12.3: Частина 1 - Пігменти
- Page ID
- 6761
Молекула хлорофілу а має специфічну форму. Ця форма призводить до того, що довжини хвиль світла, які ми бачимо як темно-синювато-зелений, відбиваються назад. Змініть форму цієї молекули, додавши лише два атоми, зробивши її хлорофілом b, і світло, яке відбивається назад, тепер менше синього і більш жовтого.
Яке це має відношення до фотосинтезу? Організми, які виконують фотосинтез, роблять це, поглинаючи світло і перетворюючи його в корисну енергію. Це поглинене світло не відбивається назад. Це означає, що колір пігменту (ів), який має організм, визначатиме довжини хвиль світла, які організм може використовувати. Наприклад, рослини мають два типи молекул хлорофілу, хлорофілу a & b, кожен з яких відображає зелене світло, а це означає, що зелене світло не можна використовувати для фотосинтезу. Щоб допомогти захопити трохи більше спектру, рослини мають додаткові пігменти, які називаються каротиноїдами, які відображають жовте, помаранчеве та червоне світло, поглинаючи частину зеленої частини спектру.
Хлорофіли, як правило, маскують більшість інших пігментів рослин, тому, щоб побачити ці інші пігменти, нам потрібно їх відокремити. Ви будете використовувати процес, який називається тонкошарова хроматографія, щоб витягти пігменти з листя, а потім розчинити їх у розчиннику.
Тонкошарова хроматографія (TLC)
Примітка
Нижче наведено список запропонованих матеріалів. Шпинат пропонується для листя, оскільки його легко придбати і багатий пігментом. Однак подумайте про порівняння пігментів у різних видах листя для більш цікавого експерименту.
Необхідні матеріали:
- Ступка і товкач
- Пісок або подібний матеріал
- М'яке листя (наприклад, шпинат)
- Екстракційний розчинник: 3 частини пропанону на 2 частини етоксиетану (діетиловий ефір)
- Капілярні трубки
- Пробірки і пробки
- Смужки паперу TLC (нарізані за розміром тестової трубки - приблизно на 1 см менше в довжину)
- Розчинник хроматографії: 5 частин циклогексану, 3 частини пропанону та 2 частини етоксиетану
- Олівець
- Щипці
Процедура тонкошарової хроматографії
- Витяг пігментів.
- Підготуйте смужку TLC, намалювавши лінію поперек паперу олівцем в 2 см від нижньої частини смужки і відкладіть в сторону. Важливе зауваження: Обробляйте смужку якомога менше, щоб масла з рук не заважали процесу.
- Під ковпаком або в добре провітрюваному приміщенні покладіть частину листя в розчин з невеликою кількістю піску (щоб допомогти розірвати тканину) і деяким екстракційним розчинником.
- Подрібніть листя товкачем, поки вони не перетворилися в кашку. Можливо, вам доведеться додати більше екстракційного розчинника, оскільки він просочується в тканину листя.
- Тонкошарова хроматографія.
- Потягніть кашку на одну сторону ступки. Помістіть кінець тонкої капілярної трубки в рідину, потім перенесіть рідину в трубці до точки в центрі вашої лінії.
- Повторіть цей процес, малюючи більше рідини з розчину, поки у вас не з'явиться невелика, концентрована точка пігменту. Для досягнення найкращих результатів тримайте крапку максимально сконцентрованою в одному місці.
- Під ковпаком додайте 1 см розчинника хроматографії до пробірки і помістіть його в стійку для пробірки (позначте свою трубку, якщо кілька людей використовують одну стійку).
- Додайте свою смужку в трубочку з лінією, яку ви намалювали олівцем, сидячи приблизно на 1 см вище рівня розчинника, потім закупорте трубку.
- Розрахунок значень Rf і визначення полярності.
- Регулярно перевіряйте смужку TLC і майте з собою олівець. Коли розчинник пройшов вгору смужку TLC приблизно на 1 см від верхньої частини смужки, вийміть смужку з пробірки і проведіть лінію олівцем на краю фронту розчинника.
- Дайте смужці висохнути, потім виміряйте відстань від початкової лінії, яку ви намалювали (де пігмент почав) до фронту розчинника.
- Далі виміряйте відстань від місця початку пігменту до найдальшої точки, яку пройшов кожен пігмент.
- Обчисліть значення Rf кожного пігменту: розділіть відстань пройденого пігменту на відстань, яку пройшов розчинник.
Як розчинник хроматографії, так і екстракційний розчинник, який ви використовували, є неполярними сполуками, тобто їм не вистачає залишкових зарядів. Неполярні сполуки добре розчиняються в неполярних розчинами, тоді як полярні - ні. Пігменти, які є більш неполярними, краще розчиняються в цьому розчиннику, подорожуючи далі вгору по смузі. Більш полярні пігменти, які мають залишкові заряди (як вода), не будуть сильно взаємодіяти з розчинником, залишаючись ближче до дна смужки. Високі значення Rf від TLC за допомогою неполярного розчинника означає, що пігмент є більш неполярним. Нижчі значення Rf означають, що пігмент більш полярний.
Намалюйте або скотчем смужку TLC та позначте стільки пігментів, скільки зможете (див. наступну сторінку для отримання додаткової інформації про пігменти). Запишіть значення Rf кожного пігменту поруч з його етикеткою.
Який пігмент більш полярний, хлорофіл а або хлорофіл б? Як ви можете сказати?
Скільки пігментів було присутнє у вашому зразку листя?
Які пігменти були найбільш неполярними (найменш полярні, найвищі значення Rf)?
Якби в листі були полярні пігменти, і ви використовували неполярний розчинник для вилучення пігментів з листя, чи вони розчинялися і були б присутніми в розчині, який ви використовували для запуску експерименту з TLC? Як це може вплинути на ваші результати?