菠菜色素的提取和分离

菠菜色素的提取和分离 实验名称:菠菜色素的提取和分离 一、 实验目的 1、通过绿色植物色素的提取和分离，了解天然物质分离提纯方法; 2、通过柱色谱和薄层色谱分离操作，加深了解微量有机物色谱分离鉴定的原理。 二、 实验原理 绿色植物如菠菜叶中含有叶绿素(绿)、胡萝卜素(橙)和叶黄素(黄)等多种天然色素。 叶绿素存在两种结构相似的形式即叶绿素a(CHONMg)和叶绿素b(CHONMg)，其差别557254557064 仅是叶绿素a中一个甲基被甲酰基所取代从而形成了叶绿素b。它们都是吡咯衍生物与金属镁的络合物，是植物进行光合作用所必需的催化剂。植物中叶绿素a的含量通常是b的3倍。尽管叶绿素分子中含有一些极性基团，但大的烃基结构使它易溶于醚、石油醚等一些非极性的溶剂。 胡萝卜素(CH)是具有长链结构的共轭多烯。4056 它有三种异构体，即,-胡萝卜素、β-胡萝卜素和γ-胡萝卜素，其中β-胡萝卜素含量最多，也最重要。在生物体内，β-胡萝卜素受酶催化氧化形成维生素A。目前β-胡萝卜素已可进行工业生产，可作为维生素A使用，也可作为食品工业中的色素。 叶黄素(CHO)是胡萝卜素的羟基衍生物，40562 它在绿叶中的含量通常是胡萝卜素的两倍。与胡萝卜素相比，叶黄素较易溶于醇而在石油醚中溶解度较小。 CH2 CHR CCHHCH323NN Mg NN HCCH33叶绿素a(R = CH) 3 叶绿素b(R = CHO) CHO2COCH23 CHCHCHCHCH23333 OOCH3 HCR3CHCH33HCCH33 CCHH33CHCH33RCH3 β-胡萝卜素(R = H) 叶黄素(R = OH) CHCH33HCCH33CHOH2 CH3 维生素A 三、 操作步骤 1、菠菜色素的提取 取2g新鲜菠菜叶，与10mL甲醇拌匀研磨5分钟，弃去滤液。残渣用10mL的石油醚-甲醇(3:2)混合液进行提取，共提取两次。合并液用水洗后弃去甲醇层，石油醚层进行干燥、浓缩。 2、薄层层析 将上述的浓缩液点在硅胶G的预制板上，分别用石油醚-丙酮(8:2)和石油醚-乙酸乙酯(6:4)两种溶剂系统展开，经过显色后，进行观察并计算比移值。 3、柱层析 取3g中性氧化铝进行湿法装柱。填料装好后，从柱顶加入上述浓缩液，用石油醚-丙酮(9:1)、石油醚-丙酮(7:3)和正丁醇-乙醇-水(3:1:1)进行洗脱，依次接收个色素带，即得胡萝卜素(橙黄色溶液)、叶黄素(黄色溶液)、叶绿素a(蓝绿色溶液)以及叶绿素b(黄绿色溶液)。 【实验】 研磨 石油醚—甲醇 水 菠菜 菠菜汁 萃取液 过滤 萃取 洗涤、蒸馏 薄层层析 Rf值 浸膏 柱层析 色带、溶液 四、实验关键及注意事项 注意薄层色谱、柱层析实验操作要点的掌握和应用 五、提问纲要 试比较叶绿素、叶黄素和胡萝卜素三种色素的极性，为什么胡萝卜素在层析柱中移动最快, 六、主要试剂用量、规格 新鲜菠菜2g、石油醚、乙酸乙酯、丙酮、甲醇10ml、硅胶G、中性氧化铝 植物细胞质壁分离实验 探究目的:了解一定浓度的不同溶液引起植物细胞质壁分离的效果 实验材料:紫色洋葱鳞片叶 实验试剂:30%的蔗糖溶液， 实验器具:显微镜，载玻片，盖玻片，胶头滴管，吸水纸，刀片，镊子，烧杯 方法步骤: 1.制作洋葱鳞片叶外皮临时装片; 2.用显微镜观察洋葱鳞片叶表细胞中紫色中央液泡的大小，以及原生质的位置; 3.从盖玻片的一侧滴一滴蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸进行吸引，这样重复几次。在开始滴蔗糖溶液时开始观察，马上用手表计时，质壁分离停止时，立即停止计时，好时间。质壁分离结束后，观察原生质层和液泡的形态。再在载玻片一侧滴清水，用吸水纸在另一侧吸引，观察细胞质壁复原情况。 4.分别用新的洋葱鳞片叶外表皮装片加实验试剂中的其它试剂，重复3的实验。 5.将观察到的现象记录下来，并分析，得出结论。 观察成熟植物细胞的质壁分离和复原 实验原理: 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，根据扩散作用原理，水分会由细胞液中渗出到外界溶液中，通过渗透作用失水;由于细胞壁和原生质层的伸缩性不同，细胞壁伸缩性较小，而原生质层性较大，从而使二者分开;反之，外界溶液浓度大于细胞液浓度，则细胞通过渗透作用吸水，分离后的质和壁又复原。 