葉綠體色素的提取分離及理化性質(zhì)的鑒定

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1、葉綠體色素的提取分離及理化性質(zhì)的鑒定一.實(shí)驗(yàn)原理1.1葉綠素：主要包括葉綠素a和b分子式:ChlaC55H72O5N4MgChlbC55H70O6N4Mg結(jié)構(gòu)式:卟啉環(huán)化合物四個(gè)吡咯環(huán)與四個(gè)=CH-組成一個(gè)大環(huán),共軛雙鍵形成一個(gè)大π鍵,環(huán)中央有一個(gè)鎂原子,卟啉環(huán)決定葉綠素顏色,也是吸收可見光,并以誘導(dǎo)共振方式傳遞光能的根本所在,葉醇尾是由四個(gè)異戊二烯單位組成的雙萜Chla藍(lán)綠色Chlb黃綠色脂溶性:難溶于水,僅溶于酒精、丙酮、已醚、已烷等有機(jī)溶劑卟啉環(huán)頭部呈極性,具親水性;葉醇尾部具親脂性皂化反應(yīng):Chla、Chlb是雙羧酸的酯一個(gè)羧基被甲基

2、酯化可發(fā)生皂化反應(yīng)另一個(gè)羧基被葉醇基酯化COOCH3C32H30ON4Mg+2KOHCOOC20H39COOKC32H30ON4Mg+CH3OH+C20H39OHCOOK取代反應(yīng)：卟啉環(huán)中的Mg2+可被H2+、Cu2+、Zn2+取代，被Cu2+、Zn2+取代后仍保持綠色光學(xué)特性：（1）吸收光譜：色素溶液隨波長(zhǎng)改變而發(fā)生光吸收變化的圖譜ChlaChlb的吸收光譜有二個(gè)強(qiáng)吸收峰640——660nm紅光部分葉綠素特有410——470nm藍(lán)紫光部分卟啉環(huán)化合物共有（2）熒光和磷光熒光現(xiàn)象：Chl溶液在透射光下呈綠色，而反射光下呈紅色的現(xiàn)象。強(qiáng)度大，壽

3、命短（10-9秒）磷光：Chl溶液停止光照后，仍能在一定時(shí)間內(nèi)放出暗紅色的光。壽命長(zhǎng)（10-2秒——10-3秒）1.2類胡蘿卜素類胡蘿卜素胡蘿卜素橙黃色不溶于水葉黃素鮮黃色溶于有機(jī)溶劑分子式、結(jié)構(gòu)式：胡蘿卜素：C40H56有α、β、γ三種同分異構(gòu)體葉黃素是胡蘿卜素的衍生物，其兩端的紫羅蘭酮環(huán)第四位C上的H被OH取代，分子式為C40H56O2類胡蘿卜素吸收光譜都在藍(lán)紫光部分，所吸收的光能傳遞給葉綠素用于光合作用，保護(hù)葉綠素分子不被氧化或陽光破壞1.3類黃酮類根據(jù)三碳橋的氧化程度可分為：花色素苷：呈現(xiàn)顏色。紫色鋅化物、紅色的堿鹽、無色化合物黃酮防

4、御傷害。存在于花器官和綠葉中。黃酮醇紫外光保護(hù)劑，吸收UV-B，避免細(xì)胞受到傷害。異黃酮功能多樣。魚藤酮?dú)⑾x，植物防御素抑制微生物?；ㄉ剀辗植紡V，溶解于細(xì)胞液中，與花、果、葉的顏色有關(guān)。顏色受多因素影響：B環(huán)上羥基和甲氧基數(shù)目羥基數(shù)多，吸收光向長(zhǎng)波遷移，顏色偏藍(lán)羥基被甲氧基替代，吸收光向短波遷移，顏色偏紅芳香酸對(duì)主要骨架的酯化液泡中pH值酸紅堿藍(lán)營養(yǎng)狀況低溫、缺氮、缺磷促進(jìn)化色素的形成和積累不同花色素的取代基和顏色花色素3’4’5’顏色花葵素-H-OH-H橙紅花青素-OH-OH-H紫紅花翠素-OH-OH-OH藍(lán)紫芍藥素-OCH3-OH-H玫

5、瑰紅甲花翠素-OCH3-OH-OH紫二甲花翠素-OCH3-OH-OCH3紫紅二.試劑與材料2.1實(shí)驗(yàn)試劑：石油醚（沸程60℃∽90℃）、丙酮、甲醇、氫氧化鉀、石英砂、碳酸鎂、氯化鈉、醋酸銅。2.2儀器和器皿：分光光度計(jì)、臺(tái)秤、剪刀、研缽、移液管、漏斗、大試管、層析缸2.3材料：新鮮菠菜葉片，不同顏色的花和果實(shí)。三.實(shí)驗(yàn)操作丙酮研磨提取葉綠素↓過濾、洗研缽及殘?jiān)?mL丙酮提取液余下的色素提取液用石油醚萃取↓↓↓↓↓加入6NHCl紙層析熒光皂化反應(yīng)光破壞（脫鎂葉綠素）↓↓分離色素Cu取代↓掃描光譜花色素實(shí)驗(yàn)四.結(jié)果與分析對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作好詳細(xì)記錄

6、，并加以解釋請(qǐng)對(duì)皂化反應(yīng)現(xiàn)象做出合理解釋，而不是單單用反應(yīng)方程式來表示五.注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中注意安全，石油醚、丙酮等試劑要遠(yuǎn)離火源。研磨過程中丙酮要少量多次加入，以免研磨時(shí)四處飛濺。過濾時(shí)不要使用濾紙而使用棉花，棉花塞在漏斗基部要松緊適當(dāng)。葉綠素要避光保存。六.思考題6.1葉綠素、熒光素酶以及綠色熒光蛋白都能產(chǎn)生熒光，它們的原理有什么不同？能量來源有何差異？6.2轉(zhuǎn)GFP的植物在檢測(cè)綠色熒光時(shí)為何沒有看到葉綠素的紅色熒光?若選擇熒光標(biāo)記綠色植物細(xì)胞,在選擇熒光物質(zhì)時(shí)應(yīng)首先考慮什么問題?6.3如何判斷呈橙黃色的花和果實(shí)中含的是類胡蘿卜素還是花色素？