叶绿体色素的提取、分离、定量及理化性质的鉴定

实验日期：2 0 1 1 .9 .2 8 叶绿体色素的提取、分离、定量及理化性质的鉴定 一、实验原理 叶绿体色素是植物吸收太阳光能进行光合作用的重要物质，主要由叶绿素 a 、叶绿素 b 、胡萝卜素和叶黄素组成。它们与类囊体膜相结合成为色素蛋白复合体。 1. 叶绿体色素的结构与分离 叶绿素a 为蓝黑色固体，在乙醇溶液中呈蓝绿色；叶绿素b 为暗绿色，其乙醇溶液呈黄绿色。Chla 与 Chlb 是吡咯衍生物与镁的络合物，它们很相似，不同之处仅在于 Chla 第二个吡咯环上的一个甲基(-CH3)被醛基(-CHO)所取代即 Chlb。 Chla 与 Chlb 是植物进行光合作用必需的催化剂，易溶于石油醚等非极性溶剂中。通常植物中叶绿素a 的含量是叶绿素b 的三倍。其结构式如下： 类胡萝卜素是一种橙色的天然色素，属于四萜，为一长链共轭多烯，有α 、β 、γ 三种异构体，其中β 异构体含量最多。 RR β -胡萝卜素(R=H)和叶黄素(R=OH) 叶黄素是一种黄色色素，与叶绿素同存在于植物体内，是胡萝卜素的羟基衍生物，较易溶于乙醇，在石油醚中溶解度较小。秋天，高等植物的叶绿素被破坏后，叶黄素的颜色就显示出来。 叶绿素与类胡萝卜素都不溶于水，而溶于有机溶剂，故可用乙醇、丙酮等有机溶剂提取。提取液可用色谱分析的原理加以分离。因吸附剂对不同物质的吸附力不同，当用适当的溶剂推动时，混合物中各种成分在两相（固定相和流动相）间具有不同的分配系数，所以移动速度不同，经过一定时间后，可将各种色素分开。 2. 叶绿体色素的物理性质 叶绿素与类胡萝卜素都具有光学活性，表现出一定的吸收光谱，可用分光光度计精确测定。叶绿素吸收光量子而转变成激发态，激发态的叶绿素分子很不稳定，当它从第一单线态返回基态时可发射出红光量子，因而产生荧光。因为分子吸收的光能有一部分消耗于分子内部的振动上，发射的荧光的波长总是比被吸收光的波长要长。 3. 叶绿体色素的化学性质 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。 在酸性条件下，卟啉环中央的镁离子可以被H+ 取代，产生褐色的去镁叶绿素。叶绿素中的 Mg2+也可以被其它金属离子，如Cu 2+ 或Zn2+ 等取代，此时叶绿素仍保持绿色。 叶绿素是一种二羧酸——叶绿酸与甲醇和叶绿醇形成的复杂酯，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...