Labirint.ru - ваш проводник по лабиринту книг
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -ГлавнаяОб АльманахеРецензентыАрхив телеконференций- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Сборники АльманахаДругие сборникиНаучные труды- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Образец оформленияИнформационное письмоО проведении телеконференции- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Материалы I телеконференцииМатериалы II телеконференцииМатериалы III телеконференцииМатериалы IV телеконференцииМатериалы V телеконференцииМатериалы VI телеконференцииМатериалы VII телеконференцииМатериалы VIII телеконференцииМатериалы IX телеконференцииМатериалы Х телеконференцииМатериалы XI телеконференцииМатериалы XII телеконференцииМатериалы XIII телеконференцииУчастники XIII телеконференцииМатериалы XIV телеконференцииУчастники XIV телеконференцииЮбилейная XV Телеконференция Октябрь 2014Участники Юбилейной XV Телеконференции- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Конференция СМПиЧ-2015Участники СМПиЧ-2015- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -КонтактыФорум
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -Поиск по сайту

Последние статьи

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ЛИМФОЦИТОВ У БОЛЬНЫХ ИКСОДОВЫМ КЛЕЩЕВЫМ БОРРЕЛИОЗОМ ВЛИЯНИЕ ВИРУСНОИ ИНФЕКЦИИ КЛЕЩЕВЫМ ЭНЦЕФАЛИТОМ НА ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ И ИММУНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДИКТОРЫ БОЛЕЗНИ РОЛЬ ГЕНА GSTM1 В ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЯХ КЛЕТОК КРОВИ и ПАТОЛОГИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЯХ СПЕРМАТОЗОИДОВ ПРИ ГРАНУЛОЦИТАРНОМ АНАПЛАЗМОЗЕ ЧЕЛОВЕКА ГЕНЕТИЧЕСКИИ ПОЛИМОРФИЗМ И ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ Т- ЛИМФОЦИТОВ У БОЛЬНЫХ АРТРИТОМ, АССОЦИИРОВАННЫМ В КЛЕЩЕВЫМ БОРРЕЛИОЗОМ КЛИНИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ИКСОДОВОГО ВЕСЕННЕ-ЛЕТНЕГО КЛЕЩЕВОГО ЭНЦЕФАЛИТА МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫИ СТАТУС И АДАПТИВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОРГАНИЗМА ПЕРВОКЛАССНИКОВ ШКОЛ г. НЕФТЕЮГАНСКА ТЮМЕНСКОИ ОБЛАСТИ Материалы трудов участников 14-ой международной выездной конференции русскоязычных ученых в Китае (Sanya, Haynan Island) "Современный мир, природа и человек", том 8, №3. ПРОЛИФЕРАТИВНЫЕ И АПОПТОТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЛИМФОЦИТАХ КРОВИ БОЛЬНЫХ ИКСОДОВЫМ КЛЕЩЕВЫМ БОРРЕЛИОЗОМ В ПРОЦЕССЕ СТИМУЛЯЦИИ АНТИГЕНОМ БОРРЕЛИИ THE ANALYSIS OF SOME INDICES OF IMMUNERESPONSE, DNA REPAIR, AND MICRONUCLEI CONTENT IN CELLS FROM TICK-BORNE ENCEPHALITIS PATIENTS КОМПЬЮТЕРНЫИ СПЕКТРАЛЬНЫИ МОРФОМЕТРИЧЕСКИИ АНАЛИЗ МОНОНУКЛЕАРНЫХ КЛЕТОК ПЕРИФЕРИЧЕСКОИ КРОВИ У БОЛЬНЫХ ИКСОДОВЫМ КЛЕЩЕВЫМ БОРРЕЛИОЗОМ И ГРАНУЛОЦИТАРНЫМ ЭРЛИХИОЗОМ ЧЕЛОВЕКА

Полезная информация

детская стоматология щелковская
 
 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ХЛОРОФИЛЛА В ЛИСТЬЯХ КОМНАТНЫХ РАСТЕНИЙ

Печать E-mail
Автор Шипилов Д.А.   
15.02.2011 г.

ГОУ ВПО Оренбургский государственный педагогический университет (г. Оренбург)

Эта статья опубликована сборнике научных трудов "Проблемы и перспективы современной науки" с материалами Четвертой Международной Телеконференции "Фундаментальные науки и практика" - Том 3 - №1. - Томск - 2011.

