Методи виділення пластидних пігментів з листків

Фотосинтез – це процес утворення органічних речовин із карбон (IV) оксиду і води з використанням енергії світла, що відбувається в хлоропластах (пігментах) зелених рослин. Пігменти – це унікальні речовини, в яких відбувається фотосинтез. Предметна галузь: фізіологія та біохімія рослин.

Фотосинтез – це процес утворення органічних речовин із карбон (IV) оксиду і води з використанням енергії світла, що відбувається в хлоропластах (пігментах) зелених рослин. Загальне рівняння фотосинтезу: 6 CO₂ + 6 H₂O=C₆H₁₂O₆ + 6O₂ Пігменти – це сполуки, які вибірково поглинають світло у видимій (400-700 нм) частині спектра. Непоглинені ділянки сонячного спектра відбиваються, що і зумовлює забарвлення пігмента. Наприклад, зелений пігмент хлорофіл поглинає червоні і сині промені, тоді як зелені відбиваються. Пігменти пластид належать до трьох класів: хлорофіли, каротиноїди і фікобіліни. Найважливішу роль у процесі фотосинтезу відіграють хлорофіли. Зараз відомо близько 10 хлорофілів, які відрізняються за хімічним складом і забарвленням, поширенням у організмах. У вищих рослин зустрічається хлорофіл а С₅₅Н₇₂О₅N₄Mg та хлорофіл b С₅₅Н₇₀О₆N₄Mg.  Хлорофіли поглинають сонячні промені певної довжини, при цьому атом магнію віддає електрони зовнішнього електронного рівня, що запускає процес фотосинтезу. Каротиноїди – це жовті та оранжеві пігменти. До них належать b-каротин С₄₀Н₅₆, лютеїн С₄₀Н₅₆О₂, віолаксантин С₄₀Н₅₆О_4. Вони забезпечують поглинання додаткових сонячних квантів, тобто виконують функцію світлозбирачів; крім того, переносять активний кисень. Фікобіліни зустрічаються переважно у водоростей. Фікоеритрин С₃₄Н₄₇N₄О₈ має червоне забарвлення, фікоціан С₃₄Н₄₂N₄О₉ - синє. Вони, як і каротиноїди, виконують роль збирачів додаткового сонячного світла. Щоб детально вивчити хімічні і фізичні властивості пігментів, їх вилучають із зелених тканин рослин і відокремлюють один від одного. Пігменти зелених листків нерозчинні у воді, але добре розчиняються в ліпоїдних розчинниках. Їх можна екстрагувати зі свіжого і фіксованого матеріалу. Добираючи розчинники, слід враховувати розчинність самих пігментів. Залежно від хімічного складу розрізняють полярні (спирти, ацетон) і неполярні (бензин, петролейний ефір, гексан тощо) розчинники. Зелені і жовті є ліпофільними сполуками, а тому добре розчиняються у всіх розчинниках: спирті, ацетоні, бензині, ефірі, петролейному ефірі тощо. Найкраще зелені пігменти екстрагуються з листків полярними розчинниками або сумішшю полярних і неполярних розчинників. У навчальних лабораторіях найчастіше пігменти з листків вилучають спиртом або ацетоном. Пігменти доцільно вилучати з листків різних екологічних груп рослин, різних ярусів рослини тощо.

Листки кімнатних або дикорослих рослин, етиловий спирт, чистий кварцовий пісок, фарфорові ступки, ножиці, лійки, фільтрувальний папір, штатив з пробірками, вазелін. Рис. 1. Обладнання, необхідне для виділення пігментів

Отримана витяжка є основою для розділення пігментів, дослідження властивостей окремих пігментів рослин.