Клеточного сока плазмолитическим методом(по Де-Фризу)



Материалы и оборудование: 1) луковица синего лука 2) бритвы,            3) препаровальные иглы, 4) предметные и покровные стекла, 5) микроскопы,         6) стеклянные палочки, 7) кусочки фильтровальной бумаги, 8) чашки Петри или тигельки для растворов 8 шт., 9) бюретки с воронками 2 шт., 10) раствор NaCl 1 M, 11) дистиллированная вода, 12) раствор нейтральной красной краски 1:5000, 13) лезвия бритвы, 14) карандаш по стеклу.

Если поместить кусочки исследуемой ткани в растворы различной концентрации, то плазмолиз можно наблюдать только в гипертонических растворах. Изотонические и гипотонические растворы плазмолиза не вызывают. Просмотрев кусочки тканей после выдержки в растворах разной концентрации, можно заметить, что в клетках одних кусочков будет силь-ная степень плазмолиза, в некоторых наблюдается начальный плазмолиз, а в других он не наблюдается. Начальный (уголковый) плазмолиз свидетельствует, что концентрация окружающего раствора лишь немного превышает концентрацию клеточного сока. Более слабый раствор не вызывает плазмолиза и имеет осмотическое давление меньше осмотического давления клеточного сока. Концентрация изотонического раствора будет находиться между концентрациями этих двух растворов.

Цель работы – определить изотонический раствор и вычислить его осмотическое давление по формуле Вант-Гоффа:  Р = RTCi ,

где:               P – осмотическое давление в атм.,

                      R – газовая постоянная (0,082),

                        T – абсолютная температура (273 + t C),

                       t – температура окружающей среды,

                      C – молярная концентрация растворов,

                       i – изотонический коэффициент, представляющий собой отношение осмотического давления раствора электролита к осмотическому давлению раствора неэлектролита той же молярной концентрации.

 

Ход работы: Приготовить растворы концентрации 0,8; 0,7; 0,6; 0,5; 0,4; 0,3; 0,2; 0,1 М. Для этого налить в чашки Петри или тигельки соответствующие количества молярного раствора и воды (например, для приготовления 10 мл раствора 0,1 М нужно взять 9 мл воды и 1 мл молярного раствора NaCl, 0,2 М раствора соответственно 0,2 мл раствора и 8 мл воды и т.д.). Одна чашка должна быть заполнена дистиллированной водой. Приготовить 18 срезов эпидермы чешуи синего лука и поместить их в воду. Если лук обычный, то срезы на часовое стекло помещают в раствор нейтрального красного на 10 мин. Этим достигается одинаковая окраска и состояние клеток. Затем извлекают срезы из раствора краски, обсушивают фильтровальной бумагой и погружают по 2 среза в каждый раствор, при этом следят, чтобы срезы были закрыты раствором. Погружение начинают с самого концентрированного раствора и отмечают время. Через 20 – 30 мин рассматривают срезы в микроскоп в капле того же раствора, в той же последовательности, в какой помещали их в раствор. Стеклянную палочку или кисточку, которыми наносится капля раствора, и кусочек ткани после каждого раствора споласкивают водой и вытирают салфеткой или фильтровальной бумагой. Результаты опыта занести в таблицу.

В третьей строке указать, в каком состоянии находится большинство клеток, в четвертой строке сделать схематический рисунок клетки в том состоянии, в котором находится большинство клеток. Выявить осмотическое давление по уравнению Вант-Гоффа. В выводах объяснить связь между концентрацией раствора и степенью плазмолиза клеток.

Концентрация раствора, М   1,0   0,8   0,7   0,6   0,5   0,4   0,3   0,2   0,1 Вода
Изотонический коэффициент   1,62   1,64   1,66   1,68   1,70   1,73   1,75   1,78   1,83  
Степень плазмолиза                    
Рисунки клетки                    

 

 

 

Работа 7. Определение сосущей силы клеток

(по Уршпрунгу).

Материалы и оборудование: 1) клубень картофеля, 2) нож,              3) скальпель, 4) пинцет, 5) предметные стекла, 6) линейки,                               7) дистиллированная вода, 8) 1 М раствор NaCl, 9) чашки Петри (7 шт.),            10) карандаш по стеклу.

