叶绿体中色素的提取和分离
生物实验报告《叶绿体中色素的提取和分离》实验报告
生物实验报告《叶绿体中色素的提取和分离》实验报告实验目的：1. 学习叶绿体中色素的提取和分离的方法；2. 观察叶绿体中不同色素的吸收光谱。
实验原理：叶绿体是植物细胞中的特殊细胞器，其中含有多种色素，包括叶绿素 a、叶绿素 b、类胡萝卜素等。
这些色素能够吸收不同波长的光线，并转化为化学能以参与光合作用。
本实验利用溶剂提取和色谱柱分离的方法，将叶绿体中的色素提取出来，并通过紫外-可见光分光光度计测定不同色素的吸收光谱。
实验步骤：1. 取一片鲜叶（最好选择深绿色的叶片）切碎，加入适量的乙醇或醋酸乙酯中浸泡，使叶绿体释放出色素。
注意保持容器密封以避免光照。
2. 将浸泡片刻半小时，使叶绿体彻底释放色素。
3. 将叶绿体悬液过滤，收集含有色素的过滤液。
4. 取一支色谱柱，填充色谱吸附剂（如硅胶），再用无色溶剂（如正己烷）预洗一次。
5. 将收集到的含色素液体加入色谱柱中，用无色溶剂洗脱，收集不同色素的洗脱液。
6. 用紫外-可见光分光光度计测定不同色素的吸收光谱。
实验结果：根据实验数据得到不同色素的吸收光谱曲线，可观察到叶绿素 a 在400-500 nm波长范围内有最大吸收峰，叶绿素 b 在450-550 nm波长范围内有最大吸收峰，类胡萝卜素在500-600 nm波长范围内有最大吸收峰。
根据吸收光谱的不同，可以推测各色素在光合作用中的吸收波长和参与的反应。
实验结论：通过该实验，我们成功地提取和分离了叶绿体中的色素，并观察到不同色素的吸收光谱。
这些实验结果可以帮助我们深入了解植物光合作用的机制，以及不同色素在光合作用中的作用。
同时，该实验也展示了提取和分离生物样品中化学物质的基本实验技巧和原理。
叶绿体中色素的提取和分离
“叶绿体中色素的提取和分离”实验改进（2）1．提取色素为了得到墨绿色的色素滤液，于实验前2～3天，取质地柔软、深绿色的草本植物的叶片放在通风处阴干。
研磨时，所取叶片要除去粗的叶脉和叶柄。
向研钵中加入少量二氧化硅和碳酸钙，进行研磨。
待研磨充分后，再加入少量氯化钠和适量丙酮，就出现了深绿色的液体，液体经脱脂棉过滤后就得到了墨绿色的色素滤液。
2．划滤液细线用毛细吸管吸取色素滤液，采用毛笔的执笔方式握住毛细吸管，悬腕，沿滤纸条上的铅笔划线作快速的划动，重复2～3次，就可以得到细、匀、齐的滤液细线。
3．分离色素（1）采用小试管法取长15cm、直径15mm的小试管，试管塞用橡皮塞。
在橡皮塞的中央用刀片刻一细槽，然后将划过滤液细线的滤纸条无色素的一端，插入橡皮塞的细槽中。
向小试管内加入3．5ml层析液，将滤纸条慢慢地垂直插入层析液中，橡皮塞要塞紧小试管。
注意滤液细线不能没及层析液。
（2）采用培养皿法不用滤纸条，也不划滤液细线，而取直径为10cm的干燥圆形定性滤纸，用毛细吸管吸取色素滤液，在滤纸的中央点成圆形的色素斑。
重复4～5次。
然后取一枚缝衣针，穿一条细棉线，在棉线末端打个结，将针穿过滤纸上的色素斑中心，在距线结约4cm处剪断棉线。
取直径l0cm的培养皿一套，向培养皿底中加入5ml层析液。
把上述圆形滤纸扣在培养皿底上面，无线结的一面朝下，棉线则浸没在层析液中。
再将培养皿盖盖在滤纸上。
采用该方法，可以看到色素随层析液由线结处向周围均匀扩散。
因此得到的4条色素带呈同心环状，十分清晰。
而且层析时，滤纸上的色素不会没及层析液中，点色素斑比划滤液细线容易得多，实验效果非常显著。
叶绿体色素提取与分离实验
类胡萝卜素 50
叶绿素b 叶绿素a
0
波长
二、捕获光能的色素和结构
（一）捕获光能的色素
色素
叶绿素a （蓝绿色）