 
В работе исследованы свойства хлорофилла, замещен магний в молеуле хлорофилла на свиней и барий и фотоколориметрическим методом определена суммарная концентрация хлорофиллов а и b в листьях следующих комнатных растений, имеющих различную окраску: рэо покрывальчатой (Rhoeo spathacea), или рэо пестрой (Rhoeo discolor); кислицы треугольной (Oxalis triangularis); драцены окаймленной (Dracaena marginata) и гибискуса (хибискуса) китайского, или розы китайской (Hibiscus rosa – sinensis).

Пигменты – разнообразная группа веществ, присущая растительным и животным организмам, выполняющие различные функции. Большинство из них – активные метаболиты. Растительные пигменты используются как физиологически активные вещества, пищевые красители, антиоксиданты, индикаторы и т.д. Производные хлорофилла используются в медицине и ветеринарии для фотодинамической терапии рака. Описано бактерицидное и антиоксидантное действие хлорофилла, а также применение хлорофилла для окраски мыла, масел, жиров, кремов, алкогольных и безалкогольных напитков, косметики, одеколона, духов, в качестве дезодоранта и в других целях [2, 7].
По мнению физика Фредерика-Жолио Кюри, настоящий переворот в энергетике может наступить лишь тогда, когда мы сможем осуществить массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу. Для этого необходимо, прежде всего, подробно изучить этот тип молекул и действие фотосинтеза [1].
Важнейшая роль хлорофиллов в растениях заключается в том, что с его помощью осуществляется фотосинтез. Фотосинтез представляет собой сложную последовательность процессов, в которых первоначально поглощенная солнечная энергия используется в серии окислительно-восстановительных реакций, в конечном счете приводящих к соединению воды и диоксида углерода и их превращению в глюкозу с одновременным выделением молекулярного кислорода. В целом процесс является эндотермическим: 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 [3, 6, 9].
Хлорофилл – зеленый пигмент, обусловливающий окраску растений в зеленый цвет; при его участии осуществляется процесс фотосинтеза. По химическому составу хлорофилл представляет сложный эфир дикарбоновой кислоты хлорофинилла. Хлорофинилл представляет собой азотосодержащее металлоорганическое соединение, относящееся к магний-порфиринам. Основу молекулы хлорофилла составляет тетрапирольный скелетный каркас порфин. При замещении в порфине водородных атомов радикалами (метил, этил, пропил) образуются порфирины. В отличие от таковых, в гемме гемоглобина [8] порфирины, лежащие в основе хлорофилла, имеют, кроме четырех гетероциклов, пятую изоциклическую группировку – циклопентан [11].
В настоящее время известно около 10 хлорофиллов. Они отличаются по химическому строению, окраске, распространению среди живых организмов [3].
Пигменты листа нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в спирте, бензине и ацетоне. В спиртовой вытяжке содержится смесь четырех пигментов: двух желтых – каротина и ксантофилла, двух зеленых – хлорофилла а и b.
Выделение хлорофиллов проводят по методу Крауса с отделением каротина [12]. Он основан на различной растворимости пигментов в органических растворителях и разной плотности этих растворителей. Пигменты разделяются поочередно, под действием физических и химических воздействий. На первом этапе отделяется только ксантофилл, находящийся в спирте, а хлорофиллы и каротин остаются смешанными в бензиновом слое. На втором этапе из бензинового слоя удаляют хлорофиллы путем омыления, в результате чего можно видеть каротин, растворенный в бензине.
Одним из свойств, используемых на практике, является взаимодействие со щелочью с образованием хлорофиллина, который растворим в спирте. При проведении этой реакции атом магния сохраняется в молекуле.
Еще одним свойством хлорофилла является его взаимодействие с кислотами.
Цвет хлорофилла, исходя из химического строения его молекулы, объясняется наличием двойных конъюгированных связей в порфириновом кольце и образованием металлорганической связи с магнием. Присутствие атома магния в хлорофилле легко обнаружить действием хлороводородной кислоты на спиртовую вытяжку пигмента (рис. 1а). При этом атом металла замещается водородом. Продукт реакции – феофитин – имеет бурый цвет, хотя, кроме отсутствия одного атома магния, ничем не отличается по структуре от молекул хлорофилла. Таким образом, получение феофитина служит доказательством того, что атом магния определяет зеленый цвет хлорофилла. Установить связь этого свойства пигмента с природой металлорганической связи можно, заместив в молекуле феофитина водород снова на металл, но не магний, а какой-либо другой. Полученное вещество (металлозамещенное хлорофилла) также окажется окрашенным. Замешенный хлорофилл долго сохраняет зеленую окраску и не окисляется на воздухе, поэтому хранить его легче.
При действии хромовой смеси на раствор хлорофилла зелено-изумрудная окраска исчезает, что говорит о разрушении структуры, это используется на практике для установления структуры молекулы.
Для изучения состава и свойств пигментов растений были взяты листья следующих комнатных растений: рэо покрывальчатой (Rhoeo spathacea), или рэо пестрой (Rhoeo discolor); кислицы треугольной (Oxalis triangularis); драцены окаймленной (Dracaena marginata) и гибискуса (хибискуса) китайского, или розы китайской (Hibiscus rosa – sinensis). Листья этих растений имеют различную окраску.
В литературе описывается замещение атома магния в хлорофилле на медь или цинк. Мы же заместили магний на металл той же группы (барий) и на металл IV группы (свинец), получив промежуточный продукт феофитин (рис. 1б).
Нами установлено, что и в вытяжке красного цвета, полученной из листьев кислицы треугольной, проявляются эти химические свойства хлорофилла, т.е. доказано наличие последнего в этих листьях.
Понимание природы оптических свойств хлорофилла и его аналогов необходимо для решения проблем фотосинтеза. Вместе с тем, с точки зрения спектроскопии и фотофизики хлорофиллоподобные молекулы представляют самостоятельный интерес как сложные сопряженные системы, которые содержат гетероатомы и разветвления цепи и обладают сравнительно высокой симметрией. Данный класс соединений является важным в теории химического строения и проблеме взаимосвязи физических свойств и молекулярной структуры. [5, 10, 13].
 

