Изучение растительных пигментов в рамках школьной программы изучения биологии. Пигменты в листьях растений

Реферат - Растительные пигменты. - Биология

Пигменты — органические соединения, присутствующие в клетках и тканях растений и окрашивающие их.Расположены пигменты в ХЛОРОПЛАСТАХ и хромопластах. Известно более 150 стойких пигментов. Многие из них важны для ФОТОСИНТЕЗА и являются источником витамина А. Аротиноиды- окрашивают растения в желтый, оранжевый или красный цвет. Флавоны и флавонолы – одни из самых распространенных растительных пигментов. Нет растения, где бы они ни были обнаружены.В природе флавоны и флавонолы являются основными пигментами, обеспечивающими желтую цветовую гамму плодов и цветов. Много этих красителей и в других органах растений, хотя там желтая окраска маскируется другими пигментами. Разнообразие оттенков желтого цвета достигается как изменением концентрации флавонов и флавонолов, так и присутствием в соке растений солей кальция и магния, увеличивающих интенсивность окраски. Халконы и ауроны- другие красители желтого цвета – близки по строению к флавонам. Встречаются они значительно реже. Среди известных нам растений эти пигменты можно обнаружить в листьях и цветах кислицы, кореопсиса и львиного зева. Как и некоторые люди, эти красители совершенно не переносят курильщиков и краснеют, если их окуривать сигаретным дымом. Отдельного упоминания заслуживают халконы еще и потому, что во многих случаях именно из них в процессе биосинтеза в растениях образуются флавоны, флавонолы и ауроны. Меланин — пигмент, встречающийся как в клетках растений, так и животных. В частности, он придаёт чёрный и коричневый цвет волосам. Отсутствие меланина в клетках делает животных и человека альбиносами. Структура молекул меланина жидкокристаллическая. Пигмент является сильным антиоксидантом. Синтетически продуцированный меланин в водных растворах оказывает на растение удивительные свойства — ускоряет рост и созревание плодов, редуцирует деятельность камбия, ускоряет прорастание семян. В организме животных меланин обладает иммуномодулированием и генопротекторной защитой. В растениях содержится в кожуре красных сортов винограда, лепестках некоторых цветков. Фитохром- голубой растительный пигмент белкового строения, контролирует процессы цветения и прорастания семян. У одних растений ускоряя цветение, у других — задерживая. Фитохром играет роль «биологических часов» растения, механизм действия пока не изучен. Известно, что строение пигмента меняется в зависимости от светлого и тёмного времени суток, сигнализируя об этом растению. Phyton — от греческого растение, сhrom — цвет, краска. Обнаружил меланин американский учёный — биохимик У. Батлер в проросшем в темноте турнепсе, в его семядолях. Это вåщество регулирует синтез белковых молекул (ДНК, РНК), образование хлорофилла, каротиноидов, антоцианов, органических фосфатов, витаминов. Если хлорофилл можно сравнить со схожими по строению клетками крови — эритроцитами, то фитохром подлежит образному сравнению с мозгом и памятью растения. Фитохром связан с клеточными мембранами и встречается практически во всех органах растения. Антоцианы — придают растениям окраску в диапазоне от розовой, красной, сиреневой, до синей и тёмно-фиолетовой. Антоцианы образуются в процессах гидролиза крахмала и по своему происхождению являются безазотистыми соединениями, близким к глюкозидам — соединениям сахара с неуглеводной частью. Усиленное образование антоцианов в клетках растения происходит при снижениях температур окружающей среды, при остановках синтеза хлорофилла, при интенсивном освещении УФ-лучами, при недостатке фосфора, необходимого для ввязывания гидролизованных крахмалом сахаров. При этом окраска листьев растений изменяется от зелёных до красных и синих цветов. Антоцианы хорошо растворимы в воде и присутствуют в соке вакуолей. Диапазон цветов изменяется благодаря наличию в растении всего трёх моделей антоцианов, различных между собой числом гидроксильных