目的要求: 1(初步学会观察植物细胞质壁分离和复原的方法; 2(理解植物细胞发生质壁分离和复原的原理。 重点和难点: 1(初步掌握植物细胞质壁分离和复原的实验方法; 2(临时装片的制作; 3(高倍显微镜的使用。 实验器材: 紫色洋葱的鳞片叶、刀子、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜; 质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液、清水; 方法步骤: 一 临时装片制作: 1选材: (1)选用紫色特别深的洋葱外表皮; 说明:?在实验之前，最好将洋葱放在水中浸泡一下，可以使洋葱吸水多一些，而且代谢也比较旺盛，实验效果明显。?将洋葱的外层剥去两层，因为处于最外的可能已经死亡。提问:对实验材料有何要求,什么样的细胞可以发生质壁分离, (2)取表皮:在洋葱的外表皮上，用刀片划“井”字，用镊子轻轻撕取一小块; 关键:最好撕取单层细胞，如果撕的太厚，则会使细胞重叠，严重影响实验效果; 2制片: 在载玻片中央滴上一滴清水，然后将取下的洋葱表皮放在水中，平展开来;加上盖玻片。 注意:?洋葱表皮不能卷曲起来;?不能带有气泡;?加盖玻片时，要从一侧大约45?角放下，在载玻片和盖玻片之间充满了清水，以便挤出空气。 二 观察: ?低倍镜观察:找到洋葱表皮细胞。 ?高倍镜观察观察正常细胞形态。 在高倍镜下主要要注意以下几个结构:?紫色的大液泡，几乎充满了整个细胞;?注意观察原生质层和细胞壁紧紧地贴在一起。?找到细胞核，它是判断液泡膜还是细胞膜的关键。?指导学生绘一个正常状态下的成熟植物细胞结构图应指导学生多移动临时装片，找到呈单层的地方，然后调节清晰; ?质壁分离实验: 1(处理: 从载物台上取下装片，在盖玻片的一侧，滴入0.3g/mL的蔗糖溶液，另一侧用吸水纸重复吸引几次。 实验成功关键:最好多重复几次，因为在洋葱表皮周围充满的是清水，如果不多重复几次，洋葱表皮周围的蔗糖溶液浓度太低，质壁分离效果不明显。 拓展提问:对所用的溶液有何要求, 答:?不能是对植物细胞有伤害作用的物质，如强酸强碱，因为它们会使细胞致死，而死亡的细胞内的膜便失去了选择透过性，而成了全透性;?外界溶液中的物质必须是不可以被植物细胞吸收的物质，如硝酸钾、碳酸铵等等，因为这些物质会被植物细胞所吸收，而使质壁分离后的植物细胞自动发生质壁分离复原;?溶液的浓度要适中，太大会使细胞失水过多或过快而导致细胞死亡，而浓度太小又现象不明显; 2(观察: 在高倍镜下观察，可见到本来在各个细胞交界的地方都是紫色的，此时可见在细胞的角落处开始变淡，随着可见液泡变小，颜色变深，慢慢的从边角到四周完全分离开来。 说明:所谓的质壁分离要让学生清楚其真实含义，是指原生质层和细胞壁的分离，不是细胞壁和细胞质分离; 指导学生分析原因:?外因:外界的蔗糖溶液浓度大于细胞液的浓度，成熟的植物细胞通过渗透作用失水;?内因:细胞壁和原生质层的伸缩性不同，细胞壁的伸缩性较小，而原生质层的伸缩性较大，二者不同步伸缩，从而导致质壁分离; ?质壁分离复原实验: 1处理:取下临时装片，在一侧滴入清水，另一侧再用吸水纸重复几次吸引，以确保洋葱表皮细胞完全浸在几乎是清水中; 2观察:先在低倍镜找到一个现象质壁分离比较明显的细胞，然后换用高倍镜观察，可见和刚才相反的现象，中央液泡渐渐变大，颜色变浅，最后原生质层又和细胞壁紧紧地贴在一起。 三 :细胞液浓度小于外界溶液浓度时，细胞通过渗透作用吸水，发生质壁分离现象;细胞液浓度大于外界溶液浓度时，细胞通过渗透作用失水，发生质壁分离复原现象; 四用途:证明成熟的植物细胞可以发生渗透作用;还可以证明细胞的死活。 附:紫色洋葱表皮细胞正常形态及质壁分离图 拓展实验:植物质壁分离和复原实验从微观角度证明成熟植物细胞可渗透失水和吸水，如何从宏观角度证明成熟植物细胞可渗透失水和吸水,引导学生从实际生活出发设计实验，并准备一些材料让学生亲自操作。 实验一:1.取烧杯2只，装等量的清水和0.3g/mL的蔗糖溶液，2.将新鲜萝卜切成大小一样的萝卜条(如长10厘米，宽1厘米，厚1厘米)放入其中，3.20分钟后，测量萝卜条的长度和质量。 实验方案二:1.取两个大小相同的萝卜，中间挖大小相同的两个洞，2.一个萝卜的洞中加满清水，另一个洞中加满0.3g/mL的蔗糖溶液，3.20分钟后，观察洞中液体量的变化。