叶绿体色素的提取和分离实验的拓展

叶绿体色素的提取和分离实验的拓展张淑兰（山东省潍坊教育学院生物系,２６２５００）高中课本中叶绿体色素的提取和分离是用层析法验证叶绿体色素的种类和各种色素的颜色。叶绿体含有四种主要光合色素：叶绿素ａ、叶绿素ｂ、叶黄素和胡萝卜素。这些色素不溶于水,但溶于...     

关于提取和分离叶绿体色素的几个问题

我们常见的植物叶子大都是绿色的。但这并不意味着这些植物仅含一种绿色的色素。现已知道,植物的叶绿体中含有绿色的叶绿素(包括叶绿素a和叶绿素b)和黄色的类胡萝卜素(包括叶黄素和胡萝卜素)二大类色素。由于前一类的含量远远大于后一类,故植物常呈绿色。如何知道叶绿体中含有上述色素的呢?只有对这些色素进行提取和分离,怎样提取和分离呢?本文拟结合叶绿体色素的一些结构性质,介绍一个简便易行的方法。     

名词解释

叶绿体植物的光合器。它存在于植物的绿色细胞中,含有叶绿素等色素和蛋白质、脂质、核酸等物质。叶绿体一般有两种膜:一是外膜,把叶绿体同细胞的其他部分分隔开来,对各种物质的渗透有选择性;另一种是片层膜,在叶绿体内部,有复杂的、折叠的片层结构,与叶绿体的能量转化功能有密切联系。     

套袋对苹果发育过程中果皮色素及果肉糖含量的影响

以富士苹果'长富2号'品系为试材,研究了套袋后果实生长发育过程中果皮色素含量、果肉糖含量及取袋后果皮色素、糖含量和PAL活性等品质形成因子的变化规律.结果显示:套用双层纸袋能显著降低红富士苹果果皮叶绿素含量,并以叶绿素a降低幅度较大,且与总叶绿素含量呈基本一致的下降变化趋势,而果皮类胡萝卜素降低幅度较小;果皮的花青苷含量取袋前显著低于对照,取袋后迅速上升,并在取袋后6 d超过对照,采收时超过对照1倍以上;果实PAL酶活性取袋后呈先升后降的趋势,取袋后4 d活性超过对照,取袋后6 d活性达到最高值;套袋不同程度地降低了果实可溶性总糖和还原糖含量,取袋后可溶性总糖、果糖和葡萄糖含量上升,蔗糖含量在取袋后4 d内迅速上升而后下降,但套袋果始终低于对照果.研究表明,套袋可以显著降低果皮中叶绿素的含量,促进花青苷积累,从而减少叶绿素对果实着色的干扰,提高果实外观品质,但同时也部分减少了果实总糖的含量,对果实内在品质有一定负面影响.     

三种不同制剂来源的叶绿素蛋白质复合物CPa的光谱特性及其组分的比较研究

用 SDS-PAGE 方法分离了菠菜叶绿体制剂、放氧光系统Ⅱ制剂和放氧光系统Ⅱ反应中心核心复合物的色素蛋白质复合物,对它们的 CPa 带进行的光谱特性的对比研究表明,在前两种制剂中 CPa 带不仅含有 Chl a 的蛋白质复合物带,它还含有少量 Chl b。且叶绿体制剂的 CPa 带中的 Chl b 含量高于放氧光系统Ⅱ制剂中的含量。此外,根据光系统Ⅱ反应中心核心复合物只有一条叶绿素蛋白质复合物带(CPa)的实验结果,我们认为光系统Ⅱ反应中心叶绿素蛋白质复合物即在 CPa 带中。但在叶绿体制剂和放氧光系统Ⅱ制剂的情况下,CPa 带还含有其它组分。     

