叶绿体色素的提取和分离
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、实验目的
1、进一步理解叶绿体色素的提取、分离的原理、 方法；
2、了解叶绿素的光学特性在光合作用中的意义；
二、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。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，可将各 种色素分开。
② 取1支装有叶绿体色素乙醇提取液的试管和1支装有水研磨 叶片匀浆的试管，放在直射光下，另外两支放到暗处， 40min后对比观察颜色有何变化，解释其原因。
③ 另取本实验中用圆形滤纸层析分离成的色谱一张，通过圆 心裁成两半，一半放在直射日光下，另一半放在暗中，半 小时后比较两张色谱上的四种色素的颜色各有何变化。
四、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。乙醚使用前应重蒸除去过氧 化物。
2、使用低沸点易挥发有机溶剂要注意实验室安全。实验 室要保持良好的通风条件，不得靠近明火操作。
3、提取液不宜长期存放，必要时应抽干冲氮避光低温保 存。
(2) H+和Cu2+对叶绿素分子中Mg2+的取代作用
① 取2支试管，第一支试管加叶绿体色素提取液2mL，作为 对照。第二支试管中加叶绿体色素提取液5mL，再加入数 滴50％醋酸，摇匀，观察溶液的颜色变化。
② 当溶液变褐色后，倒出一半于另一试管中，加入醋酸酮粉 末少许，于酒精灯上微微加热，观察溶液的颜色变化，与 未加醋酸铜的一半相比较。
(2) 将纸捻带有色素的一端插入圆形滤纸的小孔中，与滤 纸刚刚平齐（勿突出）。
(3) 在培养皿中放蒸发皿，蒸发皿内加入适量汽油和2～3滴 苯，将插有纸捻的圆形滤纸平放在培养皿上，使滤纸的 下端（无色素的一端）浸入汽油中，迅速用同一直径的 培养皿盖上。此时，叶绿体色素在推动剂的推动下沿着 滤纸向四周移动，不久即可看到被分离的各种色素的同 心圆环。
③ 另取醋酸铜溶液20mL 左右，加入于烧杯中。取新鲜植物 叶片2片，放入溶液中，用酒精灯缓缓加热，观察并记录 叶片的颜色变化，直至颜色不再变化为止。解释原因。
（ 3）光对叶绿素的破坏作用
① 取4支小试管，其中两支各加入5mL 用水研磨的叶片匀浆， 另外两支各加入2.5mL叶绿体色素乙醇提取液，并用95％ 乙醇稀释1倍。
(4)
(4) 待汽油将要到达滤纸边缘时，取出滤纸，待汽油挥发后， 用铅笔标出各种色素的位置和名称。
3、 叶绿体色素的其他理化性质
将本实验步骤1中提取的叶绿体色素溶液用95％乙醇 稀释一倍，进行以下实验：
(1)皂化作用（叶绿素与类胡萝卜素的分离）
用移液管吸取叶绿体色素提取液5mL于试管中，加入 1.5mL20％氢氧化钾甲醇溶液，充分摇匀。片刻后，加入 5mL苯，摇匀，再沿试管壁慢慢加入1.5mL蒸馏水，轻轻 混匀（不要激烈摇荡），静置在试管架上，可看到溶液逐 渐分为两层，下层是稀乙醇的溶液，其中溶有皂化叶绿素 a和b,上层是苯溶液，其中溶有胡萝卜素和叶黄素。
Байду номын сангаас
五、思考与问题
1、什么是光合作用？ 2、试讨论叶绿素、β-胡萝卜素的生理意义及实际应用。 3、 绿色植物叶片的主要成分是什么？提取液可能含有哪 些化合物？ 4、一般天然产物的提取方式有哪些？残余的植物组织应如 何除去？ 5、用乙醇-石油醚提取和用丙酮提取可能对结果产生什么 影响？
六、注意事项
提取到的叶绿素先观察是否有血红色的 荧光，如无荧光或荧光很弱，则表明提取 不够完全，残渣加少许丙酮再研磨提取。
（三）仪器设备
天平，剪刀，研钵，漏斗，培养皿一套（底和盖直径相同），蒸发 皿，滤纸条（2cm×5cm左右），圆形滤纸，蒸发皿，电热吹风机， 小烧杯，试管，酒精灯，铁三角架，石棉网，移液管，滴管，玻棒。
