Робота № 17. Утворення феофітину і відновлення металоорганічного зв’язку.

Мета роботи. Одержати феофітин з витяжки хлорофілу за допомогою соляної кислоти, а також пересвідчитися, що зміна кольору екстракту залежить від наявності в молекулі металу.

Матеріали, реактиви, обладнання. Спиртовий екстракт пігментів, 20%-ний розчин соляної кислоти в крапельниці, ацетат цинку, ацетат міді, штатив з пробірками, пробіркотримачі, спиртівки.

Основні відомості. Хлорофіл характеризується лабільністю і легко взаємодіє з іншими речовинами. За хімічною природою хлорофіл – складний ефір дикарбонової кислоти хлорофіліна і двох спиртів – метанолу CH₃OH і фітолу С₂₀Н₃₉ОН. Хлорофілін в свою чергу складається з порфіринового ядра, яке має чотири, сполучені між собою метиновими (=CH-) містками, пірольних кільця. В центрі порфіринового ядра знаходиться атом магнію, з’єднаний з атомами азоту пірольних кілець. Під дією кислот з молекули хлорофілу витісняється магній і утворюється бурого кольору феофітин. У природних умовах побуріння раніше сроку зелених рослин свідчить про утворення в клітинах феофітину під впливом тих або інших стресових умов (висока температура, проморожування тканин). Разом з тим ця сполука утворюється і в процесі фотосинтезу.

Хід роботи. В три пробірки наливають по 3 мл спиртового екстракту пі-гментів. В дві з них додають 2-3 краплі 20%-го розчину соляної кислоти і злегка збовтують. Під дією кислоти зелене забарвлення зникає і витяжка набуває оливково-бурого кольору – утворюється сполука, яка дістала назву феофітин.

Далі одну з пробірок з феофітином залишають як контроль, а в другу вносять трохи (на кінці скальпеля) ацетату цинку або ацетату міді і нагрівають на спиртівці до кипіння. При цьому оливково-буре забарвлення зникає і знову з’являється зелене в результаті відновлення металоорганічного зв’язку і утворення металозаміщеного хлорофілу.

В протоколах робіт зарисовують пробірки з феофітином і цинкпохідним (або мідьпохідним) хлорофілом та роблять висновки про те, що зелене забарвлення хлорофілу зумовлене наявністю в його молекулі металоорганічного зв’язку.

Контрольні запитання.

1. Чим зумовлене зелене забарвлення хлорофілу?

2. Що таке феофітин?

3. Як відновити зелене забарвлення витяжки після дії на неї соляної кислоти?

Робота № 18. Спостереження за флуоресценцією хлорофілу.

Мета роботи. Спостерігаючи за флуоресценцією, переконатися у фотохі-мічній активності хлорофілу; констатувати інтенсивну флуоресценцію розчинів пігментів і видиму відсутність її у живих листках.

Матеріали, реактиви, обладнання. Мікроскопи, предметні скельця, еле-ктрична лампа, пробірки, елодея, спиртова витяжка пігментів зеленого листка.

Основні відомості. Крім вибіркового поглинання світлової енергії, хлорофіл характеризується здатністю до флуоресценції. Випромінювання світлової енергії при переході фотозбудженої молекули хлорофілу з синглетного стану дістало назву флуоресценції. Вірогідність випромінювання поглинутої енергії у вигляді квантів флуоресценції залежить від хімічної структури речовини, фізичного стану, можливості міграції енергії в системі тощо. Спектри флуоресценції, як і спектри поглинання, є важливими фізичними параметрами, що характеризують хімічну природу і стан зелених пігментів. Для всіх пігментів, які належать до класу порфіринів, характерна інтенсивна флуоресценція в червоній ділянці спектра. Здатність хлорофілів інтенсивно флуоресціювати свідчить про їх високу фотохімічну активність.

Хід роботи. У пробірку наливають спиртову витяжку хлорофілу і розгля-дають її проти світла на рівні очей. Витяжка хлорофілу має смарагдово-зелений колір. Далі цю саму пробірку вміщують на темний папір біля електричної лампи і розглядають її з того боку, звідки падає світло. У відбитому світлі витяжка хлорофілу матиме вишнево-червоний колір. Флуоресценцію можна спостерігати і в живому листку. З цією метою беруть листок елодеї, вміщують на предметне скло і розглядають під мікроскопом (при цьому препарат освітлюють синьо-фіолетовими променями). Під дією синьо-фіолетових променів хлоропласти в полі зору мікроскопа починають світитися червоним світлом.

Контрольні запитання.

1. Що таке флуоресценція?

2. Про що свідчить наявність флуоресценції у хлорофілів?

3. Чому флуоресценція хлорофілу в живих листках не помітна?