小麦旗叶黄化转绿突变体的生理分析及细胞学研究

叶色突变体是研究植物光合作用机理的理想材料。该研究以小麦旗叶黄化转绿突变体LF2090及其野生型H_261为材料,对其主要农艺性状、光合色素含量、光合参数和叶绿体超微结构进行比较分析。结果显示:突变体在旗叶黄化期叶绿素b含量显著降低,叶绿体结构基本正常,光合速率无显著变化;在旗叶转绿期,突变体叶绿素b相对含量提高,但各色素含量均显著下降,叶绿体内基粒大部分消失,细胞间CO_2浓度及光合速率均显著下降。研究表明,叶绿素a与叶绿素b间的比例变化导致突变体旗叶叶片颜色发生由黄转绿的变化;突变体LF2090旗叶气孔部分关闭是该突变体光合速率降低和农艺性状较差的主要原因,同时色素含量降低导致叶绿体结构的改变也影响着旗叶的光合效率。     

新红星苹果果实着色期几种色素含量变化及其相关性（简报）

新红星苹果果实在果皮着色前果皮内叶绿素、类胡萝卜素含量降至最低。果皮着色过程中,随果皮内花青素含量迅速增加,叶绿素及类胡萝卜素含量也出现增加趋势,果色由淡红变为深红。自然着色前在果皮伤害处理情况下可明显刺激果皮内花青素、叶绿素、类胡萝卜素含量的一致提高。     

菠菜类囊体LHC的叶绿素-蛋白中的叶绿素排列和方向的研究

用蔗糖梯度离心的方法,从胰蛋白酶处理叶绿体和对照叶绿体膜分离LHC。比较研究了它们的吸收光谱、荧光光谱、圆二色光谱和荧光偏振度的变化。观测到消化叶绿体LHC的吸收光谱除位于652nm的肩消失外,其它特征性吸收均无明显改变,荧光发射峰位和在670nm的C.D.信号峰位与对照相比发生偏移,叶绿素b和吸收≤670 Nm叶绿素a的荧光偏振度降低。结果说明含叶绿素b的蛋白和短波长叶绿素a的蛋白位于类囊体膜的外侧,胰蛋白酶消化引起LHC的构型改变,从而使色素与色素、色素与蛋白的相互关系及叶绿素分子排列和方向发生改变。讨论了LHC上蛋白构型、叶绿素分子机构和叶绿素分子间能量传递的相互关系。提出了蛋白质在色素能量传递过程中的作用。     

UV-B辐射增强对芦苇光合生理及叶绿体超微结构的影响

在UV-B辐照增强条件下,研究不同辐照梯度对芦苇光合特性、光合色素含量及叶绿体超微结构的影响. 结果表明: 与自然光照相比,UV-B辐照增强显著降低芦苇叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率,且随辐照强度增大,降低程度加剧,胞间CO₂浓度升高,光合效率显著降低;与自然光照相比,UV-B辐照增强显著降低芦苇叶片光合色素含量(包括叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素),且随辐照强度增大,降低程度加剧;UV-B辐射增强条件下,叶绿体超微结构遭到破坏,表现为叶绿体结构变形,类囊体片层排列稀疏紊乱、膨胀甚至模糊不清,并且UV-B辐射强度越大,损伤越大,高强度UV-B辐射对叶绿体超微结构的影响大于低强度辐射.     

一种海生超微型黄藻的色素蛋白复合体

从海生超微型黄藻品系PP983中分离得到一种水溶性色素蛋白复合物,其光学特性与普遍存在于甲藻叶绿体中的多甲藻素-叶绿素α-蛋白复合物（Peridinin-Chlorophyllα-Protein Complexes,PCP)类似,初步测得该色素蛋白复合体的分子量约为154,200,分子中多甲藻素,叶绿素α,蛋白的摩尔比为16：2：5。研究结果显示,PP983中的PCP是作为聚光色素复合体存在于藻细胞的叶绿体中的。     

胰蛋白酶消化对菠菜叶绿体萤光影响的分析

用胰蛋白酶消化菠菜叶绿体,叶绿体的F_(684)相对萤光强度下降。在反应液中加入光系统Ⅱ的电子受体(DCIP 或Fecy)和光系统Ⅱ的电子传递抑制剂—DCMU,可以改变叶绿体F_(684)的相对萤光强度,但不影响与胰蛋白酶消化有关的萤光强度下降。用不同波长的光(436nm 和470nm)激发胰蛋白酶消化过的叶绿体,所测得的F_(684)变化、叶绿体中叶绿素含量变化以及吸收光谱变化的实验结果,说明用胰蛋白酶消化叶绿体后,使部分叶绿素从叶绿体上脱落,其中叶绿素b 的脱落量较高。表明胰蛋白酶消化所诱导的萤光强度下降与色素蛋白复合体受损有关。     