Сосущая сила (S) - это сила, с которой клетка всасывает воду. В гипертонических растворах, когда тургор в клетке отсутствует, сосущая сила клетки равна ее осмотическому давлению (S = P). В клетке находящейся в состоянии нормального тургора, часть осмотического давления расходуется на преодоление сопротивления упругой оболочки. Давление, которое оказывает цитоплазма на оболочку, называется тургорным (Т). Поэтому сосущая сила такой клетки будет меньше ее осмотического давления на величину тургорного давления:    S = P – T

При выдерживании кусочка ткани в растворе, сосущая сила которого больше сосущей силы клеток, раствор отнимает воду от клеток, тургор клеток уменьшается и соответственно уменьшается размер кусочка ткани. Если сосущая сила клеток больше сосущей силы раствора, то клетки всасывают воду и увеличиваются в объеме. При равенстве сосущих сил клеток и раствора не происходит ни всасывания, ни отнятия воды и размеры клеток не изменяются.

Ход работы: Приготовить растворы NaCl следующих концентраций 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8 и 1,0 М и налить их в чашки, снабженные надписями. Из клубня картофеля вырезать плоскую пластинку толщиной 3-4 мм и изготовить из нее прямоугольники шириной 20-30 мм и длиной 40-70 мм (чем длиннее, тем лучше). Разрезать прямоугольники вдоль на несколько полосок шириной 3-5 мм. Тщательно измерить длину полосок с точностью до 0,5 мм и поместить одну полоску в дистиллированную воду, а остальные – в соответствующие растворы и проследить, чтобы полоски полностью были закрыты растворами. Через 20-30 мин полоски извлечь из растворов, начиная с самой высокой концентрации, промокнуть фильтровальной бумагой и повторно измерить их длину. Результаты занести в таблицу.

Во второй строке записать сосущую силу растворов, которая будер равна их осмотическому давлению (рассчитать по уравнению Вант-Гоффа). Величину длины для пятой строки получить, вычитая из большей величины меньшую, увеличение длины обозначить знаком (+), а уменьшение – (-). В последней строке отмечается степень напряжения клеток (сильный тургор, слабый или отсутствует). Для определения этого показателя полоски разложить на половинке чашки Петри так , чтобы половина свисала с края (эту операцию можно проделать на предметном стекле). Определить раствор, в котором длина полоски не изменилась, т.е. раствор, сосущая сила которого (S) равна сосущей силе (S) клеток исследуемой ткани, и вычислить сосущую силу клетки. В выводах указать причину изменения размеров полосок и тургора в растворах различной концентрации.

 

Концентрация раствора, М   1,0   0,8   0,6   0,4   0,2   0,1 Вода
Сосущая сила раствора, S, атм                

               Исход-

Длина       ная 

полоски,

 мм           Через

               20 мин.

             
             
Разность в мм                
  Тургор                

Работа 8. Зависимость сосущей силы от степени

Насыщения клеток водой.

Материалы и оборудование: лист миллиметровой бумаги (10х10), линейка, карандаш.

На основании данных, полученных в работе 8, вычертить график, показывающий изменение сосущей силы (S), осмотического давления клеточного сока (Р) и тургорного давления (Т) при изменении насыщения клеток водой. Известно, что между названными показателями существует следующая зависимость:   S = P – T

До погружения в растворы различной концентрации все клетки имели более или менее одинаковую степень насыщения водой, а значит, одни и те же значения S, Р, Т. После выдерживания кусочков ткани в растворах все эти величины стали для разных полосок различными.

Ход работы: Заполнить таблицу, в которую внести данные, характеризующие состояние клеток после пребывания в растворах.

1. Длина полоски (V). В первую строку записывают длину полосок после выдерживания их в растворах, начиная с наименьшей концентрации.. Если длина полосок совпадает, что наблюдается в самых крепких растворах (0,6; 0,8; 1,0 М), необходимо брать величину, относящуюся только к наиболее слабому из этих растворов, поскольку уже в этом растворе клеточные оболочки достигли предела сокращения.

2. Сосущая сила клеток (S). Предполагая, что полоски достаточное время пролежали в растворах и перестали изменяться в длине, принимаем, что сосущая сила клеток равна сосущей силе соответствующего ратвора, которую находят по уравнению Вант-Гоффа (см. предыдущую работу).

