叶绿素理化性质及含量
叶绿素所含元素
叶绿素所含元素叶绿素是一种重要的植物色素，它主要存在于植物的叶子和其他绿色组织中。
叶绿素是一种复杂的有机化合物，其化学式为C30H32O5N4Mg，包含了碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）和镁（Mg）五种元素。
下面是对这五种元素的详细介绍。
1.碳（C）：叶绿素中的碳含量是最高的，大约占据了整个分子质量的30%。
碳是构成有机物质的基本元素，是生命的基石之一。
在叶绿素的分子结构中，碳原子连接了其他各种元素，形成了复杂的有机环状结构。
2.氢（H）：氢也是叶绿素的重要成分之一，大约占据了整个分子质量的32%。
在叶绿素的分子结构中，氢原子与碳原子结合，参与构成了有机环状结构，并维持了叶绿素的稳定性。
3.氧（O）：氧是叶绿素中的第三个重要元素，大约占据了整个分子质量的16%。
在叶绿素的分子结构中，氧原子与碳原子和氢原子结合，形成了各种功能团，如羧基和醇基，这些功能团在叶绿素的生物活性中起着关键作用。
4.氮（N）：氮是叶绿素中的第四个重要元素，虽然在整个分子中的含量相对较少，但却是叶绿素分子中许多功能团的重要组成成分。
氮原子在叶绿素的分子结构中参与构成了各种氨基和亚氨基等离子基团，这些基团对于叶绿素的生物活性和运输光能的功能至关重要。
5.镁（Mg）：镁是叶绿素中的最后一个重要元素，虽然在整个分子中的含量也相对较少，但它对于叶绿素的生物活性和光合作用至关重要。
在叶绿素的分子结构中，镁原子与氧原子结合，形成了叶绿素特有的卟啉环结构。
这种结构对于叶绿素捕获光能、传递电子和转化能量等生物过程起着关键作用。
综上所述，叶绿素所含的五种元素——碳、氢、氧、氮和镁，各自在叶绿素的分子结构和生物活性中扮演着重要角色。
这些元素协同作用，使叶绿素能够有效地捕获光能、传递电子和转化能量等过程，从而支持植物的生长和发育。
叶绿体色素的提取与分离、理化性质及含量测定 3
叶绿体色素提取分离与理化性质及含量测定▪（一）实验目的及意义▪（二）实验原理▪（三）实验步骤▪（四）实验报告实验目的和意义▪绿色植物的光合作用是在叶绿体中的叶绿体色素中进行的，了解叶绿体色素的组成、性质及测定对于理解光合作用的本质很有帮助。
▪因此，测定叶绿素含量便成为研究光合作用与氮代谢必不可少的手段，在作物育种、科学施肥、看叶诊断中有着广泛的应用叶绿体在细胞中运动视频叶绿体在细胞中的分布与结构类囊体膜的结构及功能实验原理植物叶绿体色素是吸收太阳光能，进行光合作用的重要物质。
它一般由叶绿素a、叶绿素b、胡萝卜素和叶黄素组成。
这些色素都不溶于水，而溶于有机溶剂，故可用乙醇、丙酮等有机溶剂提取。
实验原理▪色素分离的方法有多种，纸层析是最简便的一种。
当溶剂（有机推动剂）不断从纸上流过时，由于混合物（叶绿素提取液）中各种成分在固定相（滤纸纤维素所吸附的水分）和流动相（有机推动剂）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。
▪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素分开。
实验原理▪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，当它变回到基态时可发射出红光量子，因而产生荧光。
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。
