Ինչպես ստանալ քլորոֆիլ բույսերից: Գունանյութերի տարանջատում թղթային քրոմատագրմամբ: Գունանյութերի տարանջատում ըստ Քրաուսի. Ինչու՞ կանաչ լուծույթը գունատվեց կիտրոնաթթու ավելացնելուց հետո

Լաբորատորիա 22

Թերթային պիգմենտների քիմիական հատկությունները

Բույսերի ֆոտոսինթետիկ ապարատի ամենակարեւոր բաղադրիչները պիգմենտներն են։ Գունանյութերը բաժանվում են երկու դասի՝ տետրապիրոլային միացություններ ( քլորոֆիլներ և ֆիկոբիլիններ) և պոլիիզոպրենոիդ ( կարոտինոիդներ).

Ֆիկոբիլինները ջրիմուռների պիգմենտներ են: Բարձրագույն բույսերում հանդիպում են քլորոֆիլ «a», քլորոֆիլ «բ» և կարոտինոիդներ։ Հիմնական ֆունկցիոնալ պիգմենտը քլորոֆիլ «ա» է , որը հանդիպում է բոլոր ֆոտոսինթետիկ օրգանիզմներում (բացի բակտերիաներից): Այն ծառայում է որպես էներգիայի անմիջական դոնոր ֆոտոսինթետիկ ռեակցիաների համար։ Մնացած պիգմենտները կլանված էներգիան փոխանցում են միայն քլորոֆիլին «a» .

DIV_ADBLOCK267 ">

Բրինձ. 17 Կարոտինոիդների կառուցվածքային բանաձևերը և դրանց փոխակերպումների հաջորդականությունը

Ավելին, ցիկլային կարոտիններում վեցանդամ օղակները ներկայացված են երկու տեսակի՝ β-իոնոն և α-իոնոն։

Ֆոտոսինթետիկ օրգանիզմներում դեղին պիգմենտների այս խումբը ներկայացված է լիկոպենով, α-կարոտինով, β-կարոտինով և γ-կարոտինով։ Բարձր բույսերում β-կարոտինը հիմնական կարոտինն է։

Քսանթոֆիլները թթվածին պարունակող կարոտինի ածանցյալներ են, այդ թվում՝ լյուտեինը (C40H56O2), զեաքսանտինը (C40H56O4), վիոլաքսանտինը (C40H56O4), նեօքսանտինը (C40H56O4) (նկ. 17): Այս քսանթոֆիլների մեջ գերակշռում է լյուտեինը, որը քիմիական կառուցվածքով շատ մոտ է α-կարոտինին, բայց ի տարբերություն դրա երկհիդրիկ սպիրտ է, այսինքն՝ յուրաքանչյուր իոնային օղակում ջրածնի մեկ ատոմը փոխարինվում է հիդրօքսիլ խմբով։

Կարոտինոիդների գործառույթները. 1) լրացուցիչ պիգմենտներ են. 2) պաշտպանել քլորոֆիլի մոլեկուլները ֆոտոօքսիդացումից. 3) դեր է խաղում թթվածնի փոխանակման մեջ ֆոտոսինթեզի ժամանակ.

Մեթոդի սկզբունքը.Բուսական հյուսվածքից պիգմենտները արդյունահանվում են բևեռային լուծիչներով (էթիլային սպիրտ, ացետոն), որոնք քայքայում են քլորոֆիլների և քսանթոֆիլների կապը պլաստիդային լիպոպրոտեինների հետ և ապահովում դրանց ամբողջական արդյունահանումը։ Ոչ բևեռային լուծիչները (նավթային եթեր, հեքսան, բենզին և այլն) չեն խախտում այդ պիգմենտների կապը սպիտակուցների հետ։

Աշխատանքի նպատակը.ծանոթանալ թիթեղային պիգմենտների քիմիական հատկություններին.

Առաջընթաց: 1. Գունանյութերի ալկոհոլային լուծույթ ստանալը. Գունանյութերի քաղվածք ստանալու համար օգտագործվում է ինչպես հում, այնպես էլ չոր բուսանյութ։ Չորացրած տերևները նախապես մշակվում են տաք ջրով, որպեսզի հեշտացնեն գունանյութերի հետագա արդյունահանումը:

Մկրատով մանր կտրատել բույսի թարմ տերևները (1 գ), դնել հավանգի մեջ և մանրացնել քիչ քանակությամբ CaCO3-ով։ Շաղախի մեջ աստիճանաբար ավելացրեք 2 ... 3 մլ էթիլային սպիրտ և մանրակրկիտ մանրացրեք նմուշը, մինչև ստացվի համասեռ զանգված։ Այնուհետեւ ավելացրեք եւս 5 ... 8 մլ սպիրտ, խառնեք պարունակությունը։ Շաղախի քիթը ներքևից յուղեք նավթային ժելեով և շաղախի պարունակությունը ապակե փայտով տեղափոխեք թղթե ֆիլտրի մեջ։ Ստացված ֆիլտրատը դրեք փորձանոթի մեջ։ Ալկոհոլային էքստրակտը պարունակում է կանաչ և դեղին պիգմենտների գումար:

2.Գունանյութերի տարանջատում ըստ Քրաուսիհիմնված է ալկոհոլի և բենզինի մեջ պիգմենտների տարբեր լուծելիության վրա: Այս լուծիչները ցամաքեցնելիս չեն խառնվում, այլ ձևավորում են երկու փուլ՝ վերին բենզին և ստորին սպիրտ, որի շնորհիվ պիգմենտների խառնուրդի բաղադրիչներն առանձնանում են։

Փորձանոթի մեջ լցնել 2 ... 3 մլ պիգմենտների ալկոհոլային մզվածք և ավելացնել 3 ... 4 մլ բենզին։ Խողովակի պարունակությունը նախօրոք խցանով կամ բթամատով փակած ուժգին թափահարեք և թողեք կանգնի: Ավելի լավ տարանջատման համար ավելացրեք 1 ... 2 կաթիլ ջուր։

Քանի որ էմուլսիան շերտավորվում է, բենզինի վերին շերտը կդառնա կանաչ՝ դրանում քլորոֆիլների ավելի լավ լուծելիության պատճառով: Բացի այդ, կարոտինը վերածվում է բենզինի, սակայն դրա գույնը քողարկված է քլորոֆիլով: Քսանթոֆիլը մնում է սպիրտի ստորին շերտում՝ դրան տալով ոսկեգույն դեղին երանգ։

Եթե ​​պիգմենտները բավականաչափ հստակ չեն բաժանվում, ապա ավելացրեք 1 ... 2 կաթիլ ջուր և նորից թափահարեք: Ջրի ավելցուկի դեպքում ստորին շերտը կարող է պղտորվել, ապա պետք է ավելացնել մի քիչ էթիլային սպիրտ և թափահարել փորձանոթի պարունակությունը։

Գունանյութերի բաշխման ուրվագիծը սպիրտի և բենզինի մեջ, եզրակացություններ արեք դրանց տարբեր լուծելիության մասին:

3. Քլորոֆիլի սապոնացում ալկալիներով:Երբ քլորոֆիլը մշակվում է ալկալիներով, էսթերային խմբերը սապոնացվում են, այսինքն՝ մեթիլ սպիրտի և ֆիտոլի մնացորդները բաժանվում են (նկ. 18): Ձևավորվում է քլորոֆիլաթթվի նատրիումի աղը, որը պահպանում է քլորոֆիլի կանաչ գույնը և օպտիկական հատկությունները, բայց ավելի հիդրոֆիլ է, քան բնիկ պիգմենտը։

Բրինձ. 18 Քլորոֆիլի սապոնացում ալկալիներով

1 մլ 20% NaOH լուծույթ լցնել փորձանոթի մեջ 2 ... 3 մլ պիգմենտների սպիրտային լուծույթով և թափահարել։ Քաղվածքն ալկալիի հետ խառնելուց հետո փորձանոթը տեղադրեք եռացող ջրային բաղնիքի մեջ, հասցրեք եռման աստիճանի և սառչի։

Սառեցված լուծույթին ավելացրեք հավասար ծավալով բենզին և մի քանի կաթիլ ջուր՝ խառնուրդն ավելի լավ տարանջատելու համար։ Ապա թափահարեք փորձանոթի պարունակությունը և թողեք, որ նստի:

Կարոտինն ու քսանթոֆիլը կանցնեն բենզինային շերտ, իսկ քլորոֆիլաթթվի նատրիումի աղը՝ սպիրտային շերտ։

