Химические свойства пигментов

Цель занятия: Изучить свойства пигментов после их разделения.

Материалы и оборудование: спиртовая вытяжка зеленых листьев; пробирки; бензин; КОН в порошке; HCl концентрированная; уксуснокислая медь кристаллическая.

Вводные пояснения

В спиртовой вытяжке из зеленых листьев содержится смесь хлорофиллов и каротиноидов. Состав, свойства и физиологические функции их весьма различны. Для детального изучения каждого пигмента нужно уметь выделять их в чистом виде. Разделение пигментов по методу Крауса основано на различной растворимости разных пигментов в спирте и бензине.

Омыление хлолорофилла – это способность его при реакции со щелочью давать соответствующую соль и спирты. Хлорофилл представляет собой сложный эфир дикарбоновой кислоты – хлорофиллина. Все эфиры способны омыляться: при омылении хлорофилла КOH образуется калийная соль хлорофиллиновой кислоты:

СООК

C ₃₂H₃₀ON₄Mg

СООК

Ход работы

1 Разделение пигментов по методу Крауса. В чистую пробирку налить 2 мл спиртовой вытяжки, прибавить 3 мл бензина и 2-3 капли воды. Пробирку несколько раз сильно встряхнуть и дать 2-3 минуты постоять. При этом происходит разделение слоев: верхний зеленый слой бензиновый содержит оба зеленых пигмента и каротин, а нижний желтый слой спиртовой – ксантофилл.

2 Для наблюдения за свойством омыления хлорофилла в пробирку, где производилось разделение пигментов по Краусу внести небольшой кусочек NaОН или КОН. Пробирку встряхнуть и отметить изменение окраски слоев. Верхний – бензиновый слой становится желтым, а нижний – спиртовой – зеленым. Это происходит потому, что омыленный хлорофилл лучше растворяется в спирте, чем в бензине, поэтому в пробирке он опускается вниз, а наверху остается каротин. Реакция пойдет по уравнению:

3 Для обнаружения металлорганической связи в молекуле хлорофилла в чистую пробирку налить 1-2 мл спиртовой вытяжки хлорофилла и добавить 1-2 капли HCl. При взбалтывании вытяжка становится бурой. Это происходит вследствие того, что водород кислоты вытесняет из молекулы хлорофилла магний, а сам становится на его место; образуется феофитин, который имеет бурую окраску. К побуревшей вытяжке прибавить несколько кристалликов уксуснокислой меди и осторожно нагреть. При этом водород феофитина замещается медью и восстанавливается зеленая окраска пигмента. Следовательно, зеленый цвет хлорофилла обусловлен наличием в его молекуле металлорганической связи. Реакция пойдет по уравнению:

Задание 1. Ознакомиться с методикой разделения пигментов по методу Крауса, зарисовать наблюдения.

Задание 2. Пронаблюдать способность хлорофилла к омылению, зарисовать наблюдения, написать уравнение реакции.

Задание 3. Установить металлорганическую связь в молекуле хлорофилла, зарисовать наблюдения, написать уравнение реакции.

8 Этиолированные растения. Обнаружение фотосинтеза методом крахмальной пробы (пробы Сакса). Путь с3

1 – Активация – зарядка рибулозо-5-фосфата (РБФ) энергией для карбоксилирования

2 – Карбоксилирование – вовлечение газообразного СО₂ в химические реакции. С₅ + С0₂ [= С₆ ] =2С₃. (С₆ – неустойчиво)

3,4 – Восстановление – снабжение Н⁺ и зарядка энергией фосфоглицериновой кислоты (ФГК) для последующего сцепления полученных альдегидов и ацетонов в сахара.

5,7-13 – Регенерация – не вошедшие в сахара фосфоглицериновые альдегиды (ФГА) и ацетоны превращаются в рибулозофосфаты.

Фотодыхание (фотоокисление, путь С2) – окисление в процессе фотосинтеза органических соединений О₂, с выработкой НАД*Н и СО₂. Приводит к снижению синтеза сахаров (до 50 %), напрямую зависит от присутствия О₂ в зоне цикла Кальвина.