▪叶绿素中的镁可以被氢离子所取代而成褐色的去镁叶绿素。
去镁叶绿素遇铜则成为铜代叶绿素，铜代叶绿素很稳定，在光下不易破坏，故常用此法制作绿色多汁植物的浸渍标本。
实验步骤(1)▪根据朗伯一比尔定律，某有色溶液的吸光度D与其中溶液浓度C和液层厚度L成正比，即：▪D＝KCL▪D：吸光度，即吸收光的量，C：溶液浓度, K：为比吸收系数（吸光系数），L：液层厚度，通常为1cm.▪如果溶液中有数种吸光物质，则此混合液在某一波长下的总吸光度等于各组分在相应波长下吸光度的总和，这就是吸光度的加和性。
叶绿体色素的提取分离理化质和定量测定
六、实验结果观察及计算
（1）实验结果观察描述
（2）计算组织中叶绿体色素含量
（用mg/g鲜重或干重表示）
公式
叶绿素的浓度（C） 提取液体积 稀释倍数
叶绿体色素含量=
样品鲜重（或干重）
七、思考题
（1）叶绿素a、b在蓝光区也有吸收峰，能否 用这一吸收峰波长进行叶绿素a、b的定量分析？ 为什么？
叶绿素中镁可被H+取代而形成褐色去镁叶绿素。 去镁叶绿素遇铜则成为铜代叶绿素。 皂化反应： 叶绿素可与碱起皂化反应而形成醇（甲醇和叶绿 醇）和叶绿酸的盐，产生的盐能溶于水--分开叶绿素 与类胡萝卜素。
2. 定量测定
根据叶绿体色素提取液对可见光谱的吸收，利用分 光光度计在某一特定波长下测定其光密度，即可用 公式计算出提取液中各色素的含量。
四、 实验步骤
1. 提取叶绿素
研磨法 材料剪碎 加入有机溶剂
研磨、匀浆 过滤 提取液
研磨法提取光合色素
荧光现象
（2）纸层析分离现象观察
去镁叶绿素
（3）叶绿素荧光现象观察
（4）H+和Cu2+对叶绿素 中Mg2+的取代作用
（5）皂化反应现象观察
铜代叶绿素 绿黄色素分层现象
五、定量测定
（1）定量用叶绿素提取液制备 （2）分光光度计测定 （3）实验数据及其处理
（2）用不含水的有机溶剂如无水乙醇、无水 丙酮等提取植物材料，特别是干材料的叶绿体 色素往往效果不佳，原因何在？
（3）研磨提取叶绿素时加入CaCO3. 石英砂 各有什么作用？
Ca=12.72D663 - 2.59D645 （1） Cb=22.88D645 - 4.67D663 （2） 将Ca与Cb相加即得叶绿素总量（CT）： CT=Ca+Cb=20.2D645+8.05D663（3） 或：
叶绿素理化性质及含量
实验报告课程名称： 植物生理学（乙）指导老师： 廖敏 成绩： 实验名称： 叶绿素理化性质和含量 实验类型： 定量探究型 同组学生姓名： 方昊一、实验目的和要求（必填）三、主要仪器设备（必填）五、实验数据记录和处理七、讨论、心得二、实验内容和原理（必填） 四、操作方法和实验步骤 六、实验结果与分析（必填）一、实验目的和要求掌握植物中叶绿体色素的分离和性质鉴定、定量分析的原理和方法；二、实验内容和原理以青菜为材料，提取和分离叶绿体色素并进行理化性质测定和叶绿素含量分析。
原理如下：1. 叶绿素和类胡萝卜素均不溶于水而溶于有机溶剂，常用95%的乙醇或80%的丙酮提取；2. 叶绿素是二羧酸酯，与强碱反应，形成绿色的可溶性叶绿素盐，就可与有机溶剂中的类胡萝卜素分开；3. 在酸性或加温条件下，叶绿素卟啉环中的Mg++可依次被H+和Cu++取代形成褐色的去镁叶绿素和绿色的铜代叶绿素；4. 叶绿素受光激发，可发出红色荧光，反射光下可见红色荧光；5. 叶绿素吸收红光和蓝紫光，红光区可用于定量分析，其中645和663用于定量叶绿素a 、b 及总量，而652可直接用于总量分析。