Էսքիզեք շերտերի գույնը՝ նշելով պիգմենտների բաշխվածությունը 3. Ֆեոֆիտինի ստացում և ջրածնի հակադարձ փոխարինում մետաղի ատոմով: Մագնեզիումի ատոմը թույլ է պահվում քլորոֆիլային պորֆիրինի միջուկում և ուժեղ թթուների զգույշ գործողության ներքո հեշտությամբ փոխարինվում է երկու պրոտոններով, ինչը հանգեցնում է շագանակագույն ֆեոֆիտինի ձևավորմանը։

Եթե ​​ֆեոֆիտինի վրա գործում են պղնձի, ցինկի կամ սնդիկի աղերը, ապա երկու պրոտոնի փոխարեն միջուկ է մտնում համապատասխան մետաղը և նորից վերականգնվում է կանաչ գույնը։ Այնուամենայնիվ, այն որոշ չափով տարբերվում է քլորոֆիլի գույնից: Հետևաբար, քլորոֆիլների գույնը կախված է նրանց մոլեկուլում առկա մետաղական օրգանական կապից։

Փորձանոթի մեջ լցնել պիգմենտների 2 ... 3 մլ ալկոհոլային մզվածք և ավելացնել 1 ... 2 կաթիլ 10% աղաթթվի լուծույթ։ Ռեակցիայի ընթացքում կանաչ գույնը փոխվում է շագանակագույն, մինչդեռ քլորոֆիլը վերածվում է ֆեոֆիտինի։ Փորձանոթի պարունակությունը բաժանեք երկու փորձանոթների մեջ:

Մեկ խողովակը թողնում ենք ֆեոֆիտինով վերահսկողության համար, իսկ երկրորդ տեղում քացախաթթվի պղնձի մի քանի բյուրեղներ և լուծույթը տաքացնում ենք ջրային բաղնիքում մինչև եռալը։ Տաքացումից հետո լուծույթի շագանակագույն գույնը դառնում է կանաչ՝ քլորոֆիլանման պղնձի ածանցյալի առաջացման արդյունքում։

Նկարագրե՛ք ֆեոֆիտինի և պղնձի քլորոֆիլի գույնը:

https://pandia.ru/text/80/159/images/image005_49.gif "width =" 541 "height =" 135 id = ">

քլորոֆիլանման պղնձի ածանցյալ

Սարքավորումներ և նյութեր. 1) թարմ բույսի տերեւներ; 2) էթիլային սպիրտ; 3) բենզին. 4) 20% NaOH լուծույթ; 5) 10% աղաթթու կաթիլային. 6) 10% աղաթթու. 7) ջրային բաղնիք. 8) դարակ փորձանոթներով. 9) 1 մլ պիպետներ կամ ծավալային խողովակներ. 10) ձագարներ. 11) ֆիլտր թուղթ. 12) հավանգ՝ նեխուրով. 13) ապակե ձողեր. 14) մկրատ.

Ինչու են բույսերը կանաչ:

Բարդություն:

Վտանգ.

Կատարեք այս փորձը տանը

Ռեակտիվներ

Անվտանգություն

• Փորձը սկսելուց առաջ կրեք պաշտպանիչ ձեռնոցներ և ակնոցներ:
• Փորձն անցկացրեք սկուտեղի վրա:
• Փորձն անցկացրեք լավ օդափոխվող տարածքում, հեռու բռնկման աղբյուրներից:

Ընդհանուր անվտանգության կանոններ

• Թույլ մի տվեք, որ քիմիական նյութերը շփվեն աչքերի կամ բերանի հետ:
• Անվտանգության ակնոց չունեցող մարդկանց, փոքր երեխաներին և կենդանիներին հեռու պահեք փորձարկման տարածքից:
• Փորձարարական փաթեթը պահեք 12 տարեկանից ցածր երեխաների համար:
• Օգտագործելուց հետո լվացեք կամ մաքրեք բոլոր սարքավորումներն ու պարագաները:
• Համոզվեք, որ ռեակտիվների բոլոր տարաները սերտորեն փակված են և պատշաճ կերպով պահվում են օգտագործելուց հետո:
• Համոզվեք, որ բոլոր միանգամյա օգտագործման տարաները պատշաճ կերպով հեռացված են:
• Օգտագործեք միայն սարքավորումները և ռեակտիվները, որոնք տրված են փաթեթում կամ առաջարկվում են ընթացիկ հրահանգներով:
• Եթե ​​փորձարկման համար օգտագործել եք սննդի տարա կամ սպասք, անմիջապես դեն նետեք այն: Դրանք այլևս պիտանի չեն սննդամթերք պահելու համար։

Առաջին օգնության մասին տեղեկատվություն

• Եթե ​​ռեակտիվները շփվում են ձեր աչքերի հետ, մանրակրկիտ լվացեք ձեր աչքերը ջրով, անհրաժեշտության դեպքում ձեր աչքերը բաց պահեք: Անմիջապես դիմեք բժշկի:
• Կուլ տալու դեպքում բերանը ողողեք ջրով և մի քիչ մաքուր ջուր խմեք: Մի դրդեք փսխում. Անմիջապես դիմեք բժշկի:
• Եթե ​​ռեակտիվները ներշնչվում են, տեղափոխեք մաքուր օդ:
• Մաշկի հետ շփման կամ այրվածքների դեպքում ողողեք տուժած տարածքը առատ քանակությամբ ջրով 10 րոպե կամ ավելի երկար:
• Եթե ​​կասկածներ ունեք, անմիջապես դիմեք բժշկի: Վերցրեք քիմիական նյութը և դրա տարան ձեզ հետ:
• Վնասվածքի դեպքում միշտ դիմեք բժշկի։

• Քիմիական նյութերի ոչ պատշաճ օգտագործումը կարող է վնասվածքներ և առողջությանը վնաս պատճառել: Կատարեք միայն հրահանգներում նշված փորձերը:
• Փորձառությունների այս փաթեթը նախատեսված է միայն 12 տարեկան և ավելի բարձր երեխաների համար:
• Երեխաների կարողությունները զգալիորեն տարբերվում են նույնիսկ տարիքային խմբում: Հետևաբար, իրենց երեխաների հետ փորձեր կատարող ծնողները պետք է ինքնուրույն որոշեն, թե որ փորձերն են հարմար իրենց երեխաների համար և անվտանգ կլինեն նրանց համար:
• Ծնողները պետք է երեխայի կամ երեխաների հետ քննարկեն անվտանգության կանոնները նախքան փորձարկումները սկսելը: Առանձնահատուկ ուշադրություն պետք է դարձնել թթուների, ալկալիների և դյուրավառ հեղուկների անվտանգ շահագործմանը:
• Փորձարկումները սկսելուց առաջ մաքրեք փորձարկման տարածքը այն առարկաներից, որոնք կարող են խանգարել ձեզ: Պետք է խուսափել փորձարկման վայրի մոտ սնունդ պահելուց: Փորձարկման վայրը պետք է լավ օդափոխվի և մոտ լինի ծորակին կամ ջրի այլ աղբյուրին: Փորձեր անցկացնելու համար պահանջվում է կայուն սեղան:
• Մեկանգամյա օգտագործման փաթեթավորման նյութերը պետք է ամբողջությամբ օգտագործվեն կամ հեռացվեն մեկ փորձարկումից հետո, այսինքն. փաթեթը բացելուց հետո:

ՀՏՀ

Որտեղի՞ց ստանալ 96% ալկոհոլի (էթանոլ) լուծույթ:

Ալկոհոլը կարելի է գնել դեղատնից կամ ձեռք բերել լաբորատոր մեթոդներով։ Դա անելու համար անհրաժեշտ է երեք մոմ և թունդ ալկոհոլ կամ 40-60% էթանոլի լուծույթ: Մնացածը կարելի է գտնել Plant Chemistry տուփի և սկզբնական հավաքածուի մեջ:

1. Տեղադրեք մետաղական ադապտեր մեկ անցքով խրոցակի մեջ:
2. Սահեցրեք սիլիկոնե խողովակը ադապտորի վրայով:
3. Ձագարը մտցրեք կոլբայի մեջ և լցրեք 40 մլ թունդ սպիրտ կամ 40-60% էթանոլի լուծույթ։
4. Կափարիչը փակեք:
5. Սառը ջուր լցնել բաժակի մեջ (կես ճանապարհին): Փորձանոթը դրեք բաժակի մեջ։
6. Տեղադրեք երեք մոմ այրիչի վրա և վառեք դրանք: Ծածկեք այրիչը բոցի դեֆլեկտորով:
7. Կոլբը դրեք կրակի դիֆուզորի վրա։ Խողովակի ազատ ծայրը թաթախեք փորձանոթի մեջ: Սպասեք, մինչև խողովակը լցվի հեղուկով երկու երրորդով:
8. Մոմերը հանգցրեք։
9. Փորձանոթից ստացված հեղուկը լցրեք մանրացված կանաչ տերևներով բաժակի մեջ և շարունակեք փորձը հրահանգների համաձայն:

