会提取和分离叶绿体中色素的方法。
2．观察叶绿体中的各种色素。
3．掌握叶绿素的物理和化学性质三、实验用品1．材料与试剂：菠菜、脱脂棉等、固体碳酸钠或碳酸钙、丙酮、石油醚、蒸馏水、饱和NaCL水溶液、醋酸铜结晶、KOH-甲醇溶液等。
2．仪器设备：载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、解剖刀、玻璃漏斗、分液漏斗中、研钵、试管、具塞锥形瓶等等。
四、方法和步骤1、叶绿体色素的提取• 将新鲜菠菜叶片洗净擦干，去叶柄及中脉，称取10g 去中脉的叶片，剪碎置研钵内，加入少许固体碳酸钠或碳酸钙和10 mL丙酮，迅速研磨成匀浆，再加15 mL丙酮充分研磨提取叶绿素。
• 在玻璃漏斗底部垫一小团脱脂棉，将匀浆通过脱脂棉过滤到已装有15 mL石油醚的分液漏斗中，再用少量丙酮冲洗叶片残渣和研钵，合并滤液。
• 沿分液漏斗的壁小心加入30mL蒸馏水，轻轻转动加入4 -8mL饱和NaCl水溶液，静止几分钟待分层清楚后，弃去下面的丙酮一水层。
叶绿体色素的提取、分离、理化性质和叶绿素含量的测定
• 2、叶绿素的荧光现象
透射光下呈绿色
反射光下呈暗红色
• 3、取代反应
CH2 CH C C C CH3 N C CH —CH3 H3C— C H3C R1—C C C C N
H3C R1—C HC C C C N
C
C
HH
HC
H3C—
Cu
C
CH2 CH C C C CH3 N C CH
—CH3
褐色
绿色
4、皂化反应
COOCH3 C32H30ON4Mg COOC20H39 COO— + 2K+ +CH3OH +C20H39OH COO—
+ 2KOH
C32H30ON4Mg
？
？
5、定量分析：叶绿素吸收红光和兰紫光，红
光区可用于定量分析，其中665 和649用于定量 叶绿素a,b及总量，而652可直接用于总量测定
180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 400 500 Waverlength(nm) 600 700
abBiblioteka • 实验步骤 1．定性分析：
取鲜叶3-5g+95%乙醇15-25ml（逐步加入）,磨成匀浆
过滤入三角瓶中
观察荧光现象 透射光 色，反射 光 光。
定性实验 无需移液管量 皂化反应(约1ml)
省培项目
叶绿体色素的提取、分离、 理化性质和叶绿素含量的测定
• 一、实验目的和要求：掌握植物中叶绿 体色素的提取分离和性质鉴定、定量分 析的原理和方法。
• 二、实验内容和原理：以菠菜为材料， 提取和分离叶绿体色素并进行理化性质 分析和叶绿素含量测定。
1、叶绿素和类胡 萝卜素均不溶于 水而溶于有机溶 剂，常用95%的 乙醇或80%的丙 酮提取。
实验七叶绿体色素的提取分离及理化性质的鉴定讲解
实验七叶绿体色素的提取及理化性质的鉴定一、目的1、学习应用提取分离叶绿体色素的实验方法。
2、验证叶绿素的理化性质。
3、了解叶绿体色素的荧光现象、皂化反应等理化性质。
二、原理1、叶绿体色素：植物叶绿体色素主要有三类：1）叶绿素2）类胡萝卜素3）藻胆素。
高等植物叶绿体中含有前两类，藻胆素仅存在于藻类植物中。
高等植物体内叶绿素（chlorophyll两种）主要有两种：叶绿素a、b（简写为chla、chlb，其结构式见图7-3），chla通常呈蓝绿色，而chlb呈黄绿色，chlb是chla局部氧化的衍生物。
chla是chlb的三倍，二十世纪30年代，知道了叶绿素的分子结构，50年代末期，人工合成了叶绿素a，其它色素也几乎在同时发现。
叶绿体中的类胡萝卜素主要包括胡萝卜素（carotene）和叶黄素（lutein）两种，前者呈橙黄色，后者呈黄色。
叶黄素是胡萝卜素的二倍。
一般植物叶绿素是类胡萝卜素的三到四倍；胡萝卜素：C40H56 （有α、β、γ三种同分异构体）叶黄素：C40H54（OH）2 (同分异构体很多)。