групп. Вариации в пропорциях этих пигментов в растениях дают разную окраску лепестков. В зависимости от кислотности (рН) среды сока вакуолей, антоциан придаёт ту или иную окраcку. В кислой среде он обычно имеет красные тона, например, у герани, гортензии, фиалок. В щелочной эти растения приобретают сине-голубые тона. Если же к синему или фиолетовому раствору антоциана прибавить кислоту, раствор снова станет розовым. Опытным путём это легко проверить на растениях, подбирая в качестве подкормок те или иные микроэлементы, изменяющие кислотность жидкости вакуолей. Если к нейтральному раствору антоциана добавить очень слабый щелочной раствор — получается голубое окрашивание, при более концентрированном растворе щелочи окрашивание перейдёт в жёлто-зелёное. Красная окраска — у маков, роз, герани, синяя — у васильков, голубая — у колокольчиков обусловлена наличием пигмента антоциана. Плоды винограда, слив, терна, краснокочанной капусты, свеклы окрашены антоцианом. Считается, что антоциан защищает растения от низких температур, от вредного воздействия солнечного цвета на цитоплазму. Антохлор — пигмент жёлтого цвета. Встречается в клетках кожици лепестков первоцвета (баранчики, примула), льнянки, жёлтого мака, георгины, в плодах лимонов и других растениях. Антофеин — редко встречающийся пигмент тёмного цвета. Вызывает окраску пятен на крыльях венчика у русских бобов (Faba vulgaris). Каротиноиды — содержатся в растениях, устойчивых к пониженным температурам. Когда хлорофилл исчерпывается в холодное время года, листья приобретают заметную жёлтую или оранжевую окраску за счёт пролонгированного действия пигмента каротиноида. Каротиноиды защищают растения от пагубного действия солнечного света, принимая УФ-излучения солнца на себя, трансформируя в энергию и передавая её хлорофиллу. С помощью такой передачи хлорофилл регулирует процессы фотосинтеза. В доказательство того, что каротиноиды присутствуют в листьях постоянно наравне с хлорофиллом, послужит следующий эксперимент: к спиртовой вытяжке хлорофилла прилить бензина 1:1, взболтать смесь и дать отстояться, смесь расслоится. Нижний слой из спирта имеет жёлтую окраску и содержит жёлтый пигмент ксантофилл. Верхний бензиновый слой зелёного цвета и содержит хлорофилл и каротин. Оранжево-красный цвет растениям даёт пигмент каротин, жёлтую — ксантофилл. Эти пигменты имеют белково-липоидную основу. Эти пигменты обнаружены в плодах помидоров, апельсинов, мандаринов, в корне моркови. Основная роль этих пигментов- придать растениям яркую привлекательную окраску, привлекая птиц и животных для разнесения семян. Цветы с оранжево-жёлтой окраской — лютик, настурция. Эфирные масла растений — представляют собой чаще бесцветные или желтоватые прозрачные жидкости, чуть реже — темно-коричневые, красные, зеленые или синие, зеленовато-синие. Запах эфирных масел всегда специфический и ароматный. Вкус у эфирных масел — пряный, острый, жгучийи зависит от растения, из которого они получены. Плотность большинства эфирных масел меньше единицы, а некоторые, например, гвоздичное масло тяжелее воды. Эфирные масла практически не растворимы в воде. Если взбалтать эфирное масло с водой образуется эмульсия, и вода приобретает специфический запах и вкус эфирного масла. Почти все эфирные масла хорошо растворимы в спирте, в жирных маслах, в минеральных маслах и смешиваются во всех пропорциях с хлороформом, эфиром. Реактив Судан III окрашиваетэфирные масла растений в оранжевый цвет. Температура кипения эфирных масел составляет от 40 0С, причем фракция монотерпенов кипит при 150-190 0С, фракция сесквитерпенов при 230-300 0С. Эфирные масла растений оптически активны. Реакция масел нейтральная или слегка кислая. Эфирные масла растений перегоняются с водяным паром, причем монотерпены перегоняются хорошо, сесквитерпены – хуже. При охлаждении эфирных масел некоторые компоненты выкристаллизовываются (ментол, тимол, камфора). Твердую часть эфирного масла называют стеароптен, жидкую – элеоптен.

