葉綠素知識(shí)與葉綠素?zé)晒鉁y(cè)定的原理（下）

時(shí)間：2019-07-23作者：石家莊泛勝科技有限公司瀏覽：124

葉綠素知識(shí)與葉綠素?zé)晒鉁y(cè)定的原理（下） 
1864年，德國(guó)科學(xué)家薩克斯做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：把綠色葉片放在暗處幾小時(shí)，目的是讓葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗掉。然后把這個(gè)葉片一半曝光，另一半遮光。過(guò)一段時(shí)間后，用碘蒸氣處理葉片，發(fā)現(xiàn)遮光的那一半葉片沒(méi)有發(fā)生顏色變化，曝光的那一半葉片則呈深藍(lán)色。這一實(shí)驗(yàn)成功地證明了綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉。
1880年，德國(guó)科學(xué)家恩吉爾曼用水綿進(jìn)行了光合作用的實(shí)驗(yàn)：把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣并且是黑暗的環(huán)境里，然后用較細(xì)的光束照射水綿。通過(guò)顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，好氧細(xì)菌只集中在葉綠體被光束照射到的部位附近；如果上述臨時(shí)裝片完全暴露在光下，好氧細(xì)菌則集中在葉綠體所有受光部位的周圍。恩吉爾曼的實(shí)驗(yàn)證明：氧是由葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。　
將一片脫去淀粉的紫羅蘭葉片放在陽(yáng)光下數(shù)小時(shí)之后用碘試劑檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)只有葉片上綠色的區(qū)域變色而白色區(qū)域沒(méi)有，也就是說(shuō)只有綠色區(qū)域有淀粉存在。這顯示了光合作用在缺乏葉綠素的情況下無(wú)法進(jìn)行，葉綠素存在是光合作用的必要條件。
葉綠素 - 熒光現(xiàn)象和磷光現(xiàn)象
葉綠素的可見(jiàn)光波段的吸收光譜，在藍(lán)光和紅光處各有一顯著的吸收峰。吸收峰的位置和消光值的大小隨葉綠素種類不同而有所不同。葉綠素a較大的吸收光的波長(zhǎng)420-663nm，葉綠素b 的較大吸收波長(zhǎng)范圍在460-645nm。當(dāng)葉綠素分子位于葉綠體膜上時(shí)，由于葉綠素與膜蛋白的相互作用，會(huì)使光吸收的特性稍有改變。（手持式葉綠素測(cè)定儀）
 
