菠菜色素的提取和分离实验现象

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，学习天然物质的提取方法； 2、通过薄层色谱分析，掌握有机物色谱分析的原理和方法。 二、

实验原理

1 菠菜色素的提取

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(C55H72O5N4Mg)和叶绿素b(C55H70O6N4Mg)，其差别仅是叶绿素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（C40H56）是具有长链结构的共轭多烯。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（C40H56O2）是胡萝卜素的羟基衍生物，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。

菠菜色素的提取和色素分离

曾丽兰

（山西大学 化学化工学院 山西 太原 030006）

摘要：在用抽滤法提取色素的过程中，由于抽滤时不好控制，非极性溶剂难免会被抽去，且在几次转移中损失较多，程序繁杂．用浸泡法操作简便

易行，损失少，产率高。故在实验中采取了浸泡法提取色素，使用薄层色谱、柱色谱对叶绿素、胡萝卜素和叶黄素进行了分离。薄层层析时使用了石油醚-丙酮=8:2，石油醚-乙酸乙酯=6:4的两种不同展开剂，对比展开效果。在柱层析时，用不同洗脱剂分离得到不同物质，结果证明石油醚-丙酮=9:1做洗脱剂分离胡萝卜素效果最好。将得到的胡萝卜素进行紫外光谱测定，检验实验成果。

关键词：菠菜色素；提取；分离;胡萝卜素；紫外光谱测定

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(C55H72O5N4Mg)和叶绿素b(C55H70O6N4Mg))，差别仅是a中一个甲基被b中的甲酰基所取代。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，也是食用的绿色色素，可用于糕点、饮料水等中，添加于胶姆糖中还可消除口臭。植物中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

实验2 菠菜中色素的提取和分离 扬州大学化学化工学院 张磊 091301223

一．实验目的：

1．了解分离与提纯过程在科学研究和生产生活中的应用； 2．掌握分离与提纯实验设计的一般思路和方法； 3. 掌握菠菜中色素提取的原理，步骤和影响因素； 二．实验原理：

1．叶绿体中的色素是有机物，不溶于水，易溶于乙醇等有机溶剂中，所以用石油醚、乙醇等能提取色素。

2．本实验选用的是吸附色谱，氧化铝作为吸附剂（极性），色素提取液为吸附液，色素提取液中各成分极性大小为：叶绿素b（黄绿色）>叶绿素a（蓝绿色）>叶黄素（黄色）> β-类胡萝卜素（橙色）。

3. 柱层析法的分离原理是根据物质在氧化铝上的吸附力不同而使各组分分离。一般情况下极性较大的物质易被吸附，极性较弱的物质不易被吸附，所以由上到下为：叶绿素b（黄绿色），叶绿素a（蓝绿色），叶黄素（黄色），β-类胡萝卜素（橙色）。 三、实验材料：

仪器：研钵、分液漏斗、层析柱(20×10 cm)，表面皿，普通漏斗，量筒

试剂：石油醚、乙醇(95%)、菠菜叶、丙酮(化学纯)、中性氧化铝，无水硫酸钠 四、实验步骤与内容【探究：菠菜（或青菜）的处理方式】

（1）小组讨论处理菠菜的各种方

【课标要求】光合作用的基本过程。

【考向瞭望】综合考查光合作用和细胞呼吸各阶段的物质变化及其相互联系。

【知识梳理】一、捕获光能的色素（“绿叶中色素的提取和分离”的实验分析）

（一）原理解读：1、色素的提取：可以用无水乙醇（或丙酮）作溶剂提取绿叶中的色素，而不能用水，因为叶绿体中的色素不能溶于水。2、色素的分离：利用色素在层析液中的溶解度不同进行分离，溶解度大的在滤纸上扩散得快，反之则慢。

（二）实验流程图示：1、提取色素：（1）称取绿叶；（2）剪碎；（3）研磨：加入少许SiO2、CaCO3和10mL无水乙醇；（4）过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布；（5）收集滤液。2、制备滤纸条：（1）长与宽略小于试管，在一端剪去两角；（2）在距剪去两角的一端1cm处画铅笔线。3、画滤液细线：（1）沿铅笔线画一条直且均匀的滤液细线；（2）干燥后，再画一两次。4、色素分离：将滤液条插入有3mL层析液的试管中，有滤液细线的一端朝下。5、观察结果：滤纸条上色素带有四条，如图。