Այլ փորձեր

Քայլ առ քայլ հրահանգ

Քլորոֆիլը այն նյութն է, որը տերևներին տալիս է կանաչ գույն։ Այն գործնականում չի լուծվում ջրում, բայց լուծվում է շատ օրգանական լուծիչների մեջ, օրինակ՝ էթիլային սպիրտ։

Երբ բավարար քանակությամբ քլորոֆիլ լուծվում է ալկոհոլի մեջ, վերցրեք լուծույթի երկու նմուշ:

Քլորոֆիլի մոլեկուլը պարունակում է մագնեզիումի իոն Mg 2+ (կանաչ): Թթվի առկայության դեպքում այն ​​հեշտությամբ «հեռանում է» մոլեկուլից։ Ձևավորվել է ֆեոֆիտին - ավելի քիչ վառ և հագեցած գույն ունեցող միացություն:

Մագնեզիումից ազատված տեղը հեշտությամբ կարող է զբաղեցնել պղնձի իոնը Cu 2+ (շագանակագույն) պղնձի աղից CuSO 4: Ստացված ֆեոֆիտինի պղնձի համալիրը գույնով նման է քլորոֆիլին։

Ֆեոֆիտինի պղնձի համալիրն ավելի կայուն է, քան քլորոֆիլը։ Եթե ​​երկու նմուշներն էլ մնան լույսի ներքո, ապա քլորոֆիլը կփչանա, և նյութերի միջև տարբերությունը հստակ տեսանելի կլինի։

Օտարում

Փորձի պինդ թափոնները հեռացնել կենցաղային աղբի հետ միասին: Խտացրեք լուծույթները լվացարանի մեջ և այնուհետև մանրակրկիտ լվացեք ջրով:

Ինչ է պատահել

Ինչի՞ համար ենք մենք օգտագործում լուծիչը:

Ալկոհոլը օգնում է քլորոֆիլը հանել մանրացված տերևներից: Քլորոֆիլի մոլեկուլն ունի երկար հիդրոֆոբ («ջրավախ») պոչ, որը թույլ չի տալիս նյութի լուծարումը ջրում։ Բայց սպիրտում (կամ, օրինակ, ացետոնի մեջ) քլորոֆիլի լուծելիությունն արդեն բավականին բարձր է։

Ավելին իմանալու համար

Քլորոֆիլը նույնպես լուծվում է ճարպերի մեջ։ Դրա պատճառով որոշ բուսական յուղեր, ինչպիսիք են կանոլան և ձիթապտղի յուղերը, հաճախ ունենում են ընդգծված կանաչ երանգ: Նման յուղերի գունաթափման համար իրականացվում է ալկալային բուժում։ Արդյունքում քլորոֆիլի մոլեկուլը կորցնում է իր հիդրոֆոբ պոչը, իսկ դրա հետ մեկտեղ՝ ճարպերի մեջ լուծվելու ունակությունը։

Ավելի լավ է, քան ացետոնը և ալկոհոլը, քլորոֆիլը լուծվում է միայն այնպիսի հեղուկների մեջ, ինչպիսին է բենզինը: Բայց բենզինը չի կարող այդքան արդյունավետ կերպով տերևներից պիգմենտ հանել: Փաստն այն է, որ բույսում քլորոֆիլի մոլեկուլները սերտորեն կապված են սպիտակուցի մոլեկուլների հետ: Սպիտակուցի հետ կապը խզելու համար լուծիչը պետք է պարունակի ջուր, որը չի խառնվում ածխաջրածինների հետ (բենզին, կերոսին, նավթային եթեր):

Ինչու՞ կանաչ լուծույթը գունատվեց կիտրոնաթթու ավելացնելուց հետո:

Լուծույթի գույնը դարձավ ավելի քիչ հագեցած, քանի որ թթվային միջավայրում ջրածնի իոնները H + տեղահանեցին մագնեզիումի իոնները Mg 2+, իսկ քլորոֆիլը վերածվեց ֆեոֆիտինի։ Բնօրինակ նյութի համեմատ, ֆեոֆիտինը ավելի մուգ, բայց միևնույն ժամանակ ավելի քիչ վառ գույն ունի։

Ավելին իմանալու համար

Ֆեոֆիտինիզացիան շատ տարածված երեւույթ է։ Այս սարսափելի բառը կոչվում է քլորոֆիլի գունաթափման գործընթաց՝ մագնեզիումի իոնների Mg 2+ կորստի պատճառով թթուների առկայության դեպքում։ Դուք, հավանաբար, նկատել եք, որ թարմ կանաչ բանջարեղենը եփելիս մուգ է դառնում: Ֆեոֆիտինացման ազդեցությունը հատկապես ակնհայտ է վարունգ թթու դնելիս. մարինադն ավելացնելուց հետո մրգի վառ կանաչ կեղևը դառնում է դարչնագույն:

Ի՞նչ է տեղի ունենում, երբ ավելացվում է CuSO 4:

Երբ ավելացնում ենք պղնձի սուլֆատի CuSO 4 լուծույթ, փորձանոթում հայտնվում են պղնձի իոններ Cu 2+։ Նրանք տեղ են զբաղեցնում քլորոֆիլի մոլեկուլում, որից նախկինում տեղահանվել է մագնեզիում Mg 2+։ Քլորոֆիլ-պղինձ համալիրն ունի վառ կանաչ գույն, ուստի լուծույթը կրկին ձեռք է բերում ընդգծված կանաչ գույն։ Նույնիսկ մի քանի օր անց, երբ մագնեզիում պարունակող քլորոֆիլն արդեն ոչնչացվել է, քլորոֆիլային պղնձի համալիր լուծույթի գույնը մնում է հագեցած։

Ավելին իմանալու համար

Ֆեոֆիտինի լուծույթի փոխազդեցության արտադրանքը պղնձի իոնների հետ Cu 2+ ունի խիստ անվանում՝ «պղնձի քլորոֆիլային համալիր»։ Այս նյութը գրանցված է E141 ծածկագրով որպես թույլատրելի սննդի ներկ: Նման նյութը կարող է օգտագործվել միայն խիստ սահմանափակ չափաբաժիններով, քանի որ դրա մեջ պարունակվող պղինձը ծանր մետաղ է, որը վտանգավոր է առողջության համար՝ օրական 5 մգ-ից ավելի քանակությամբ։ ԱՄՆ Սննդամթերքի և դեղերի վարչությունը (FDA) թույլ է տալիս E141-ի օգտագործումը սննդի մեջ բացառապես ցիտրուսային ըմպելիքների չոր խառնուրդները ներկելու համար: Այս դեպքում ներկանյութի հարաբերակցությունը պետք է լինի չոր արտադրանքի կշռի 0,2%-ից ոչ ավելի: Եվրոպայում, Ռուսաստանում և Ասիայի, Աֆրիկայի և Հարավային Ամերիկայի երկրների մեծ մասում թույլատրվում է օգտագործել պղնձի քլորոֆիլային համալիրը հրուշակեղենի, բանջարեղենի պահածոների, կոսմետիկ արտադրանքի և դեղամիջոցների արտադրության մեջ:

Ի՞նչ այլ մետաղներ կարող են փոխարինել մագնեզիումը քլորոֆիլում:

Ոչ միայն պղնձի Cu 2+-ը կարող է գույնը վերադարձնել թթվացված քլորոֆիլային լուծույթին: Ցինկի Zn 2+ և սնդիկի Hg 2+ աղերը քլորոֆիլով նաև կանաչավուն միացություններ են առաջացնում։ Այնուամենայնիվ, այս իոնների հետ ռեակցիաները շատ ավելի դանդաղ են ընթանում և պահանջում են հատուկ պայմաններ, և քլորոֆիլով բարդույթների գույնը այնքան հագեցած չէ, որքան պղնձով: Հարկ է նաև հիշել, որ սնդիկի աղերը չափազանց թունավոր են և բոլորովին նախատեսված չեն տնային փորձերի համար։

Ինչու՞ քլորոֆիլային լուծույթը գունատվեց:

Ժամանակի ընթացքում ֆոտոքիմիական օքսիդացում է տեղի ունենում քլորոֆիլի մագնեզիումի համալիրի լուծույթում: Դրա պատճառով լուծումը կորցնում է իր հարուստ գույնը: Քլորոֆիլային պղնձի համալիրը շատ ավելի կայուն է, քան իր բնական նախորդը: Այն այդքան արագ չի օքսիդանում, և, հետևաբար, դրա լուծույթն ավելի երկար է պահպանում իր գույնը։