2、理化性质：这二大类四种色素都不溶于水，而溶于有机溶剂，如乙醇、丙酮等。
通常用80%的丙酮或丙酮：乙醇：水为4.5：4.5：1的混合液来提取叶绿素。
按化学性质来说，叶绿素是叶绿酸的酯，在碱的作用下，可使其酯键发生皂化作用，生成叶绿酸的盐，能溶于水，但由于它保留有Mg核的结构，仍保持原来的绿色。
而类胡萝卜素中，胡萝卜素是不饱和的碳氢化合物，β—胡萝卜素水解可生成2分子维生素A，叶黄素是由胡萝卜素衍生的二元醇，不能与碱发生皂化反应，根据这一点，可以将叶绿素和类胡萝卜素分开。
此外，叶绿素还可以在酸的作用下，其中的Mg被H所代替形成褐色的去Mg叶绿素：去Mg叶绿素能与其他金属盐中的铜、锌、铁盐等代H，又重新呈现绿色，比原来的绿色更稳定。
根据这一原理可用醋酸铜处理来保存绿色标本。
3、功能：1．叶绿体色素的功能叶绿素和类胡萝卜素都包埋在类囊体膜中，与蛋白质结合在一起，组成色素蛋白复合体，根据功能来区分，叶绿体色素可分为二类：（1）作用中心色素：叶绿素分子含有一个卟啉环的“头部”和一个叶绿醇的“尾部”，呈蝌蚪型，大卟啉环由四个小吡咯环以四个含有双键的甲烯基（-CH=）连接而成。
叶绿体色素的提取及理化性质的定
色素名称
叶绿素
类胡萝卜素
项目 颜色
叶绿素a 叶绿素b β−胡萝卜素 叶黄素
蓝绿色 黄绿色 橙黄色
黄色
在叶绿体内各色素含量比例
3
1
3
2
1
1Hale Waihona Puke 3叶绿素(Chlorophylls)是叶绿酸的酯，它在植 物进行光合作用中吸收可见光，并将光能转 变为化学能。叶绿素是植物进行光合作用所 必需的催化剂。
在绿色植物中叶绿素主要以叶绿素a （C55H72O5N4Mg）和叶绿素b（C55H70O6N4Mg） 两种结构相似的形式存在，其差别仅是叶绿 素a中一个甲基被叶绿素b中的醛基所取代。
(3) 盖上皿盖, 静置观察。15min左右色素可充分扩展, 分离结 束，在滤纸上可得到各种色素的同心圆环。
19
六、叶绿素理化性质的观察
(1) 光对叶绿素的破坏作用
在 2支具塞试管中各放入2ml上述色素提取液，盖好塞子。 一支试管置暗处，一支试管置强光（如太阳光）下，经
2~3h后，取出2支试管观察溶液颜色有无变化，或在分光光 度计上测定663nm处吸光度值后进行比较。
八、 讨论
研磨叶片提取叶绿体色素时，加入少量碳 酸钠有何作用？加多了会出现什么问题？
叶绿素溶液为什么会发荧光？ 黄色素和绿色素分离的原理？
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实验结果部分
1、纸色谱分离色素：要求用铅笔绘制出色素经 纸色谱分离后的图形，并用注明各色素环的颜 色和名称。
2、叶绿素理化性质鉴定：要求写出各个项目的 实验现象和并分析其中的原因。见下表
21
七、注意事项
1、叶绿体色素对光、温度、氧气环境、酸碱及 其它氧化剂都非常敏感。色素的提取和分析一 般都要在避光、低温及无酸碱等干扰的情况下 进行。
叶绿素的提取及理化性质的鉴定
植物生理学实验叶绿体色素的提取分离及其理化性质摘要：本实验以新鲜的提取菠菜叶片为实验材料，对叶片中叶绿体中的色素进行了提取、分离和理化性质的鉴定。
实验采用纸层析法进行分离，并从叶绿体色素的荧光现象、皂化作用、Mg2+的取代以及色素光谱对其理化性质进行了鉴定。
纸层析法分离色素的实验在滤纸上分离出了5条色素带；荧光实验中在透射光下叶绿素提取液为蓝绿色，反射光下为紫红色；造化反应中出现了明显的分层现象；Mg2+的取代实验中颜色由蓝绿变为棕褐色，再变为墨绿色，由上述实验可以鉴定叶绿体色素的理化性质。
一、实验原理及实验目的实验原理：1、提取: 叶绿体中含有叶绿素(叶绿素a与b)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素)，这两类色素均不溶于水，而溶于有机溶剂，故常用乙醇、丙酮等有机溶剂提取。