专业：农业资源与环境 姓名： 吴主光学号： 3110100403 日期： 2013.10.17 地点： 生物实验中心装订 线三、主要仪器设备1. 天平（万分之一）、可扫描分光光度计、离心机、研具、各种容（量）器、洒精灯等四、操作方法、实验步骤以及实验现象定性分析：鲜叶5g+95%30ml（逐步加入）,磨成匀浆过滤入三角瓶中，观察荧光现象：透射光绿色，反射光红色。
皂化反应（3ml）：加KOH数片剧烈摇均，加石油醚5ml和H2O1ml分层后观察：上层呈黄色，为类胡萝卜素，吸收蓝紫光；下层呈绿色，为叶绿素，吸收红光和蓝紫光。
取代反应（1）：加醋酸约2ml，变褐（去镁叶绿素）；取1/2加醋酸铜粉加热，变鲜绿色，为铜代叶绿素。
取代反应（2）：鲜叶2-3cm2，加Ac-AcCu 20ml加热，观察： 3 min变为褐绿色的去镁叶绿素， 5 min后，变为深绿色的铜代叶绿素。
植物生理学实验报告叶绿体色素的提取分离理化性质和叶绿素含量的测定
植物生理学实验报告叶绿体色素的提取分离理化性质和叶绿素含量的测定引言：叶绿体是植物细胞中的一个重要细胞器，其中主要存在着叶绿素等色素，它们在光合作用中起着重要的作用。
研究叶绿体色素的提取、分离、理化性质和叶绿素含量的测定，对于了解光合作用的机理以及研究植物生理生化过程具有重要意义。
本实验旨在通过实验手段提取叶绿体色素，进行色素的分离、理化性质的研究和叶绿素含量的测定。
材料与方法：材料：菠菜叶片、研钵、磨杵、丙酮、乙醇、石油醚、叶绿素提取液、测色皿、高锰酸钾溶液、浓硫酸。
方法：1.取适量菠菜叶片放入研钵中，加入适量丙酮，用磨杵捣碎成糊状。
2.将捣碎的菠菜糊状物转移到玻璃漏斗中，用石油醚冲洗3次，使叶绿体附着物进一步析出。
3.将漏斗中的上清液收集，并加入适量乙醇，振摇混合，使叶绿素慢慢析出。
4.将释放出的叶绿体颗粒通过离心机离心沉淀10分钟，收集沉淀。
5.取收集到的叶绿体沉淀，加入适量叶绿素提取液，用乳钙酸钠解离剂进行叶绿素含量的测定。
6.将其中一部分叶绿体溶液加入高锰酸钾溶液，观察颜色变化。
7.将其余叶绿体溶液与浓硫酸混合，观察颜色变化。
结果与讨论：通过上述方法，我们成功地提取并分离出菠菜叶片中的叶绿体色素。
加入石油醚可以去除一部分杂质，使叶绿体进一步纯化。
加入乙醇可以使叶绿素从叶绿体中溶出。
通过离心沉淀，我们收集到了叶绿体的沉淀物。
叶绿体的提取液与高锰酸钾溶液反应后呈现蓝色或紫色，这是由于高锰酸钾通过氧化反应将一些具有现菌酮结构的物质氧化为合成叶绿素的前体物质所引起的。
这种反应也证实了叶绿体的存在。
叶绿体溶液与浓硫酸混合后呈现蓝绿色，这是由于浓硫酸通过剥离叶绿体周围的蛋白质和其他有机物质，将叶绿素分子释放出来，产生颜色变化。
叶绿素的含量测定是通过与乳钙酸钠解离剂反应来进行的。
乳钙酸钠解离剂能够与叶绿体中的叶绿素结合，并形成稳定的叶绿素-乳钙酸钠络合物。
这种络合物通过光密度的测定，可以根据比色法来测量叶绿素的含量。
叶绿素的理化性质名词解释
叶绿素的理化性质名词解释叶绿素是一种存在于植物和一些藻类生物体中的绿色色素，广泛参与光合作用的光捕获和能量转化过程。
它拥有丰富的理化性质，包括光吸收、荧光发射、氧化还原和光解等方面。
在本文中，我们将对叶绿素的理化性质进行解释和探讨。
首先，叶绿素的光吸收特性是其最基本的特点之一。
叶绿素分子拥有丰富的共轭双键结构，使得它能够吸收可见光谱范围内的蓝光和红光，而对绿光则表现出较弱的吸收。
这就解释了为什么叶绿素呈现出绿色的外观，因为它吸收了红光和蓝光，而将绿光反射出来。
其次，叶绿素的光解作用也是其重要的理化性质之一。
在光合作用中，光解作用指的是叶绿素分子中电子的激发和失去，这个过程包括两个步骤：光化作用和光解作用。
光化作用发生在光合作用的反应中心，叶绿素分子吸收到光能后，激发电子进入到高能态，从而产生能量。
而光解作用则是光能的转化过程，将光能转化为电能或化学能，用于ATP和NADPH的合成。
叶绿素的荧光发射能力也是其重要的性质之一。
当叶绿素分子吸收到光能后，一部分能量会被转化为热能释放出去，而另一部分能量则以荧光的形式发射出来。
这种荧光辐射可以被用来测量叶绿素的浓度，并且可以用来了解光合作用的活性和叶绿素分子与其他分子之间的相互作用。
此外，叶绿素还具有氧化还原性质。
在光合作用中，光能被叶绿素分子吸收后，通过一系列氧化还原反应，将原子和分子的电子转移和传递。
例如，在光合作用的光反应过程中，叶绿素分子通过光解作用失去电子，然后通过一系列电子传递链将电子转移到其他物质中，最终将能量储存为ATP和NADPH。
除了这些理化性质之外，叶绿素还可以参与其他许多生物过程。
例如，叶绿素可以参与光合作用的调节，当光线过强时，叶绿素可以起到光保护作用，防止光合反应受到过度损害。
此外，叶绿素还可以参与植物的光感应和生长发育过程。
总的来说，叶绿素的理化性质在植物生命中扮演着重要的角色。
光吸收、荧光发射、氧化还原和光解等性质，使其能够参与光合作用，并将光能转化为化学能和电能。
实验一_叶绿素的提取、理化性质和含量测定
一、实验原理叶绿素是植物光合作用色素，主要有chla chlb ，不溶于水,可溶于酒精.丙酮和石油醚。
叶绿素是叶绿酸的酯，叶绿酸是双羧酸，其中一个羧基被甲醇酯化，另一个被叶醇酯化，能发生皂化反应。
叶绿素分子含有一个卟啉环的“头部”和一个叶绿醇( 植醇，phytol) 的“尾巴”。
卟啉环中的镁原子可被H＋、Cu2 ＋、Zn2 ＋所置换。
用酸处理叶片，H＋易进入叶绿体，置换镁原子形成去镁叶绿素，使叶片呈褐色。
去镁叶绿素易再与铜离子结合，形成铜代叶绿素，颜色比原来更稳定。
人们常根据这一原理用醋酸铜处理来保存绿色植物标本。
叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色，这种现象称为叶绿素荧光现象。
原因是当叶绿素分子吸收光量子后，就由最稳定的、能量的最低状态－基态（ground state）上升到不稳定的高能状态－激发态（excited state）。
叶绿素荧光指被激发的叶绿素分子从第一单线态回到基态所发射的光。
寿命很短。
处于第一三线态的叶绿素返回到基态所发射的光称为叶绿素磷光。
二、实验目的1．学会提取和分离叶绿体中色素的方法。
2．观察叶绿体中的各种色素。
3．掌握叶绿素的物理和化学性质三、实验用品1．材料与试剂：菠菜、脱脂棉等、固体碳酸钠或碳酸钙、丙酮、石油醚、蒸馏水、饱和NaCL水溶液、醋酸铜结晶、KOH-甲醇溶液等。
2．仪器设备：载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、解剖刀、玻璃漏斗、分液漏斗中、研钵、试管、具塞锥形瓶等等。
四、方法和步骤1、叶绿体色素的提取• 将新鲜菠菜叶片洗净擦干，去叶柄及中脉，称取10g 去中脉的叶片，剪碎置研钵内，加入少许固体碳酸钠或碳酸钙和10 mL丙酮，迅速研磨成匀浆，再加15 mL丙酮充分研磨提取叶绿素。
• 在玻璃漏斗底部垫一小团脱脂棉，将匀浆通过脱脂棉过滤到已装有15 mL石油醚的分液漏斗中，再用少量丙酮冲洗叶片残渣和研钵，合并滤液。