（三）色素的吸收光谱：叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。

（四）实验中几种化学试剂的作用：1、无水 乙醇用于提取绿叶中的色素。2、层析液用于分离绿叶中的色素。3、二氧

【课标要求】光合作用的基本过程。

【考向瞭望】综合考查光合作用和细胞呼吸各阶段的物质变化及其相互联系。

【知识梳理】一、捕获光能的色素（“绿叶中色素的提取和分离”的实验分析）

（一）原理解读：1、色素的提取：可以用无水乙醇（或丙酮）作溶剂提取绿叶中的色素，而不能用水，因为叶绿体中的色素不能溶于水。2、色素的分离：利用色素在层析液中的溶解度不同进行分离，溶解度大的在滤纸上扩散得快，反之则慢。

（二）实验流程图示：1、提取色素：（1）称取绿叶；（2）剪碎；（3）研磨：加入少许SiO2、CaCO3和10mL无水乙醇；（4）过滤：漏斗基部放一块单层尼龙布；（5）收集滤液。2、制备滤纸条：（1）长与宽略小于试管，在一端剪去两角；（2）在距剪去两角的一端1cm处画铅笔线。3、画滤液细线：（1）沿铅笔线画一条直且均匀的滤液细线；（2）干燥后，再画一两次。4、色素分离：将滤液条插入有3mL层析液的试管中，有滤液细线的一端朝下。5、观察结果：滤纸条上色素带有四条，如图。

（三）色素的吸收光谱：叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。

（四）实验中几种化学试剂的作用：1、无水 乙醇用于提取绿叶中的色素。2、层析液用于分离绿叶中的色素。3、二氧

高中生物学新课程提倡探究性学习,就非绿色植物叶片与绿色植物叶片在光合色素的提取和分离实验中呈现出来的一些不同的现象,对该实验进行了一定的延伸设计。试图通过对照实验,使学生直观地区分光合色素和花青素类的不同溶解特性。

21年第 4 00 5卷第 6期

生

物

学

通

报

4 9

对“合色素的提取和分离"光实验的延伸设计徐红雁 (浙江省兰溪市第一中学浙江兰溪 31 o 2l ) o摘要高中生物学新课程提倡探究性学习，就非绿色植物叶片与绿色植物叶片在光合色素的提取和分离实验中呈现出来的一些不同的现象，该实验进行了一定的延伸设计。图通对试

过对照实验，学生直观地区分光合色素和花青素类的不同溶解特性。使关键词光合色素提取 分离延伸设计 中国图书分类号： 4 .2 G6 2 4 3文献标识码： B

1设计背景

1初步掌握叶绿体中色素的提取和分离的原 )理和方法

“合色素的提取和分离”实验是高二生物光学实验教学中的一个重要的学生分组实验。教材建议以菠菜作为实验材料。据实验原理，物的根植

2探究叶绿体中有几种色素。 )3探究叶片中光合色素、青素的不同溶解 )花特性。

叶中所含的叶绿体色素都是脂溶性的，能溶解在乙醇、析液等有机溶剂里。析时色素能随着层层层析液在滤纸条上扩散分

《绿叶中色素的提取和分离》教学设计一、教材分析 这节内容承接前面捕获光能的色素和结构的内容，紧接着安排实验：色素的 提取与分离， 既突出了生物实验及其实验基本技能在中学生物教学中的基础性地 位，又很好地加深了学生对上节知识的理解和升华，真是恰到好处。本实验按常 规教学它是个验证实验，验证叶绿体中色素的种类、含量及颜色。为了适应新课 改的理念，我们将此实验改成探究性实验，对很多问题进行了对比和扩展。 二、学情分析 经过初高中化学和生物的学习，学生已具有一定自学、观察、质疑能力，了解了 进行探究性学习的一些基本方法，在课前我布置了对本实验的预习，学生已了解 了基本情况。 三、教学目标 知识目标：掌握色素提取和分离的原理，了解叶绿体中的色素组成、颜色。 能力目标：掌握色素的提取与分离的基本操作方法，培养学生积极思考与创 新能力，提高学生观察、分析和解决问题的能力。 情感态度价值观目标：通过实验探究，发展学生学习生物的兴趣，激发学生 创造性思维。 培养学生严谨的科学态度， 学会根据实验的现象和结果， 进行分析， 推出结论。形成善于交流、合作、反思、评价的学习品质。 四、教学重、难点 重点：色素提取与分离的操作。 难点：色素提取与分离操作的具体步骤和注