www.ronl.ru

Игра цветов, или Пигменты в нашей жизни.

Пигменты. Какие они бывают

Природа наградила нас необычайным даром – цветовым зрением, а вместе с ним дала возможность восхищаться красотой окружающего растительного мира. Мы с надеждой смотрим на нежную зелень весенней листвы и с грустью любуемся желто-оранжевой гаммой осеннего леса. Кто не восхищался красками цветущего луга, лесной опушки, осенней листвы, даров сада и поля? Цвет волос мы сравниваем с золотистыми колосьями хлеба, а цвет глаз – с синими васильками. Даже сами названия цветов – оранжевый, лиловый, индиго – тоже происходят от названий растений. Но часто ли вы задавали себе вопросы: отчего зеленые листья осенью желтеют или краснеют? Почему лепестки ромашки белые, а первые весенние листочки тополя красноватые? Почему окружающие растения окрашены именно так, а не иначе, как возникает огромное богатство цветов и оттенков? Почему цветок утром розовый, а к вечеру уже синий? Почему в одном соцветии встречаются венчики цветков с различной окраской – от белой до розовой? Можно ли приготовить краску из цветков розы, василька, ноготков, чтобы холодной зимой радоваться ярким краскам лета? Как человек может применить знания о цвете растений в повседневной жизни? Можно ли цветом лечиться? Конечно же, если растения окрашены, значит, в них есть красители – пигменты. Растительные пигменты являются предметом исследования многих научных дисциплин. Предмет физической химии – выделение пигментов из растений и определение их химического строения, биохимия исследует процессы, приводящие к образованию окрашенных веществ, физиология изучает их локализацию и миграцию в органах растений, хемотаксономия использует наличие разных пигментов для классификации растений. Цвет определяется способностью пигмента к поглощению света. Электромагнитные волны с длиной волны 400–700 нм составляют видимую часть солнечного излучения. Волны длиной 400–424 нм – это фиолетовый цвет, 424–491 – синий, 491–550 – зеленый, 550–585 – желтый, 585–647 – оранжевый, 647–740 нм – красный. Излучение с длиной волны меньше 400 нм – ультрафиолетовая, а с длиной волны более 740 нм – инфракрасная область спектра. Максимальное цветоразложение солнечного света приходится на 13–15 часов. Именно в это время луг, поле кажутся нам наиболее ярко и пестро расцвеченными.

Если свет, падающий на какую-нибудь поверхность, полностью от нее отражается, эта поверхность выглядит белой. Если все лучи поглощаются, поверхность воспринимается как черная. Если же поглощаются только лучи определенной длины, то отражение остальных создает ощущение цвета. Например, кожура апельсина поглощает лучи синей части спектра. И мы видим апельсин оранжевым. Окраска не всегда обусловлена избирательным поглощением света. Так металлический цвет листьев некоторых растений объясняется преломлением света и рассеянием его с поверхности особых «оптических» чешуек или клеток. Но в большинстве случаев ответственными за окраску являются пигменты.

Растительные пигменты – это крупные органические молекулы, поглощающие свет определенной длины волны. В большинстве случаев «ответственными» за появление окраски являются определенные участки этих молекул, называемые хромофорами. Обычно хромофорный фрагмент состоит из группы атомов, объединенных в цепи или кольца с чередующимися одинарными и двойными связями (–С=С–С=С–). Чем больше таких чередующихся связей, тем глубже окраска. Кроме того, поглощение света усиливается при наличии в молекуле кольцевых структур. В растительных клетках чаще всего встречаются зеленые пигменты хлорофиллы, красные и синие антоцианы, желтые флавоны и флавонолы, желто-оранжевые каротиноиды и темные меланины. Каждая из этих групп представлена несколькими отличающимися по химическому строению, а следовательно, по поглощению света и окраске пигментами. А еще цвет пигмента может меняться при изменении кислотности среды, температуры, при взаимодействии с различными веществами. Поэтому важное значение имеет химический состав клеток, особенно вакуолярного сока. Наконец, окраска растения зависит и от строения ткани, в которой содержатся пигменты: ее толщины, количества межклетников, плотности находящегося на поверхности клеток воскового налета…

