色素提取学生实验报告.docx

10121910122 生物科学专业 方莹

绿叶中色素的提取和分离实验报告

姓名： 班级： 实验时间：

枫叶在不同季节会显现出不同的颜色，我们在感受色彩斑斓的世界的同时，也会产生这样的疑问：为什么叶片会呈现不同的颜色呢？其实叶片的颜色与其所含色素有关，那么叶片中究竟含有哪些色素，它们的相对含量又是怎样的呢？今天我们就以菠菜的绿叶为例进行探究吧！
一、实验原理
1、色素提取的原理：叶绿体中的色素能溶于 中，故可用 提取色素。
2、色素分离的原理：叶绿体中的色素不只一种，且它们在层析液中的溶解度不同。溶解度大的色素，在滤纸上随层析液的扩散速度 ；反之，则 。此方法也称为 法。
二、实验目的
1、进行绿叶中色素的提取和分离。
2、探究绿叶中含有几种色素。
三、材料用具
1、实验材料
新鲜的绿叶（菠菜绿叶）
2、药品试剂
无水乙醇，层析液（由石油醚、丙酮、苯混合而成）、二氧化硅、碳酸钙。
3、器材设备
干燥的定性滤纸，试管，棉塞，试管架，研钵，玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管，剪刀，药匙，量筒，天平。
四、实验步骤
课前预习实验步骤，并完成相应填空：

实验步骤
注意事项
1、提取绿叶中的色素

1、剪：叶片要新鲜、颜色要深绿，越细越好，尽量去除叶脉等部分。
2、加药品：二氧化硅、碳酸钙和无水乙醇。前两种是粉末状药品，各加少许，后者是有机溶剂，研磨时加约5ml。二氧化硅的作用是 ；碳酸钙的作用是 ；无水乙醇用来 。
3、磨：研磨要领是要用力的压。研磨要迅速、充分。这是因为一是因为 ；二是为了 ，从而能提取较多的色素；三是叶绿素极不稳定，能被活细胞中的叶绿素酶水解而破坏。
4、过滤：研磨液迅速倒入以及用棉塞是因为研磨加的丙酮很容易 。单层尼龙布是为了过滤充分。
1、取菠菜新鲜叶片5g，洗净，擦干，去掉中脉，剪碎，放入研钵中。
2、向研钵中加入少许碳酸钙和二氧化硅，再加10mL无水乙醇，进行迅速、充分研磨。
3、将研磨液迅速倒入漏斗（漏斗基部放一块单层尼龙布）中进行过滤。将滤液收集到试管中，及时用棉塞将试管口塞严。
2、制备滤纸条

制备滤纸条：将预备在试验桌上的滤纸条一端剪去两个角使之呈 形。根据小孔(边缘)扩散原理，物质分子沿边缘扩散速度要大于里边扩散的速度，因此要将滤纸条的一端剪去两角，主要是为了 ，便于观察实验结果。
用预先干燥处理过的定性滤纸，将滤纸剪成长10 cm、宽 1cm的滤纸条，在滤纸条的一端剪去两角（防止层析液在滤纸条的边缘扩散过快），并在距离这一端 1cm处用铅笔画一条细的横线。
3、画滤液线

画滤液细线：细，匀，直，浓。最好之前用铅笔轻轻地画一道线，放置色素带重叠，用提取液反复划好几次，每次划完尽量吹干，不要弄破纸条。用铅笔可以划得整齐，这样让每一种色素都有 。画得越细越多次，就越浓，越好跑，分得开，越清楚。
用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画出一条细而直的滤液细线。待滤液干后，再画二三次。
4、分离绿叶中的色素

将纸条画有滤液细线的一端置于烧杯中的层析液中，注意千万不要将滤液细线浸没在层析液中，因为 。
层析液是挥发性较强的有机溶剂，并且具有一定的毒性，所以在操作中要尽量用培养皿盖住烧杯口。
将3 mL层析液到入烧杯中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）略微斜靠着烧杯的内壁（也可以用试管），轻轻地插入到层析液中，随后用培养皿盖盖上烧坏。注意：不能让滤液细线触及层析液。
5、观察与记录
观察滤纸条上出现了几条色素带，以及每条色素带的颜色。将观察结果记录下来。

五、结果分析
1、滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排序怎样？宽窄如何？这说明了什么？请在下图画出你所观察到的色素在滤纸条上的分布情况

2、你的结果与老师总结的结果相同吗？如果不同，可能的原因有哪些？

3、结合你的实验结果与教师讲解内容，完成相应表格或填空：
①色素的分布
色素种类
色素颜色
色素含量
溶解度
扩散速度
胡萝卜素

叶黄素

叶绿素a

叶绿素b

②色素的位置和功能
叶绿体中的色素存在于 。
叶绿素a和叶绿素b主要 ；
胡萝卜素和叶黄素主要吸收 ，起着 的作用。
是构成叶绿素分子必需的元素。
六、讨论与思考
1、为什么要选取新鲜的颜色较深的叶片做实验材料？

2、提取和分离叶绿体中色素的关键有哪些？

3、结合本节课所学内容，尝试解释叶片在不同季节呈现不同颜色的原因。

七、拓展
荧光现象
荧光现象是指叶绿体的色素溶液在透射光下呈绿色(或翠绿色),而在反射光下呈红色(赭红色)的现象(如下图)。感兴趣的同学可以在课后进行观察。

具体解释：
叶绿素为什么会发荧光呢？当叶绿素分子吸收光量子后，就由最稳定的、能量的最低状态－基态（ground state）上升到不稳定的高能状态－激发态，如下图。
chl + h ────→chl*
基态 光子能量 激发态
叶绿素分子有红光和蓝光两个最强吸收区。如果叶绿素分子被蓝光激发，电子跃迁到能量较高的第二单线态；如果被红光激发，电子跃迁到能量较低的第一单线态。处于单线态的电子，其自旋方向保持原来状态，如果电子在激发或退激过程中自旋方向发生变化，该电子就进入能级较单线态低的三线态。由于激发态不稳定，迅速向较低能级状态转变，能量有的以热的形式释放，有的以光的形式消耗。从第一单线态回到基态所发射的光就称为荧光。处在第一三线态的叶绿素分子回到基态时所发出的光为磷光。荧光的寿命很短，只有10-8～10-10s。由于叶绿素分子吸收的光能有一部分消耗于分子内部的振动上，发射出的荧光的波长总是比被吸收的波长要长一些。所以叶绿素溶液在入射光下呈绿色，而在反射光下呈红色。在叶片或叶绿体中发射荧光很弱，肉眼难以观测出来，耗能很少，一般不超过吸收能量的5％，因为大部分能量用于光合作用。色素溶液则不同，由于溶液中缺少能量受体或电子受体，在照光时色素会发射很强的荧光。
另外，吸收蓝光后处于第二单线态的叶绿素分子，其贮存的能量虽远大于吸收红光处于第一单线态的状态，但超过的部分对光合作用是无用的，在极短的时间内叶绿素分子要从第二单线态返回第一单线态，多余的能量也是以热的形式耗散。因此，蓝光对光合作用而言，在能量利用率上不如红光高。
叶绿素的荧光和磷光现象都说明叶绿素能被光所激发，而叶绿素分子的激发是将光能转变为化学能的第一步。现在，人们用叶绿素荧光仪能精确测量叶片发出的荧光，而荧光的变化可以反映光合机构的状况，因此，叶绿素荧光被称为光合作用的探针。