Практикум по физиологии растений - Третьяков Н.Н.
ISBN 5-10-001653-1
Скачать (прямая ссылка):
Разделение пигментов по Краусу. Метод основан на различной растворимости пигментов в спирте и бензине. Указанные растворители в одном сосуде не смешиваются, а образуют две фазы — верхнюю бензиновую и нижнюю спиртовую, благодаря чему разделяются компоненты смеси пигментов.
В пробирку наливают 2.. .3 мл спиртового экстракта пигментов, добавляют 3.. .4 мл бензина. Содержимое прббирки сильно встряхивают, предварительно закрыв ее пробкой или большим пальцем, и оставляют отстояться. По мере расслоения эмульсии бензиновый слой будет окрашиваться в зеленый цвет из-за лучшей растворимости в нем хлорофиллов. В бензин переходит и каротин, но его окраска маскируется окраской хлорофилла. Ксантофилл остается в спиртовом слое и придает ему золотисто-желтую окраску.
Если пигменты разделяются недостаточно четко, добавляют три-четыре капли воды и снова встряхивают. При избытке воды возможно помутнение нижнего слоя. В этом случае следует прилить немного этилового спирта и взболтать содержимое пробирки.
Зарисовывают картину распределения пигментов и делают выводы.
Омыление хлорофилла щелочью. Обрабатывая хлорофилл щелочью, можно вызвать омыление эфирных групп, т. е. отщепление остатков метилового спирта и фитола:
, СООСэдНзэ
MgN4OH30C32<^ + 2iNaOIT —*
СООСНз COON.a
—»MgN4OHaoC82 \ + C:2oH390'H+€H3OH
COOiN.a
Образующаяся при этом соль хлорофиллиновой кислоты сохраняет зеленую окраску и оптические свойства хлорофилла, но отличается от него большей гидрофиль-ностью.
В пробирку с 2.. .3 мл спиртового раствора пигментов приливают 1 мл 20 %-го раствора NaOH и взбалтывают. После смешивания экстракта со щелочью пробирку ставят в кипящую водяную' баню. Как только раствор закипит, пробирку вынимают и охлаждают. К охлажденному раствору добавляют равный объем 'бензина и несколько капель воды для лучшего разделения смеси. Затем содержимое пробирки резко встряхивают и дают отстояться.
В бензиновый слой переходят каротин и ксантофилл, а в спиртовой — натриевая соль хлорофиллиновой кислоты. Зарисовывают окраску слоев, указывая распределение пигментов.
Получение феофитина и обратное замещение водорода атомом металла. Атом магния сравнительно слабо удерживается в порфирииовом ядре хлорофилла и при осторожном воздействии сильных кислот легко замещается двумя протонами с образованием феофитина бурого цвета:
H39 Q>oOOC4
У CaaHaoON^Mg + 2НС1 *
НзСООС НвоСяоООа —* / €8aH80ON4H2+MgCla
Н3СООС
Если на феофитин действовать солями меди, цинка или ртути, то вместо двух протонов в ядро входит соответствующий металл и продукты реакции окрашиваются в зеленый цвет. Однако полученная окраска несколько отличается от окраски хлорофилла:
НвэСаоООС
C32H30O.N4H2-I- Си (ОНзСОО)а'—
- НзСООС
Н3[)С20ООС ч —/ C32IT30ON4CU + 2OI-I3COOI-I НзСООС
Следовательно, цвет хлорофиллов обусловлен ме-таллорганической связью в их молекулах. Обратное введение магния в феофитин происходит с большим трудом. В две пробирки берут по 2... 3 мл спиртовой вытяжки пигментов и добавляют по одиой-две капли 10 %-го раствора соляной кислоты. При взбалтывании зеленая окраска хлорофилла переходит в бурую, характерную для феофитина. Одну прсУбирку с феофити-но'М оставляют для контроля, а во вторую вносят несколько кристаллов ацетата меди и нагревают раствор на водяной бане до кипения. По мере нагревания бурый цвет раствора меняется т-ia зеленый в результате-образования хлорофиллоподобного производного меди.
Зарисовывают окраску феофитина и медьпроизвод-ного хлорофилла.
Материалы и оборудование. Сухие листья, этиловый спирт, бензин, 20 %-й раствор NaOH, 10 %-й раствор соляной кислоты в капельнице, ацетат меди.
Конические колбы с обратным холодильником, водяные бани, штативы с пробирками, пипетки на 1 мл, конические колбочки, цветные карандаши.
Работа 37. НАБЛЮДЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПИГМЕНТОВ
Вводные пояснения. В процессе фотосинтеза световая энергия перед преобразованием в химическую должна быть поглощена пигментами. Пластидные пигменты поглощают свет видимой части спектра (380.. .720 нм), чем обусловлено название излучения этой области спектра (фотосинтетически активная радиация, или ФАР). Пигменты поглощают видимый свет не полностью, а избирательно, т. е. каждый пигмент имеет свой характерный спектр поглощения. В частности, важнейшая особенность спектра поглощения хлорофилла а и b — наличие у них двух ярко выраженных максимумов: в красной области—-соответственно 660 и 640 нм и в сине-фиолетовой—'430 и 450 нм. Минимум поглощения лежит в зоне зеленых лучей. Этим и объясняется зеленая окраска пигментов. В живом листе у хлорофиллов более широкий и выравненный спектр поглощения. Так, красный максимум поглощения хлорофилла а в хлоропласте имеет несколько пиков: 670, 683, 700,
710 нм; у хлорофилла b он приходится на длины волн
