A. 从菠菜中提取叶绿素
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；
（3）从菠菜中提取出叶绿素、胡萝卜素、叶黄素等色素并加以分离。
【实验原理】
色谱法利用混合物中各组分在某一物质中的吸附或溶解性能（即分配）的不同，或其它亲和作用性能的差异，使混合物的溶液流经该种物质，进行反复的吸附或分配等作用，从而将各组分分开。薄层色谱法是其中一种微量快速的分析分离方法。它具有灵敏、快速准确等优点。
薄层色谱属于固-液吸附层析的类型。通常是把吸附剂放在玻璃板上成为一个薄层，作为固定相，以有机溶剂作为流动相。实验时，把要分离的混合物滴在薄层板的一端，用适当的溶剂展开。当溶剂流经吸附剂时，由于各物质被吸附的强弱不同，就以不同的速率随着溶剂移动。展开一定时间后，让溶剂停止流动，混合物中各组分就停留在薄层板上显示出一个个色斑的色谱图。若各组分无色，可喷洒一定的显色剂使之显色（如图）。
混合物中各物质在薄板上随溶剂移动的相对距离称为比移值（Rf值）。
B. 叶绿素提取实验
一 实验目的
1．掌握提取叶绿素的方法；
2．了解薄层层析的原理，掌握薄层层析的一般操作和定性鉴定方法
二 实验原理
1．叶绿素提取
高等植物体内的叶绿体色素有叶绿素和类胡萝卜素两类，主要包括叶绿素a (C55H72O5N4Mg)、叶绿素b(C55H70O6N4Mg)、β—胡萝卜素(C40H56)和叶黄素(C40H56O2)等4种。叶绿素a和叶绿素b为吡咯衍生物与金属镁的配合物，胡萝卜素是一种橙色天然色素，属于四萜类，为一长链共轭多烯，有α、β、γ三种异构体，其中，β异构体含量最多。叶黄素为一种黄色色素，与叶绿素同存在于植物体中，是胡萝卜素的羟基衍生物，较易溶于乙醇，在乙醚中溶解度较小。根据它们的化学特性，可将它们从植物叶片中提取出来，并通过萃取、沉淀和色谱方法将它们分离开来。
2．薄层色谱
薄层层析是快速分离和定性分析微量物质的一种极为重要的实验技术，具有设备简单、操作方便而快速的特点。它是将固定相支持物均匀地铺在玻片上制成薄层板，将样品溶液点加在起点处，置于层析容器中用合适的溶剂展开而达到分离的目的。用此法分离时几乎不受温度的影响，可采用腐蚀性显色剂，而且可在高温下显色，特别适用于挥发性小或在较高温度下易发生反应的物质，同时也常用来跟踪有机反应或监测有机反应完成的程度。
薄层层析的器材选择：
（1）基板：玻璃、塑料、金属箔，常用玻璃板。
（2）吸附剂：
吸附剂要有合适的吸附力，并且必须与展开剂和被吸附物质均不起化学反应。可用作吸附剂的物质很多，常用的有硅胶和氧化铝，由于吸附性好，适用于各类化合物的分离，应用最广。选择吸附剂时主要根据样品的溶解度、酸碱性及极性。氧化铝一般是微碱性吸附剂，适用于碱性物质及中性物质的分离；而硅胶是微酸性吸附剂，适用于酸性物质及中性物质的分离。以下简单介绍吸附剂的几个基本参数。
种类：常用：氧化铝（强极性）、硅胶（中强极性）
不常用：硅藻土、纤维素、糖类、活性碳
符号：H——无任何添加剂；G——加有锻石膏（Gypsum，CaSO4·1/2 H2O）粘合剂；
F——加有荧光素（Fluorescein）
CMC——加有羧甲基纤维素钠（Carboxymethyl cellulose）
例：硅胶GF254表示硅胶中既加有煅石膏粘合剂，也加有荧光素，可以在波长254nm的紫外光下激发出荧光
粒度：目：1cm2内的筛孔数，数目越大，颗粒越小。薄层所用吸附剂颗粒较细，氧化铝为200目，硅胶为100~150目。
μ：颗粒的平均直径，以微米表示。例如：40μ的颗粒与100目相当。
活性：
吸附剂按其含水量的多少各分为五个等级：I级含水量最少，活性最高；V级含水量最多，活性最低；但并不是活性越高分离效果越好，选用哪种活性级别的吸附剂，要用实验的方法来确定。
酸碱性：
市售氧化铝有酸性（用以分离酸性化合物）、中性、碱性（用以分离生物碱等碱性化合物），其蒸馏水洗出液的pH值分别为4、7.5、9—10；其中以中性氧化铝应用最广，可用来分离各种化合物，特别是那些对酸、碱敏感的化合物。
