叶绿体色素的提取及理化性质的定稿.pptx

叶绿体色素的提取及理化性质的鉴定;一、实验目的及要求;二、相关知识和实验原理;叶绿素(Chlorophylls)是叶绿酸的酯，它在植物进行光合作用中吸收可见光，并将光能转变为化学能。叶绿素是植物进行光合作用所必需的催化剂。 在绿色植物中叶绿素主要以叶绿素a（C55H72O5N4Mg）和叶绿素b（C55H70O6N4Mg）两种结构相似的形式存在，其差别仅是叶绿素a中一个甲基被叶绿素b中的醛基所取代。 叶绿素的基本结构见图6-1 ;在叶绿素分子结构中含有四个吡咯环，它们由四个甲烯基联结成卟啉环，在卟啉环中央有一个镁原子，它以两个共价键和两个配位键与四个吡咯环的氮原子结合成内配盐，形成镁卟啉。在叶绿素分子中还有两个羧基，其中一个与甲醇酯化成COOCH3，另一个与叶绿醇酯化成COOC20H39长链。 脂溶性: 卟啉环头部呈极性, 具亲水性; 叶醇尾部具亲脂性, 难溶于水,仅溶于酒精、丙酮、已醚、已烷等有机溶剂。;光学特性 （1）吸收光谱：色素溶液随波长改变而发生光吸收变化的图谱 Chla Chlb的吸收光谱有二个强吸收峰 640——660nm 红光部分 叶绿素特有 410——470nm 蓝紫光部分 卟啉环化合物共有 （2）荧光和磷光 荧光现象：Chl溶液在透射光下呈绿色，而反射光下呈红色的现象。强度大，寿命短（10-9秒） 磷光： Chl溶液停止光照后，仍能在一定时间内放出暗红色的光。 寿命长（10-2秒——10-3秒）; 叶绿素a 、b，β-胡萝卜素和叶黄素 的紫外-可见吸收光谱图;;皂化反应 Chla、Chlb 是双羧酸的酯 一个羧基被甲基酯化 可发生皂化反应 另一个羧基被叶醇基酯化 COOCH3 C32H30ON4Mg + 2KOH COOC20H39 COOK C32H30ON4Mg + CH3OH+C20H39OH COOK ;取代反应 卟啉环中的Mg2+可被H+、Cu2+、Zn2+取代，被Cu2+、Zn2+取代后仍保持绿色。用酸处理叶片，H+易进入叶绿体，置换镁原子形成去镁叶绿素，使叶片呈褐色。去镁叶绿素易再与铜离子结合，形成铜代叶绿素，颜色比原来更稳定。 人们常根据这一原理用醋酸铜处理来保存绿色植物标本。;类胡萝卜素(Carotenoids)是一类不饱和的四萜类碳氢化合物，胡萝卜素有三种异构体，即α-、β?和 γ?胡萝卜素，其中 β?胡萝卜素含量最多，也最为重要。β? 胡萝卜素还具有维生素A的生理活性，其结构是由两分子维生素A在端链失去两分子水结合而成。在生物体内，β?胡萝卜素受酶催化氧化即形成维生素A。 叶黄素(3，3`-二羟基-α-胡萝卜素，lutein，C40H56O2)是一种常见的氧化型的类胡萝卜素。 β?胡萝卜素和叶黄素的结构式如图6-2;类胡萝卜素吸收光谱都在蓝紫光部分，所吸收的光能传递给叶绿素用于光合作用，保护叶绿素分子不被氧化或阳光破坏。 叶绿素a和b、β?胡萝卜素、叶黄素都是难溶于水，易溶于丙酮、乙醇、乙醚、石油醚等有机溶剂溶剂。根据它们在有机溶剂中的溶解特性，可将它们从植物叶片中提取出来。; 纸色谱法是分离叶绿体色素最简单的方法，它是以滤纸为惰性支持物，滤纸纤维一般能吸收约20 % 的水分，其中有6~7 % 以氢键形式与纤维素上的羟基结合，构成纸色谱的固定相。利用混合色素中各个成分物理、化学性质的差别，在展开过程中，被分离组分在展开剂和固定相之间不断进行分配，并以不同的速度移动，达到相互分离的目的。 ;　　　　四、实验器材;五、实验方法与步骤; 2、纸色谱法分离叶绿体色素 (1) 取一张层析滤纸，在中心打一个圆形小孔另取一张5-6cm长，2-3cm宽的小条滤纸，将叶绿体色素粗提液用滴管沿长度方向滴在小滤纸条的一边（色素扩散的宽度限制在0.5cm以内），风干，重复4-5次。 风干后沿长度方向卷成纸捻。 (2) 将纸捻的点样端插入滤纸中心的圆形小孔中，使上端与滤纸平齐。立放于培养皿上, 培养皿内装有层析液 ,纸芯的另一端浸入层析液中。 (3) 盖上皿盖, 静置观察。15min左右色素可充分