化学科技活动一则—分光光度法测定叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量

'化学科技活动一则—分光光度法测定叶片叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量44化学教学2002年,第8期化学科技活动一则分光光度法测定叶片叶绿素a,叶绿素b和类胡萝卜素含量杨敏文(浙江台州卫生学校,浙江临海317000)摘要:本文介绍了一则综合化学和生物知识的学生科技活动,通过测定植物叶片中叶绿素和类胡萝素含量,分析它们与植物生长状况的关系,培养学生科学素养.关键词:叶绿素;类胡萝卜素;含量测定;分光光度法文章编号:1005—6629(2002)08—0044—02中图分类号:G633.8文献标识码:C光合作用是植物所特有的生理功能,是地球上最大规模地将太阳能转换为化学能,并利用它把c0"和H20等无机物合成为有机物同时放出0的过程,是"地球上最重要的化学反应".光合作用为人类,动植物及微生物的生命活动提供了有机物,()"和能量.太阳能是通过光合色素来吸收的,光合色素存在于叶绿体中.高等植物叶绿体中所含的光合色素包括叶绿素(主要有叶绿素a和叶绿素b)和类胡萝卜素(包括胡萝卜素和叶黄素).叶绿素由卟啉环和叶醇组成,卟啉环的中央有一个镁原子,叶绿素a的分子式为c55H.7205N4Mg,叶绿素b的分子式为C55HTo06N4Mg.胡萝卜素是一种不饱和碳氢化合物,分子式为c柏,叶黄素是胡萝卜素含氧的衍生物,分子式为c柏H5602.各种植物叶片中叶绿素和类胡萝卜素都可溶 于丙酮,乙醇,石油醚,四氯化碳等溶剂.叶绿素是植物吸收光能的主要色素,类胡萝卜素在光合作用中的作用是辅助性质的,它们吸收的光能只有传递给叶绿素之后才能在光合作用中发挥作用.叶片中光合色素含量不同,会影响植物光合效率,还引起叶片颜色的变化.叶绿素a呈蓝绿色,叶绿素b是黄绿色,一般情况下类胡萝卜素的颜色被叶绿素所掩盖,在秋天叶绿素分解时才呈现出来,由于叶片所含叶绿素和类胡萝卜素的比例不同,所以秋季是植物叶片颜色多样的季节.在学生科技活动中进行植物活体叶片叶绿素和类胡萝卜素含量的测定,可以激发他们探索大自然奥秘的兴趣,培养综合利用多学科知识分析问题和解决问题的能力,增强学习的积极性,主动性和实际动手能力,体现素质教育的特点.1原理叶绿素和类胡萝卜素在90%丙酮提取液中的最大吸收峰波长不同,可以用分光光度法在提取液中分别测出叶绿素a(最大吸收波长为662nm),叶绿素b(最大吸收波长为644nm)和类胡萝卜素(最大吸收波长为44oI硼)的吸光度值A.利用下式进行浓度计算…:叶绿素a浓度(mg/L):C=9.78×A662—0.99×A644(1)叶绿素b浓度(mg/L):Cb=21.43×A644—4.65×A662(2)叶绿素总浓度(mg/L):C+b=C+Cb=5.13xA662—2O.44xA644(3)类胡萝卜素浓度(mg/L):Ck=4.7×A440一o.27×C+b= 4.7×A440一(1.38×A662+5.48×A644)(4)2材料和方法在9月中旬取5组叶片(每组5—7片叶片),分别为樟树(Cinnmomumcamphora)嫩叶(淡绿色),樟树功能叶(深绿色),樟树老叶(红色),珊瑚树(Viburnumodoratissimum)功能叶和七子花(Heptacodi.ummiconioide5)功能叶(也可选取其它植物的叶片),各组叶片用不锈钢剪刀剪成4左右的碎片,混匀,用分析天平准确称取0.5g左右,分别放入50mL锥形瓶中,加20mL蒸馏水,少量CaCO3粉末(防止脱镁),用高速电动匀浆机制成匀浆,定容至25mL,准确量取2.5mL,加入到50mL的试剂瓶中,再加入22.5mL无水丙酮,加塞,暗中提取光合色素30min,滤纸过滤,取滤液,即为90%丙酮光合色素提取液.90%丙酮提取液中叶绿素a,叶绿素b和类胡萝卜素浓度的测定:用90%丙酮作空白,用7200可见分光光度计测定提取液在440nm,644nm和662nm处的吸光度值(A),代人公式(1)～(4)计算提取液中叶绿素a,叶绿素b和类胡萝卜素的浓度.