硅胶没有酸碱性之分。
（3）展开剂
在样品组分-吸附剂-展开剂三个因素中。对一确定组分，样品的结构和性质可看作是一不变因素，吸附剂和展开剂是可变因素。而吸附剂的种类有限，因此选择合适的展开剂就成为解决问题的关键。展开剂的选择有以下要求:
（a）对待测组分有很好的溶解度。
（b）能使待测组分与杂质分开，与基线分离。
（c）使展开后的组分斑点圆而集中，不应有拖尾现象。
（d）使待测组分的Rf值最好在0.4~0.5，如样品中待测组分较多，Rf值则可在0.25~0.75范圈内，组分间的Rf值最好相差0.1左右。由于薄层色谱法用途非常广泛，国内外均有现成的铺有吸附剂的薄层板出售。一般实验室中也可自己制备。
(e)不与组分发生化学反应，或在某些吸附剂存在下发生聚合。
(f)具有适中的沸点和较低的粘滞度。
展开剂的极性是指与样品组分相互作用时。展开剂分子与吸附剂分子的色散作用、偶极作用、氢键作用及介电作用的总和。展开剂要根据样品的极性及溶解度，吸附剂活性等因素进行选择，总的原则是展开剂的极性能使组分的Rf值在0.5左右。常用溶剂极性次序是：石油醚<环己烷<苯<乙醚<氯仿<乙酸丁酯<正丁醇<丙酮<乙醇<甲醇。
如一种溶剂不能充分展开，可选用二元或多元溶剂系统。
4．展开槽与展开：
薄层的展开在密闭的容器即展开槽或称为层析缸中进行。
展开：
合适的展开剂用量为浸及下端硅胶，但不浸及样点；点样端向下，每次只展开一块，放在正中，以免爬斜（进而展开倾斜）。
5．显色：
如果化合物本身有颜色，就可直接观察它的斑点。如果本身无色，可先在紫外灯光下观察有无荧光斑点（有苯环的物质都有），用铅笔在薄层板上划出斑点的位置；对于在紫外灯光下不显色的，可放在含少量碘蒸气的容器中显色来检查色点（因为许多化合物都能和碘成黄棕色斑点），显色后，立即用铅笔标出斑点的位置。常用
普适性显色剂：浓硫酸、碘蒸气、荧光素，专用显色剂：茚三酮、三氯化铁溶液等。
三、实验仪器与药品
仪器：半微量玻璃仪器一箱，小烧杯，层析缸(槽)，载玻片(100mm×25mm)干燥器，电吹风，毛细管，移液管，研钵，布氏漏斗，抽滤装置。
试剂：硅胶，1％ CMC，石油醚（60~90℃），乙醇，丙酮，乙醚，饱和NaCl溶液，无水Na2SO4
四、实验步骤
1．制板：
将硅胶加 1％ CMC，调成桨状(硅胶：CMC=1:3~4)（在平铺玻璃板上能晃动但不能流动），将其涂在载玻片上（100mm×25mm）），为使其坦平，可将载玻片用手端平晃动，至平坦为止，放在干净平坦的台面上，晾干之后放入105℃烘箱活化1小时，取出放入干燥器内待用。
2、叶绿素的提取
在研钵中放入几片(约5g)菠菜叶(新鲜的或冷冻的都可以．如果是冷冻的，解冻后包在纸中轻压吸左水分)。加人10mL2:1石油醚和乙醇混合液，适当研磨。将提取液用滴管转移至分液漏斗中，加人10 mL饱和NaCl溶液(防止生成乳浊液)除去水溶性物质，分去H2O层，再用蒸馏水洗涤两次。将有机层转入干燥的小锥形瓶中，加2g入无水Na2SO4干燥。干燥后的液体倾至另—锥形瓶中(如溶液颜色太浅，可在通风柜中适当蒸发浓缩)。
3、点样
用一根内径 1mm的毛细管，吸取适量提取液，轻轻地点在距薄板一端1.5cm处，平行点两点，两点相距1cm左右。若一次点样不够，可待样品溶剂挥发后．再在原处点第二次，但点样斑点直径不得越过2mm。
4、展开
先在层析缸中放入展开剂[石油醚（60~90℃）-丙酮—乙醚(体积比为3:1:1)]，加盖使缸内蒸气饱10min， 再将薄层板斜靠于层析缸内壁。点样端接触展开剂但样点不能浸没于展开剂中，密闭层祈缸。待展开剂上升到距薄层板另一端约1crm时，取出平放，用铅笔或小针划前沿线位置，晾干或用电吹风吹干薄层。
五、实验注意事项
1．制板时用注意使板上硅胶厚度尽量一致。
2．植物叶片不要研成糊状，否则会给分离造成困难