叶绿素 叶绿素b
（黄绿色） 含量约占3/4
类胡萝卜素
叶黄素 （黄色） 胡萝卜素 （橙黄色）
含量约占卜素主 要吸收蓝紫光
叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光
课堂检测
1、在叶绿体色素的提取和分离实验中在滤纸条上扩散速度 最快的色素是（ ） A、叶绿素a B、叶绿素b C、胡萝卜素 D、叶黄素
4、在圆形滤纸的中央点上，对叶绿体的色素进行色素分析， 会得到近似，同心的四个色素环，排到在最里圈的色素是 （） A、橙黄色 B、蓝绿色 C、黄色 D、黄绿色
练习
1、在植物实验室的暗室内，为了尽可能地降
低植物光合作用的强度，最好安装（ B）
A、红光灯 B、绿光灯 C、白炽灯 D、蓝光灯
2、为提高大棚蔬菜的产量，哪项措施更有效
5、下图是叶绿体色素的提取与分离实验中所用的材料与用具。请回答： 分别在A、B、C三个研钵中加入2克菠菜，经研磨、提取得到三种颜色的溶液： 深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。注：“+”表示加，“—”表示不加。
处理 二氧化硅（少量） 碳酸钙（少量） 95%乙醇（10ml） 蒸馏水（10ml）
ABC +++ —+ + + —+ —+ —
（ D）
A、安装红色透光薄膜 B、安装蓝紫色透光薄膜
C、安装绿色透光薄膜 D、安装无色透光薄膜
练习
3．在圆形滤纸的中央点上粘叶绿体的色素滤液， 进行色素分析，会得到近似同心环状的四个色素圈，
排在外圈的色素呈 [ A]
叶绿体中色素的提取和分离
生物体内的主要能源物质是: 糖类 生物体内主要的储能物质是: 脂肪
生物体进行生命活动的直接 能源物质: ATP 最终能量来源: 太阳的光能
能量之源——光与光合作用
太阳光中有能量，我 们制造出太阳能电池板 可以捕获其中的能量并 转化为电能。 绿色植物也能捕获 并转化太阳光中的能量， 那么，绿叶中通过什么 物质或结构捕获并转化 光能呢？
小鼠
存活。
结论： 植物能够净化因燃烧或呼吸而变混浊的空气。
结论1： 普利斯特利的实验 只有在阳光照射下
才能成功
结论2： 植物体只有绿叶才能更 新空气。
结论： 淀粉是光合作用的产物之一。
极 细 光 束
黑暗中
光照下
结论： 叶绿体是植物进行光合作用的场所 光合作用需要在光下进行 光合作用中释放氧气
O2
光合作用的过程
学习目标： 1．了解光合作用的探索历程 2. 掌握光合作用的过程
1
光合作用的概念:
光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利 用光能,把二氧化碳和水转化成储存能 量的有机物,并且释放氧气的过程。 2 光合作用反应式: CO2 + H2
*O 光能 叶绿体
有机物 + *O2
在光合作用的探索历程中， 有几个比较重要的突破性实验？ 分别有什么发现？在探索过程中 最杰出的科学家是谁？
光合作用的过程
阅读课本P:103—106,填写下表
项目
光反应
叶绿体的类囊体薄膜上 光、色素、酶，水 H2O
酶
暗反应
叶绿体的基质上 酶，水，ATP, [H]，C5
场所 条件
物质变化
[H]+O2 ↑
酶
ADP+Pi+能量
叶绿体中色素的提取与分离
A. ①②③④ C. ④②③①
B. ②④①③ D. ③②①④
捕获光能
色素
色素的种类与颜色：
色素 种类
含量
叶绿 约占 素 3/4
名称 叶绿素a 叶绿素b
颜色
吸收光
蓝绿色 主要吸收红 黄绿色 光和蓝紫光
类胡 萝卜 素
约占 黄色
主要吸收蓝 紫光
画滤液细线 毛细吸管沿铅笔线画一条直的 滤液细线 .