В растительном мире широко распространен белый цвет: белые цветки, белые стебли, белые пятна на листьях. Белый красящий пигмент называется бетулин. Накапливаясь в клетках коры молодых деревьев, бетулин окрашивает ствол березы в тот прекрасный белый цвет, которым мы все восхищаемся. Но у других растений причиной белой окраски, например венчиков, являются обширные межклетники в сочетании с клетками, лишенными пигментов. Белый цвет им придает... воздух. В этом можно убедиться несколькими способами (Опыт 1). А что определяет окраску розовых, сиреневых, синих и фиолетовых цветков? Как это ни удивительно, но эти цвета определяет одна группа пигментов – антоцианы, впервые выделенные из цветков василька синего. Ярко-красные розы, голубые васильки, фиолетовые анютины глазки содержат растворенные в клеточном соке антоцианы. Яблоки, вишни, виноград, черника, голубика, сок листьев и стеблей гречихи, краснокочанной капусты, листьев и корнеплодов столовой свеклы, молодая красная кора эвкалипта, красные осенние листья своим цветом тоже обязаны антоцианам. Если орган растения имеет голубой, синий, фиолетовый цвет, то нет никакого сомнения в том, что его окраска обусловлена антоцианами. Антоцианы – это гликозиды, возникающие при соединении различных сахаров с циклическими соединениями, называемыми антоцианидинами. Содержатся антоцианы в клеточном соке (вакуолях), значительно реже – в клеточных оболочках. В присутствии щелочи в молекулах антоцианов происходит перегруппировка двойных и ординарных связей между атомами углерода, что приводит к образованию нового хромофора – в щелочной среде антоцианы приобретают синий или сине-зеленый цвет. Поэтому их можно использовать в качестве кислотно-щелочных индикаторов (Опыт 2). При действии минеральных и органических кислот антоцианы образуют соли красного, при действии щелочей – синего цвета. На цвет антоцианов влияет также способность этих пигментов образовывать комплексные соединения с металлами.

Рассмотрим теперь желтые пигменты, которые широко распространены в мире растений, но в некоторых случаях маскируются антоцианами, хлорофиллом и поэтому менее заметны. Группа пигментов, способных придать клетке желтый или желто-оранжевый цвет, наиболее многочисленна – это каротиноиды, флавоны, флавонолы и некоторые другие. Флавоны и флавонолы – довольно устойчивые соединения, причем некоторые из них хорошо растворимы в горячей воде. Именно поэтому флавоновые пигменты были первыми красителями, которые наши предки использовали для окраски тканей. Близки к флавонам по строению другие красители желтого цвета – халконы и ауроны. В растениях они содержатся в цветках (лепестки, рыльца пестиков), листьях, плодах. Среди известных нам растений эти пигменты можно обнаружить в листьях и цветках кислицы, кореопсиса, львиного зева. Сосредоточены они в вакуолях эпидермальных клеток. Названия этих пигментов обычно происходят от названий растений, из которых они были впервые выделены. Например, кверцетин – пигмент коры и плодов дуба. У некоторых, немногочисленных по сравнению с «антоциановой» группой, видов растений оранжевая и красно-коричневая окраска цветков (тагетес прямостоячий, настурция большая) или плодов (томаты, шиповник, ландыш майский) обусловлена не растворенными в клеточном соке антоцианами, а находящимися преимущественно в желтых и оранжевых пластидах (хромопластах) пигментами группы каротиноидов. Название этой группе, в честь одного из пигментов, содержащихся в оранжевых корнях моркови, дал биохимик растений М.С. Цвет. Каротиноиды содержатся практически во всех органах растений: в цветках, листьях, плодах и семенах. В листьях и зеленых плодах каротиноиды находятся в хлоропластах, где маскируются хлорофиллом, и в хромопластах. Каротиноиды нерастворимы в воде, но хорошо извлекаются из пластид органическими растворителями (бензин, спирт). Их цвет, в отличие от антоцианов, не зависит от кислотности среды. У каротиноидов невозможно выделить какой-нибудь один характерный хромофорный фрагмент, потому что их молекулы включают цепочки атомов с чередующимися ординарными и двойными связями разной длины, – цепочке каждого типа соответствует свой индивидуальный хромофор. По мере удлинения цепи окраска пигментов изменяется от желтой к красной и даже красно-фиолетовой. В молекулах оранжевых и оранжево-красных пигментов β-каротина (пигмент моркови и сладкого перца), рубиксантина (пигмент шиповника) и ликопина (пигмент помидоров) имеется 11 двойных связей, чередующихся с ординарными, а в молекулах красного виолоксантина (пигмент некоторых красных фруктов) – 13.