Image

 

Рис. 1. Взаимодействие хлорофилла с хлороводородной кислотой (a) и образование металлорганической связи в молекуле феофетина (b)


Нами определялась оптическая плотность суммы хлорофиллов спиртовых растворов, выделенных из листьев комнатных растений, фотоколориметрическим методом.

Таблица 1. Значение оптической плотности суммы хлорофиллов
при разной длине волны

Названия растений

Длина волны, нм

540

590

1.

Oxalis triangularis

0,68

0,48

2.

Dracaena marginata

1,40

1,20

3.

Rhoeo spathacea

1,70

1,50

4.

Hibiscus rosa – sinensis

2,70

2,50

Таким образом, значения суммарной концентрации зеленых пигментов в листьях комнатных растений следующие:

1.   Oxalis triangularis – 5,2 мкг/мл

2.   Dracaena marginata – 31,2 мкг/мл

3.   Rhoeo spathacea – 46,8 мкг/мл

4.   Hibiscus rosa – sinensis 137,8 мкг/мл.


Экспериментальная часть
Для получения спиртовой вытяжки 2 грамма листьев нарезали и тщательно растирали в ступке, добавляя постепенно небольшими порциями (всего 13 мл) этилового спирта. Затем вытяжку профильтровывали через складчатый фильтр.
Для выделения хлорофиллов в сухую колбу наливали 13 мл свежеприготовленной спиртовой вытяжки пигментов, добавляли такой же объем бензина и 1-2 капли воды (для лучшего отделения спирта от бензина). Закрывали колбу резиновой пробкой, содержимое хорошо встряхивали и давали отстояться. Верхний (бензиновый) слой, окрашенный в зеленый цвет, отделяется от нижнего (спиртового) четкой границей. В верхний бензиновый слой переходят оба хлорофилла и каротин, в нижнем, спиртовом слое, остается желтый пигмент ксантофилл.
Для отделения хлорофилла от каротина верхний слой с помощью делительной воронки переносили в колбу. В этой зеленой вытяжке хлорофилл маскирует каротин. Для разделения хлорофилла от каротина в колбу добавляли 5 мл спирта и несколько кристалликов щелочи и содержимое сильно встряхивали. При взаимодействии щелочи с хлорофиллом образуется щелочная соль хлорофиллина, которая переходит из бензина в спирт. В результате в колбе верхний (бензиновый) слой содержит каротин, а нижний (спиртовой) – щелочную соль хлорофиллина.
Далее в колбу наливали 4 мл спирта и добавили по каплям спиртовую вытяжку пигментов листа до появления окраски, характерной для свежих листьев. Отбирали одну треть объема вытяжки для контроля, а из оставшейся части получали феофитин, добавляя 2-3 капли 15%-ной хлороводородной кислоты. Изумрудно-зеленая окраска исчезала, и вытяжка приобретала бурой цвет – образовался феофитин. Происходило замещение в хлорофилле магния, на его место становится водород.
К одной части феофитина добавляли несколько кристаллов сухого ацетата свинца (CH3COO)2Pb, а к другой – несколько кристаллов сухого ацетата бария (CH3COO)2Ba и обе пробирки осторожно нагревали до кипения на спиртовке. Бурая окраска постепенно исчезала, и вытяжка приобретала зеленый цвет. Здесь происходило замещение водорода атомом свинца или бария.
Фотоколориметрирование проводили на концентрационном фотоэлектроколориметре КФК-2 в кювете с длиной оптического пути 1 см. Кювету сравнения заполняли 96 % этиловым спиртом.
Суммарную концентрацию хлорофиллов (а + b) в экстракте проводили на основе калибровочного графика. В качестве стандартного раствора при построении калибровочной кривой использовали раствор Гетри [4]. В мерные колбы объемом 25 мл наливали по 10 мл 7 % раствора аммиака, определенное количество раствора Гетри и дистиллированной воды до метки.