色素分离
干燥后， 重复一两 次 将滤纸条轻轻插入 层析液 中
滤纸条上呈 现四条颜色、 宽度不同的 色素带
用培养皿盖住烧杯
胡萝卜素： 橙黄 色 叶黄素： 黄 色 叶绿素a： 蓝绿 色 叶绿素b： 黄绿 色
1.在提取绿叶中的色素时，研磨绿叶碎片需要
加入碳酸钙，目的是 （ B ）
捕获光能
色素
色素的吸收光谱
延伸拓展
色素的分布： 叶绿体的类囊体薄膜上
色素的作用： 吸收、传递、转化光能
不同颜色的大棚对光和效率的影响： ① 无色透明大棚光和效率最高； ② 绿色塑料大棚光和效率最低。 ③ 在农业生产中，有些温室中悬挂红色或蓝 色光的灯，可有效提高蔬菜产量。
甲＞乙＞丙＞丁
叶绿体中色素
实验目的：
提取和分离
1) 进行绿叶中色素的提取和分离； 2) 探究绿叶中含有几种色素。
材料用具：
新鲜的绿叶、干燥的定性滤纸、无 水乙醇、层析液、二氧化硅、碳酸 钙、毛细吸管、研钵、剪刀、量筒 等。
一、提取绿叶中的色素
1.取材： 5g绿叶+剪碎+研钵 2.研磨： 二氧化硅+碳酸钙+10ml无水乙醇 3.过滤： 玻璃漏斗+单层尼龙布
叶绿体色素的提取与分离实验
3、用纸层析法将色素进行分离，在滤纸条上出现最宽旳一 条色素带旳颜色是（ ） A、橙黄色 B、黄色 C、蓝绿色 D、黄绿色
类胡萝卜素 50
叶绿素b 叶绿素a
0
波长
二、捕获光能旳色素和构造
（一）捕获光能旳色素
色素
叶绿素a （蓝绿色）
叶绿素 叶绿素b
（黄绿色） 含量约占3/4
类胡萝卜素
叶黄素 （黄色） 胡萝卜素 （橙黄色）
含量约占1/4
吸收可见 旳太阳光
类胡萝卜素主 要吸收蓝紫光
叶绿素主要吸收 红光和蓝紫光
课堂检测
1、在叶绿体色素旳提取和分离试验中在滤纸条上扩散速度 最快旳色素是（ ） A、叶绿素a B、叶绿素b C、胡萝卜素 D、叶黄素
分别在A、B、C三个研钵中加入2克菠菜，经研磨、提取得到三种颜色旳溶液： 深绿色、黄绿色（或褐色）、几乎无色。注：“+”表达加，“—”表达不加。
处理
二氧化硅（少许） 碳酸钙（少许）
95%乙醇（10ml） 蒸馏水（10ml）
ABC +++ —+ + + —+ —+ —
（1）A处理得到旳溶液颜色是 黄绿色 ，原因是__叶__绿__素_被__破__坏__________
（6）色素分离旳成果：相邻色素带间距最宽旳是 他们旳颜色是 橙黄色 和 黄色 ，主要吸收 蓝紫
胡萝卜素 和 叶黄素 ， 光。
（ D）
A、安装红色透光薄膜 B、安装蓝紫色透光薄膜
叶绿体中色素的提取和分离
叶绿体中色素的提取和分离问题：（1）研磨时为什么加SiO2 和CaCO3?加入ＳｉＯ２目的是研磨充分，加入ＣａＣＯ３目的是保护色素，避免被酸性物质破坏（细胞内含有酸性物质，细胞结构被破坏后，叶绿体色素有可能和酸性物质直接接触）（2）研磨叶片时为什么加2mL丙酮？色素易溶于有机溶剂丙酮（3）研磨时为什么要迅速而充分？迅速：研磨过慢，色素有可能被破坏，充分：尽可能的把色素全部在叶片中释放出来（4）将研磨液过滤后的滤液收集到小试管中，为什么要用棉塞将试管口塞紧？内含丙酮，丙酮易挥发，塞紧可防止挥发（5）制备滤纸条时为什么要将纸条的一端剪去两角？层析时，滤纸条两侧边缘扩散较快，减掉两角后，扩散後的色素线可以呈现直线，便于观察（6）为什么要用培养皿盖在盛有层析液的烧杯上？层析液易挥发，这样可以防止挥发。
