叶绿体中色素的提取和分离
方案一【实验原理】
(1)叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂丙酮中,所以,可以通过研磨法用丙酮提取叶绿体中的色素(若无丙酮亦可用酒精代替)。
(2)纸层析法:层析液(在60℃~90℃下分馏出来20份石油醚+ 2份丙酮+ 1份苯混合而成)是一种脂溶性很强的有机溶剂。
叶绿体中的色素在层析液中的溶解度不同(溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快;溶解度低的随层析液在滤纸上扩散得慢。
)这样,几分钟之后,叶绿体中的色素就在扩散过程中分解开来。
所以,可以用纸层析法分离出叶绿体中的色素。
【实验器材】
新鲜的绿色菠菜叶片,干燥的定性滤纸,烧杯,研钵,小玻璃漏斗,脱脂棉,载玻片,剪刀,小试管,培养皿盖,药勺,量筒,天平。
丙酮,层析液,二氧化硅,碳酸钙。
【实验过程】
(一)提取绿色叶片中的色素:
1、用天平称取5g绿色的叶片,用剪刀剪碎,放入研钵中;
2、向研钵中放入少许二氧化硅和碳酸钙,再加入5ml丙酮。
由于丙酮具有一定的毒性并且很容易挥发。
为了尽量少的吸入丙酮,可以将一片滤纸盖在研钵上,纸的中心穿一个洞,将杵棒套入洞口进行研磨。
※为什么要加入少许少许二氧化硅和碳酸钙?加入二氧化硅是为了研磨的更充分;加入少许碳酸钙是为了保护叶绿体中的色素,为是由于碳酸钙可以中和液泡破裂后释放出的有机酸,调节液体的PH,防止或避免色素被破坏。
※为什么要加入丙酮?丙酮是有机溶剂可以使色素溶解其中,作为色素的溶剂。
3、将研磨液迅速倒入小玻璃漏斗中进行过滤(漏斗基部放一小团脱脂棉)。
将滤液收集到一个小试管中,及时用塞将试管口塞紧。
(以防止滤液中的丙酮挥发)
※是否可以用滤纸来代替脱脂棉?不可以,滤纸对光合色素具有较强的吸附能力,使滤液的色素分子减少。
(二)制备滤纸条:
取一块预先干燥处理过的定性滤纸,将滤纸剪成长6cm、宽1cm的滤纸条,将滤纸条的一端剪去两角,并在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线。
※在剪裁定性滤纸时,尽量注意双手不要接触纸面,以免手上的油脂或其他脏物污染滤纸,影响色素在纸条上的扩散。
※为什么要剪去滤纸条的两角?使层析液在滤纸条上的扩散更均匀。
(三)画滤液细线:
用滴管管吸取少量滤液,放置在一个载玻片上,用第二片载玻片推匀,第三个载玻片取液体沿铅笔线均匀地画出一条直的滤液细线。
画得越细越齐越好,但色素的量要多一些,否则色素带的颜色较浅,不利于观察。
因此,为了增加色素的量,重复画滤液细线二三次。
※重复画滤液细线时,应在上一次干燥以后,再画下一次。
为什么?有利于色素分子保留在细线上,而不会出现扩散现象,使色素带不均匀。
(四)分离叶绿体中的色素:
将3ml层析液倒入烧杯中,将滤纸条(有滤液细线的一端朝下)略微斜靠烧杯的内壁,轻轻地插入到层析液中,随后用培养皿盖盖上烧杯。
※放置滤纸条时要特别注意,不能让滤纸条上的滤液细线浸没在层析液中。
否则,层析液没及滤液细线时,就会使滤液细线中的色素溶解在其中,影响实验结果。
(五)观察实验结果:
几分钟后,取出滤纸条。
干燥后,就能看到色素的分层现象。
【实验结果和结论】
滤纸条上出现4条色素带,说明叶绿体中含有四种色素,胡萝卜素在最上端,呈橙黄色;其次是叶黄素,呈黄色;中间是蓝绿色的叶绿素a ;下端是黄绿色的叶绿素b。
结合实验原理可以知道:溶解度最高的是胡萝卜素,其它依次是:叶黄素、叶绿素a 、叶绿素b。
【重点提示】
1、实验成败的几个关键步骤:
①选材:选材时应注意选择鲜嫩、色浓绿、无浆汁的叶片。
如菠菜、棉花叶等。
②研磨:光合色素分子存在于叶绿体内囊状结构的薄膜上,只有充分研磨,破坏叶肉细胞的细胞壁、细胞膜以及叶绿体膜等,才能使色素被释放出来,并溶解在丙酮中。
③画滤液细线:应以细、直、均匀、颜色浓绿为标准,重复画线时必须等上次画线干燥后再进行,重复2—3次。
④层析时,滤液细线不能没入层析液中。
⑤研磨前加入的物质的量不能太多,一般用药匙一勺即,加丙酮也不能太多,过多会使滤液浓度过低。
2、保证安全的措施:
①研磨过程中,为了尽量少吸入丙酮,可以将纸盖在研钵上,纸中心穿一个洞,将杵棒套入洞口进行研磨。
②由于层析液易挥发,所以层析时烧杯上应盖培养皿盖,防止层析液挥发。
③滤液过滤到试管后,应用棉塞将试管口塞紧,以防止丙酮挥发和色素遇空气氧化。
3、若提取色素为淡绿色,可能原因有:
①研磨不充分,色素末能充分提取出来。
②丙酮加入量大多,稀释了色素提取液;
③末加或入加了碳酸钙,叶绿素分子已被破坏。
方案二:改变层析液:95%乙醇,观察实验结果,并比较两次实验结果。
方案二观察到的现象(色带颜色的顺序):。