Ո՞ր բույսի տերևներն են լավագույնը փորձի համար:

Շատ թարմ կանաչ տերևներ կանեն: Փորձարկումից առաջ համոզվեք, որ բույսը թունավոր չէ: Մի օգտագործեք նաև բույսերի տերևները կաթնագույն հյութով (էյֆորբիա, խտուտիկ, մոր սիրելի ֆիկուս և այլն): Ստուգելու համար, թե արդյոք բույսը կաթնագույն հյութ ունի, նայեք տերևի կտրվածքին. դուրս ցցված սպիտակ (երբեմն դեղին, բեժ կամ կարմրավուն) անթափանց կաթիլները ցույց են տալիս, որ ավելի լավ է նման նյութ չվերցնել փորձի համար: Հյութալի մսոտ տերևներով (sedum, Kalanchoe, Tradescantia և այլն) լուծումը կստացվի գունատ, քանի որ նման բույսերի տերևի միջուկում շատ քիչ քլորոֆիլ կա:

ապրում է վերահսկողությամբ. Մուգ շերտերի դիրքը փորձարարական սպեկտրում օգտագործվում է որոշելու համար, թե որ ճառագայթներն են կլանում հետազոտված պիգմենտը:

Աշխատանքի նպատակը՝ ծանոթանալ պիգմենտների օպտիկական հատկություններին

Քլորոֆիլի կլանման սպեկտրի որոշում ... Սահմանեք սպեկտրոսկոպը լույսի նկատմամբ այնպես, որ բոլոր սպեկտրային շրջաններն ունենան նույն պայծառությունը: Լցնել քլորոֆիլային սպիրտային էքստրակտը սպեկտրոֆոտոմետրիկ կյուվետի մեջ, տեղադրել այն սպեկտրոսկոպի ճեղքի դիմաց և որոշել մուգ շերտերի դիրքը, որոնք համապատասխանում են քլորոֆիլի կողմից կլանված ճառագայթներին:

Շերտերի լայնությունը կախված է պիգմենտի կոնցենտրացիայից կամ դրա լուծույթի շերտի հաստությունից։ Քլորոֆիլի տարբեր կոնցենտրացիաներով լուծույթների կլանման սպեկտրները դիտարկելու համար մզվածքը նոսրացրեք ալկոհոլով 1: 1, 1: 3, 1: 5 և այլն հարաբերակցությամբ: և ուսումնասիրել ստացված լուծումների օպտիկական հատկությունները: Տարբեր կոնցենտրացիաների լուծույթների կլանման սպեկտրների համեմատությունից պարզում ենք, որ ամենաուժեղ կլանումը տեղի է ունենում կարմիր ճառագայթների մեջ (ամենակենտրոնացված էքստրակտը): Փորձի վերջում եզրակացություն արեք քլորոֆիլի կլանման սպեկտրի կախվածության մասին նրա կոնցենտրացիայից և բացատրեք հաստատված փաստը։

Կարոտինի և քսանթոֆիլի կլանման սպեկտրը: Կարոտինոիդների կլանման սպեկտրը պիպետտով ստանալու համար զգուշորեն վերցնում են բենզինային լուծույթ, որի մեջ քլորոֆիլի սապոնացումից հետո անցել են կարոտինը և քսանթոֆիլը, տեղափոխում են կյուվետ և տեղադրում սպեկտրոսկոպի ճեղքի դիմաց։ Ուսումնասիրեք կլանման սպեկտրը և համեմատեք այն քլորոֆիլի կլանման սպեկտրի հետ: Էսքիզեք երկու սպեկտրները:

Քլորոֆիլ ֆլուորեսցենտ.Ֆլյուորեսցենցիան լույսի արտանետումն է գրգռված քլորոֆիլի մոլեկուլի կողմից: Դրա էությունը հետեւյալն է. Սենյակային ջերմաստիճանում և մթության մեջ քլորոֆիլի մոլեկուլը գտնվում է հիմնական վիճակում, այսինքն. նրա էներգիան համապատասխանում է ստորին միաձույլ մակարդակին (So): Լույսի քվանտի կլանումը ուղեկցվում է π-էլեկտրոններից մեկի անցումով ավելի բարձր էներգիայի մակարդակի: Արդյունքում առաջանում է մոլեկուլի էլեկտրոնային գրգռված վիճակ: Սինգլետ վիճակն այնպիսի գրգռված վիճակ է, երբ էլեկտրոնի անցումը ավելի բարձր էներգիայի մակարդակի չի ուղեկցվում սպինի նշանի փոփոխությամբ։ Դրան կլանման սպեկտրում մեկ տող է համապատասխանում։ Եթե ​​այս դեպքում կարմիր լույսի քվանտ է ներծծվում, ապա էլեկտրոնը անցնում է առաջին միաձույլ մակարդակին (S1)՝ 1,7 էՎ էներգիայով և 10–8–10–9 վրկ կյանքով։ Կապույտ լույսի քվանտի գրավման դեպքում էլեկտրոնը գտնվում է երկրորդ միաձույլ մակարդակում (S2)՝ 2,9 էՎ էներգիայով, և այդ վիճակի կյանքի տևողությունը նվազում է մինչև 10–12–10–13 վրկ։ Այնուամենայնիվ, անկախ նրանից, թե ինչպիսի էլեկտրական

մոլեկուլի գահի գրգռված վիճակը փոխանցվել է կլանված քվանտի միջոցով, այն ի վերջո անցնում է առաջին միաձույլ գրգռված վիճակի ամենացածր թրթռումային ենթամակարդակին (S1): Այս վիճակի էներգիան կարող է օգտագործվել ֆոտոքիմիական պրոցեսներ իրականացնելու, քլորոֆիլի մի մոլեկուլից մյուսը տեղափոխելու և ջերմության կամ լյումինեսցենտային ճառագայթման տեսքով վատնվելու համար։

Այսպիսով, անկախ հուզիչ լույսի երկարությունից, քլորոֆիլը ֆլուորեսվում է միայն սպեկտրի կարմիր հատվածում։ Գրգռված մոլեկուլի կողմից արտանետվող քվանտի էներգիայի նվազումը կլանված քվանտի էներգիայի համեմատությամբ կոչվում է Ստոքսի տեղաշարժ։ Միայն քլորոֆիլ «a» և քլորոֆիլ «b» լյումինեսցեն; կարոտինոիդները չունեն այս հատկությունը: Կենդանի տերևի մեջ հիմնական լյումինեսցենտային պիգմենտը քլորոֆիլ ա է։ Միևնույն ժամանակ, տերևներում լյումինեսցենտը շատ ավելի քիչ է արտահայտված, քան լուծույթում, քանի որ կլանված էներգիայի մի մասը օգտագործվում է ֆոտոքիմիական ռեակցիաները զգայունացնելու համար: Հետևաբար, ֆոտոսինթեզի ինտենսիվության բարձրացումը, որպես կանոն, ենթադրում է լյումինեսցենտության թուլացում։ Լյումինեսցենտը ոչ միայն արժեքավոր տեղեկատվություն է տալիս ֆոտոքիմիական գործընթացներում էներգիայի օգտագործման վերաբերյալ, այլև կարևոր բնութագիր է տարբեր գունանյութերի մոլեկուլների փոխազդեցության համար քլորոպլաստ թիլաոիդ լամելաներում, էներգիայի միգրացիան ֆոտոհամակարգերում և այլն:

Առաջընթաց. Ֆլուորեսցենտությունը որոշելու համար պիգմենտների ալկոհոլային էքստրակտը կամ բենզինի մեջ քլորոֆիլային լուծույթը, որը ստացվում է ըստ Kraus-ի պիգմենտները բաժանելով, պետք է տեղադրվի մուգ թղթի վրա մոտակայքում։

Նկար 10. Քլորոֆիլային ալկոհոլի քաղվածքի նկատառում.

A - արտացոլված ճառագայթներում; B - փոխանցվող ճառագայթներում; ա - լույսի աղբյուր; բ - գլխարկով փորձանոթ; աչքի մեջ; դ - պատահական ճառագայթներ; դ, էլ

- արտացոլված ճառագայթներ; g - ճառագայթներ, որոնք անցնում են քլորոֆիլով

լույսի աղբյուր և դիտում արտացոլված լույսի մեջ (նկ. 10): Քլորոֆիլային քաղվածքը կունենա մուգ կարմիր գույն:

Կենդանի տերևի մեջ կարելի է նկատել նաև ֆլյուորեսցենտ: Դա անելու համար վերցրեք կանադական Էլոդեա (Elodea canadensis Michx.), առարկան դրեք մանրադիտակի բեմի վրա և լուսավորեք այն կապույտ-մանուշակագույն ճառագայթներով, որոնց ազդեցության տակ կանաչ պլաստիդները սկսում են փայլել կարմիր լույսով։

Նյութեր և սարքավորումներ. 1) տերևային պիգմենտների ալկոհոլային քաղվածք. 2) կարոտինի և քսանթոֆիլի լուծույթ (քլորոֆիլի սապոնացումից հետո ստացված բենզինային շերտ). 3) պիպետներ 1 մլ-ի համար; 4) կուվետներ; 5) սպեկտրոսկոպներ.