Image

Полученное значение соответствует содержанию хлорофиллов а и b в мкг на грамм сырой массы или на единицу площади листа.
Таким образом, выяснено, что при замещении атома магния на другой металл в феофетине происходит восстановление окраски, характерной для зеленых пигментов. Мы заместили магний на барий и свинец. Было установлено, что и в красных листьях кислицы треугольной проявляются химические свойства хлорофилла. Суммарная концентрация зеленых пигментов больше всего в листьях гибискуса китайского, имеющего темно-зеленый цвет.

Список использованной литературы
1.    Березин Д.Б., Еникопян Н.С. Металлопорфирины.: Наука, 1988 г. – 174 с.
2.    Бриттон Г. Биохимия природных пигментов. – М.: Мир, 1986 г. – 422 с.
3.    Волкова С.А., Ивченко Т.В., Лисовская Л.П. Зеленые растения – лаборатория фотосинтеза // Химия в школе, – 2008 г. – № 8, с. 9–16.
4.    ГОСТ 21802-84: Паста хвойная хлорофилло-каротиновая.
5.    Гуринович Г.П. и др. Спектроскопия хлорофилла и родственных ему соединений. – Минск.: Наука и техника, 1968 г. – 517 с.
6.    Климов В.В. Фотосинтез и биосфера // Соросовский образовательный журнал, – 1996 г. – №8, с 6-13.
7.    Леенсон И. Пигменты и красители // Химия в школе, – 2001 г. – №12, с 56-57.
8.    Литвак М.М., Литвак Н.В. Кровь в химической системе координат // Химия в школе, – 2005 г. – №9, с. 8-22.
9.    Мазо В.Б. Фотосинтез: история изучения, сущность, значение // Биология в школе. – 1998. – № 10, с. 50–53.
10.    Мерзляк М.Н. Пигменты, оптика листа и состояние растений // Соросовский образовательный журнал, – 1998 г. – №4, с. 19-24.
11.    Потарский А.Ф. Теоретические основы химии гетероциклов. – М.: Химия, 1985 г. – 278с.
12.    Туманов В.Н., Чирук С.Л. Качественные и количественный методы исследования пигментов фотосинтеза: практикум. – Гродно: ГрГУ им. Я.Купалы, 2007. – 62 с.
13.    Ящук Л.Б. Исследование электронной структуры и свойств порфина с помощью методов квантовой химии // IV съезд фотобиологов России. Сборник тезисов докладов на IV съезде фотобиологов России, 26–30 сентября 2005, Саратов, Россия, 2005, с. 232–235.

 

Последнее обновление ( 12.04.2011 г. )
 

Добавить комментарий

Правила! Запрещается ругаться матом, оскорблять участников/авторов, спамить, давать рекламу.



Защитный код
Обновить

« Пред.   След. »
 
 
Альманах Научных Открытий. Все права защищены.
Copyright (c) 2008-2020.
Копирование материалов возможно только при наличии активной ссылки на наш сайт.

Warning: require_once(/home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/css/llm.php) [function.require-once]: failed to open stream: Нет такого файла или каталога in /home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/bioinformatix/index.php on line 99

Fatal error: require_once() [function.require]: Failed opening required '/home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/css/llm.php' (include_path='.:/usr/local/zend-5.2/share/pear') in /home/users/z/zverkoff/domains/tele-conf.ru/templates/bioinformatix/index.php on line 99