8.3 叶绿体中色素的提取和分离

         实验原理

叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中，如：丙酮（酒精）等。所以可以用丙酮提取叶绿体中的色素。

叶绿体中的四种色素在层析液中的扩散速度不同，层析液的主要成分是石油醚，石油醚是一种脂溶性很强的有机溶剂，叶绿体中的四种色素在石油醚中的溶解度不同：溶解度最高的是胡萝卜素，它随石油醚在滤纸上扩散得最快；叶黄素和叶绿素a的溶解度次之；叶绿素b的溶解度最低，扩散得最慢。这样，几分钟后，四种色素就在扩散过程中分离开来。

      目的要求

1、  学会提取和分离叶绿体中色素的方法。

2、  观察和区别叶绿体中的四种色素的种类及颜色。  

材料用具

新鲜的绿色叶片（如菠菜叶片）；干燥的定性滤纸，烧杯（100mL），研钵，小玻璃漏斗，尼龙布，毛细吸管，剪刀，小试管，培养皿盖，药勺，量筒（10mL），天平；丙酮，层析液，二氧化硅，碳酸钙。

      方法步骤

1、  取绿色叶片中的色素

称取5g绿色叶片，剪碎，放入研钵中。加入少许二氧化硅和碳酸钙，再加入5mL丙酮，进行迅速、充分的研磨，研磨成匀浆。将研磨液迅速倒入小玻璃漏斗中（漏斗基部放一块单层尼龙布）进行过滤。将滤液收集到一个小试管中，及时用棉塞将试管口塞紧。

2、分离叶绿体中的色素

（1）制备滤纸条

取一干燥的定性滤纸，将滤纸剪成长10、宽1的滤纸条，在距滤纸条一端1处用铅笔画一条横线。

（2）画滤液细线

用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地画一条细而直的滤液细线。待滤液干后，再画二三次。

（3）分离色素

将3层析液倒入烧杯中，将制备好的滤纸条（有滤液细线的一端朝下）略微斜靠着烧杯的内壁轻轻插入到层析液中，注意：不能让滤液细线触到层析液。用培养皿盖盖上烧杯。

2、  观察实验结果

几分钟后，待观察到滤纸条上出现色素带的分层现象后（6—7），取出滤纸条。观察滤纸条上出现了几条色素带？各是什么色素？

由于接触了丙酮等化学药品，所以，实验结束后一定要用肥皂洗手。

   结论

叶绿体中有哪几种色素？滤纸条上的色素带，从上到下是怎样排列的？各呈现什么颜色？

   讨论

1、提取和分离叶绿体中色素的关键是什么？

3、  在课外科技实验园地里，同学们发现过度密植的菠菜有些叶子变黄了。用发黄的叶片进行该实验，在滤纸条上同学们观察到了什么现象？课外科技活动小组的同学们分析了产生此现象的原因并提出了提高产量的合理化建议有哪些？

实验改进

  （一）实验方法

教学实践中，用条形纸层析法分离色素，效果一直不佳。经采用两种纸层析法做对照：一种是教材中的条形纸层析法，另一种新的方法叫灯芯法。结果证明：运用灯芯法分离色素，色素量大，分层清晰，四种色素分离出鲜明的四圈色素环，效果显著；操作过程较易掌握，失误较少。

具体做法：（灯芯法）

色素的提取量要加大，绿色叶片称取8克，丙酮的量也相应增加到8克。将滤液放到表面皿中。

分离色素：

1、制备滤纸片：长4cm，宽2cm,做灯芯；一个圆形滤纸片，在中心用针扎一个眼。

2、将灯芯放入盛有滤液的表面皿中浸透，取出用镊子夹紧用吹风机吹干，重复1—2次。捻灯芯，沿宽2cm的一边将小滤纸片捻紧，制成灯芯。再将圆形滤纸片中心的针眼扩大（但要比灯芯略小），将灯芯插入。

3、将层析液放入玻璃皿中，把制备好的插有灯芯的圆形滤纸片放在玻璃皿上，一定要让灯芯插入层析液中，用另一玻璃皿盖好。几分钟后，在圆形滤纸片上，就会出现四个鲜明的色素圈。

注意：在实验中，纸片要吹干，灯芯要捻紧。

  （二）实验材料

在选择实验材料时，还可以用蓖麻、棉花、向日葵、菜豆等植物的叶片。据介绍胡萝卜叶、法国梧桐叶作实验材料，比菠菜叶片等效果好，能清楚地观察到4种色素的分层、颜色及位置，特别是胡萝卜素层色浓且色带较宽。

实验药品的替代品：提取液，可用95%的酒精代替；3mL丙酮和3mL石油醚（可以提高类胡萝卜素的提取效果）。层析液，可用93号汽油，四氯化碳加少许无水硫酸钠等。二氧化硅可用细河沙代替。