3.3. Պիգմենտների տարանջատում թղթային քրոմատագրմամբ

Առաջարկվող մեթոդը թույլ է տալիս մասնակիորեն առանձնացնել պլաստիդային պիգմենտները թղթի վրա: Պիգմենտների ամբողջական տարանջատումը կարելի է ստանալ հատուկ քրոմատոգրաֆիկ թղթի միջոցով՝ օգտագործելով մի քանի լուծիչներ:

Այս աշխատանքում պիգմենտների տարանջատումը հիմնված է լուծիչով դրանց տարբեր առաջխաղացման վրա, ինչը պայմանավորված է թղթի վրա գունանյութերի տարբեր կլանման հզորությամբ և մասամբ բենզինում դրանց տարբեր լուծելիությամբ:

Աշխատանքի նպատակը. կատարել պիգմենտների խառնուրդի ամբողջական տարանջատում առանձին բաղադրիչների` օգտագործելով երկչափ քրոմատոգրամ:

Աշխատանքի ընթացքը՝ 1. Թարմ բույսի տերեւներից պատրաստել ացետոնի էքստրակտ։ Բուսանյութի կշռված քանակությունը պետք է լինի 2-3 գ, պիգմենտների ացետոնի էքստրակտի ծավալը՝ 25 մլ (100% ացետոն)։

2. Քրոմատոգրաֆիկ թղթից կտրեք 1,5-2,0 սմ լայնությամբ և 20 սմ երկարությամբ շերտ: Թղթի ժապավենը ուղղահայաց պահելով՝ ծայրը

նրա մի քանի վայրկյան իջեցրեք պիգմենտների դարակում, որը լցվում է շշի կամ ճենապակյա բաժակի մեջ: Կարճ ընկղմումով գլխարկը բարձրանում է թղթի վրա 1,0-1,5 սմ (մեկնարկային գիծ): Այնուհետև թուղթը չորանում է օդի հոսքի մեջ և նորից ընկղմվում պիգմենտային լուծույթի մեջ: Այս գործողությունը կատարվում է 5-7 անգամ։

3. Դրանից հետո թղթե շերտի ստորին ծայրը մի քանի վայրկյան իջեցրեք մաքուր ացետոնի մեջ, որպեսզի բոլոր պիգմենտները բարձրանան 1,0-1,5 սմ-ով: Այսպիսով, քրոմատոգրաֆիկ թղթի վրա ստացվում է գունավոր գոտի (կանաչ շերտի տեսքով): որտեղ խտացված է պիգմենտների խառնուրդը, որը պետք է պառակտել։

4. Թղթի շերտը լավ չորացնելով օդի հոսքի մեջ (մինչև ացետոնի հոտը չվերանա), այն տեղադրեք խիստ ուղղահայաց դիրքով մի բալոնի մեջ, որի հատակին 80-1200 C եռման ջերմաստիճանով բենզին է։ թափեց, որպեսզի լուծիչը չդիպչի պիգմենտային գոտուն: Մխոցը հերմետիկորեն կնքված է լավ տեղադրված խցանով: 15 րոպե անց լուծիչը բարձրանում է 10-12 սմ-ով: Միևնույն ժամանակ, պիգմենտների խառնուրդը բաժանվում է.

առանձին բաղադրիչների տեսքով

		los, որոնք գտնվում են
		հաջորդ		պատվեր՝ առաջին
		«b» քլորոֆիլից ներքև, դրա վերևում
		քլորոֆիլ «a», ապա քսանթո-
					շարժվում է
			ճակատի հետ		վճարունակ
		ավելի արագ, քան մյուս բաղադրիչները, և
		նրա գոտին թղթի վրա գտնվում է
	Բրինձ. 11. Պիգմենտների բաշխում			այլ պիգմենտներ
		(նկ. 11): Կատարեք նկարչություն:
	թղթի վրա

Նյութեր և սարքավորումներ. 1) բույսերի տերևներ; 2) ացետոն; 3) բենզին. 4) նավթային ժելե; 5) բաժակներ կամ ճենապակյա բաժակներ. 6) ճենապակյա շաղախներ` նեխուրներով. 7) ձագարներ. 8) ապակե ձողեր. 9) թղթե զտիչներ. 10) քրոմատոգրաֆիկ թղթի շերտեր. 11) բարձրահասակ բաժակներ կամ բալոններ. 12) մկրատ.

3.4. Գազարի արմատներում կարոտինի պարունակության որոշում

Այս աշխատանքն իրականացնելու համար օգտագործվում է ֆոտոմետրիկ մեթոդ։ Այն հիմնված է լուծույթում անալիտը լույս կլանող միացության վերածելու և ստացված միացության լույսի կլանումը չափելու վրա։

Եթե ​​լույսի հոսքը ուղղվում է գունավոր լուծույթով կուվետի վրա, ապա դրա մի մասը կներծծվի, իսկ մյուսը կանցնի լուծույթով: Ըստ-

կլանումը կախված կլինի լույսի հոսքի ճանապարհին հանդիպող մոլեկուլների քանակից:

Աշխատելիս պետք է ընտրել լուսային զտիչ, որը կփոխանցի լուծույթով կլանված ճառագայթները. լուսային ֆիլտրի առավելագույն փոխանցումը պետք է համընկնի լուծույթի առավելագույն կլանման հետ: Լույսի ֆիլտրերը FEK-ի վրա տեղադրվում են տարբեր ալիքի երկարություններով առավելագույն հաղորդման շրջանում: Չափման համար դրանք ընտրվում են լրացուցիչ գույնի սկզբունքով՝ դեղին գույնի միացության հետ աշխատելիս՝ կապույտ, կապույտ միացությամբ՝ կարմիր և այլն։

Կիվետները բնութագրվում են աշխատանքային երկարությամբ (եզրերի միջև հեռավորությունը, որը նշված է հաղորդվող լույսին ուղղված պատին)՝ 5, 10, 20, 30, 50 մմ։ Թույլ գունավոր լուծույթները վերլուծելիս վերցրեք ավելի երկար աշխատանքային երկարությամբ կուվետներ, խիստ գունավոր՝ ավելի կարճով: Նրանք ձգտում են, որ ընթերցումները ստացվեն 0,8-ից ոչ ավելի օպտիկական խտության սանդղակով:

Աշխատանքի նպատակը՝ որոշել գազարի արմատներում կարոտինի քանակը։

Աշխատանքի ընթացքը. 1. Գազարի կշռված չափաբաժինը (1 գ) մանր կտրատել և ավազով և 0,3 գ CaO (ջուրը հեռացնելու համար) հավանգի մեջ մանրացնել մինչև հարթ: Փոքր մասերում լուծիչ ավելացրեք հավանգին

-ացետոն և շարունակիր քսելը։ Ստացված մզվածքը լցնել 25 մլ ծավալային կոլբայի մեջ։ Արդյունահանման վերջում կոլբը լցրեք լուծիչով մինչև նշագիծը: Եթե ​​կարոտինի լուծույթը պղտոր է, այն զտվում է։

2. Որպես ստանդարտ օգտագործվում է ազոբենզոլի լուծույթ (1 մլ լուծույթին համապատասխանում է 0,00235 գ կարոտին)։

3. Փորձարարական և ստանդարտ լուծույթները ստանալուց հետո անցեք դրանց գունաչափությանը։ Դա անելու համար փորձնական լուծույթը լցվում է մի կյուվետի մեջ, ստանդարտ լուծույթը մյուսի մեջ, իսկ FEC-ի գունամետրիկությունը կապույտ լույսի ֆիլտրով: Հաշվարկը կատարվում է ըստ բանաձևի.

