Занятие 9. Определение фотосенсибилизирующего действия хлорофилла Задание 25. Фотосенсибилизирующее действие хлорофилла на реакцию переноса водорода (по а.А.Гуревичу)

Хлорофилл в процессе фотосинтеза выполняет роль фотосенсибилизатора окислительно-восстановительной реакции переноса электрона от первичного донора к первичному акцептору. Эту реакцию можно наблюдать в модельных системах с использованием искусственных доноров и акцепторов электронов. В качестве донора электронов чаще всего используется аскорбиновая кислота, а в качестве акцептора - какой-нибудь краситель, который в восстановленном состоянии переходит в лейкоформу, например метиловый красный.

АН₂ + М + Хл ----------А + МН₂ + Хл,

где АН₂ - аскорбиновая кислота;

М - метиловый красный;

МН₂ - лейкоформа метилового красного;

Хл - хлорофилл.

Ход работы. Готовится спиртовой раствор хлорофилла. Если окраска раствора окажется слишком темной и потому плохо различимой, то его следует разбавить спиртом, чтобы зеленый цвет хлорофилловой вытяжки стал прозрачным. Общий объем вытяжки должен быть около 15 мл.

Берется 4 пробирки. В 1-ю, 2-ю и 4-ю наливают по 1,5 мл спиртовой вытяжки пигментов, в 3-ю - такое же количество чистого спирта. Затем в 1-ю, 2-ю, и 3-ю добавляют кристаллическую аскорбиновую кислоту и все пробирки хорошенько встряхивают, чтобы кислота растворилась до насыщения. Нерастворенная аскорбиновая кислота осядет на дно. После этого во все пробирки добавляют отфильтрованный спиртовой раствор метилового красного в таком количестве, чтобы зеленая окраска перешла в красную. Смесь встряхивают, и первую пробирку помещают в темноту, а остальные - на свет. Пробирки освещают электрической лампой в 200-300 Вт, расположенной на расстоянии примерно 15 см от пробирок. Для удаления тепловых инфракрасных лучей между лампой и пробирками помещается водный экран толщиной не менее 7 - 8 см.

Результаты работы оформляют в виде таблицы 19.

Таблица 19.

Схема записи опыта.

NN	Вариант опыта	Окраска до световой экспозиции		Окраска после световой экспозиции
1
2
3
4

В выводе отмечают способность хлорофилла выступать в роли фотосенсибилизатора окислительно-восстановительной реакции переноса электрона от первичного донора к первичному акцептору.

Задание 26. Разделение фотосинтетических пигментов методом бумажной хроматографии

Разделение пигментов в настоящей работе основано на различной скорости продвижения с растворителем. Это обусловлено различной адсорбцией пигментов на бумаге и частично - разной растворимостью в бензине и массой молекул. Эмпирическая формула хлорофилла a - С₅₅ Н₇₂ О₅ N₄ Mg, хлорофилла b - С₅₅ Н₇₀ О₆ N₄ Mg. Каротин, (С₄₀ Н₅₆) имеет большое сродство с бензином. Ксантофиллы (С₄₀ Н₅₆ О₂) лучше растворяются в этаноле, чем в бензине.

Ход работы. Приготовить ацетоновую ( или спиртовую) вытяжку из свежих листьев любых растений. Навеска растительного материала должна составлять 2-3 г, объем ацетонового экстракта - 25 мл (100%-й ацетон).

Из хроматографической бумаги (ленинградской) вырезать полоску шириной 1,5-2,0 см, длиной 20 см. Держа полоску вертикально, опустить ее кончик на несколько секунд в вытяжку пигментов, налитую в бюкс. При кратковременном погружении вытяжка поднимается по бумаге на 1-1,5 см. Затем бумагу высушить в токе воздуха и снова погрузить в раствор пигментов. Эту операцию повторить 5-7 раз, пока у верхней границы не образуется полоска ярко-зеленого цвета. После этого нижний конец хроматограммы опустить на несколько секунд в чистый ацетон, чтобы все пигменты поднялись на 1-1,5 см. Таким образом, на бумаге получают окрашенную зону в виде зеленой полоски, где сконцентрирована смесь пигментов, которую необходимо разделить.

Хорошо высушенную хроматограмму (до исчезновения запаха ацетона) поместить в строго вертикальном положении в камеру, на дне которой находится чашка Петри с растворителем (смесь бензин:бензол -1:2), так, чтобы растворитель не касался зоны пигментов. Камеру герметично закрыть. Через 10-15 мин растворитель поднимется на 10-12 см. Смесь пигментов при этом разделится на отдельные компоненты в виде полос, расположенных в следующем порядке: первый снизу - хлорофилл Б, над ним - хлорофилл А, затем - ксантофилл. Каротин продвигается вместе с фронтом растворителя быстрее других компонентов, и зона его на бумаге располагается выше всех других пигментов.

Полученную хроматограмму зарисовать.