四、操作步骤
1、 叶绿体色素的提取和荧光现象的观察称取菠菜或其他 植物新鲜叶片2～3g，去掉中脉剪碎，放入研钵中，加入 少量石英砂及碳酸钙粉，加5mL95％乙醇，研磨成匀浆， 再加5mL95％乙醇，提取3～5 min，过滤于试管中，再用 3mL95％乙醇冲洗残渣。对浓的叶绿体色素提取液观察透 射光和反射光的颜色，解释其原因。
当叶绿素分子吸收光量子而转变成激发态时，分子很 不稳定，当它变回到基态时发射出红光量子，称为萤光现 象。叶绿素是一种二羧酸——叶绿酸与甲醇和叶绿醇形成 的复杂酯，因而可与碱起皂化作用，产生的盐可溶于水中， 利用此法可将叶绿素与类胡萝卜素分开。
叶绿素分子中的镁可被 H + 所取代而形成褐色的去镁 叶绿素。后者遇铜则形成绿色的铜代叶绿素很稳定，在光 下不易被破坏，故常用此法制做标本；叶绿素分子的化学 性质也很不稳定，易受强光破坏，特别是当叶绿素与蛋白 质分离后，破坏更快。
三、实验材料、试剂与仪器设备
（一）实验材料
新鲜植物叶片。
（二）试剂
95％乙醇（或丙酮）、碳酸钙、石英砂、汽油（纯净无色的）、苯、 醋酸铜粉末、50％醋酸、氢氧化钾甲醇溶液： 20g 氢氧化钾用 100 mL 甲醇溶解，盛在具塞的试剂瓶中、醋酸铜–醋酸溶液：用50％醋 酸100mL溶入醋酸铜6g，时加蒸馏水4倍稀释。
2、 叶绿体色素的分离
(1) 取一张圆形滤纸（最好用色层析滤纸剪成圆形）。在 滤纸的圆心戳一圆形小孔，另取一张滤纸条（2cm×5cm 左右，纸条的宽度主要根据培养皿的高度确定）。用滴管 吸取浓叶绿素提取液滴在纸条的一边，使色素扩展的宽度 限制在0.5cm以内，用电热吹风机吹干后，再重复操作数 次，然后将纸沿着长度的方向卷成纸捻，这样浸过叶绿体 色素的一边恰在纸捻的一端。
七、作业
1、提取叶绿素时为什么要加入少量石英砂及碳 酸钙粉，加多了会出现什么问题？
2、铜在叶绿素中取代镁的作用，有何实用意义？ 3、完成此次实验的实验报告。
谢谢大家！
1、进一步理解叶绿体色素的提取、分离的原理、 方法；
2、了解叶绿素的光学特性在光合作用中的意义；
二、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。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，可将各 种色素分开。
② 取1支装有叶绿体色素乙醇提取液的试管和1支装有水研磨 叶片匀浆的试管，放在直射光下，另外两支放到暗处， 40min后对比观察颜色有何变化，解释其原因。
③ 另取本实验中用圆形滤纸层析分离成的色谱一张，通过圆 心裁成两半，一半放在直射日光下，另一半放在暗中，半 小时后比较两张色谱上的四种色素的颜色各有何变化。
四、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。乙醚使用前应重蒸除去过氧 化物。
2、使用低沸点易挥发有机溶剂要注意实验室安全。实验 室要保持良好的通风条件，不得靠近明火操作。
3、提取液不宜长期存放，必要时应抽干冲氮避光低温保 存。
(2) H+和Cu2+对叶绿素分子中Mg2+的取代作用
① 取2支试管，第一支试管加叶绿体色素提取液2mL，作为 对照。第二支试管中加叶绿体色素提取液5mL，再加入数 滴50％醋酸，摇匀，观察溶液的颜色变化。
② 当溶液变褐色后，倒出一半于另一试管中，加入醋酸酮粉 末少许，于酒精灯上微微加热，观察溶液的颜色变化，与 未加醋酸铜的一半相比较。
(2) 将纸捻带有色素的一端插入圆形滤纸的小孔中，与滤 纸刚刚平齐（勿突出）。
(3) 在培养皿中放蒸发皿，蒸发皿内加入适量汽油和2～3滴 苯，将插有纸捻的圆形滤纸平放在培养皿上，使滤纸的 下端（无色素的一端）浸入汽油中，迅速用同一直径的 培养皿盖上。此时，叶绿体色素在推动剂的推动下沿着 滤纸向四周移动，不久即可看到被分离的各种色素的同 心圆环。
③ 另取醋酸铜溶液20mL 左右，加入于烧杯中。取新鲜植物 叶片2片，放入溶液中，用酒精灯缓缓加热，观察并记录 叶片的颜色变化，直至颜色不再变化为止。解释原因。
（ 3）光对叶绿素的破坏作用
① 取4支小试管，其中两支各加入5mL 用水研磨的叶片匀浆， 另外两支各加入2.5mL叶绿体色素乙醇提取液，并用95％ 乙醇稀释1倍。
(4)
(4) 待汽油将要到达滤纸边缘时，取出滤纸，待汽油挥发后， 用铅笔标出各种色素的位置和名称。
3、 叶绿体色素的其他理化性质
将本实验步骤1中提取的叶绿体色素溶液用95％乙醇 稀释一倍，进行以下实验：
(1)皂化作用（叶绿素与类胡萝卜素的分离）
用移液管吸取叶绿体色素提取液5mL于试管中，加入 1.5mL20％氢氧化钾甲醇溶液，充分摇匀。片刻后，加入 5mL苯，摇匀，再沿试管壁慢慢加入1.5mL蒸馏水，轻轻 混匀（不要激烈摇荡），静置在试管架上，可看到溶液逐 渐分为两层，下层是稀乙醇的溶液，其中溶有皂化叶绿素 a和b,上层是苯溶液，其中溶有胡萝卜素和叶黄素。
Байду номын сангаас
五、思考与问题
1、什么是光合作用？ 2、试讨论叶绿素、β-胡萝卜素的生理意义及实际应用。 3、 绿色植物叶片的主要成分是什么？提取液可能含有哪 些化合物？ 4、一般天然产物的提取方式有哪些？残余的植物组织应如 何除去？ 5、用乙醇-石油醚提取和用丙酮提取可能对结果产生什么 影响？
六、注意事项
提取到的叶绿素先观察是否有血红色的 荧光，如无荧光或荧光很弱，则表明提取 不够完全，残渣加少许丙酮再研磨提取。
（三）仪器设备
天平，剪刀，研钵，漏斗，培养皿一套（底和盖直径相同），蒸发 皿，滤纸条（2cm×5cm左右），圆形滤纸，蒸发皿，电热吹风机， 小烧杯，试管，酒精灯，铁三角架，石棉网，移液管，滴管，玻棒。
四、操作步骤
1、 叶绿体色素的提取和荧光现象的观察称取菠菜或其他 植物新鲜叶片2～3g，去掉中脉剪碎，放入研钵中，加入 少量石英砂及碳酸钙粉，加5mL95％乙醇，研磨成匀浆， 再加5mL95％乙醇，提取3～5 min，过滤于试管中，再用 3mL95％乙醇冲洗残渣。对浓的叶绿体色素提取液观察透 射光和反射光的颜色，解释其原因。
当叶绿素分子吸收光量子而转变成激发态时，分子很 不稳定，当它变回到基态时发射出红光量子，称为萤光现 象。叶绿素是一种二羧酸——叶绿酸与甲醇和叶绿醇形成 的复杂酯，因而可与碱起皂化作用，产生的盐可溶于水中， 利用此法可将叶绿素与类胡萝卜素分开。
叶绿素分子中的镁可被 H + 所取代而形成褐色的去镁 叶绿素。后者遇铜则形成绿色的铜代叶绿素很稳定，在光 下不易被破坏，故常用此法制做标本；叶绿素分子的化学 性质也很不稳定，易受强光破坏，特别是当叶绿素与蛋白 质分离后，破坏更快。
三、实验材料、试剂与仪器设备
（一）实验材料
新鲜植物叶片。
（二）试剂
95％乙醇（或丙酮）、碳酸钙、石英砂、汽油（纯净无色的）、苯、 醋酸铜粉末、50％醋酸、氢氧化钾甲醇溶液： 20g 氢氧化钾用 100 mL 甲醇溶解，盛在具塞的试剂瓶中、醋酸铜–醋酸溶液：用50％醋 酸100mL溶入醋酸铜6g，时加蒸馏水4倍稀释。
2、 叶绿体色素的分离
(1) 取一张圆形滤纸（最好用色层析滤纸剪成圆形）。在 滤纸的圆心戳一圆形小孔，另取一张滤纸条（2cm×5cm 左右，纸条的宽度主要根据培养皿的高度确定）。用滴管 吸取浓叶绿素提取液滴在纸条的一边，使色素扩展的宽度 限制在0.5cm以内，用电热吹风机吹干后，再重复操作数 次，然后将纸沿着长度的方向卷成纸捻，这样浸过叶绿体 色素的一边恰在纸捻的一端。
七、作业
1、提取叶绿素时为什么要加入少量石英砂及碳 酸钙粉，加多了会出现什么问题？
2、铜在叶绿素中取代镁的作用，有何实用意义？ 3、完成此次实验的实验报告。
谢谢大家！