		(K D1	V 100)

որտեղ X-ը կարոտինի քանակն է մգ-ով 100 գ գազարի դիմաց;

K-ն ստանդարտի համար կարոտինի քանակն է (0,00235 գ); V-ը լուծույթի ծավալն է մլ-ով (25 մլ);

D1-ը կարոտինի լուծույթի օպտիկական խտությունն է. D2-ը ստանդարտի օպտիկական խտությունն է:

4. Որոշեք գազարի համար մարդու օրական կարիքը՝ ելնելով օրական 5 մգ կարոտինից:

Նյութեր և սարքավորումներ. 1) գազարի արմատային բանջարեղեն; 2) ացետոն; 3) ազոբենզոլային լուծույթ; 4) 25 մլ տափաշիշ; 5) ճենապակյա շաղախներ` մզկիթներով. 6)

ֆիլտրեր; 7) ձագարներ. 8) ֆոտոէլեկտրական կոլորիմետր կուվետներով. 9) ապակե ձողեր.

3.5. Ֆոտոսինթեզի ինտենսիվության որոշում ձուլման կոլբայի մեթոդով (ըստ Լ.Ա. Իվանովի և Ն.Լ. Կոսովիչի)

Մեթոդը հիմնված է ֆոտոսինթեզի ընթացքում տերևների կողմից կլանված ածխաթթու գազի քանակի որոշման վրա։ Շիվը կամ առանձին տերեւը դնում են գլխիվայր շրջված ապակյա կոլբայի մեջ (նկ. 12) և 15-20 րոպե ենթարկվում լույսի ներքո։ Կոլբայի ածխածնի երկօքսիդի մի մասը սպառվում է ֆոտոսինթեզի ժամանակ։ Այնուհետև դրանք կապում են տերևների կողմից չներծծված CO2՝ կոլբայի մեջ լցնելով ալկալային լուծույթի որոշ ավելցուկ։ Այնուհետև մնացած ալկալին տիտրում են աղաթթվով կամ օքսալաթթվով։ Նույնն արվում է հսկիչ կոլբայի հետ (առանց բույսի) և համեմատվում են տիտրման արդյունքները։

Բրինձ. 12. Սարք L.A. Իվանովան և Ն.Լ. Կոսովիչը ֆոտոսինթեզի ինտենսիվությունը որոշելու համար. բ - թերթիկով գավազան; գ - խցան

Եթե ​​փորձարարական և հսկիչ կոլբններն ունեն նույն ծավալը, և եթե նույն քանակությամբ Ba (OH) 2 լուծույթը լցվում է երկու կոլբայի մեջ, ապա բույսի կողմից կլանված ածխաթթու գազի քանակն ուղիղ համեմատական ​​կլինի տիտրման արդյունքների տարբերությանը: այս տարաների պարունակությունից։ Որպեսզի պարզենք, թե CO2-ի ինչ քանակություն է համապատասխանում տիտրման համար օգտագործվող 1 մլ թթվին, համեմատենք այն ռեակցիաները, որոնցում մտնում է կոլբայի մեջ լցված ալկալիները.

Ва (ОН) 2 + СО2 = ВаСО3 ↓ + Н2 О,

Ba (OH) 2 + 2HCI = BaCI2 + 2H2 O:

1M HCl-ին համապատասխանում է 0,5M CO2, այսինքն. 44՝ 2 = 22 գ CO2: 0,025N HCI կոնցենտրացիայի դեպքում այս լուծույթի 1 մլ պարունակում է

0,000025M HCI, որը համարժեք է 22 × 0,000025 = 0,00055 գ կամ 0,55 մգ CO2: Այս մեթոդը բավականաչափ ճշգրիտ արդյունքներ է տալիս միայն

եթե կոլբայի բացման և փակման բոլոր գործողությունները կատարվում են առանց ձեռքերով ապակին դիպչելու (հակառակ դեպքում օդը, տաքանալիս ընդլայնվելով, մասամբ դուրս կգա կոլբայից):

Աշխատանքի նպատակը՝ որոշել բույսերի ֆոտոսինթեզի ինտենսիվությունը Աշխատանքի ընթացքը՝ 1. Վերցրեք երկու միանման կոլբաներ և պահեք դրանք

նույն պայմաններում բացեք 10-20 րոպե օդով լցնելու համար: Այնուհետև դրանց մեջ միևնույն ժամանակ տեղադրեք ապակե խրոցակներով (թիվ 1) անցքերով խրոցակներ՝ թույլ չտալով, որ տափակները տաքանան ձեռքերին հպվելով։

2. Կտրեք տերևը կամ բույսի բողբոջը, թարմացրեք կտրվածքը ջրի տակ ածելիով և դրեք ջրով լցված փորձանոթի մեջ (վերցրեք եռացրած ջուր, որպեսզի օդի պղպջակներ չլինեն), ամրացված խցանի մեջ մտցված փայտիկին (թիվ. 2).

3. Արագ, բայց հանգիստ շարժումով կոլբայից հանում ենք թիվ 1 խցանը և ներս դնում թիվ 2 խցանը (բույսի հետ)։

4. Բաց թողեք կոլբը լույսի ներքո և նշեք փորձի մեկնարկի ժամանակը: Փորձի ընթացքում վերահսկել կոլբայի ներսում ջերմաստիճանը և գերտաքացման դեպքում կոլբը զովացնել ջրով։ Հատկապես կարևոր է, որ փորձի վերջում ջերմաստիճանը լինի նույնը, ինչ սկզբում, հակառակ դեպքում օդը կարող է ներս մտնել

v տափաշիշ կամ ելք: Փորձի տևողությունը պետք է լինի այնպիսին, որ տերևները ժամանակ ունենան ներծծելու պարունակության 25%-ից ոչ ավելին:

Xia CO2 կոլբայի մեջ: 1 լիտրանոց կոլբայի լավ լուսավորությամբ, ավելի մեծ կոլբայի համար ճառագայթումը չպետք է գերազանցի 5 րոպեն։

- 15-20 րոպե:

5. Փորձի վերջում բույսը հանում ենք կոլբայից և արագ փակում թիվ 1 խցանով՝ նշելով ժամը։ Նաև մի քանի վայրկյան բացեք հսկիչ կոլբը: Կոլբայի մեջ լցնել 25 մլ խցանի անցքով

Ba (OH) 2-ի 0,025N լուծույթ և 2-3 կաթիլ ֆենոլֆթալեին և անմիջապես փակեք անցքը խցանով։

								Աղյուսակ 8
			Ֆոտոսինթեզի ինտենսիվությունը
						HCl սպառումը, մլ		Ինտենսիվ
					թրմված
								ֆոտոսինթեզ
				դմ2	Wa (OH) 2,			համար, mgСО2 /

6. Ba (OH) 2-ի շփման մակերեսը օդի հետ մեծացնելու համար այս լուծույթով զգուշորեն խոնավացրեք կոլբայի պատերը։

պարբերաբար թափահարել 3 րոպե, որից հետո տիտրումը 0,025Ն աղաթթվի լուծույթով կատարվում է խցանի անցքից մինչև վարդագույն գույնը անհետանա:

7. Որոշեք թերթիկի տարածքը քառակուսիների մեթոդով: Արդյունքներ համար

գրել աղյուսակ 8-ին:
Ֆոտոսինթեզի ինտենսիվությունը J f (մլ CO2 / գ			ժամ) հաշվարկվում է ըստ
	(Ա Բ) Կ

որտեղ A-ն փորձարկման կոլբայի մեջ բարիտի տիտրման համար օգտագործվող HCI-ի քանակն է, մլ;

B - հսկիչ կոլբայի մեջ բարիտի տիտրման համար օգտագործվող HCI-ի քանակը, մլ;

K - ուղղում HCI տիտրին;

0,55-ը մգ CO2-ի քանակն է, որը համապատասխանում է 1 մլ 0,025H HC1-ին; S - տերևի մակերես, dm2;

t - բացահայտում, min;

60 - փոխակերպման գործակիցը րոպեից ժամ:

Նյութեր և սարքավորումներ. 1) բույսերի տերեւները կամ կադրերը. 2) Ba (OH) 2-ի 0,025N լուծույթ; 3) 0,025N HCI լուծույթ; 4) ֆենոլֆտալեին; 5) 1լ տարողությամբ կոնաձև կոլբաներ (2 հատ); 6) թուղթ; 7) ռետինե մոմեր (3 հատ); 8) ապակե խցանով փակված անցք ունեցող երկու խցան, երրորդ խցանի մեջ տեղադրվում է ապակե կամ մետաղյա ձող՝ փոքր փորձանոթով և դրան ամրացված ջերմաչափ. 9) կոլբը շրջված դիրքում տեղադրելու տակդիր. 10) էլեկտրական լամպ 200-300 Վտ; 11) մկրատ; 12) թուղթ; 13) կշիռներով կշեռքներ.

Վերահսկիչ հարցեր

1. Կանաչ բույսերի տիեզերական դերը. Աշխատանքների նշանակությունը Ք.Ա. Տիմիրյազեւը։

2. Ֆոտոսինթետիկ բույսերի պիգմենտներ. Գունանյութերի տարանջատման մեթոդներ.