• 沿分液漏斗的壁小心加入30mL蒸馏水，轻轻转动加入4 -8mL饱和NaCl水溶液，静止几分钟待分层清楚后，弃去下面的丙酮一水层。
叶绿素试验
叶绿素含量的测定(分光光度法) 三、叶绿素含量的测定(分光光度法)
(一)原 理
叶绿素a 叶绿素 a 、 b在红光区的 最大吸收峰分别为665nm和 665nm 最大吸收峰分别为 665nm 和 649nm nm， 649nm ， 类胡萝卜素的最大 吸收峰为470nm，据朗伯－ 470nm 吸收峰为 470nm ， 据朗伯 － 比尔定律，求出叶绿素a 比尔定律 ， 求出叶绿素a、 及类胡萝卜素含量。 b及类胡萝卜素含量。 13.95A 88A Ca = 13.95A665 - 6.88A649 24.96A 32A Cb = 24.96A649 - 7.32A665 Cx. 05Ca 114. Cx.c = (1000A470 - 2.05Ca - 114.8Cb) / 245 1000A
(三)方法与步骤
称取0.1g左右的鲜 称取0.1g左右的鲜 0.1g 剪碎，放入研钵中。 叶，剪碎，放入研钵中。 加少许碳酸钙和少量的 石英砂( 石英砂(中和细胞中的 酸，防止镁从叶绿素分 子中移出) 95%乙 子中移出)与1ml 95%乙 在研钵中快速研磨。 醇。在研钵中快速研磨。 再加95% 95%乙醇洗涤残渣 再加95%乙醇洗涤残渣 中的色素，过滤。 中的色素，过滤。在 25ml的容量瓶里定容至 25ml的容量瓶里定容至 25ml， 25ml，滤液即为色素提 取液。 取液。
(二)方法与பைடு நூலகம்骤
用移液管取叶绿素 提取液注入比色杯中， 提取液注入比色杯中， 以95%乙醇作为参比溶 95%乙醇作为参比溶 根据实验要求， 液。根据实验要求，选 用相应的波长在分光光 度计上测定光密度。 度计上测定光密度。
（三）结果与计算
样品中叶绿素含量(mg/g) 样品中叶绿素含量(mg/g) =比色杯中叶绿素浓度×稀释倍数×定容体 比色杯中叶绿素浓度×稀释倍数× 样品量(g鲜重) (g鲜重 积/样品量(g鲜重)
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实验报告
课程名称： 植物生理学（乙）指导老师： 廖敏 成绩： 实验名称： 叶绿素理化性质和含量 实验类型： 定量探究型 同组学生姓名： 方昊
一、实验目的和要求（必填）
三、主要仪器设备（必填）
五、实验数据记录和处理
七、讨论、心得
二、实验内容和原理（必填） 四、操作方法和实验步骤 六、实验结果与分析（必填）
一、实验目的和要求
掌握植物中叶绿体色素的分离和性质鉴定、定量分析的原理和方法；
二、实验内容和原理
以青菜为材料，提取和分离叶绿体色素并进行理化性质测定和叶绿素含量
分析。
原理如下：
1. 叶绿素和类胡萝卜素均不溶于水而溶于有机溶剂，常用95%的乙醇或80%的丙酮提取；
2. 叶绿素是二羧酸酯，与强碱反应，形成绿色的可溶性叶绿素盐，就可与有机溶剂中的类胡萝卜素
分开；
3. 在酸性或加温条件下，叶绿素卟啉环中的Mg++可依次被H+和Cu++取代形成褐色的去镁叶绿素和绿色的铜代叶绿素；
4. 叶绿素受光激发，可发出红色荧光，反射光下可见红色荧光；
5. 叶绿素吸收红光和蓝紫光，红光区可用于定量分析，其中645和663用于定量叶绿素a 、b 及总量，而652可直接用于总量分析。
专业：农业资源与环境 姓名： 吴主光
学号： 3110100403 日期： 2013.10.17 地点： 生物实验中心