胰蛋白酶消化对菠菜叶绿体萤光影响的分析

用胰蛋白酶消化菠菜叶绿体,叶绿体的F_(684)相对萤光强度下降。在反应液中加入光系统Ⅱ的电子受体(DCIP或Fecy)和光系统Ⅱ的电子传递抑制剂—DCMU,可以改变叶绿体F_(684)的相对萤光强度,但不影响与胰蛋白酶消化有关的萤光强度下降。用不同波长的光(436nm和470nm)激发胰蛋白酶消化过的叶绿体,所测得的F_(684)变化、叶绿体中叶绿素含量变化以及吸收光谱变化的实验结果,说明用胰蛋白酶消化叶绿体后,使部分叶绿素从叶绿体上脱落,其中叶绿素b的脱落量较高。表明胰蛋白酶消化所诱导的萤光强度下降与色素蛋白复合体受损有关。     

菊花黄绿叶突变体不同类型叶片的叶绿素含量和结构特征比较

以菊花黄绿叶突变体-NAu04-1-31为试验材料,测定了黄叶、黄绿叶和绿叶3种不同类型叶片的叶绿素含量,并观察比较了叶片的显微与超微解剖结构.叶绿素含量测定表明:黄叶、黄绿叶的叶绿素含量显著低于绿叶,而黄叶叶绿素a与叶绿素b的比值大于绿叶.叶绿体显微与超微结构观察发现:黄叶细胞内叶绿体形状不规1则,缺乏正常的叶绿体膜结构,无类囊体,无淀粉粒,嗜锇颗粒较多;黄绿叶叶片栅栏组织绿色部分与绿叶的栅栏组织相似,黄色部分与黄叶的栅栏组织棚似,黄色部分的海绵组织中有类似于绿色叶片的海绵组织结构,而绿色部分含有类似于黄叶的海绵组织的结构特征.绿叶细胞内叶绿体较多,形状规则,基粒片层清晰,其内淀粉粒多而大,嗜锇颗粒较少.     

叶绿体色素分离实验改进与拓展

针对生物学专业本科生普通生物学实验教学,设计了将薄层色谱法和柱层析色谱法应用于叶绿体色素分离实验.采用硅胶作为吸附材料,以石油醚、苯和丙酮为混合展开剂,用薄层色谱法代替传统的纸色谱法进行叶绿体各色素的分离,用柱层析色谱法进行单体β-胡萝卜素、叶绿素a、叶绿素b和叶黄素制备,实验装置简单,易于操作,特别是各色素条带分离灵敏度高.     

色素分子在光合膜内取向初探

从正常大麦与缺乏叶绿素b大麦突变种的类囊体中分离提纯捕光叶绿素a /b—蛋白复合体和光系统Ⅱ颗粒,比较其线二色光谱,以及光合膜受到不饱和脂肪酸处理时线二色光谱的变化,参照几种光合色素的标准吸收光谱,初步分析和探讨了叶绿体光合膜中各种线二色组分可能的取向,提出了难以分辩的710～730 nm区域、624nm和595 nm处存在弱二色成分的证据。 七种高等植物叶绿体线二色光谱的成分大致相同。离体叶绿体在不同贮存条件(温度、时间等)下的线二色光谱,在一定范围内表明其色素及色素蛋白复合体具有稳定性。     

EDTA处理对大豆叶绿体的吸收光谱和荧光光谱的影响

前言在叶绿俸内所有的叶绿素基本上都是与蛋白质相结合的。叶绿素a是高等植物光合作用的主要色素,它与不同的膜内含蛋白一起形成各种复合体。用EDTA处理叶绿体导致类囊体膜上外周蛋白脱落,但有关处理后光合膜上叶绿素和光谱变化尚未见到报道。最近,我们曾报道用胰蛋白酶消化叶绿体可使叶绿素b优     