2、分离: 当溶剂沿支持物不断向前推进时，由于叶绿体中不同色素分子结构不同，在两相(流动相与固定相)间具有不同的分配系数，因此它们移动速率不同。
对叶绿体色素进行层析可将不同色素分离。
3、理化性质的观察: 叶绿素是一种二羧酸酯，在碱作用下，发生皂化反应；在弱酸作用下，叶绿素中镁可被氢原子取代而成为褐色的去镁叶绿素，后者遇铜则成为绿色的铜代叶绿素，叶绿素具有荧光，故从与入射光相垂直的方向观察叶绿素溶液呈血红色。
叶绿素的化学性质不稳定，易受强光氧化，特别是当叶绿素与蛋白质分离后，破坏更快。
分子吸收光能后，从基态转变到激发态。
叶绿素分子有两种单线激发态，对应两个主要的光吸收区。
分子在激发态停留的时间不超过数纳秒（10-9秒）由激发态回到基态的过程称为衰变（Decay)。
叶绿素a：C55H72O5N4Mg，MW=893.4891叶绿素b：C55H70O6N4Mg，MW=907.4727胡萝卜素：C40H56，MW= 536.8726叶黄素：C40H56O2，MW=568.8714实验目的：以植物叶片组织为材料,提取叶绿体色素;以纸层析法分离其成分;鉴定叶绿体色素的理化性质.二、实验材料和方法1、实验材料：菠菜2、实验用具：天平、研钵、三角漏斗、滤纸、层析缸、毛细管、分光镜、量筒、烧杯、试管等3、实验试剂：丙酮、碳酸钙、层析液（石油醚：丙酮=25：3)，20%KOH-甲醇、乙醚、1%HCl、醋酸铜三、实验步骤1、叶绿体色素的提取（1）取新鲜菠菜叶片2克,擦干,去中脉,剪碎放入研钵;（2）加入少许石英砂和CaCO3,再加入无水丙酮10ml,研磨成匀浆,再加丙酮15ml;（3）用漏斗滤去残渣,得叶绿体色素提取液(置于暗处).2、纸层析分离叶绿体色素（1）层析样纸制备,将优质滤纸剪成3cm×9cm的长条,将一端剪成中央留约1cm×0.5cm的窄条;（2）点样,用细玻璃棒蘸取叶绿体色素提取液点于层析纸的窄条上端中央部,用吹风机吹干后在原处重复点样7-8次;（3）展层,在层析缸中加入3-5ml层析推动液,然后将已点样的层析纸插入缸的側壁槽内,调节纸条使窄条1/2部分浸入推动液中,盖好盖子,于阴暗处展层约10min,即可在层析纸上分辨出4种不同的清楚色层;3、叶绿体理化性质的观察荧光现象的观察：取浓的叶绿体色素提取液化3ml,在透射光和反射光下观察叶绿体色素提取液的颜色。
实验4叶绿素的提取、理化性质和含量测定
以样品重为3g为例: = C ×（25×50 / 5）/3 = OD652 / （34.5×3） ×（25×50 / 5）
6 注意事项
① 操作应在弱光下进行 ？ ② 研磨时间尽可能短，以不超过2分钟为宜 ③ 分光光度计的正确使用(更换波长后要调0) ④ 皂化反应最后做
– 取出冷却后，先加3 ml苯，后加3 ml水（沿壁慢慢加入）， 轻轻摇匀，静置观察其分层现象。
5 结果记录与数据处理
5.1 实验现象记录与分析
表1 叶绿素的理化性质
荧光现象
颜色变化/分层
原理
取代反应—醋酸 — CuAc —浓HCl
皂化反应—上层 —中层 —下层
5.2 叶绿素含量计算与分析
• 叶绿素浓度: C＝OD652 / 34.5 ( mg/ml )
2.3 叶绿素的化学性质
2.3.1 叶绿素的结构 2.3.2 取代反应 2.3.3 皂化反应
2.3.1 叶绿素 的结构
• 叶绿素a与b很 相似，不同之 处仅在于Chla 第二个吡咯环 上的一个甲基 (-CH3)被醛基 (-CHO)所取代 即Chlb。
2.3.2 取代反应
卟啉环中的Mg处于不稳定的状态，可被H+、Cu2+ 、 Zn2+等离子取代。
• 而类胡萝卜素在苯中的溶解度大于在醇溶液 中
• 一部分苯分散在水中形成乳胶体，出现一层 乳白色的溶液
• 低温下发生皂化反应的叶绿体色素溶液，易 乳化而出现白色絮状物，溶液浑浊，且不分 层。
3 材料、试剂与配备