《绿叶中色素的提取和分离》教学设计一、教材分析 这节内容承接前面捕获光能的色素和结构的内容，紧接着安排实验：色素的 提取与分离， 既突出了生物实验及其实验基本技能在中学生物教学中的基础性地 位，又很好地加深了学生对上节知识的理解和升华，真是恰到好处。本实验按常 规教学它是个验证实验，验证叶绿体中色素的种类、含量及颜色。为了适应新课 改的理念，我们将此实验改成探究性实验，对很多问题进行了对比和扩展。 二、学情分析 经过初高中化学和生物的学习，学生已具有一定自学、观察、质疑能力，了解了 进行探究性学习的一些基本方法，在课前我布置了对本实验的预习，学生已了解 了基本情况。 三、教学目标 知识目标：掌握色素提取和分离的原理，了解叶绿体中的色素组成、颜色。 能力目标：掌握色素的提取与分离的基本操作方法，培养学生积极思考与创 新能力，提高学生观察、分析和解决问题的能力。 情感态度价值观目标：通过实验探究，发展学生学习生物的兴趣，激发学生 创造性思维。 培养学生严谨的科学态度， 学会根据实验的现象和结果， 进行分析， 推出结论。形成善于交流、合作、反思、评价的学习品质。 四、教学重、难点 重点：色素提取与分离的操作。 难点：色素提取与分离操作的具体步骤和注

绿叶中色素的提取和分离试验

实验：叶绿体中色素的提取和分离教学设计

一、设计思想

新课标提出学生学习方式的变革，倡导自主、合作与探究的学习方式。本实验设计通过让学生预习教材→提出质疑（问题）→作出假设→设计实验→合作实验→分析结果→得出结论→表达和交流→进一步探究来学习叶绿体中色素的提取和分离，激发学生的学习需要，带给学生理智的挑战，促使学生分工合作，丰富学生的经验系统。 二、教材分析

《叶绿体重色素的提取和分离》是人教版高中生物必修一《分子与细胞》第4章第2节《光合作用》第1节课的教学内容，主要学习色素的种类和功能、叶绿体的结构和功能，掌握提取、分离色素的实验方法。本节内容是对第3章细胞结构知识的提升，又是后面学习光合作用原理和应用的基础。

普通高中生物课程标准对本部分知识的要求是能分析科学家对光合作用的认识过程，形成光合作用的基本概念；提取和分离叶绿体中的色素，简述叶绿体中色素的吸收光谱；要求教师能直到学生做好提取和分离叶绿体中色素的探究性实验，有条件的学校教师应该组织部分学生参与叶绿素吸收光谱的实验。 三、教学目标 １、知识目标：

（１）说出叶绿体中色素的种类和作用； （２）说出叶绿体的结构和功能 ２、能力目标：

（１）通过“叶绿体中色

绿叶中色素的提取和分离试验

实验：叶绿体中色素的提取和分离教学设计

一、设计思想

新课标提出学生学习方式的变革，倡导自主、合作与探究的学习方式。本实验设计通过让学生预习教材→提出质疑（问题）→作出假设→设计实验→合作实验→分析结果→得出结论→表达和交流→进一步探究来学习叶绿体中色素的提取和分离，激发学生的学习需要，带给学生理智的挑战，促使学生分工合作，丰富学生的经验系统。 二、教材分析

《叶绿体重色素的提取和分离》是人教版高中生物必修一《分子与细胞》第4章第2节《光合作用》第1节课的教学内容，主要学习色素的种类和功能、叶绿体的结构和功能，掌握提取、分离色素的实验方法。本节内容是对第3章细胞结构知识的提升，又是后面学习光合作用原理和应用的基础。

普通高中生物课程标准对本部分知识的要求是能分析科学家对光合作用的认识过程，形成光合作用的基本概念；提取和分离叶绿体中的色素，简述叶绿体中色素的吸收光谱；要求教师能直到学生做好提取和分离叶绿体中色素的探究性实验，有条件的学校教师应该组织部分学生参与叶绿素吸收光谱的实验。 三、教学目标 １、知识目标：

（１）说出叶绿体中色素的种类和作用； （２）说出叶绿体的结构和功能 ２、能力目标：

（１）通过“叶绿体中色