(分子与细胞)实验-绿叶中色素的提取和分离

1880
1939 20世纪40代
恩格尔曼
鲁宾 卡门
绿色叶片光合作用产生淀粉 氧由叶绿体释放出来。叶绿体是
光合作用的场所 光合作用释放的氧来自水。 光合产物中有机物的碳来自CO2
卡尔文
(3)碳酸钙可防止研磨过程中色素被破坏。
3.色素提取液呈现淡绿色的原因可能有哪些？ 提示：(1)叶片颜色太浅。(2)绿叶不新鲜。
(3)研磨不充分。(4)未加碳酸钙或加入量太
少。(5)加入无水乙醇量太多。 (6)研磨时间过长，部分叶绿素被破坏。
4.为什么在制作滤纸条时，需将一端的两
个角剪掉？
提示：由于液面的不同位置表面张力不同， 纸条接近液面时，其边缘表面的张力较大， 层析液沿滤纸边缘扩散过快，从而导致色 素带分离不整齐的现象。故需将插入层析 液的滤纸条一端剪去两个角。
提示：不同种类的色素在绿叶中的含量不同，含量多
的在滤纸条上呈现的色素带宽，反之色素带窄。
实验结果，出现几条色素带？什么色素溶解度最大？
什么色素含量做多？含量最少的是那种色素？
实验结果，出现几条色素带？什么色素溶解度最大？
什么色素含量做多？含量最少的是那种色素？ 如图所示
橙黄色 叶黄素 叶绿素a 黄绿色 最多
不仅具备细而长的带状叶绿体，而且叶绿体螺旋 状地分布在细胞中，便于观察和分析研究；好氧 菌确定释放氧气多的部位 将临时装片放在黑暗 ②从对实验环境的把握看：
并且没有空气的环境中，排除了环境中光线和氧的影 响，从而确保实验能够正常地进行。
③从自变量的操纵看看： 选用极细的光束照射，
叶绿体上可分为光多和光少的部位，相当于一组对比试验
5.为什么滤液细线要重复画，且线要细、直？ 提示：重复画线是为了增加色素的浓度，使分离出的 色素带清晰分明。画线细、直是为了防止色素带之间
出现重叠。
6.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。 7.滤纸条上色素带宽窄不同的原因有哪些？
实
验
绿叶中色素的提取和分离
【实验原理】
1.提取： 绿叶中的色素溶于有机溶剂无水乙醇 而不溶于水，可用无水乙醇提取色素。 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。
1.为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料？ 2.为什么研磨时要迅速？为什么研磨时要加入少量
1.为什么需要选用新鲜绿色的叶片做实验材料？
提示：新鲜绿色的叶片中色素含量高，从而使滤液
中色素含量较高，实验效果明显。
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)二氧化硅使研磨充分。
以上四种色素对光的吸收有什么差别呢？
实验结果：
橙黄色 黄色 蓝绿色 黄绿色 最多 最少
以上四种色素对光的吸收有什么差别呢？
神奇的三菱镜
三菱镜折射原理：
三菱镜能折射太阳光 ，把白光变成彩虹的原理是： 光从空气进入某一种物质的时候，被折射的程度 和它在这种物质中前进的速度有关（折射率 n=c/v）。速度越慢，被折射得越厉害。白光进入 玻璃以后，其中，紫光的速度最慢，折射角最大， 因此，紫光就位于光谱的下端；红光的速度最快， 折射角最小，因此，红光位于光谱的上端。红、 橙、黄、绿、蓝、靛、紫色光，按波长的长短， 依次排列在红光和紫光之间。棱镜就是这样把白 光分解成七色光谱的（色散现象）。
无色透明的或者白光。
吸收光能的结构---叶绿体
吸收光能的结构---叶绿体
基质 由类囊体构成
线粒体和叶绿体
• 水绵是常见的淡水藻类 • 每条水绵由许多个结构相 同的长筒状细胞连接而成。 • 水绵很明显的特点是：叶 绿体呈带状，螺旋排列在 细胞里。
恩吉尔曼的实验在设计上的巧妙之处 ①从选材分析： 选用水绵作为实验材料。水绵
的CaCO3和SiO2？
3.色素提取液呈现淡绿色的原因可能有哪些？ 4.为什么在制作滤纸条时，需将一端的两个角剪掉？ 5.为什么滤液细线要重复画，且线要细、直？ 6.层析时，为什么不能让滤液细线触及层析液？
7.滤纸条上色素带宽窄不同的原因有哪些？
8.实验结果，出现几条色素带？什么色素溶解度最
大？什么色素含量做多？含量最少的是那种色素？
1939年，美国科学家鲁宾和卡门利用 同位素标记法法进行了探究。
同位素18O标记H2O和CO2
C18O2 O2 CO
光照下 的 球藻悬 液
H2 18O和C18O2
1Hale Waihona Puke O 22H2O H218O A B
结论：光合作用释放的氧来自水
下图表示较强光照且温度相同，以及水和小球藻的质量相 等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。一段时 间后，以下相关比较不正确的是：
④为了进一步验证实验结果：
进行黑暗(局部光照)和曝光的对比实验，进一步验 证了在光照的条件下叶绿体可以释放氧气
光合作用发现小结
年代 1771 1779 1845 1864
科学家
普利斯特利 英格豪斯 R.梅耶 萨克斯
结论
1880
1939 20世纪40代
恩格尔曼
鲁宾 卡门
卡尔文
1864年德国科学家萨克斯的实验
碳的同位素14C 标记CO2
14CO2 14 14 CO2
( CH2 O)
CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中 的碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。
光合作用发现小结
年代 1771 1779 1845 1864
科学家
普利斯特利 英格豪斯 R.梅耶 萨克斯
结论 植物可以更新空气
只有在光照下植物可以更新空气 植物在光合作用时把光能转变成 了化学能储存起来
足量的CO2
Y1
足量的CO2
Y2
足量的C18O2
Y3
足量的C18O2
O2
小球藻悬浮液
18O 2
O2
小球藻悬浮液
18O 2
Y4
①
H2O
②
H218O
③
H2O
④
H218O
A．Y2的质量大于Y3的质量
B．④中小球藻质量大于①中小球藻质量
C．②中水的质量大于④中水的质量
D．试管①的质量大于试管②的质量
C
20世纪４0年代,美国科学家卡尔文实验
叶绿素（ab）主要吸收蓝紫光和红光。
类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）主要吸收蓝紫光。
色素吸收的都是
（可见/不可见）光。
练习：把绿叶的色素提取液放在光 源与三棱镜之间，在连续可见光谱 中出现暗带，暗带在光谱中分布的 区域是
A．黄光区 B．红光区和蓝紫光区 C．蓝紫光区 D．绿光区
与社会的联系：根据上述不同色素对不同波长 的光的吸收特点,想一想,温室或大棚种植蔬菜时, 应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源?
在一 暗半 处曝 放光 置， 几一 小 半 暗处理 的遮 叶光 片
碘蒸汽处理
光照
结论：绿色叶片光合作用产生淀粉 酒精
脱色
光合作用释放的O2到底是来自H2O ，还是CO2？
同位素标记法
同位素可用于追踪物质的运行和变化 规律。用同位素标记的化合物，化学性 质不会改变。科学家通过追踪同位素标 记的化合物，可以弄清化学反应的详细 过程。这种方法叫做同位素标记法。