（7）为什么各种色素带的宽窄有差异？各种色素的含量不同导致色素带宽窄有别（8）实验结束后为什么要用肥皂将手洗干净？丙酮和乙醚有一定毒性（9）整个实验采用什么方法？纸层析法提取液和层析液都是有机溶剂，都能溶解色素。
作用不同：提取液是提取色素，层析液是分离色素。
成分不同：提取液一般用丙酮，层析液是由20份石油醚，2份丙酮和1份苯混合而成。
分离原理是叶绿体中的四种色素在层析液中的扩散速度不同，如果采用丙酮作为层析液的话各种色素分子在其中溶解度差别不大，扩散速度也不存在明显差异那么就没有办法达到分离各种色素的目的。
叶绿体中的色素都能溶解于有机溶剂中，如：丙酮（酒精）等。
所以可以用丙酮提取叶绿体中的色素。
叶绿体中的四种色素在层析液中的扩散速度不同，层析液的主要成分是石油醚，石油醚是一种脂溶性很强的有机溶剂，叶绿体中的四种色素在石油醚中的溶解度不同：溶解度最高的是胡萝卜素，它随石油醚在滤纸上扩散得最快；叶黄素和叶绿素a的溶解度次之；叶绿素b的溶解度最低，扩散得最慢。
这样，几分钟后，四种色素就在扩散过程中分离开来。
叶绿体中色素的提取与分离实验
2.在研磨时要加少许二氧化硅，目的是为了研 磨充分，有利于色素的提取；加少许碳酸钙 的目的是为了防止研磨过程中，叶绿体中的 色素受到破坏。
3.分离色素时，一定不要让滤纸条上的滤液细 线接触到层析液，这是因为色素易溶解在层 析液中，导致色素带不清晰，影响实验效果。
B．滤纸条上滤液细线会变粗而使色素太分散
C．色素会溶解在层析液中而使结果不明显
D．滤纸条上几种色素会混合起来
5．某人做叶绿体中色素分离实验时，使用的 是圆形滤纸，装置如下图。实验结束时在圆形 滤纸上形成四个同心色素圆环，则最内圈所呈 颜色为 （D）
6．叶绿体中色素经层析后，出现在滤 纸上扩散最宽的色素带是（A）,最窄的 色素带是 （C） , 最整齐的色素带是
（C）
A．叶绿素a C．胡萝卜素
B．叶绿素b D．叶黄素
7．叶绿体的色素能在滤纸条上彼此分 离开的原因是 （C）
A．色素提取液中的不同色素已分层 B．阳光的照射使不同的色素彼此分 开
C．滤纸对各种色素的吸附力不同 D．丙酮酸使色素溶解并彼此分离的 扩散速度不同
小结：在叶绿体色素的提取和分离实验中：
【实 验】
叶绿体中色素的提取和 分离
一、实验原理
1.叶绿体中的色素能溶解在丙酮（有机溶剂: 酒精、汽油、苯、石油醚等）中，所以用 丙酮可提取叶绿体中色素。
2.色素在层析液中溶解度不同，溶解度高的 色素分子随层析液在滤纸条上的扩散得快， 溶解度低的色素分子随层析液在滤纸条上 的扩散得慢，因而可用层析液将不同的色 素分离。
五、实验讨论： 1．滤纸条上有几条不同颜色的色带？其排 序怎样？宽窄如何？这一说明了什么？
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养成良好的实
们打扫好自己的实验台就可以离开了。
验操作规范
板书设计
教学反思
