拓展：葉綠體中色素的提取和分離

　　色素的提取和分離是現在的考試模式中處于重要的地位的實驗，有一次考試中出現了教材沒有的答案“紙層析法”，所以，在教學中還需要適當拓展，甚至需要實驗改進。

　　例如，有一次，學生問到定量測定色素含量實驗如何進行，要回答這個問題，需要選修教材中學到的方法的靈活應用，如光密度值的定量測定，得到色素的含量情況，同時，可以用有關知識之間的聯系來復習。

　　關于提取色素

　　1．提取的原理

　　葉綠體中的色素溶解于有機溶劑如酒精或丙酮（相似相溶），形成色素液。

　　2．用酒精或丙酮提取時的注意點

　　若用95％的酒精作溶劑（浙科版教材的用法），則應向色素提取液中加入無水碳酸鈉，除去色素提取液中的水分。所以人教版教材要求用無水酒精。

　　若用丙酮作溶劑，則用量不宜過多，以2～5mL為宜，過多會影響色素濃度，過少不易過濾。由于丙酮有較強毒性，所以盡量不用。

　　3．材料選擇

　　本實驗材料最好不選擇菠菜葉，由于菠菜葉含水分多，實驗效果不太明顯。可選用大葉黃楊，因為它的葉片含水量相對較少，顏色深綠，含色素較多，層析效果更明顯。取材時要選取新鮮的顏色較深的葉片，以便使濾液中含較多的色素。

　　4．白細河沙代替二氧化硅粉末效果更佳

　　二氧化硅是特別細的白色粉末，再加上不好控制用量，往往過量，使濾液中含有較多的二氧化硅，導致濾液顏色變淺。實驗證明，濾液中雜質越多，實驗現象越不明顯，改用白細河沙（洗凈干燥后用）代替二氧化硅粉末，這樣研磨更充分，濾液中減少了雜質的含量，顏色變得深綠，實驗效果明顯。

　　5．碳酸鈣的作用機理

　　葉綠素分子結構中含有一個鎂原子，當細胞破裂時，細胞液內有機酸中的氫可取代鎂原子而成為褐色的去鎂葉綠素，碳酸鈣可中和有機酸以防止去鎂反應的發生。

　　關于色素的分離

　　1．分離色素的原理

　　層析液的作用是溶解樣品，作為樣品的載體。例如，要分析A物質和B物質將其溶解于層析液中，由于是不同物質，其溶解能力和移動速度是不同的，所以就可以在薄層板中得到明顯的現象。四種色素在層析液中溶解度不同，因而隨層析液在濾紙上擴散的速度不同，其中胡蘿卜素在丙酮中的溶解度最高，擴散速度最快，葉黃素和葉綠素a次之，葉綠素b溶解度最低，擴散得最慢。

　　2．汽油能作為層析液嗎？

　　汽油是可以用為層析液的，下面四種都可做層析液：

　　（1）20份汽油、2份丙酮、2份石油醚、1份苯。將濾紙條直接用該層析液進行層析，就可以得到比較理想的效果。

　　（2）9份體積分數為95%的酒精和1份苯混合。

　　（3）汽油或四氯化碳加少許無水硫酸鈉。

　　（4）體積分數為95%的酒精或93號汽油。

　　若干問題解析

　　1．溶解性：葉綠素和類胡蘿卜素均不溶于水而溶于有機溶劑，常用乙醇或丙酮提取。

　　2．分離色素的方法有多種，如紙層析、柱層析等。

　　紙層析是其中較簡單的一種。當溶劑不斷地從層析濾紙上流過時由于混合色素中各種成分在兩相中（即流動相和固定相）間有不同的分配系數，它們的移動速度不同，使樣品中的各種成分得到分離。也就是很多資料所說的溶解度不同。

　　3. 葉綠素受光激發，可發出紅色熒光，反射光下可見紅色熒光。

　　葉綠素吸收光量子而轉變成激發態，激發態的葉綠素分子很不穩定，當它變回到基態時可發射出紅光量子，因而產生熒光。葉綠素的化學性質很不穩定，容易受強光的破壞，特別是當葉綠素與蛋白質分離以后，破壞更快，而類胡蘿卜素則較穩定。

　　4．皂化反應：葉綠素是二羧酸酯，與強堿反應，形成綠色的可溶性葉綠素鹽，就可與有機溶劑中的類胡蘿卜素分開。

　　5．取代反應：在酸性和加溫條件下，葉綠素卟啉環中的Mg2+可依次被H+和Cu2+取代形成褐色的去鎂葉綠素和綠色的銅代葉綠素。銅代葉綠素很穩定，在光下不易破壞，故常用此法制作綠色多汁植物的浸漬標本。

　　6．定量分析，葉綠素吸收紅光和藍紫光，紅光區可用于定量分析，可用分光光度計精確測定，其中645nm和663nm用于定量葉綠素a，b。