厦门大学：《现代生物实验学》课程教学课件（PPT讲稿）实验一 叶绿体色素的提取分离及理化性质

叶绿体色素的提取分离及理化 性质的鉴定

叶绿体色素的提取分离及理化 性质的鉴定

一 . 实验原理 1.1 叶绿素： 主要包括叶绿素a和b ⚫ 分子式: Chla C55H72O5N4Mg Chlb C55H70O6N4Mg ⚫ 结构式: 卟啉环化合物 四个吡咯环与四个=CH-组成一 个大环,共轭双键形成一个大π键,环中央有一个镁原子, 卟啉环决定叶绿素颜色,也是吸收可见光,并以诱导共振 方式传递光能的根本所在,叶醇尾是由四个异戊二烯单 位组成的双萜 Chla 蓝绿色 Chlb 黄绿色 ⚫ 脂溶性: 难溶于水,仅溶于酒精、丙酮、已醚、已烷等有 机溶剂 卟啉环头部呈极性, 具亲水性; 叶醇尾部具亲脂性

一 . 实验原理 1.1 叶绿素： 主要包括叶绿素a和b ⚫ 分子式: Chla C55H72O5N4Mg Chlb C55H70O6N4Mg ⚫ 结构式: 卟啉环化合物 四个吡咯环与四个=CH-组成一 个大环,共轭双键形成一个大π键,环中央有一个镁原子, 卟啉环决定叶绿素颜色,也是吸收可见光,并以诱导共振 方式传递光能的根本所在,叶醇尾是由四个异戊二烯单 位组成的双萜 Chla 蓝绿色 Chlb 黄绿色 ⚫ 脂溶性: 难溶于水,仅溶于酒精、丙酮、已醚、已烷等有 机溶剂 卟啉环头部呈极性, 具亲水性; 叶醇尾部具亲脂性

Ho-CH CH3 ⑧=CH3 ®=CHO ⑧ 0 Chloro- Chloro- N phyll a phyll b Mg2+ C-OCH3 H2C N HgC CH3 CH3 Porphyrinring Phytolkette

⚫ 皂化反应: Chla、Chlb 是双羧酸的酯 一个羧基被甲基酯化 可发生皂化反应 另一个羧基被叶醇基酯化 COOCH3 C32H30ON4Mg +2KOH COOC20H39 COOK C32H30ON4Mg +CH3OH+C20H39OH COOK ⚫ 取代反应：卟啉环中的Mg2+可被H2+ 、Cu2+ 、 Zn2+取代，被Cu2+ 、Zn2+取代后仍保持绿色

⚫ 皂化反应: Chla、Chlb 是双羧酸的酯 一个羧基被甲基酯化 可发生皂化反应 另一个羧基被叶醇基酯化 COOCH3 C32H30ON4Mg +2KOH COOC20H39 COOK C32H30ON4Mg +CH3OH+C20H39OH COOK ⚫ 取代反应：卟啉环中的Mg2+可被H2+ 、Cu2+ 、 Zn2+取代，被Cu2+ 、Zn2+取代后仍保持绿色

•光学特性： （1）吸收光谱：色素溶液随波长改变而发生光吸收 变化的图谱 Chla Chlb的吸收光谱有二个强吸收峰 640——660nm 红光部分 叶绿素特有 410——470nm 蓝紫光部分 卟啉环化合物共有 （2）荧光和磷光 荧光现象：Chl溶液在透射光下呈绿色，而反射 光下呈红色的现象。强度大，寿命短（10-9秒） 磷光： Chl溶液停止光照后，仍能在一定时间内 放出暗红色的光。 寿命长（10-2秒——10-3秒）

•光学特性： （1）吸收光谱：色素溶液随波长改变而发生光吸收 变化的图谱 Chla Chlb的吸收光谱有二个强吸收峰 640——660nm 红光部分 叶绿素特有 410——470nm 蓝紫光部分 卟啉环化合物共有 （2）荧光和磷光 荧光现象：Chl溶液在透射光下呈绿色，而反射 光下呈红色的现象。强度大，寿命短（10-9秒） 磷光： Chl溶液停止光照后，仍能在一定时间内 放出暗红色的光。 寿命长（10-2秒——10-3秒）

80 beta-carotene 60 1 60 lutein chlorephyll a 40 40 orophyll b 20 20 400 500 600 700 400 500 Wavelength(nanometers) Wavelength (nanometers)

©W.P.Armstrong2001 CW.P.Armstrong 2001 Chromatography paper Reaction chamber Spot of pigment Pencil line Solvent

第二单线态，~60千卡 第一单线态，~43卡 放热 蓝光（吸收） 三线态，~31千卡 红光（吸收） 踐 魔 基态 十四，叶绿素分子的激发态.光的吸收 磷光和荧光的关系

1.2 类胡萝卜素 类胡萝卜素 胡萝卜素 橙黄色 不溶于水 叶黄素 鲜黄色 溶于有机溶剂 ⚫ 分子式、结构式： 胡萝卜素：C40H56 有α、β、γ三种同分异构体 叶黄素是胡萝卜素的衍生物，其两端的紫罗兰酮环 第四位C上的H被OH取代，分子式为C40H56O2 ⚫ 类胡萝卜素吸收光谱都在蓝紫光部分，所吸收的光 能传递给叶绿素用于光合作用，保护叶绿素分子不 被氧化或阳光破坏

1.2 类胡萝卜素 类胡萝卜素 胡萝卜素 橙黄色 不溶于水 叶黄素 鲜黄色 溶于有机溶剂 ⚫ 分子式、结构式： 胡萝卜素：C40H56 有α、β、γ三种同分异构体 叶黄素是胡萝卜素的衍生物，其两端的紫罗兰酮环 第四位C上的H被OH取代，分子式为C40H56O2 ⚫ 类胡萝卜素吸收光谱都在蓝紫光部分，所吸收的光 能传递给叶绿素用于光合作用，保护叶绿素分子不 被氧化或阳光破坏