叶片中光合色素含量的计算:以下式分别计算叶片中叶绿素a,叶绿素b和类胡萝卜素的含量(mg/g鲜重).X=25×10一×C×100.25×C式中:一叶片中某种光合色素含量(mg/g)c一提取液中某种光合色素浓度(me/1)(5)2002年,第8期科技活动45一 分析样品的鲜重(g)3结果与讨论测得各种叶片中叶绿素a,叶绿素b,总叶绿素和类胡萝卜素的含量,结果见表1.从中可以看出,樟树不同叶龄叶片光合色素含量不同,功能叶类胡萝卜素含量较高,嫩叶和老叶类胡萝卜素含量较低.嫩叶叶绿素含量低,颜色浅(淡绿色),功能叶叶绿素含量较高,颜色较深(深绿色),而老叶叶绿素大量分解,含量很低,含量相对较高(与叶绿素相比)的类胡萝卜素使得叶片变红.叶片中叶绿素稳定性比类胡萝卜素差,容易受环境条件和植物本身生理状况的影响而发生变化.同是功能叶的光合色素含量,在不同树种中是不同的,这是由植物的遗传特性所决定,还与植物生存的环境有关.光合色素的功能是吸收光能,为植物的光合作用提供能量.植物叶片叶绿素含量与光合速率,营养状况等密切相关,实践上常测定叶绿素含量以表征植物生长状况,也往往把叶色变化作为看苗诊断和肥水管理的重要指标.表1不同类型叶片光合色素含量光合色素含量(mg/g鲜重)叶片类型叶绿素a叶绿素b总叶绿素类胡萝索樟树嫩叶O.55O.370.92O.2O樟树功能叶O.830.401.23O.3l樟树老叶O.O9O.13O.22O.22珊瑚树功能叶1.O50.471.520.46七子花功能叶O.65O.290.940.23参考文献:[1]x.H.波钦诺克.植物生物化学分析方法.北京:科学出版社,1981.255～258. 用淀粉厂的废酸液制取乳酸的研究樊正林(保定师专化学系,河北保定071051)文章编号:1005—6629(2002)08—0045一O1中图分类号:X78文献标识码:B乳酸的生产,传统的方法是采用淀粉,牛乳等为原料,用乳酸菌发酵而制取.本文的生产方法是利用淀粉厂的废酸液制取.具体的实验方法介绍如下:1实验原理淀粉厂用以沉淀分离淀粉的酸浆液,是用淀粉质原料经戴氏乳酸杆菌在一定的条件下发酵而成的.C6HO2cCHOHCOOH葡萄话"乳酸淀粉生产中,将制取的乳酸液加入淀粉乳中沉淀淀粉时,乳酸溶液被稀释,酸度降低.然而,在沉淀过程中,乳酸继续因发酵而生成,酸度逐渐升高,随之淀粉被沉淀.当本批淀粉沉淀完毕,少量酸液被用于下一批淀粉沉淀之用,而大量的乳酸液被排放.本文制取乳酸的工艺途径,就是取用这些被排放的乳酸液,经加入碳酸钙,使之生成乳酸钙,然后将乳酸钙酸化,制成乳酸.2实验步骤及操作2.1乳酸钙的制取量取废酸液1000毫升,过滤去掉杂质.在溶液中加入10克湿淀粉,充分搅拌,在45～50℃恒温,继续发酵.当溶液pH=4时,加入粉末碳酸钙.多次搅拌,继续在45～50%恒温,使陆续生成的乳酸跟碳酸钙逐渐反应生成乳酸钙.2CH3CHOHCOOH+CaC03——(cn3CHOHCOO)zCa+H20+COz 反应约进行24小时,过滤得乳酸钙溶液.2.2净化处理在乳酸钙溶液中滴加10%的氢氧化钙溶液,调节溶液的pH=8～10,煮沸,加入活性炭O.5克,滤去杂质.2.3结晶把净化后的乳酸钙溶液加热浓缩,当有晶体析出时,停止加热,水浴冷却,即有大量晶体析出.用布氏漏斗抽滤,收取晶体,母液重新去浓缩.2.4酸化在乳酸钙中加入4mol硫酸3O毫升,搅拌,使晶体完全溶解,再向溶液中滴加10%氢氧化钡,直至无白色沉淀出现为止.滤去沉淀.2.5蒸馏将滤液蒸馏,收集120～123%馏分即得乳酸,为无色稠厚液体,称重为l1.8克,经测定纯度为98.6%.3问题与讨论(1)本文中恒温45～50%,是戴氏(下转41页)'