中华金叶榆子代苗光合特性及叶片呈色机制探讨

中华金叶榆是普通白榆的天然黄叶突变体,黄叶性状在子代中可稳定遗传,自由授粉子一代出现黄绿性状分离。该研究以中华金叶榆子代黄叶苗和绿叶苗为试验材料,从生长速率、叶片色素含量、光合特性、叶绿素荧光及叶绿体超微结构等方面对黄叶苗的光合特性和叶片呈色机制进行了探讨。结果显示:(1)黄叶苗生长缓慢,净光合速率(12.5μmol·m-2·s-1)显著低于绿叶苗(17.5μmol·m-2·s-1),而蒸腾速率、气孔导度和叶片温度显著高于绿叶苗。(2)黄叶苗和绿叶苗叶片的光合色素种类基本相同,但黄叶苗的叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素和花青素4种主要色素含量始终低于绿叶苗且相对稳定,各种色素含量在生育期内不同月份略有变化,类胡萝卜素含量始终低于叶绿素含量。(3)黄叶苗叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)发育不完全,电子传递效率低。(4)黄叶苗叶绿体内膜系统发育紊乱,基粒垛叠失败。研究表明,中华金叶榆子代黄叶苗叶绿体内膜系统发育缺陷,基粒片层垛叠失败,进而多种色素含量大幅下降,光合系统发育不完全,致使其叶片呈现黄色、光合性能下降、植株生长缓慢。     

光质和除草剂norflurazon对欧洲赤松子叶质体色素形成的影响

本文研究了不同光质和类胡萝卜素专一抑制剂 norflurazon 对欧洲赤松(Pinussylvestris)子叶叶绿体色素形成的影响,所得结果如下:1.在远红光下,类胡萝卜素相对合成速率大于叶绿素的合成速率,而在红光下恰恰相反。2.在白光下,当类胡萝卜素合成受抑制时,叶绿素的合成速率也有所降低。但是叶绿素相对积累量比类胡萝卜素大得多,叶绿素与类胡萝卜素的分子比增大到10:1,说明这两种色素的合成与积累有相当大的独立性。3.把连续在远红光下类胡萝卜素合成受抑制(含量为正常幼苗的30%)的松苗,移入强白光下4小时后,其总叶绿素和类胡萝卜素都有增加,表明只要有少量类胡萝卜素存在,光对色素合成的促进仍大于光氧化破坏。     

叶绿体中色素分离方法的改进

提取高等植物叶绿体中的色素，可以用圆形滤纸层板法。此方法与滤纸条层析法原理相似，但更简便易操作。其方法是：取一预先干燥过的圆形定性滤纸，用毛细吸管吸取少量色素滤液（色素滤液的制取与课本同），滴在其中央，待滤液风干后，再重复２～３次。然后对着滤液点处，用滴管慢慢滴加层析液，几分钟后，滤纸上就会出现４条环形色素带，从里到外依次为：黄绿色（叶绿素ｂ）、蓝绿色（叶绿素ａ）、黄色（叶黄素）、橙黄色（胡萝卜素）。叶绿体中色素分离方法的改进@霍文高$东明县第一中学!山东东明274500     

渍水对油菜苗期生长及生理特性的影响

通过盆栽试验研究了模拟渍水条件对苗期油菜（Brassica napus L.）中双11号生长及生理特性的影响。结果表明,渍水超过3 d就会显著抑制苗期油菜的生长,这与渍水降低油菜叶片叶绿体和光合色素含量、降低氮素吸收利用和引起过氧化胁迫有关。渍水后苗期油菜的生理恢复,无论是叶绿体和光合色素含量,还是硝酸还原酶及抗氧化酶活性的恢复均表现出一定的滞后性,而且渍水时间越长滞后期越长。此外,在苗期油菜叶片光合色素中,渍水对类胡萝卜素的影响要大于对叶绿素的影响。