装
订 线
三、主要仪器设备
1. 天平（万分之一）、可扫描分光光度计、离心机、研具、各种容（量）器、洒精灯等
四、操作方法、实验步骤以及实验现象
定性分析：
鲜叶5g+95%30ml（逐步加入）,磨成匀浆
过滤入三角瓶中，观察荧光现象：透射光绿色，反射光红色。
皂化反应（3ml）：加KOH数片剧烈摇均，加石油醚5ml和H2O1ml分层后观察：上层呈黄色，为类胡萝卜素，吸收蓝紫光；下层呈绿色，为叶绿素，吸收红光和蓝紫光。
取代反应（1）：加醋酸约2ml，变褐（去镁叶绿素）；取1/2加醋酸铜粉加热，变鲜绿色，为铜代叶绿素。
取代反应（2）：鲜叶2-3cm2，加Ac-AcCu 20ml加热，观察： 3 min变为褐绿色的去镁叶绿素， 5 min后，变为深绿色的铜代叶绿素。
叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱测定：
皂化反应的上层黄色石油醚溶液（稀释470nm OD 0.5-1）
反复用石油醚粹取，直到无类胡萝卜素，离心得叶绿素(盐)（稀释663nm OD 0.5-1)
在400-700nm处扫描光谱，分别测定类胡萝卜素和叶绿素的吸收峰.
叶绿素定量分析：鲜叶0.1g，加1.9mlH2O，磨成匀浆，取0.2ml加80%丙酮4.8ml,摇匀，4000转离心3min,上清液在645，652，663测定OD，计算Chla,Chlb 和Chl总量的值。
五、实验数据记录和处理
OD645 = 0.104 OD652 = 0.147 OD663 = 0.246
Ca(mg/L)=12.7 OD663 - 2.69 OD645 = 2.84 (mg/L)
Cb (mg/L) =22.9 OD645 - 4.68 OD663 = 1.23 (mg/L)
CT (mg/L) = Ca + Cb = 4.07 (mg/L) 或 OD652× 1000 / 34.5 = 4.26 (mg/L) Chla含量(mg/g.FW) = （Ca(mg/L)/1000）×2/ 0.1×5/ 0.2 = 1.42 (mg/g.FW)
Chlb含量(mg/g.FW) = （Cb(mg/L)/1000）×2/ 0.1×5/ 0.2 = 0.62 (mg/g.FW)
Chl总含量(mg/g.FW) = （CT(mg/L)/1000）×2/ 0.1×5/ 0.2 = 2.04 (mg/g.FW)
六、实验结果与讨论
1.吸收光谱图谱分析
胡萝卜素吸收波长范围集中在400-500nm的蓝紫光区，其中占主要的440-480区间内出现了两个峰值。
叶绿素吸收波长范围集中在400-500nm的蓝紫光区以及600-700nm的红橙光区，其中蓝紫光区峰值明显大于红橙光区。
2.定量分析
由OD652计算得出的Chl总含量与OD625及OD663得出的值稍存在一定的偏差，经分析可能原因：
1.视觉误差：由于操作者个人视力的因素不可能将仪器刻度盘绝对准确
地调至645nm、652nm以及
663nm，另一方面由于叶绿素a、b的吸收峰很陡，从而此时对3个数值的调准偏差应尽量减少到最低；
2.实验材料制备的误差：实验制备材料时可能由于叶绿素叶黄素等没有
充分溶解，导致后面测得的数剧偏低。
3.仪器误差：仪器本身造成实验结果产生误差；
七、心得
实验中最重要的部分不是分光光度计对于吸收峰的测定，最重要的部分应该是实验材料的制取，制取材料的时候如果没有制备好，后面测得的数据会有很大的偏差，与标准值差距也会非常大。