《色素的提取与分离》是生命科学中一节比较难的实验，操作步骤并不是很 难，但是，在实验中有很多需要注意的地方，操作稍有失误，可能就导致实验不 能观察到理想的结果，所以在实验操作讲解中，需要重点强调注意事项。因为之 前听过张老师对于这节课的处理以及课堂讲解过程，所以，本节课的教学还是比 较成功的。
处走。
观察烧杯内滤纸条上出现了几条色素带，
以及每条色素带的颜色。等扩散最快的色素带
扩散到瓶口位置时，取出滤纸条，将观察结果
强调实验结束
记录下来。
时间，保证实
这就是我们今天的实验内容，还有同学有
验顺利进行，
疑问吗？没有的话大家可以开始实验了，今天
并且使学生完
的层析滤纸条在实验结束后不要扔掉，贴在我
整分离出四条
用毛细管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀地
画一条细而直的滤液细线，待滤液干后，重复
画 2-3 次。
为什么要重复画 2-3 次？
使滤液细线中
的色素含量增
接下来就开始分离色素：将滤纸条有滤液 加，色素分离现
细线的一端朝下轻轻插入层析液中（演示）， 象明显 滤液线的位置略高于液面，但是滤纸条的底端 要浸在层析液中。
1. 绿叶中的色素能够溶解在有机溶剂中，所以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
实验原理
2. 层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂，色素能溶解在层析液中。然而，它们在 层析液中的溶解度不同：溶解度高的随层析液在滤纸上扩散得快，溶解度低的在
滤纸上扩散得慢。
1.材料：新鲜的菠菜
实验用品 2.仪器及试剂：干燥的定性滤纸、研钵、漏斗、毛细吸管、试管、脱脂棉、剪刀、
回忆之前所学
叶绿素，包括叶绿素 a 和叶绿素 b，叶绿素 a 蓝绿色
内容，使学生
呈什么颜色？
黄绿色
能根据实验结
导入（2min） 叶绿素 b 呈什么颜色；
果准确判断色
另一类是类胡萝卜素，分为胡萝卜素和叶 橙黄色
素种类
黄素，胡萝卜素呈什么颜色？
黄色
Hale Waihona Puke 叶黄素呈什么颜色？实验讲述 （8min）
今天我们的实验就是利用纸层析法将色素
为什么要分多次加入无水乙醇？
研磨好以后，将研磨液迅速倒入放入少量
脱脂棉的漏斗中（演示），将滤液收集到试管， 减少乙醇挥发
及时用棉塞将试管口塞紧。
研磨液过滤时，就可以制备层析用的滤纸
强调实验过程
条：方法是将干燥的定性滤纸条的一端对称的
中的注意事项
剪去两角做标记，并在距这一端 1.5cm 处用铅
笔画一条细的横线。
《4.3 叶绿体中色素的提取和分离》教学设计
章节名称
叶绿体中色素的提取和分离
计划学时
1 学时
本节实验内容选自沪教版高中生命科学第一册第四章第二节的内容，教材通
教材分析 过引导学生做叶绿体中色素的提取和分离实验，归纳总结出四种色素的颜色以及
在叶绿体中的含量。
学生已经学过了叶绿体中的四种色素，并知道了四种色素的颜色，所以根据
药匙、铅笔、无水乙醇、层析液（石油醚）、石英砂、碳酸钙
教法：讲授法、讨论法
设计思路：
教学方法与
1. 导入：叶绿体中的色素有四种，如何分离。
策略
2. 讲解实验原理、步骤以及注意事项。
3. 学生实验，巡视指导。
4. 实验结束后进行归纳总结。
教学过程
教学内容
教师行为
学生行为