Каротиноиды вместе с флавоновыми пигментами придают желтый цвет листьям и венчикам цветков огурца, тыквы, одуванчика, лютиков, купальницы, калужницы, чистотела, подсолнечника, плодам кукурузы, тыквы, кабачков, баклажанов, паслена, помидора, дыни, а также многих цитрусовых. Рекордсменом по числу каротиноидных пигментов является стручковый красный перец. А вот по концентрации каротиноидов чемпионами являются плоды абрикоса, корнеплоды моркови и листья петрушки. Обычно в венчиках растений содержатся и антоцианы, и флавоны, и флавонолы. Например, в цветках львиного зева обнаружено два вида антоцианов (пеларгонидин и цианидин), два флавонола, в том числе кверцетин и несколько флавонов, например лютеолин – пигмент анютиных глазок. А как обстоит дело с черными пигментами? Абсолютно черного пигмента у растений нет. В кожуре красных сортов винограда, лепестках некоторых цветков, черном чае, чаге (березовый гриб) содержатся черно-коричневые пигменты группы меланинов. Но в большинстве случаев, когда речь идет о черных цветках или плодах, мы имеем дело с накоплением темно-синих антоцианов. Плоды черники, бузины черной, крушины выглядят черными, поскольку толстый слой окрашенных клеток мякоти полностью поглощает солнечный свет. Коричневый цвет обусловлен накоплением в клетках больших количеств желтых пигментов, часто в сочетании с окрашенными в красно-коричневые тона дубильными веществами. Например, в плодах конского каштана обыкновенного, дуба черешчатого содержится очень много желтого пигмента кверцетина. Причиной появления коричневой и черной окраски, кроме того, могут быть бесцветные вещества из группы катехинов. При окислении особыми ферментами они полимеризуются и дают «пищевые» дубильные вещества, окрашенные в красный и коричневый цвета. Катехины хорошо растворимы в горячей воде, накапливаются в вакуолях и в большом количестве содержатся в листьях многих растений, древесине, плодах, листьях (чай). Самым главным пигментом растений, который обусловливает их принадлежность к отдельному зеленому царству, является, конечно же, хлорофилл. Он содержится в зеленых частях растений (от 0,6 до 1,2% от массы сухого листа). В состав молекулы хлорофилла входит ион магния. В отличие от обширных групп антоцианов, каротиноидов, флавонов и флавонолов, в клетках всех высших растений имеется только две формы хлорофилла – зеленый с синеватым оттенком, хлорофилл а и зеленый с желтоватым оттенком, хлорофилл b. Хлорофилл a характерен для всех видов фотосинтезирующих растений. Хлорофилл b присутствует в листь-ях высших растений и в большинстве водорослей. Бурые водоросли, кроме того, содержат хлорофилл с, а красные – хлорофилл d. Значительно реже встречаются в природе протохлорофиллы и хлорофиллиды. Зеленый цвет всех перечисленных пигментов обусловлен наличием в их молекулах ажурного порфиринового цикла, связанного с ионом магния, в чем можно убедиться, проведя простой опыт (Опыт 3). Цвет хлорофилла, как и любого окрашенного вещества, обусловлен сочетанием тех лучей, которые пигмент не поглощает. Для растворов хлорофилла максимумы поглощения расположены в сине-фиолетовой (430 нм у хлорофилла а и 450 нм у хлорофилла b) и красной (660 нм у хлорофилла а и 650 нм у хлорофилла b) областях спектра. Эти лучи поглощаются хлорофиллом полностью. Голубые, желтые, оранжевые лучи поглощаются в гораздо меньшей степени, и их суммарное поглощение определяется общим количеством хлорофилла. Минимум поглощения лежит в зоне зеленых лучей. Совершенно не поглощается хлорофиллом только небольшая часть красных лучей, которые в спектре расположены на границе с инфракрасной областью. Это так называемые дальние красные лучи. Избирательное поглощение хлорофиллом лучей разной части спектра можно пронаблюдать на опыте (Опыт 4) – по мере увеличения высоты столба жидкости в пробирке наблюдается изменение окраски раствора от ярко-зеленой до вишнево-красной. Значит, правы те, кто видел в густом лесу красное свечение, исходящее из-под полога леса. Для листьев различного возраста, различных видов растений характерно многообразие оттенков зеленого цвета. Объясняется это тем, что в формировании окраски листа принимает участие не только хлорофилл, но и другие содержащиеся в листе пигменты: желтые каротиноиды, красные антоцианы.подробнее

