Біялогія. 11 клас

Выдзяленне з лістоў фотасінтэтычных пігментаў і вывучэнне іх уласцівасцей

Заданне рэкамендуецца выконваць у школе. Будзьце асцярожныя пры рабоце з рэактывамі і награвальнымі прыборамі, выконвайце правілы тэхнікі бяспекі!

I. Вылучэнне фотасінтэтычных пігментаў

1. Зялёныя лісты расліны здрабніце з дапамогай нажніц (лепш выкарыстоўваць участкі ліставых пласцінак, што не змяшчаюць буйных жылак).
2. Невялікую колькасць здробненых лістоў (каля 1 г) змясціце ў фарфоравую ступку.  Дабаўце туды крыху мелу, кварцавага пяску (можна замяніць звычайным пяском) і прыкладна 5 мл этылавага спірту.
3. Старанна разатрыце сумесь песцікам.
4. Пасля гэтага дабаўце ў ступку яшчэ каля 5—10 мл этанолу, добра перамяшайце змесціва і прафільтруйце яго.

Атрыманы раствор уяўляе сабой спіртавую выцяжку фотасінтэтычных пігментаў — хларафілаў і каратыноідаў. Зялёны колер раствору абумоўлены тым, што хларафілы, якія змяшчаюцца ў лістах у вялікай колькасці, «маскіруюць» каратыноіды, што маюць жоўтую і аранжавую (радзей чырвоную ці іншую) афарбоўку.

Адрозніваюць два тыпы караціноідаў — караціны і ксантафілы. Караціны — непалярныя злучэнні. У склад малекул ксантафілаў уваходзяць палярныя групы.

● Як вы думаеце, для чаго пры выдзяленні пігментаў у ступку са здробненымі лістамі дабаўляўся пясок?

● Навошта дабаўляўся мел?

II. Раздзяленне пігментаў па метадзе Краўса

1. Наліце ў прабірку 3—4 мл спіртавой выцяжкі пігментаў.
2. Дабаўце 5—7 мл бензіну (ці петралейнага эфіру) і 2—3 кроплі вады для таго, каб спіртавая фаза лягчэй аддзялялася ад бензінавай.
3. Прабірку закрыйце коркам, некалькі разоў інтэнсіўна страсяніце, потым дайце змесціву адстаяцца на працягу некалькіх мінут.

Адбываецца раздзяленне сумесі на 2 слоі: верхні (больш лёгкі) — бензінавы — і ніжні — спіртавы (мал. 22.5). Бензінавы слоі афарбаваны ў зялёны колер, ён змяшчае хларафілы і караціны. Спіртавы слой мае жоўтую (ці жоўта-аранжавую) афарбоўку, тут змяшчаюцца ксантафілы. Калі раздзяленне будзе недастаткова выразным, дабаўце 1—2 кроплі вады, узбоўтайце і паўтарыце адстойванне.

●Вядома, што хларафілы ўяўляюць сабой складаныя эфіры гідрафільнай хлорафілінавай кіслаты і двух спіртоў — метанолу (СН₃ОН) і фітолу (С₂₀Н₃₉ОН). Як вы думаеце, які з гэтых структурных кампанентаў (і чаму менавіта ён) абумоўлівае растварэнне хларафілаў у бензіне?

● З прычыны чаго адбыўся падзел караціноідаў?

● Чаму ксантафілы апынуліся ў спіртавым слоі, а караціны — у бензінавым?

III. Дзеянне шчолачы на хларафіл

1. У прабірку з пігментамі, падзеленымі па метадзе Краўса, дабаўце адну гранулу NaOH (або КОН).
2. Закрыйце прабірку коркам, узбоўтайце да растварэння шчолачы і дайце адстояцца.
3. Пад дзеяннем шчолачы адбываецца амыленне хларафілу — адшчапленне рэшткаў спіртоў і ўтварэнне солі хлорафілінавай кіслаты. З прычыны гэтага хларафіл губляе здольнасць растварацца ў бензіне і пераходзіць у ніжні (спіртавы) слой. Караціны і ксантафілы не рэагуюць са шчолаччу.
4. Пасля адстойвання звярніце ўвагу на змяненне колеру слаёў.

Калі грануляванай шчолачы няма, дослед можна правесці наступным чынам.

1. Наліце ў прабірку 2—3 мл спіртавога раствору пігментаў, дабаўце 1—2 мл раствору NaOH (ці KOH), 2 мл бензіну (петралейнага эфіру) і 1—2 кроплі вады.
2. Закрыйце прабірку коркам, добра перамяшайце змесціва і дайце яму адстояцца.

● Якую афарбоўку мае бензінавы слой? Якія пігменты ён змяшчае?

● Які колер набыў спіртавы слой? Чаму? Што ў ім змяшчаецца?

IV. Дзеяннне кіслаты на хларафіл і аднаўленне афарбоўкі

У склад малекулы хларафілу ўваходзіць іон Mg²⁺. Пад дзеяннем кіслот ён замяшчаецца двума пратонамі (Н⁺) і ўтвараецца рэчыва бурага колеру — феафітын. Калі падзейнічаць на феафітын солямі медзі ці цынку, можна аднавіць зялёную афарбоўку пігменту дзякуючы замяшчэнню пратонаў іонамі гэтых металаў (атрыманая афарбоўка будзе крыху адрознівацца ад зыходнага колеру хларафілу).

1. У тры прабіркі наліце па 3—5 мл спіртавой выцяжкі пігментаў.
2. Адну з іх пакіньце для параўнання, а ў дзве другія дабаўце некалькі кропель 10%-га раствору HCl. Зялёная афарбоўка змяняецца на бурую ў сувязі з утварэннем феафітыну.
3. Потым у адну з прабірак з феафітынам дабаўце некалькі крышталяў ацэтату медзі ці цынку (або некалькі кропель насычанага раствору гэтай солі).
4. Нагрэйце прабірку на вадзяной лазні, звярніце ўвагу на паступовае аднаўленне зялёнай афарбоўкі. Калі колер раствору не змяняецца, дабаўце ў прабірку яшчэ крыху ацэтату медзі (цынку) і працягвайце награваць.

● Ярка-зялёная агародніна лічыцца больш прывабнай, чым бурая. Аднак у працэсе гатавання яна нярэдка змяняе зыходную зялёную афарбоўку на менш апетытную. Успомніце, напрыклад, які колер мае адваранае шчаўе ці тэрмічна апрацаваная зялёная цыбуля. З чым звязана змяненне зялёнай афарбоўкі агародніны на бурую?

● Як вы думаеце, што можна зрабіць для захавання ярка-зялёнага колеру агародніны? Улічыце, што дабаўляць у ежу солі медзі, цынку ці іншых цяжкіх металаў недапушчальна — яны таксічныя для арганізма!