3. Պիգմենտների քիմիական և օպտիկական հատկությունները.

4. Ֆիզիկաքիմիականքլորոֆիլի մոլեկուլի հատկությունները. Քլորոֆիլ ֆլուորեսցենտ.

5. Ֆոտոսինթեզի թեթև փուլ. Ֆոտոսինթետիկ ֆոսֆորիլացում:

6. Ֆոտոսինթեզի մութ փուլը. Calvin ցիկլ, Hatch-Slack ցիկլ, ֆոտոսինթեզ, ինչպես tolstyanka:

7. Ֆոտոսինթեզի ինտենսիվությունը, ֆոտոշնչառությունը:

8. Բնապահպանական գործոնների ազդեցությունը ֆոտոսինթեզի ինտենսիվության վրա

4. ԲՈՒՅՍԻ ՇՆՉԱՌՈՒՄ

Շնչառության վարդապետության զարգացման պատմությունը. Օքսիդացման և նվազեցման տեսություն՝ Ա.Ն. Բախ, Վ.Ի. Palladin, G. Wieland, O. Warburg, S.P. Կոստիչևա և այլք Շնչառական ֆերմենտային համակարգերի դասակարգում. Ֆերմենտային կառուցվածքը. Ակտիվացնողների և արգելակիչների գործողությունը. Դեհիդրոգենազների, օքսիդորեդուկտազների, օքսիդազների բնութագրումը. Կատալազի, պերօքսիդազի, ցիտոքրոմ օքսիդազի և պոլիֆենոլ օքսիդազի գործողության մեխանիզմները:

Շնչառության ֆիզիոլոգիական դերը. Բույսերի շնչառության առանձնահատկությունը. Միտոքոնդրիա. Նրանց կառուցվածքը և գործառույթը:

Բջջում օրգանական նյութերի օքսիդացման ուղիները. ենթակետերի միավորում

շնչառական շերտեր. Շնչառական սուբստրատների ակտիվացման մեխանիզմը, կենսաբանական օքսիդացման գործընթացներում դրանց ընդգրկման ուղիները. Ածխաջրերի դիսիմիլացիայի հիմնական ուղիները. Գլյուկոզայի օքսիդացման պենտոզոմոնոֆոսֆատ ուղին: Գլիկոլիտիկ օքսիդացման ուղի (գլիկոլիզ), հիմնական փուլերը. Ցիկլ G. Krebs, ռեակցիայի հաջորդականությունը. Գլյոքսիլատի ցիկլը.

Միտոքոնդրիաների էլեկտրոնների փոխադրման շղթան. կառուցվածքային կազմակերպումը, հիմնական բաղադրիչները, դրանց ռեդոքսային պոտենցիալները: Էլեկտրոնային կրիչների համալիրներ. Կենսաբանական օքսիդացման այլընտրանքային կատալիտիկ մեխանիզմներ (ցիանիդակայուն շնչառություն): Էքստրամիտոքոնդրիալ օքսիդատիվ համակարգեր.

Օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացում. Շնչառական էներգիա՝ ֆոսֆատներ և թիոեսթերներ։ Տարրական էներգիայի գործընթացների միասնությունը կենդանի բնության մեջ: Ֆոսֆորիլացումը սուբստրատի մակարդակում (սուբստրատ) և ֆոսֆորիլացումը շնչառական շղթայում (կոենզիմ): Օքսիդատիվ ֆոսֆորիլացման տեսություններ՝ քիմիական, մեխանոքիմիական (Բուայեի տեսություն), քիմիոսմոտիկ (Միչելի տեսություն)։ Միտչելի խոնարհման քիմիոսմոտիկ տեսության հիմնական դրույթները. Մեմբրանը որպես կենսաէներգետիկ գործընթացների կառուցվածքային հիմք: Էներգիայի փոխակերպումը միջերեսային թաղանթների վրա: Էլեկտրաքիմիական ներուժը ֆոսֆորիլացման շարժիչ ուժն է: Էլեկտրոնների փոխադրման և ֆոսֆորիլացման կարգավորում: Շնչառության և ֆոսֆորիլացման տարանջատում. Բնապահպանական գործոնների ազդեցությունը այս գործընթացի վրա:

Շնչառությունը՝ որպես նյութափոխանակության կենտրոնական օղակ: Շնչառության կարևորությունը բջջի կառուցողական նյութափոխանակության և դրա կապը բջջի այլ գործառույթների հետ:

Գազափոխանակության քանակական ցուցանիշներ (թթվածնի ընդունում, ածխաթթու գազի արտանետում, շնչառության արագություն և այլն): L. Pasteur ազդեցություն.

Շնչառության կարգավորում. Շնչառության էկոլոգիա. Շնչառության կախվածությունը արտաքին և ներքին գործոններից.

4.1. Կատալազի գազոմետրիկ որոշում

Բուսական հյուսվածքներում օքսիդացման շատ պրոցեսներ ներառում են ֆերմենտներ:

Ֆերմենտի ակտիվության որոշման մեթոդը հիմնված է կատալազի՝ ջրածնի պերօքսիդը թթվածնի գազի արտազատմամբ քայքայելու ունակության վրա։ Քանի որ քայքայված ջրածնի պերօքսիդի քանակը կախված է ֆերմենտի ակտիվությունից, կատալազի ակտիվության մասին կարելի է դատել թթվածնի քանակով և դրա արտազատման արագությամբ։

2H2 O2 → 2H2 O + O2.

Աշխատանքի նպատակը՝ բուսանյութում կատալազ ֆերմենտի ակտիվության որոշում։

Աշխատանքի ընթացքը. 1. Վերցրեք 4 գ կշռող տերևների կամ բույսի մասերի նմուշ, ավելացրեք 0,2 գ կավիճ (ալկալային ռեակցիա տալու համար), մի պտղունց ավազ և մանրակրկիտ մանրացրեք հավանգի մեջ փոքր քանակությամբ թորած ջրով: Հարված զանգվածը ձագարով տեղափոխում ենք 100 մլ ծավալային կոլբայի մեջ և բերում դի-

թորած ջրով մինչև նշագիծը։ 2. Բանջարեղենով շիշ

թողեք կանգնի 15 րոպե։ Այս պահին պատրաստեք կատալազիմետր սարքի բոլոր մասերը (նկ. 13)՝ կատալազի ակտիվությունը որոշելու և դրա խստությունը ստուգելու համար:

3. 15 րոպե անց կոլբայից կախոցի հետ միասին վերցնում ենք 10 մլ էքստրակտ և տեղափոխում ռեակցիայի անոթի (կատալազ) մեկ խցիկ: Մեկ այլ բաժին հետ

Բրինձ. 13. Կատալասիմետրանոթները տեղադրում են 5 մլ ջրածնի պերօքսիդ: Ռեակցիոն անոթ

միացնել կատալազիմետրի մնացած գործիքին:

Ապրոտիկ լուծիչներում կովալենտային կապերով մետաղական միացությունները փոխում են իրենց հատկությունները և տարանջատվում, այնուհետև կազմում բարդ միացություններ, օրինակ. TiCl4-ի տարրալուծման հետաքրքիր գործընթաց դիմեթիլֆորմամիդում (DMF) և դիմեթիլ սուլֆօքսիդում (DMSO): Լուծիչների մոլեկուլները փոխազդում են տիտանի հետ...

Քլորոֆիլ

(Բնական և տեխնածին ծագման բարդացման գործընթացներ)

Քլորոֆիլի կենսասինթեզ

(Բնական և տեխնածին ծագման բարդացման գործընթացներ)

Քլորոֆիլ ա ա բ
(Բնական և տեխնածին ծագման բարդացման գործընթացներ)

Քլորոֆիլ

Քլորոֆիլ հասկացությունը գալիս է հունարեն բառերից (x ^ sorbs; - կանաչ և (poAXov- տերեւ): Այն կանաչ բուսական պիգմենտ է, որով տեղի է ունենում արևի լույսի կլանումը և ֆոտոսինթեզի գործընթացը: Տիմիրյազևը առաջին հետազոտողներից էր: ուշադրություն դարձնել քլորոֆիլին, բարդ խմբերի ...
(Բնական և տեխնածին ծագման բարդացման գործընթացներ)

Քլորոֆիլի կենսասինթեզ

Բնության մեջ քլորոֆիլի կենսասինթեզի համար պատասխանատու են կենսասինթեզի կենտրոնները՝ պոլիֆերմենտային համալիրները։ Կենսասինթեզի գործընթացը պարզ է. Բարձրագույն բույսերում կենսասինթեզի վերջին փուլում բաց գույնի պրոտոքլորոֆիլիդը լույսի ազդեցությամբ վերածվում է քլորոֆիլի։ Գործընթացը տևում է մի քանի...
(Բնական և տեխնածին ծագման բարդացման գործընթացներ)

Քլորոֆիլի ֆիզիկաքիմիական հատկությունները

Քլորոֆիլ աունի բարձր մոլեկուլային քաշ՝ 893,52: 117-120 ° C ջերմաստիճանի դեպքում քլորոֆիլի կապույտ-սև միկրոբյուրեղները հալեցնում են: Քլորոֆիլ ալուծվում է դիէթիլ եթերի, էթանոլի, ացետոնի, բենզոլի, քլորոֆորմի մեջ բպիրիդին. Դրա լուծույթները կապույտ-կանաչ գույն են և բարձր լյումինեսցենտ:
(Բնական և տեխնածին ծագման բարդացման գործընթացներ)

Թիրախ:ծանոթանալ աշխատանքի կատարման կարգին. եզրակացություն արեք թիթեղային պիգմենտների քիմիական հատկությունների մասին.

