Утворення феофітину і відновлення металоорганічного зв’язку
Кандидат біологічних наук, науковий співробітник НЦ «Мала академія наук України». Сфера наукових інтересів: біохімія та фізіологія рослин, сучасні методики викладання біології та хімії, робота з обдарованими учнями. Автор близько 50 праць. Нагороджена подякою МОН.
| Рівень складності | Середній |  |
| Рівень небезпеки | Безпечно, але під наглядом керівника |  |
| Доступність використовуваних матеріалів | На рівні шкільного обладнання |  |
| Орієнтовний час на виконання роботи | До 1 години |  |
Блок 1. Резюме
Молекула хлорофілу досить велика за розмірами, але основну роль під час фотосинтезу відіграє магній, оскільки саме його електрони під дією квантів світла переходять на вищі енергетичні рівні, запускаючи весь процес фотосинтезу.
Мета роботи: дослідити металорганічні зв’язки в молекулі хлорофілу та роль магнію.
Предметна галузь: фізіологія та біохімія рослин.
Блок 2. Попередня інформація
Хлорофіл характеризується лабільністю і легко взаємодіє з іншими речовинами. За хімічною природою хлорофіл – складний етер дикарбонової кислоти хлорофіліна і двох спиртів – метанолу CH3OH і фітолу С20Н39ОН. Хлорофілін, у свою чергу, складається з порфіринового ядра, яке має чотири пірольних кільця, сполучених між собою метиновими (=CH-) містками. У центрі порфіринового ядра розташований атом магнію, з’єднаний з атомами азоту пірольних кілець. Під дією кислот з молекули хлорофілу витісняється магній і утворюється феофітин бурого кольору. У природних умовах побуріння зелених рослин раніше терміну 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.
Блок 3. Обладнання
спиртовий екстракт пігментів, 20%-й розчин соляної кислоти в крапельниці, ацетат цинку, ацетат міді, штатив з пробірками, пробіркотримачі, спиртівки.
Основні терміни та поняття
Блок 4. Експериментальна процедура
- У три пробірки налийте по 3 мл спиртового екстракту пігментів. У дві з них додайте по 2-3 краплі 20%-го розчину соляної кислоти і злегка збовтайте. Під дією кислоти зелене забарвлення зникає і витяжка набуває оливково-бурого кольору – утворюється сполука, яка дістала назву феофітин.
- Одну з пробірок з феофітином залиште як контроль, а в другу внесіть трохи (на кінці скальпеля) ацетату цинку або ацетату міді і нагрівайте 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.
Рис. 1. Роль металорганічного зв’язку.
А) Утворення феофітину Б) Відновлення металорганічного зв’язку
Блок 5. Аналіз отриманих даних
Зробіть висновки про те, що зелене забарвлення хлорофілу зумовлене наявністю в його молекулі металоорганічного зв’язку.
Блок 6. Напрями розвитку
Використовуйте солі інших металів, щоб дізнатися, які метали можуть заміщувати магній у молекулі хлорофілу, а які – ні.