实验报告设计-叶绿体中色素的提取和分离

叶绿体中色素的提取和分离

一、实验目标

1、知识方面

（1）探究叶绿体中含有几种种色素：理解它们的特点及与光合作用的关系

（2）了解纸层析法的原理。

2、能力方面

掌握提取和分离叶绿体中色素的方法。

3、情感态度与价值观方面

认识生物科学的价值，乐于学习生物科学，养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度

二、实验原理

1、色素提取的原理：叶绿体中的色素能溶于有机溶剂中，故可用丙酮和无水乙醇提取色素。

2、色素分离的原理：叶绿体中的各种色素在层析液中的溶解度不同。溶解度大的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度快；溶解度小的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度慢。三、实验准备

实验材料：新鲜的绿叶（如新鲜菠菜叶片）。

实验仪器及用具：定性滤纸，研钵，玻璃滤斗，脱脂棉，尼龙布，毛细吸管，剪刀，药勺，量筒（10mL），天平，试管，试管架，滴管，培养皿，三角瓶，烧杯

试验试剂：无水乙醇（或丙酮），层析液（CCl4），石英砂（SiO2）和碳酸钙（CaCO3）

四、实验步骤

1、叶绿体色素的提取

（1）取菠菜新鲜叶片5g，洗净，擦干，去掉中脉，剪碎，放入研钵中。

（2）向研钵中加入少许碳酸钙和二氧化硅，再加10mL无水乙醇，进行迅速、充分研磨（二氧化硅有助于研磨得充分，碳酸钙可防止研磨中色素被破坏）。

（3）将研磨液迅速倒入漏斗（漏斗基部放一块单层尼龙布）中进行过滤。将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。

2、制备滤纸条

用预先干燥处理过的定性滤纸，将滤纸剪成长10 cm、宽1cm的滤纸条，在滤纸条的一端剪去两角（防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快），并在距离这一端1cm处用铅笔画一条细的横线。

3、画滤液细线

用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细而直的滤液细线。待滤液干后，再画二三次。

4、分离叶绿体中的色素

将3 mL层析液到入烧杯中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）略微斜靠着烧杯的内壁，轻轻地插入到层析液中，随后用培养皿盖盖上烧坏。注意，不能让滤液细线触及层析液。

5、观察与记录

观察滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色。将观察结果记录下来。

五、结果分析

1、色素在滤纸条上的分布如下图：

2、叶绿体中的色素是有机化合物，不溶于水，能够溶解在有机溶剂中，所以用丙酮、乙醇可以将存在于叶绿体类囊体膜上的色素溶解，从而提取色素。经过提取、过滤得到的色素滤液为绿色，叶绿体色素见光易分解，应将色素滤液避光保存。

3、层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂，叶绿体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，溶解度低的在滤纸上扩散得慢，所以用层析法来分离这四种色素。

六、注意事项

1、各种试剂用途总结：

丙酮的用途是提取（溶解）叶绿体中的色素，

层析液的的用途是分离叶绿体中的色素；

石英砂的作用是为了研磨充分，

碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿体中的色素受到破坏；

2、提取色素

（1）注意选材：应选择新鲜、浓绿、柔软的叶片（色素含量多）。

（2）研磨要充分、迅速，用纸盖住研钵口，试管口要加塞。叶绿素不稳定，已被细胞中的叶绿素酶水解，迅速研磨可以尽量使叶绿素不被水解；充分研磨可以使叶绿体完全破裂，便于提取较多的色素。

（3）丙酮等有机溶剂的用量不宜过多，过多会影响色素的浓度，过少则不易过滤。（4）用尼龙布过滤，不能使用滤纸。（滤纸会吸附色素）

3、滤纸条

（1）干燥，有利于色素扩散。

（2）双手尽量不接触纸面，以免手上的油脂或其他脏物污染滤纸。

（3）剪角：边缘扩散快，剪角可使边加长，保证色素水平扩散。

（4）滤纸条的高度要尽量高出烧杯，高出部分直角弯折，最好将其固定在培养皿盖上。

4、画滤液细线（细、直、齐；干燥后再重复画线，否则细线过粗，色素不易分开；重复：增加色素量，使实验效果明显）

5、分离色素

（1）层析液不能没及滤液细线，否则色素将溶解在层析液中。

（2）滤纸条尖端向下，斜靠壁。（贴壁会影响层析）

（3）加盖。（层析液易挥发，且有毒）

6、色素的位置和功能

叶绿体中的色素存在于叶绿体类囊体薄膜上。

叶绿素a 和叶绿素b 主要吸收红光和蓝紫光； 胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光及保护叶绿素免受强光伤害的作用。 Mg 是构成叶绿素分子必需的元素。

七、结论

八、思考讨论 1、为什么要选取新鲜的颜色较深的叶片做实验材料？

2、提取和分离叶绿体中色素的关键有哪些？

3、“没有光不能合成叶绿素”与“避光保存叶绿体色素滤液”是否矛盾？为什么？ 叶绿素a （蓝绿色） 叶绿素b （黄绿色）

叶绿素 胡萝卜素（橙黄色）

叶黄素（黄色） 类胡萝卜素 吸收红光和蓝紫光 吸收蓝紫光

叶绿体色素