1 材料 菠菜叶片 2 仪器设备
研钵，漏斗，剪刀，试 管，试管夹，容量瓶 (25ml,50ml)，分光光 度计，水浴锅等 3 试剂 95%乙醇，苯，浓盐酸， 36%乙酸， CuSO4， MgCO3，石英砂
叶绿体色素的提取理化性质与含量测定
2）叶绿素a 、b在652 nm波长处有相同的比吸收系数（均为34.5），在此 波长下测定叶绿素溶液的吸光度，也可计算出叶绿素a 、b的总浓度。
CT=（A652×1000）÷34.5 3）叶绿素的含量（mg/g）= [叶绿素的浓度×提取液体积×稀释倍数]/样 品鲜重
7. 思考题
1）用不含水的有机溶剂提取植物材料特别是干材料的叶绿 体色素往往效果不佳，原因何在？
2）研磨提取叶绿素时加入MgCO3，有什么作用？ 3）叶绿素a、叶绿素b在蓝光区也有吸收峰，能否用这一吸
收峰波长进行叶绿素a、叶绿素b的定量分析？为什么？
加入少许碳酸钙的目的是为了防止在研磨过程中，叶绿素受到破坏。 具体的情况是这样的：叶绿体中的色素所处的环境具微碱性，实验中， 由于研磨会使细胞结构遭到破坏，细胞液（具微酸性）流出，酸性的 细胞液就会直接接触叶绿体中色素，致使叶绿素的分子结构遭到破坏， 使叶绿素失镁，呈黄褐色，所以加入少许碳酸钙是为了中和细胞液的 酸性，可起到保护叶绿素的作用 。
2. 叶绿素的荧光现象
取叶绿素提取液2ml放入试管中，在直射光下观察溶液的透射光及反射 光的颜色有何不同？ （结果与分析1）
3. 光对叶绿体色素的破坏作用
取两支试管，各加入叶绿体色素提取液2ml，一管放在直射光下，另一 管放在黑暗处，1～2 h后观察两管溶液颜色有何变化？（结果与分析2）
4. 叶绿素的皂化作用
叶绿素的含量（mg/g）= [叶绿素的浓度×稀释倍数×提取液体积] /样品鲜重
比较两种方法所得的实验结果。 （结果与分析5）
5. 结果与分析
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植物生理学实验
叶绿体色素的提取分离及其理化性质
姓名
学号
系别
班级
实验日期
同组姓名
摘要：为探究植物叶绿素理化性质，根据不同的叶绿体色素分子结构不同，在有机溶剂中的溶解性和吸附剂上的吸附性差异，本实验在提取菠菜叶片叶绿体色素（叶绿素和类胡萝卜素）后，利用纸层析法将不同的色素分离的方法，对植物叶绿素的理化性质进行观察与检验。
一、实验原理及实验目的
实验原理：
1、提取: 叶绿体中含有叶绿素(叶绿素a与b)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素)，这两类色素均不溶于水，而溶于有机溶剂，故常用乙醇、丙酮等有机溶剂提取。
2、分离: 当溶剂沿支持物不断向前推进时，由于叶绿体中不同色素分子结构不同，在两相(流动相与固定相)间具有不同的分配系数，因此它们移动速率不同。
对叶绿体色素进行层析可将不同色素分离。
3、理化性质的观察: 叶绿素是一种二羧酸酯，在碱作用下，发生皂化反应；在弱酸作用下，叶绿素中镁可被氢原子取代而成为褐色的去镁叶绿素，后者遇铜则成为绿色的铜代叶绿素，叶绿素具有荧光，故从与入射光相垂直的方向观察叶绿素溶液呈血红色。
叶绿素的化学性质不稳定，易受强光氧化，特别是当叶绿素与蛋白质分离后，破坏更快。
分子吸收光能后，从基态转变到激发态。
叶绿素分子有两种单线激发态，对应两个主要的光吸收区。
分子在激发态停留的时间不超过数纳秒（10-9秒）
由激发态回到基态的过程称为衰变（Decay)。
叶绿素a：C55H72O5N4Mg，MW=893.4891
叶绿素b：C55H70O6N4Mg，MW=907.4727
胡萝卜素：C40H56， MW= 536.8726
叶黄素：C40H56O2， MW=568.8714
实验目的：
以植物叶片组织为材料,提取叶绿体色素;以纸层析法分离其成分;鉴定叶绿体色素的理化性质.