C. 某班学生以新鲜菠菜叶为材料进行叶绿体中色素的提取和分离的实验时，由于各组操作不同，出现了如图所示的
A、光合色素不能溶于水，甲没有色素，可能是误用蒸馏水做提取液和层析液专，故A正确；
B、乙中色素属的量较少，可能是因为研磨时未加入SiO2，导致研磨不充分、提取色素含量少，故B正确；
C、丙中叶绿素含量比类胡萝卜素含量低，可能是因为研磨时未加入CaCO3，导致部分色素被破坏，故C错误；
D、丁中叶绿素含量比类胡萝卜素含量低，且色素含量较少，可能是因为研磨时未加入CaCO3，导致部分色素被破坏所致，故D正确．
故选：C．
D. 图甲是菠菜叶肉细胞中的叶绿体亚显微结构示意图，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示不同的部位；图乙是光合作用的碳反应
（1）利用新鲜菠菜叶片进行“光合色素的提取和分离”活动．在菠菜叶片研磨过程中，加入95%乙醇的作用是作为提取色素的溶剂；分离色素的过程中，应注意滤纸上的滤液细线要高于层析液的液面；分离后，在滤纸条上会呈现四条色素带，其中离滤液细线最远的色素是胡萝卜素．
（2）光合色素存在于图甲的[Ⅲ]光合膜中，其中叶绿素主要吸收红光和蓝紫光．图乙过程发生在图甲的[Ⅱ]叶绿体基质中．
（3）图乙中，物质①是3-磷酸甘油酸，该物质在光反应产物ATP和NADPH的作用下形成物质②3-磷酸丙糖．若3个CO2分子进入卡尔文循环可形成6个物质②分子，其中有5个物质②3-磷酸丙糖分子经过一系列变化再生成RuBP，其余的离开循环，可在叶绿体内作为合成淀粉、蛋白质和脂质等大分子物质的原料．
故答案为：
（1）作为提取色素的溶剂 层析液 胡萝卜素
（2）Ⅲ光合膜 蓝紫Ⅱ基质
（3）3-磷酸甘油酸 ATP和NADPH 5 淀粉
E. 求叶绿素提取的实验步骤 求叶绿素提取的实验步骤
叶绿素的提取
▲ 将新鲜菠菜（Spinacia）叶片洗净擦干,去叶柄及叶脉.称取样品 8g,剪碎置研钵内,加入 8cm3丙酮及少许固体碳酸钠,迅速研磨成匀浆；然后再加入 20cm3丙酮充分研磨.
▲ 在一玻璃漏斗底部垫一小团脱脂棉,将匀浆通过脱脂棉过滤至已装有 20cm3石油醚的分液漏斗中,再用少量的丙酮冲洗叶片残渣及研钵,合并滤液.
▲ 沿分液漏斗的壁小心加入 40cm3蒸镏水,轻轻摇动,使色素转移到上面的石油醚层静置数分钟,待分层清楚后弃去下面的丙酮一一水层.如发生乳化现象可加入 2－3cm3饱和NaCl 溶液.
▲ 在分液漏中再加入 40cm3蒸镏水,轻轻摇动,以洗去石油醚中残留的丙酮,共洗两次.然后将叶绿素的石油醚提取液放入具塞锥形瓶中,置暗处或用黑纸包好备用.
F. 如图是“绿叶中色素的提取和分离”实验的部分材料和用具．据图回答下列问题：（1）图中步骤①加入研钵内
（1）研磨时需要加入3种物质：10 mL的无水乙醇，作用是溶解色素；二氧化硅可以增大摩擦力，使细胞和叶绿体破碎；细胞研磨破碎后，会溢出有机酸，为防止叶绿素中的镁被氢取代，破坏叶绿素，研磨时需加入少许碳酸钙中和有机酸．
（2）过滤研磨液时，漏斗基部不能用滤纸，因为色素可吸附在滤纸上．一般用一层尼龙布过滤．
（3）剪去两角的作用是防止两边色素扩散过快．画滤液细线的要求是细、齐、直，防止色素带重叠．
（4）层析时的关键技术是不能让层析液没及滤液细线，否则，滤液细线会被层析液溶解，不能分离．4种色素溶于层析液中，因溶解度的差异，造成在滤纸条上扩散速度不同，从而达到分离的目的．由于层析液有毒，而且可以挥发，所以要加盖．色素带的宽度是由各种色素含量不同造成的，含量越多，色素带越宽，一般植物叶片中叶绿素a含量最多，所以叶绿素a带最宽．扩散速度最快的是胡萝卜素，在色素带的最上层．
（5）叶绿素不稳定，易分解，而叶黄素和胡萝卜素较稳定．
故答案为：
（1）无水乙醇二氧化硅碳酸钙
（2）尼龙布
（3）防止色素带不整齐细、齐、直
（4）层析液不要没及滤液细线防止层析液挥发叶绿素a胡萝卜素
（5）叶绿素a和叶绿素b胡萝卜素和叶黄素