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叶绿体色素理化性质测定

2019.11.11

【原理】  

叶绿素是一种二羧酸—叶绿酸与甲醇和叶绿醇形成的二羧酸酯,故可与碱起皂化反应而生成醇(甲醇和叶绿醇)和叶绿酸的盐,产生的盐能溶于水中,可用此法将叶绿素与类胡萝卜素分开;叶绿素与类胡萝卜素都具有光学活性,具有各自特异的吸收光谱,可用分光镜检查或用分光光度计精确测定;叶绿素吸收光子而转变成激发态,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色荧光。

叶绿素的化学性质很不稳定,容易受强光的破坏,特别是当叶绿素与蛋白质分离以后,破坏更快,而类胡萝卜素则较稳定。叶绿素中的镁可以被H+所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,铜代叶绿素很稳定,在光下不易破坏,故常用此法制作绿色多汁植物的浸渍标本。

皂化反应式如下:

C32H30ON4MgCOOCH3COOC20H39+2KOHC32H30ON4MgCOOKCOOK+
CH3OH+C20H39OH

皂化叶绿素甲醇叶绿醇

【 仪器与用具】  

20Ml刻度试管;10Ml小试管;试管架;分光镜;石棉网;药匙;烧杯(100Ml);酒精灯;玻棒;铁三角架;刻度吸量管2ml、5Ml各1支;火柴。

试剂 】  

95%乙醇;

苯;

醋酸铜粉末;

5%的稀盐酸;

醋酸—醋酸铜溶液:6g醋酸铜溶于100Ml 50%的醋酸中,再加蒸馏水4倍稀释而成;

KOH—甲醇溶液:20g KOH溶于100Ml甲醇中,过滤后盛于塞有橡皮塞的 试剂 瓶中。

【方法】  

用本实验第一项中提取的叶绿体色素乙醇溶液和叶绿体悬浮液,进行以下实验。

1光对叶绿素的破坏作用

(1)取4支小 试管 ,其中2支各加入5Ml叶绿体悬浮液,另外2支各加入25Ml叶绿体色素乙醇提取液,并用95%乙醇稀释1倍。

(2)取1支装有叶绿素乙醇提取液的 试管 和1支装有水研磨叶片匀浆的试管,放在直射光下,另外2支放到暗处,40Min后对比观察颜色有何变化,解释其原因。

2荧光现象的观察取1支20Ml刻度试管加入5Ml浓的叶绿体色素乙醇提取液,在直射光下观察溶液的透射光与反射光颜色有何不同解释原因。

3皂化作用(绿色素与黄色素的分离)

(1)在做过荧光现象观察的叶绿体色素乙醇提取液试管中加入15Ml 20%KOH—甲醇溶液,充分摇匀。

(2)片刻后,加入5Ml苯,摇匀,再沿试管壁慢慢加入1~15Ml蒸馏水,轻轻混匀(勿激烈摇荡),于试管架上静置分层。若溶液不分层,则用滴管吸取蒸馏水,沿管壁滴加,边滴加边摇动,直到溶液开始分层时,静置。

可以看到溶液逐渐分为两层:下层是稀的乙醇溶液,其中溶有皂化的叶绿素A和B(以及少量的叶黄素);上层是苯溶液,其中溶有黄色的胡萝卜素和叶黄素。

4吸收光谱的观察将上述已分层的试管溶液,用分光镜观察两类色素的吸收光谱,首先让下层绿色素部分对准进光孔,看光谱有何变化;然后再将上层的黄色素溶液对准进光孔,看光谱又有何变化。把观察的结果用简单的图表示出来。

5H+和Cu2+对叶绿素分子中Mg2+的取代作用

(1)取2支试管,第一支试管加叶绿体色素提取液2Ml,作为对照。第二支试管中加叶绿体色素提取液5Ml,再加入5%HCl数滴,摇匀,观察溶液颜色变化。

(2)当溶液变褐后,再加入少量醋酸铜粉末,微微加热,观察记载溶液颜色变化情况,并与对照试管相比较。解释其颜色变化原因。

(3)另取醋酸—醋酸铜溶液20Ml,以烧杯盛之。取新鲜植物叶片2片,放入烧杯中,用酒精灯慢慢加热,随时观察并记录叶片颜色的变化,直至颜色不再变化为止。解释原因。

【注意事项】  

1在低温下发生皂化反应的叶绿体色素溶液,易乳化而出现白色絮状物,溶液浑浊,且不分层。可激烈摇匀,放在30~40℃的 水浴 中加热,溶液很快分层,絮状物消失,溶液变得清澈透明。

2分离色素用的圆形 滤纸 ,在中心打的小圆孔,周围必须整齐,否则分离的色素不是一个同心圆。


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