 

Концентрация раствора, М   1,0   0,8   0,6   0,4   0,2   0,1   вода
Длина полоски (V), мм              
Сосущая сила (S), атм              
Осмотическое давление (Р), атм              
Тургорное давление (Т), атм              

 

3. Осмотическое давление клеточного сока (Р). Для самой короткой полоски характерно полное отсутствие тургора Т = 0, а значит, Р = S, так как

S = P – T. Все остальные полоски будут иметь все более разбавленный клеточный сок, причем Р уменьшается обратно пропорционально объему клеток, что равносильно длине полосы.                   

                  P1V1= PnVn,       следовательно       Pn =P1V1/Vn.

4. Тургорное давление (Т)  определяют по формуле:

S = P – T,     а значит, Т = Р – S

 

После заполнения таблицы приступают к построению графика. На миллиметровую бумагу наносят систему координат, откладывают по оси ординат сосущую силу и тургорное давление в атм. Точка пересечения осей обозначается не нулем, а значением (V1). Для каждой полоски откладывают значение Р, Т и соединяют полученные точки, получая таким образом график зависимости Р и Т от степени насыщения клеток водой. Значения S представляют собой отрезки (Р – Т). Сделать выводы, указав как изменяются S, P и Т в зависимости от насыщения клеток водой.

 

Тема 4. Водообмен растений

Работа 9. Сравнение транспирации верхней и нижней сторон листа хлоркобальтовым методом.

     Материалы и оборудование: 1) свежие листья каких-ли­бо растений,       2) куски фильтровальной бумаги, пропитанной 5%-м раствором хлористого кобальта, 3) одинаковые стек­лянные пластинки (2 шт), 4) электроплитка,          5) пинцет, 6) резиновые кольца, 7) микроскоп, 8) предметные и покровные стекла, 9) лезвия бритвы, 10) стакан с водой.

     Пропитанная раствором хлористого кобальта (CоCI2) и высушенная фильтровальная бумага имеет голубой цвет. Поглощая воду, она изменяет окраску на розовую (CоCl2 X 6Н2О). По скорости изменения окраски судят об интенсив­ности транспирации.

     Ход работы: Два куска или сложенный пополам кусок фильтровальной бумаги, пропитанный раствором хлористого кобальта, просушить над плиткой и немедленно приложить к двум сторонам листа (сорванного или на растении). Во избежание поглощения влаги из атмосферы лист с бумагой зажимают между двумя стеклянными пластинками и резиновыми кольцами. К кобальтовым бумажкам нельзя прикасаться руками. Лист выставляется на свет. На­блюдают за изменением окраски хлоркобальтовой бумаги и записывают результат. Делают вывод о различной интенсивности транспирации с разных сторон листа. После этого делают срезы верхнего и нижнего эпидермиса исследованно­го листа, рассматривают в микроскоп при большом увеличе­нии и зарисовывают участки эпидермиса. Делают вывод о причине различной транспирации с разных сторон листа.

Объект Эпидермис Скорость порозовения бумаги Количество устьиц в поле зрения (среднее из трех) Рисунок эпидермы листа
         

Работа 10. Определение транспирации относительной транспирации весовым методом. Влияние внешних условий на транспирацию.

    Материалы и оборудование: 1) колбочки с резиновыми пробками, в которых есть отверстия, 2) листья растений, 3) пластилин, 4) весы с разновесами, 5) ножницы, 6) га­зетная бумага, 7) линейка, 8) стакан с водой.

     Испарение воды, т. е. ее переход из жидкого в парооб­разное состояние происходит при соприкосновении органов с ненасыщенной водой атмосферой. Этот процесс называется транспирацией. Она в сильной степени зависит от внешних условий и степени раскрытия устьиц.

     Под интенсивностью транспирации понимают скорость выделения растениями водяных паров и выражают количе­ством испаренной воды в г на единицу листовой поверхности в единицу времени (с 1 м2 за час). Относительная транспирация — это отношение интенсивности транспирации к ин­тенсивности испарения со свободной водной поверхности в тех же условиях. Весовые методы учета транспирации осно­ваны на определении количества испаренной воды по умень­шению веса срезанного растения.