教学意图
叶绿体中的色素可以分为两大类，一类是
对每一步实验 操作都详细讲 解注意事项以
实验操作 （26min）
实验总结 （4min）
这里滤液线为什么不能接触层析液？
及原因，使学
生掌握正确的
我们这里所选用的层析液是乙醚，有一定 色 素 会 溶 于 层 操作方式
的挥发性和毒性，所以将滤纸条放入层析液后， 析液
用瓶盖盖住瓶口，放在桌上，不要拿着瓶子到
要讲解
也就是说，在同一起点，经过相同的时间，色
素扩散的距离是不是不一样？
因此可以采用纸层析法将色素进行分离。 不一样
来看一下具体的实验步骤：要分离色素，
先要进行色素的提取：将桌上的菠菜全部去除
主叶脉，放入研钵中，剪碎。大家剪叶片的时
对实验步骤进
候最好几片一起剪，这样节约时间。
行逐步分析，
为什么要除去主叶脉？
学情分析
层析出现的条带能够很容易的区分出每条条带是哪种色素。 但是学生对于实验的原理、步骤以及注意事项不是很清楚，所以在教学过程
中，要对该部分内容着重介绍，并强调实验注意事项。
1. 知识与技能：
1) 初步学会提取和分离叶绿体中色素的方法。
2) 了解层析的原理。
教学目标
3) 掌握绿叶中色素的种类和颜色。 2. 过程与方法：
并对注意事项
进行重点强
向研钵中加入半勺石英砂，再用药匙的柄 主叶脉难磨，并 调，避免学生
部加入半勺碳酸钙，进行迅速、充分的研磨， 且不含色素
操作失误带来
研磨过程中分次加入 15ml 无水乙醇。
实验结果的失
加入碳酸钙可以防止色素破坏。细胞液呈
败
酸性，能够破坏色素，碳酸钙可以中和酸防止
色素被破坏。
加入石英砂的作用是使研磨更充分。
通过对实验的分析理解，锻炼学生对日常生活的观察力与逻辑思维能力。
3. 情感态度价值观：
把理论知识联系并贯彻到实际活动中去，从实践中巩固知识和提高能力。
教学重点、 重点：色素的提取和分离方法
难点
难点：实验中的注意事项
实验目的
1. 初步学会提取和分离叶绿体中色素的方法。 2. 观察和区别叶绿体中色素的种类及颜色。
们的实验报告册上。
色素带
巡视指导
学生自主实验 锻炼学生实验
操作能力
好了，实验过程中，我们有些同学的色素 学生回答
对实验结果进
提取液颜色比较浅，可能是因为研磨不充分，
行讲解，避免
或者在研磨过程中被分解、破坏，所以色素含
学生操作中发
量较少。
生错误得出错
大家都看到了几条色素带？
误结论，导致
根据颜色判断，它们分别是哪几种色素？
进行分离。
实验目的是初步学会提取和分离叶绿体中
对本节实验的
色素的方法，并了解叶绿体中色素的种类和颜
实验目的进行
色。
讲解，使学生
实验材料为新鲜的菠菜。
明白本节实验
色素能够溶解在有机溶剂中，但不溶于水，
课的目的以及
所以用无水乙醇提取绿叶中的色素。
重点
层析液是一种脂溶性很强的有机溶剂，不
对原理进行简
同的色素随层析液在滤纸上扩散的速度不同。
形成错误的学
我们来看一下比较完整的实验结果，滤纸
科观念
条上有 4 条不同颜色的色带，从上往下依次为：
胡萝卜素(橙黄色)，叶黄素(黄色)，叶绿素 a(蓝
绿色)，叶绿素 b(黄绿色)。这样的四条色素带，
在实验过程中，胡萝卜素是比较难观察到的，
它的含量最少，在四条色素带最上方。
好了，这节课的实验内容就到这里，同学