Տեսական տեղեկատվություն.Քլորոպլաստային պիգմենտային համակարգը ներկայացված է երկու տեսակի պիգմենտներով՝ կանաչ - քլորոֆիլներ աև բիսկ դեղին - կարոտինոիդներ: Հիմնական ֆունկցիոնալ պիգմենտը քլորոֆիլն է ա, ծառայում է որպես էներգիայի անմիջական դոնոր ֆոտոսինթետիկ ռեակցիաների համար, մնացած պիգմենտները միայն կլանված էներգիան են փոխանցում դրան։ .

Առաջընթաց:

Գունանյութերի սպիրտային լուծույթի (քաղվածքի) ստացում.Բուսական հյուսվածքից պիգմենտները արդյունահանվում են բևեռային լուծիչներով (էթիլային սպիրտ, ացետոն), որոնք քայքայում են քլորոֆիլների և քսանթոֆիլների կապը պլաստիդային լիպոպրոտեինների հետ և ապահովում դրանց արդյունահանումը։ Չոր տերևները դնում են 200 մլ կոնաձև կոլբայի մեջ և եռում ջրով, այնուհետև ջուրը քամում են։ 100 մլ էթանոլը լցնում են կոլբայի մեջ, փակում խցանե խցանով ռեֆլյուքսային կոնդենսատորով և դնում եռացող ջրի բաղնիքում՝ պիգմենտներ հանելու համար: Հինգ րոպե եռալուց հետո կոլբայի պարունակությունը սառչում են և զգուշորեն լցնում մեկ այլ կոլբայի մեջ։ Քաղվածքն օգտագործվում է հետագա փորձերում։

Գունանյութերի տարանջատում ըստ Քրաուսի.Մեթոդը հիմնված է ալկոհոլի և բենզինի մեջ պիգմենտների տարբեր լուծելիության վրա: Այս լուծիչները չեն խառնվում մեկ տարայի մեջ, այլ ձևավորում են երկու փուլ՝ վերին բենզին, ստորին սպիրտ, որի շնորհիվ պիգմենտների խառնուրդի բաղադրիչներն առանձնանում են։

Փորձանոթի մեջ լցնում են պիգմենտների 2-3 մլ ալկոհոլային էքստրակտ, 3-4 մլ բենզին։ Փորձանոթի պարունակությունը թափահարում են՝ փակելով այն խցանով կամ մեծ փայլով և պաշտպանում։ Երբ էմուլսիան շերտավորվում է, բենզինի շերտը դառնում է կանաչ՝ դրա մեջ քլորոֆիլի ավելի լավ լուծելիության պատճառով: Կարոտինը նույնպես մտնում է բենզինի մեջ, բայց դրա գույնը առավելագույնի է հասցվում քլորոֆիլով: Քսանթոֆիլը մնում է ոսկեդեղին գույնի ալկոհոլային շերտում։

Եթե ​​պիգմենտները չեն բաժանվում, ապա ավելացրեք երեքից չորս կաթիլ ջուր և նորից թափահարեք: Ջրի ավելցուկով հնարավոր է ստորին շերտի պղտորում։ Այս դեպքում ավելացրեք մի քիչ էթիլային սպիրտ եւ թափահարեք խողովակը։

Նրանք նկարում են պիգմենտների բաշխվածությունը և եզրակացություններ անում։

Քլորոֆիլի սապոնացում ալկալիներով:Քլորոֆիլը ալկալիով բուժելով՝ հնարավոր է առաջացնել եթերային խմբերի սապոնացում, այսինքն. մեթիլ սպիրտի և ֆիտոլի մնացորդների պառակտում.

Ստացված քլորոֆիլաթթվի աղը պահպանում է քլորոֆիլի կանաչ գույնը և օպտիկական հատկությունները, բայց դրանից տարբերվում է ավելի մեծ հիդրոֆիլությամբ։

1 մլ 20% NaOH լուծույթը լցնում են փորձանոթի մեջ՝ պիգմենտների 2-3 մլ ալկոհոլային լուծույթով և թափահարում։ Փորձանոթը տեղադրվում է եռացող ջրի բաղնիքում։ Հենց լուծույթը եռում է, խողովակը հանում և սառեցնում են, ապա ավելացնում են հավասար ծավալով բենզին և մի քանի կաթիլ ջուր։ Փորձանոթի պարունակությունը կտրուկ թափահարում են և մի կողմ դնում։ Կարոտինը և քսանթոֆիլը անցնում են բենզինի շերտ, իսկ քլորոֆիլաթթվի նատրիումի աղը անցնում է ալկոհոլային շերտ։ Շերտերի գույնը ուրվագծեք՝ նշելով պիգմենտների բաշխվածությունը։

Ֆեոֆիտինի ստացում և ջրածնի հակադարձ փոխարինում մետաղի ատոմով:Մագնեզիումի ատոմը համեմատաբար թույլ է պահվում քլորոֆիլային պորֆիրինի միջուկում և ուժեղ թթուների զգույշ գործողությամբ հեշտությամբ փոխարինվում է երկու պրոտոններով՝ ձևավորելով շագանակագույն ֆեոֆիտին.

Եթե ​​ֆեոֆիտինի վրա գործում են պղնձի, ցինկի կամ սնդիկի աղերը, ապա երկու պրոտոնի փոխարեն համապատասխան մետաղը մտնում է միջուկ, և ռեակցիայի արգասիքները կանաչում են։ Այնուամենայնիվ, ստացված գույնը որոշ չափով տարբերվում է քլորոֆիլի գույնից.

Հետևաբար, քլորոֆիլների գույնը պայմանավորված է նրանց մոլեկուլներում առկա մետաղական օրգանական կապով։ Մագնեզիումի հակադարձ ներմուծումը ֆեոֆիտին շատ դժվար է: Երկու փորձանոթում վերցրեք 2-3 մլ պիգմենտների ալկոհոլային էքստրակտ և մեկ-մեկ ավելացրեք երկու կաթիլ 10% աղաթթվի լուծույթ: Թափահարվելիս քլորոֆիլի կանաչ գույնը վերածվում է շագանակագույնի, որը բնորոշ է ֆեոֆիտինին։ Ֆեոսիտինով մեկ խողովակը թողնվում է հսկողության համար, իսկ երկրորդի մեջ մտցնում են պղնձի ացետատի մի քանի բյուրեղներ և լուծույթը տաքացնում են ջրային բաղնիքում մինչև եռալ: Երբ այն տաքանում է, լուծույթի շագանակագույն գույնը դառնում է կանաչ՝ քլորոֆիլանման պղնձի ածանցյալի առաջացման արդյունքում։

Նկարագրե՛ք ֆեոֆիտինի և պղնձի քլորոֆիլի ածանցյալի գույնը:

Սարքավորումներ:Չոր կամ հում տերեւներ, էթիլային սպիրտ, բենզին , 20% NaOH լուծույթ, 10% աղաթթվի լուծույթ կաթիլային, պղնձի ացետատ։ Ռեֆլյուքս կոնաձև կոլբաներ, ջրային վաննաներ, փորձանոթային դարակներ, 1 մլ պիպետներ, կոնաձև կոններ, գունավոր մատիտներ:

Գրականություն: 1, էջ. 63-66 թթ

Վերահսկիչ հարցեր.

1 Ո՞րն է քլորոֆիլի դերը ֆոտոսինթեզի գործընթացում:

2 Ո՞րն է կարոտինոիդների դերը ֆոտոսինթեզի գործընթացում:

3 Ո՞րն է լույսի էներգիան քիմիական էներգիայի վերածելու մեխանիզմը: