叶绿素的提取及理化性质的鉴定
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叶绿体色素的提取分离与理化性质
二、实验原理:
叶绿体中主要成分为叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素,这些色素不溶于水而易溶于有机溶剂,所以用乙醇做提取剂。
提取液用薄层层析法加以分离。
由于硅胶对不同色素的吸附性不同,在展开剂带动各种色素向上移的过程中,有的速度慢有的速度快,从而彼此分开成单独的色带。
叶绿素可与碱起皂化反应而生成甲醇和叶绿醇及叶绿酸盐,盐能溶于水,可用此法将叶绿素与类胡萝卜素分开。
叶绿素吸收光量子而转变为激发态,变回基态时可发射出红光量子,因而产生荧光。
叶绿素容易受强光破坏,而类胡萝卜素较稳定。
叶绿素中的镁可被氢离子取代而成褐色的去镁叶绿素,去镁叶绿素遇铜则成为铜代叶绿素。
三、实验仪器和材料:
1.菠菜叶
2.体积分数为95%的乙醇,碳酸钙粉末,展开剂,苯,醋酸铜粉末,质量分数为5%的稀盐酸,醋酸—醋酸铜溶液,氢氧化钾—甲醇溶液。
3.天平,研钵,漏斗,三角瓶,剪刀,点样毛细管,层析缸,硅胶预制板,滤纸,刻度试管,小试管,试管架,水浴锅,10ml移液管。
四、实验步骤:。
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全文:本实验以新鲜的抽取菠菜叶片为实验材料,对叶片中叶绿体中的色素展开了抽取、拆分和化学性质的鉴别。
实验使用纸层析法展开拆分,并从叶绿体色素的荧光现象、皂化促进作用、mg2+的替代以及色素光谱对其化学性质展开了鉴别。
纸层析法拆分色素的实验在滤纸上分离出了5条色素拎;荧光实验中在反射光下叶绿素提取液为蓝绿色,反射光下为紫红色;天道反应中发生了显著的分层现象;mg2+的替代实验中颜色由蓝绿变成棕褐色,再变成墨绿色,由上述实验可以鉴别叶绿体色素的化学性质。
一、实验原理及实验目的实验原理:1、抽取:叶绿体中所含叶绿素(叶绿素a与b)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素),这两类色素均不溶水,而溶有机溶剂,故常用乙醇、丙酮等有机溶剂抽取。
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、化学性质的观测:叶绿素就是一种二羧酸酯,在碱促进作用下,出现皂化反应;在弱酸促进作用下,叶绿素中镁可以被氢原子替代而沦为褐色的回去镁叶绿素,后者突遇铜则沦为绿色的铜代叶绿素,叶绿素具备荧光,故从与入射光二者横向的方向观测叶绿素溶液呈圆形血红色。
叶绿素的化学性质不平衡,易受强光水解,特别就是当叶绿素与蛋白质拆分后,毁坏更慢。
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。
分子在激发态逗留的时间不少于数纳秒(10-9秒)由激发态返回基态的过程称作裂变(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、三角圆柱形、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、叶绿体色素的抽取(1)取新鲜菠菜叶片2克,擦干,去中脉,剪碎放入研钵;(2)重新加入少许石英砂和caco3,再重新加入浓硫酸丙酮10ml,研磨成匀浆,再提丙酮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)层析样纸制取,将优质滤纸剪3cm×9cm的长条,将一端剪中央留约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,在层析缸中重新加入3-5ml层析促进液,然后将已点样的层析纸填入缸的失疯帽勰,调节纸条并使窄条1/2部分灌入促进液中,砌不好盖子,于阴暗处展层约10min,即可在层析纸上辨别出来4种相同的确切色层;3、叶绿体化学性质的观测荧光现象的观察: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。
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。
生物学导论实验报告叶绿体色素的提取分离和理化性质一、提取与分离1、实验目的学习应用薄层色谱法分离叶绿体色素的实验方法。
2、实验原理提取:叶绿体色素为有机酯类化合物,根据相似相容原理,常用有机溶剂提取。
如酒精、丙酮、乙酸乙酯、氯仿等。
分离:薄层层析法是将吸附剂均匀的涂抹在玻璃板上形成一薄层,将此吸附剂薄层作为固定相,把待测分离的样品溶液点在薄层板的下端,然后用一定量的溶剂作流动相,将薄层板的下端浸入到展开剂中。
流动相通过毛细管作用由下而上逐渐浸润薄层板,并带动样品在板上也向上移动,样品中各组成分在吸附剂和展开剂之间发生连续不断的吸附、脱吸附、再吸附……的过程。
由于吸附剂对不同物质的吸附能力大小不同,吸附能力强的物质相对移动慢一些,儿媳妇能力弱的物质相对移动快一些,从而使各组分有不同移动速度而彼此分开。
3、实验材料与试剂(1)新鲜的菠菜叶;(2)体积分数为95%的乙醇,碳酸钙粉末、展开剂(3)钵体、漏斗、三角瓶、剪刀、点样本、毛细管、层析缸、硅胶预制板、滤纸。
4、实验步骤(1)色素提取液的制备取叶4~5片新鲜叶片,洗净,擦干叶表面,去中脉剪碎,放入钵体中。
加入少量碳酸钙,加2~3ml体积分数为95%的乙醇,研磨至糊状,再加入10ml乙醇,上清液过滤,残渣再用10ml乙醇冲洗过滤。
(2)叶绿体色素的分离取硅胶预制板一个,用点样毛细管取上述提取液,平行于硅胶板的短边,距下边缘1cm处用毛细管划线,风干,重复操作3~4次;在干燥的层析缸中加入适量展开剂,高度0.5cm,将硅胶预制板带有色素一端放入,使其下端浸入展开剂中;当色素较好分离,展开剂前沿接近硅胶预制板的上端边缘时,取出,画线。
Rf=斑点中心到原点距离/溶剂前沿到原点距离5、实验结果与分析从上至下为胡萝卜素(橙色):Rf=6.95/7.35=0.946叶绿素a(蓝绿色):Rf=5.35/7.35=0.728叶绿素b(黄绿色):Rf=4.95/7.35=0.673叶黄素(黄色):Rf=4.10/7.350.558可知,胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b、叶黄素极性依次增大,与硅胶吸附能力依次增强。
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。
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,在反射光下为紫红色。
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
素溶液呈紫红色;透射光呈蓝绿色是因为叶绿素主要吸收自然光中的红橙光和蓝紫光,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)。