二、实验材料和方法
1、实验材料：菠菜
2、实验用具：天平、研钵、三角漏斗、滤纸、层析缸、毛细管、分光镜、量筒、烧杯、试
管等
3、实验试剂：丙酮、碳酸钙、层析液（石油醚：丙酮=25：3)，20%KOH-甲醇、乙醚、1%HCl、
醋酸铜
三、实验步骤
1、叶绿体色素的提取
（1）取新鲜菠菜叶片2克,擦干,去中脉,剪碎放入研钵;
（2）加入少许石英砂和CaCO3,再加入无水丙酮10ml,研磨成匀浆,再加丙酮15ml;
（3）用漏斗滤去残渣,得叶绿体色素提取液(置于暗处).
2、纸层析分离叶绿体色素
（1）层析样纸制备,将优质滤纸剪成3cm×9cm的长条,将一端剪成中央留约1cm×0.5cm的
窄条;
（2）点样,用细玻璃棒蘸取叶绿体色素提取液点于层析纸的窄条上端中央部,用吹风机吹干后在原处重复点样7-8次;
（3）展层,在层析缸中加入3-5ml层析推动液,然后将已点样的层析纸插入缸的側壁槽内,调节纸条使窄条1/2部分浸入推动液中,盖好盖子,于阴暗处展层约10min,即可在层析纸上分辨出4种不同的清楚色层;
3、叶绿体理化性质的观察
荧光现象的观察：取浓的叶绿体色素提取液化3ml,在透射光和反射光下观察叶绿体色素提取液的颜色。
皂化作用：在观察过荧光现象的叶绿体色素提取液中加入2ml的20%KOH-甲醇溶液,充分混匀.吹打5分钟;沿试管壁缓慢加入3ml乙醚+4ml的蒸馏水,边滴加边摇动,直至看到溶液逐渐分为两层为止. 对照不加KOH-甲醇溶液。
叶绿素分子中Mg2+的取代作用：取2只试管,分别加入2ml叶绿体色素提取液,第1只作为对照,第2只加入数滴5%HCl,摇匀,观察溶液颜色变化.当溶液变褐后,再加入少量醋酸铜粉末,并微加热.与对照比较,观察溶液颜色变化,并解释原因。
四、实验结果与讨论
1、纸层析分离叶绿体色素实验中,用铅笔在层析纸上指出4种色层的轮廓,并注明色层的名称和颜色。
2、观察荧光现象的实验中,在透射光和反射光下观察叶绿体色素提取液的颜色.说明颜色
有何不同并解释原因。
答：现象：在透射光下叶绿素提取液为蓝绿色，在反射光下为红色。
原因：叶绿素吸收光量子而转变成激发态，激发态的叶绿素分子很不稳定，当它变回到基态时可发射出红光量子，因而产生荧光，故从与入射光相垂直的方向观察叶绿素溶液呈血红色；反射光呈蓝绿色是因为叶绿素对蓝绿色光的吸收很少，而对于其他颜色光的吸收很多，所以会呈现出蓝绿色的反射光。
3、皂化反应中,说明上下各层液所含色素种类。
答：试管中溶液出现明显的分层现象，上层显黄色，下层显绿色，底部有明显的乳白色沉淀。
原因：上层溶液溶有黄色的胡萝卜素和叶黄素，下层溶液溶有皂化的叶绿素a 和叶绿素b及少量的叶黄素。
底部的乳白色沉淀是叶绿体色素提取液中某些成分与碱发生了化学反应的产物。
4、叶绿体色素提取液中分别加入5%HCl和醋酸铜粉末,观察溶液颜色变化,并解释原因。
答：现象：加入5%HCl后溶液变为棕褐色，加入醋酸铜粉末并微微加热后溶液由褐绿色慢慢变深，最后变为墨绿色。
原因：在弱酸作用下，叶绿素中镁可被氢原子取代而成为褐色的去镁叶绿素，后者遇铜则成为绿色的铜代叶绿素。
5、研磨提取色素时加入CaCO3有什么作用?
答：在研磨过程中，会产生有机酸，电离出氢离子，会取代叶绿素中的镁离子，形成去镁叶绿素，无色，加碳酸钙就是为了和有机酸作用，减少氢离子，防止叶绿素被破坏。
6、哪些条件会影响实验结果?
答：（1）色素的提取与分离过程中由于见光情况比较严重，导致实验最后的结果有误差。
（2）研磨绿叶至细而匀的程度和研磨过程的速度；
参考文献：
王英典，刘宁. 植物生物学实验指导. 北京：高等教育出版社.（第2版）。