葉綠素的酒精溶液在透射光下為翠綠色，而在反射光下為棕紅色。這個(gè)紅光就是葉綠素受光激發(fā)后**的熒光。這個(gè)現(xiàn)象就是熒光現(xiàn)象。其主要原理是由于葉綠素有兩個(gè)不同的吸收峰。葉綠素吸收光的能力較強(qiáng)，如果把葉綠素的丙酮提取液放在光源與分光鏡之間，可以看到光譜中有些波長(zhǎng)的光被吸收了。因此，在光譜上就出現(xiàn)了黑線或暗帶，這種光譜叫吸收光譜。葉綠素吸收光譜的較強(qiáng)區(qū)域有兩個(gè)：一個(gè)是在波長(zhǎng)為640nm-660nm的紅光部分，另一個(gè)在波長(zhǎng)為430nm-450nm的藍(lán)紫光部分。對(duì)其他光吸收較少，其中對(duì)綠光吸收較少，由于葉綠素吸收綠光較少，所以葉綠素的溶液呈綠色。葉綠素的丙酮提取液在透射光下是翠綠色的，而在反射光下是綜紅色的。 葉綠素溶液的熒光可達(dá)吸收光的10%左右。而鮮葉的熒光程度較低，指占其吸收光的0.1%-1%左右。
熒光效應(yīng)在植物生理學(xué)中有廣泛的應(yīng)用。用這個(gè)效應(yīng)可以研究植物的抗逆生理。因?yàn)樵谀婢诚?，植物的葉綠素會(huì)發(fā)生變換，研究其熒光，可以作為植物受逆境脅迫程度的指標(biāo)。另外，還有一個(gè)磷光效應(yīng)。就是當(dāng)熒光出現(xiàn)后，立即中斷光源，用靈敏的光學(xué)儀器還可在短時(shí)間內(nèi)看到微弱紅光，這就是磷光。（Chlorotech121A手持式葉綠素?zé)晒鉁y(cè)定儀）
葉綠素 - 生物合成與代謝
葉綠素a的生物合成途徑，是由琥珀酰輔酶A和甘氨酸縮合成δ-氨基乙酰丙酸，兩個(gè)δ-氨基乙酰丙酸縮合成吡咯衍生物膽色素原，然后再由4個(gè)膽色素原聚合成一個(gè)卟啉環(huán)──原卟啉Ⅳ，原卟啉Ⅳ是形成葉綠素和亞鐵血紅素的共同前體，與亞鐵結(jié)合就成亞鐵血紅素，與鎂結(jié)合就成鎂原卟啉。鎂原卟啉再接受一個(gè)甲基，經(jīng)環(huán)化后成為具有*Ⅴ環(huán)的原脫植醇基葉綠素，后者經(jīng)光還原、酯化等步驟而形成葉綠素a。
葉綠素在活體內(nèi)也和其他物質(zhì)一樣處于不斷較新?tīng)顟B(tài)。它被葉綠素酶分解，或經(jīng)光氧化而漂白。深秋時(shí)許多樹(shù)種葉片呈美麗的紅色，就是因?yàn)檫@時(shí)葉綠素降解速度大于合成速度，含量下降，原來(lái)被葉綠素所掩蓋的類胡蘿卜素、花色素的顏色顯示出來(lái)的緣故。
在植物衰老和儲(chǔ)藏過(guò)程中，酶能引起葉綠素的分解破壞。這種酶促變化可分為直接作用和間接作用兩類。直接以葉綠素為底物的只有葉綠素酶，催化葉綠素中植醇酯鍵水解而產(chǎn)生脫植醇葉綠素。脫鎂葉綠素也是它的底物，產(chǎn)物是水溶性的脫鎂脫植葉綠素，它是橄欖綠色的。葉綠素酶的較適溫度為60-82℃，100℃時(shí)完全失活。起間接作用的有蛋白酶、酯酶、脂氧合酶、過(guò)氧化物酶、果膠酯酶等。蛋白酶和酯酶通過(guò)分解葉綠素蛋白質(zhì)復(fù)合體，使葉綠素失去保護(hù)而較易遭到破壞。脂氧合酶和過(guò)氧化物酶可催化相應(yīng)的底物氧化，其間產(chǎn)生的物質(zhì)會(huì)引起葉綠素的氧化分解。果膠酯酶的作用是將果膠水解為果膠酸，從而提高了質(zhì)子濃度，使葉綠素脫鎂而被破壞。
在活體綠色植物中，葉綠素既可發(fā)揮光合作用，又不會(huì)發(fā)生光分解。但在加工儲(chǔ)藏過(guò)程中，葉綠素經(jīng)常會(huì)受到光和氧氣作用，被光解為一系列小分子物質(zhì)而褪色。光解產(chǎn)物是乳酸、檸檬酸、琥珀酸、馬來(lái)酸以及少量丙氨酸。因此，正確選擇包裝材料和方法以及適當(dāng)使用抗氧化劑，以防止光氧化褪色。
    葉綠素提取的準(zhǔn)備工作是在一個(gè)半暗的房間里，室溫保持在25℃。提取步驟如下：
(1) 取1000克新鮮的綠葉，在韋氏攪切器中粉碎。
(2)將粉碎的1000克綠葉放進(jìn)加有少量的碳酸鈣的丙酮中(溫度20℃)進(jìn)行萃取，直到過(guò)濾、清洗后的葉子碎片為無(wú)色。
(3)將過(guò)濾后的丙酮提取液放到盛有1升石油醚和100ml丙酮的漏斗中，然后輕輕地旋轉(zhuǎn)，同時(shí)加放蒸餾水直到分層為止。水層的大部分丙酮和水溶雜質(zhì)被丟棄，只剩石油醚溶液。
(4)將石油醚溶液用蒸餾水再次凈化后，用含有石油醚和0.01克草酸的200ml80%的甲醇溶液清洗5次以上，最后得到黃綠色懸浮液。
(5)用無(wú)水硫酸鈉對(duì)懸浮液進(jìn)行干燥，并將其滲入到75px厚的蔗糖粉末制成柱中，然后用石油醚清洗沉淀的色素去掉類胡蘿卜素，使之只含有**的葉綠素。
(6)含有**葉綠素的蔗糖柱分兩層，綠層有4-10mm的葉綠素b層，另一藍(lán)層為2-6mm的葉綠素a層。
(7)將位于藍(lán)層正中的部分(約占藍(lán)層的一半) 放入醚中，對(duì)此懸浮液進(jìn)行過(guò)濾、洗提，用蒸餾水清洗，用硫酸鈉干燥，再用器皿進(jìn)行過(guò)濾后，得到葉綠素a。
(8)將(6)中的綠層中間部分移出，迅速放入醚中過(guò)濾、洗提，制成葉綠素b醚溶液。
葉綠素 - 用途
葉綠素產(chǎn)品
造血功能
諾貝爾得獎(jiǎng)人Dr.Richard Willstatter和Dr.Hans Fisher發(fā)現(xiàn)：葉綠素的分子與人體的紅血球分子在結(jié)構(gòu)上很是相似，一的分別就是各自的**為鎂原子與鐵原子。因此，飲用葉綠素對(duì)產(chǎn)婦與因意外失血者會(huì)有很大的幫助。
幫助解除體內(nèi)殺蟲劑與藥物殘?jiān)?
    營(yíng)養(yǎng)學(xué)家Bernard Jensen博士指出，葉綠素能除去殺蟲劑與藥物殘?jiān)亩舅兀⒛芘c輻射性物質(zhì)結(jié)合而將之排出體外。此外，他也發(fā)現(xiàn)一般上健康的人會(huì)比病患者擁有較高的血球計(jì)數(shù)，但通過(guò)吸收大量的葉綠素之后，病患者的血球計(jì)數(shù)就會(huì)增加，健康狀況也會(huì)有所改善。
養(yǎng)顏美膚
    新英國(guó)醫(yī)藥期刊曾經(jīng)做過(guò)這樣的報(bào)導(dǎo)：葉綠素有助于克制內(nèi)部感染與皮膚問(wèn)題。美國(guó)外科雜志報(bào)導(dǎo)：Temple大學(xué)在1200名病人身上，嘗試以葉綠素醫(yī)治各種病癥，效果較佳。
葉綠素 - 新聞動(dòng)態(tài)
澳研究人員偶然提取到新型葉綠素，澳大利亞悉尼大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院研究人員宣布，他們發(fā)現(xiàn)了一種新葉綠素，它在生物能源領(lǐng)域可望擁有廣闊的應(yīng)用前景。
美國(guó)安諾實(shí)驗(yàn)室的手持式葉綠素測(cè)定儀采用熒光光度法，免去傳統(tǒng)的化學(xué)法檢測(cè)水中葉綠素含量時(shí)需要對(duì)葉綠素進(jìn)行萃取的步驟，直接檢測(cè)活體葉綠素，使檢測(cè)較加方便快捷。


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