    Ход работы: Колбы наполняют водой, быстро срезают лист или веточку, пропускают черешок через отверстие пробки и закрывают колбы, чтобы черешок или ветка оказа­лись в воде. Обе колбы взвешиваются, фиксируется время начала опыта. Затем одна колба остается в обычных условиях, вторая ставится в темное место, или в холодное помещение. Взвешивают также стаканчики с водой. Через 40—60 мин производят второе взвешивание всех объектов. Разница в весе является показателем испаренной воды с данной площади листа за указанный период времени в тех или иных условиях. Разница в весе чашки Петри сводой говорит о количестве воды, испаренной за это время со свободной поверхности. Для определения интенсивности транспирации производят пересчет количества испаренной воды на еди­ницу поверхности (на 1 м2 за час). Это делают для всех объектов. Известно, что отношение площадей прямо про­порционально отношению весов этих площадей. Эта зако­номерность и используется при вычислении поверхности ли­стьев. Для этой цели из бумаги вырезают квадрат пло­щадью 100 см2 и взвешивают его. Затем на этот квадрат накладывают лист, бывший в опыте, плотно прижимают к бумаге и обводят контур, затем его вырезают и взвешивают Составляют пропорцию и находят площадь листа:

А—вес квадрата в г, С — площадь квадрата в см2,

В — вес рисунка листа в г, Х — площадь листа в см2.                          

А : В = С : X,    отсюда       Х =ВС/А см2.                                        

Зная количество воды, испаренной с данной поверхнос­ти листа, производят пересчет на единицу поверхности (на 1 м2) зачас.

Х см2 листа за 40 мин испарил «А» г воды, отсюда:

          10000 » 60 » « I » г.

I = Ах60х10000/40Х  г.

Это и будет величина интенсивности транспирации. Делают вывод об интенсивности транспирации в разных условиях.

Таким же образом определяют интенсивность испарения со свободной поверхности. Площадь испарения со свободной поверхности рассчитывают по формуле S= πr2 .

 Отно­сительную транспирацию определяют по формуле:                                            

Iотн  =Iтр/Iэв ,  где:                            

 Iотн — относительная транспирация,

  Iтр — интенсивность транспирации,

 Iэв— испарение с единицы свободной поверхности.

Работа 11. Водообмен ветки сосны.

     Материалы и оборудование: 1) свежесрезанная   ветка сосны, 2) водный раствор эозина, 3) технические     весы, 4) стеклянные банки, закрытые пробками с отверстиями, 5) скальпель, 6) вода кипяченая, 7) бюкс, 8) клей, 9) сушильный шкаф, 10) пластилин, 11) цветные карандаши.

Водообмен растения включает в себя 3 процесса: по­глощение воды, перемещение ее по растению и расходование на нужды клеток и транспирации.

Ход работы: В банку наливают на 3/4 объема раствор эозина, прикрепляют этикетку и взвешивают. Ветку очищают снизу от хвои, закрепляют в пробке и обновляют срез под водой (на 3—4 см отступив от конца). Подержав срез под водой около минуты, быстро вставляют пробку в банку таким образом, чтобы конец стебля не доходил до дна. Заделыва­ют щели пластилином и взвешивают всю установку. Из хвои, полученной из нижней части побега, берут пробу и опреде­ляют в ней содержание воды: взвешивают пустой бюкс, по­мещают в него 2—5 г хвои, взвешивают бюкс с хвоей и ставят в шкаф при температуре 100—105° С, высушивают а течение 3—4 часов до абсолютно сухого веса и взвешивают.

Результаты заносят в таблицу.

 

 

бюкса

 

 

Вес бюкса, г

Чистый вес

 пробы, г

Содер- жание

воды

в хвое,

% (с)

 

 

  пустого       со свежим материалом       с абс. сухим материалом       сырой вес, г (а) сухой вес, г (в)
             

 

Содержание воды в хвое расчитать по формуле: с=а-в/а х 100%

     Спустя 7 дней определить вес всей установки, вынуть пробку с веткой и взвесить банку с раствором эозина. Удаляют всю хвою с побега и взвешивают ее (А).  

Количество воды, поглощенной веткой (m), дает раз­ность исходного веса банки с раствором эозина и веса через 7 суток Количество испаренной воды (n) — это разность веса всей установки — исходной и через 7 дней. Содержание воды в хвое (с) приведен в предыдущей таблице. Количество воды в хвое определяется по формуле: М =Ахс/100.          

Данные заносят в таб­лицу:

Вес банки: с раствором эозина, г

 

 

сырой вес хвои, г (А)

(всей) /

% воды в

 хвое (с)

 

 

Поверх-ность хвои, см2

Вес всей установки

 

Масса воды, г

исходный Через 7 дней исходный Через 7 дней погло щенной (m) иcпарен-ной (n)
               

 

         

Для определения поверхности хвои исходят из соотношения, что 1 г сырого веса хвои сосны обыкновенной соответствует поверхности в 33 см2 .

   Сделать поперечный и радиальный срезы стебля (выше уровня раствора) и изобразить их на схематических ри­сунках, обратив внимание на окраску тканей стебля эозином. Вычислить показатели:

1. Водный баланс — по разности между количеством поглощенной и испаренной воды.

2. Интенсивность транспирации (И) расчитывают по формуле:

Iтр = m/S х t [ г/м2 час],

где:

m — масса испаренной воды,г,

S—поверхность хвои, м2,

t—продолжительность опыта, час,

3. Экономность транспирации (Х), которая показывает, сколько воды в процентах от общей массы воды, содержащейся в растении, ис­парится за 1 час. Х = n х 100/ t х М [% за час] , где:

n—масса испаренной воды, г,

t—продолжительность опыта, час,

М — масса воды в хвое побега, г.

После определения экономности транспирации, вычислить, сколько раз обновилась вода в побеге за время опыта.

    В выводах отметить, по каким тканям в растениях про­исходит восходящий ток, велика ли транспирация у хвойных пород и сравнить ее с транспирацией растений, имеющих плоский лист. Каков был водный баланс ветки и почему он может быть положительным и отрицательным.

 

Тема 2. ФОТОСИНТЕЗ

 

Работа 12. Разделение пигментов зеленого листа

И их химические свойства.

Материалы и оборудование: 1) свежие или сушеные листья крапивы, папоротника, примулы или других растений, 2) спирт, 3) бензин, 4) 20%-й раствор КОН в капельнице, 5) уксуснокислый цинк, 6) чистый кварцевый песок, 7) ступка с пестиком, 8) воронка, 9) штатив с пробирками (5 шт),     10) спиртовка, 11) бумажный фильтр, 12) СаСО3, 14) стакан с водой,          14) пипетка, 15) держалка для пробирок, 16) спички.

Зеленые пластиды листа – хлоропласты  содержат в себе пигменты:

          хлорофилл А – С55Н72О5N4Мg

          хлорофилл В – С55Н72О5N4Мg

          каротины – С40Н56 и ксантофиллы – С40Н56О2  , С40Н56 О4                                                                                                                                                   

Эти пигменты нерастворимы в воде, но растворимы в органических растворителях (спирте, ацетоне). Для изучения их свойств пигменты необходимо извлечь из листа и провести их разделение.

Ход работы: 1. Извлечение пигментов из растительного материала. Свежие или высушенные листья измельчить ножницами, удалив из массы крупные жилки и черешки. Материал помещают в ступку, добавляют на кончике ножа СаСО3 (чтобы нейтрализовать кислоты клеточного сока) и немного чистого кварцевого песка. Очень тщательно растирают массу пестиком, понемногу приливая этиловый спирт. После получения однородной массы, ее выливают в воронку с фильтром.

2. Разделение пигментов по Краусу. Метод основан на различной растворимости пигментов в разных органических растворителях, в частности в спирте и бензине. Налить в пробирку 1 – 2 мл спиртовой вытяжки пигментов, добавить немного больший (по сравнению с вытяжкой) объем бензина, закрыть пробирку пальцем, сильно встряхнуть несколько раз и дать отстояться. При недостаточно четком разделении пигментов необходимо добавить еще бензина и повторить взбалтывание. Избыток воды (о чем говорит помутнение нижнего слоя устраняют добавлением небольшого количества спирта. После того как смесь отстоится, отмечают окраску слоя и зарисовывают картину распределения пигментов в спирте и бензине. Сделать выводы о растворимости пигментов в этих растворителях. Необходимо иметь в виду, что золотисто-желтая окраска спиртового слоя обусловлена ксантофиллом, нерастворимом в бензине.

3. Омыление хлорофилла щелочью. По химической природе хлорофилл – сложный эфир дикарбоновой кислоты хлорофиллина и двух остатков спиртов – фитола и метанола. Формула хлорофиллина:

                                 МgN4OH30C32(COOH)2

Если водород карбоксильных групп заменить остатками спиртов – метанола СН3ОН и фитола С20Н39ОН, то получится хлорофилл. При действии щелочи на хлорофилл происходит отщепление остатков спиртов (омыление эфирных групп). Соль хлорофиллина, которая при этом образуется, сохраняет зеленую окраску и оптические свойства хлорофилла, но нерастворима в бензине (в отличие от хлорофилла).

В пробирку наливают 1 – 2 мл спиртовой вытяжки пигментов и прибавляют несколько капель 20%-го раствора КОН или NaOH и взбалтывают. Приливают равный объем бензина и несколько капель воды, взбалтывают и дают отстояться.

 C32H30ON4Mg(COOCH3)(COOC20H39)  + 2KOH =

                            =МgN4OH30C32(COOH)2 + CH3OH + C20H39OH

Зарисовать расположение и окраску бензинового и спиртового слоев, сделать вывод, указав, какие вещества растворены в спирте, какие в бензине.

4. Получение феофетина и обратное замещение водорода атомом металла. В пробирку с 1 – 2 мл спиртовой вытяжки приливают 1 – 2 капли 20%-го НСl. Произойдет реакция, при которой атом магния в порфириновом ядре хлорофилла замещается двумя атомами водорода. Образуется буровато-оливковый феофетин:

С55Н72О5N4 Mg + 2HCl = C55H74O5N4 + MgCl2

В пробирку с раствором феофетина прибавить несколько кристаллов уксусно-кислого цинка и нагреть до кипения. Отметить изменение окраски. Атом цинка становится на место, где был раньше атом магния. Написать уравнение реакции.

 

Работа 13. Распределение пластидных пигментов методом

Бумажной хроматографии

Материалы и оборудование: 1) свежие листья, 2) ацетон, 3) СаСО3,             4) петролей эфир или бензин, 5) кварцевый песок, 6) полоска хроматографической бумаги (1,5х2х20 см), 7) фарфоровая ступка, 8) колба Бунзена со стеклянным фильтром, 9) бюксы или баночки с притертыми пробками (2 щт), 10) цилиндр, закрытый пробкой с крючком, 11) насос Камовского.

Хроматографический метод разделения пигментов впервые предложенный проф. М.С.Цветом, имеет в настоящее время большое число вариантов. Широко используется для разделения пигментов и метод бумажной хроматографии. Он основан на различной адсорбции пигментов на бумаге и разной растворимости в растворителях: чем лучше адсорбируется вещество, тем ближе к линии старта будет располагаться его зона.

Ход работы: Свежие листья растереть в ступке, добавляя кварцевый песок и СаСО3. Экстрагировать пигменты 100%-м ацетоном и профильтровать вытяжку в колбу Бунзена через стеклянный фильтр. Вытяжку (раствор пигментов) слить в емкость с притертой пробкой (на 2 – 3 гр материала около 25 мл ацетона). Эта операция проделывается одной бригадой, которая готовит вытяжку на всю подгруппу.

Полоску хроматографической бумаги опускают на несколько секунд в приготовленную вытяжку, при этом раствор пигментов поднимается на 1,5–2 см. Бумагу высушивают в токе воздуха (вентилятор) и снова опускают в вытяжку, повторяя операцию 5 – 7 раз, пока у верхней границы пигмента не образуется желто-зеленая полоса. Теперь нижний конец полоски погружают на несколько секунд в чистый ацетон, чтобы все пигменты поднялись на бумаге на 1 – 1,5 см. В результате на бумаге образуется стартовая полоса, в которой находится смесь пигментов. Полоску высушивают в токе воздуха до исчезновения запаха ацетона и помещают прикрепив к пробке, вертикально в цилиндр на дне которого находится слой петролейного эфира и бензина. Полоска должна так контактировать с жидкостью, чтобы растворитель не касался зоны пигментов.

Спустя 10 – 15 мин растворитель поднимается по бумаге на 10 – 12 см, при этом произойдет распределение пигментов. Отметить на полосе границы зон, зарисовать хроматограмму, обозначив на ней пигменты. Внизу будет расположен хлорофилл В, над ним – хлорофилл А, затем ксантофилл, а выше всех – каротин. Сделать вывод о причинах разделения пигментов на бумаге и указать степень адсорбции разных пигментов.

 

Работа 14. Оптические свойства пигментов.

Материалы и оборудование: 1) спиртовые или ацетоновые растворы хлорофилла разной концентрации, 2) раствор каротина (бензиновая вытяжка корнеплода моркови) и ксантофилла (получены разделением по Краусу),         3) спектроскопы, 4) настольные лампы, 5) цветные карандаши.

Одним из основных свойств пигментов листа является их способность поглощать световую энергию; однако это поглощение характеризуется избирательностью, т.е. разные участки спектра поглощаются неодинаково. Это доказывается разложением пропущенного через пигмент света при помощи призмы. В отдельных участках спектра будут видны темные полосы, что говорит о поглощении этих лучей. Полученный спектр называется спектром поглощения. Если сравнить спектры поглощения пигментов разной концентрации, можно определить степень поглощения отдельных лучей: чем концентрированнее раствор, тем сильнее он поглощает свет, и даже в слабопоглощаемых участках будут темные полосы. Лучи, которые поглощаются наилучшим образом, можно определить даже по спектру слабоконцентрированного раствора.

Хлорофилл обладает способностью к флюоресценции, т.е. свечению, возбуждаемому освещением. Свет, испускаемый при флюоресценции, имеет всегда большую длину волны, по сравнению с поглощенным, так как часть поглощенной энергии выделяется в виде тепла. У хлорофилла наблюдается красная флюоресценция.

Ход работы: Направить поток света в щель спектроскопа и отрегулировать четкость и яркость спектра. Поочередно помещать пробирки с раствором хлорофилла разной кон­центрации перед щелью спектроскопа. Отметить положение черных полос, которые соответствуют поглощенным лучам. Сравнить спектр поглощения хлорофилла и бензиновой вытяжки моркови. Заполнить таблицу, зарисовать цветными ка­рандашами спектры поглощения с нанесенными черными линиями.

Пронаблюдать флюоресценцию хлорофилла, рассмотрев пробирку с вытяжкой сначала в проходящем свете, затем в отраженном. Сделать вывод об изменении окраски и причи­нах.

 

Растворы Ф С Г З Ж О К

 

1. Хлорофилл

 слабый

  средний

концентрированный

 

Работа 15. Фотосенсибилизирующее действие хлорофилла.

   Материалы и оборудование: 1) вытяжка пигментов зеленого листа, 2) пробирки, 3) кристаллическая аскорбиновая кислота, 4) метиловый спирт, 5) метиловый красный.

   Фотосенсибилизированный хлорофиллом перенос протонов водорода (электрона) может происходить не только в целых хлоропластах, но и в модельных системах, содержащих спиртовой раствор хлорофилла. Извлеченный из листа хлорофилл слу­жит сенсибилизатором ряда окислительно-восстановительных реакций. В модельной системе, состоящей из донора элект­рона (аскорбиновой кислоты), акцептора электрона (метило­вого красного) и спиртового раствора хлорофилла, под дейст­вием света происходит фотосенсибилизованный хлорофиллом перенос электрона от аскорбиновой кислоты к метиловому красному (МR). При этом аскорбиновая кислота окисляется, а по изменению окраски раствора можно судить об активности реакции.  

Ход работы: В пробирку наливают 4—6 мл спиртовой вытяжки хлорофилла. К этому раствору добавляют кристаллическую аскорбиновую кислоту и растворяют ее при встряхивании до насыщения раствора. Избыток аскорбиновой кислоты оседает на дно. Затем по каплям, до едва заметного изменения ркраски добавляют 1 мл 0,04%-ного спиртового раствора метилового красного; пpи этом зеленая окраска раствора в пробирке переходит в крас­ную. Реакционную смесь хорошо встряхивают и выставляют на свет. Одновременно с опытной ставят две контрольные пробирки. Контролем служит аналогичный опыт в темноте, и опыт без хлорофилла с заменой его равным объемом спир­та и опыт без аскорбиновой кислоты. В последних 2-х случаях пробирка, так же, как и опытная, освещается.

   В опытной пробирке через некоторое время метиловый красный, восстанавливаясь, обесцвечивается и вновь появ­ляется зеленая окраска хлорофилла. Происходит следующая реакция:         

                                               Хлорофилл, свет

АН2+МRокисл     =    А + МRвост

Сопоставление контрольных пробирок с опытной убежда­ет, что восстановление метилового красного аскорбиновой кис­лотой происходит благодаря участию света и хлорофилла, т. е. представляет собой фотосенсибилизированную пигментом реакцию.

  

№ пробирок Состав реакционной смеси Условия опыта Изменение цвета раствора
1 опыт Спиртовой раствор хлорофилла + аскорбиновая кислота + метиловый красный Свет  
2 контроль Спиртовой раствор хлорофилла + аскорбиновая кислота + метиловый красный Темнота  
3 контроль Спирт + аскорбиновая кислота + метиловый красный Свет  
4 контроль Спиртовой раствор хлорофилла + метиловый красный Свет  

 

ВОПРСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 2268; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!