369bio.blogspot.com

Листьев пигменты - Справочник химика 21

Основоположником хроматографического анализа является русский ботаник Михаил Семенович Цвет, изучавший состав хлорофилла. Он настойчиво искал эффективный метод разделения сложных смесей органических соединений, которые извлекал неводными растворителями из свежих и сухих листьев растений. Анализируя причины неполной экстракции, М. С. Цвет высказал предположение, что полному извлечению пигментов препятствует их адсорбция тканью листа. Опыты с различными порошкообразными сорбентами подтвердили это—при пропускании растворов сложных смесей через заполненную мелом колонку они разделялись на отдельные окрашенные зоны. [c.5] Хроматографическое разделение пигментов зеленых листьев растений состоит из следующих этапов 1) экстрагирование пигментов из растительного материала [c.28]

Хлорофилл (разд. 25.1)-пигмент, содержащийся в листьях растений, который играет главную роль в превращении солнечной энергии в химическую в процессе фотосинтеза. [c.466]

Сущность метода заключается в следующем. Раствор исследуемой смеси вводят в хроматографическую колонку — стеклянную трубку, заполненную адсорбентом, предварительно промытым, а затем пропитанным растворителем. Компоненты смеси адсорбируются в верхней части колонки, не разделяясь или разделяясь лишь частично образуется первичная хроматограмма (рис. 10.12, а). Затем ее проявляют . Для этого в колонку подают чистый растворитель (элюент), который десорбирует ранее адсорбированные вещества и перемещает их со своим потоком вниз по колонке. При движении по колонке происходят многократные акты адсорбции и десорбции, приводящие к разделению компонентов смеси в соответствии с законом адсорбционного замещения Цвета (1910 г.), который состоит в следующем если растворенные вегцества А, В, С,. .. по своему относительному сродству к адсорбенту образуют адсорбционный ряд А > В > С. .., тогда каждый из членов адсорбционного ряда вытесняет последующий и, в свою очередь, вытесняется предыдущими, бо.лее сильно адсорбирующимися. В результате на колонке образуется проявленная хроматограмма (рис. 10.12, б). Цвет применил этот метод для разделения на адсорбентах белого цвета (мел, оксид кальция, крахмал, целлюлоза) смеси пигментов листьев [c.304]

Хлорофилл—зеленый пигмент листьев—состоит нз двух близких по строению веществ хлорофилла а—сине-зеленого и хлорофилла Ь—желто-зеленого цвета. Роль хлорофилла была в значительной степени выяснена работами К. А. Тимирязева. Разделение обоих весьма близких по свойствам пигментов удалось впервые осуществить русскому ботанику М. С. Цвету, который применил для этого изобретенный им метод (см. стр. 590). [c.589]

Разделение пигментов зеленых листьев растений методом адсорбционно-жидкостной хроматографии [c.295]

Хлорофилл — зеленый пигмент растений — состоит из смеси нескольких пигментов. При пропускании вытяжки из зеленого листа через сорбционную колонку происходит разделение пигментов в соответствии с избирательной адсорбируемостью, при этом химический состав пигментов не изменяется, что и позволяет использовать хроматографический метод для препаративного получения отдельных пигментов в чистом виде. [c.28]

Цель работы разделение пигмента зеленого листа растений и препаративное выделение отдельных пигментов в чистом виде. [c.28]

Хроматографическое разделение пигментов зеленых листьев растений состоит из следующих этапов 1) экстрагирование пигментов из растительного материала 2) образование хроматограмм 3) получение растворов хлорофилла-а, хлорофилла-р и каротиноидов. [c.296]

Оценка разделения. Для определения состава пигмента листьев растений Цвет применил метод разделения на колонке, заполненной СаСОд. Он получил окрашенные зоны на сухом наполнителе, которые разделил механически, удалив наполнитель из колонки и разрезав его. Такой способ получения внутренней хроматограммы не типичен для современной техники проведения колоночной хроматографии. Его применяют лишь в особых случаях. Для удобного выделения вещества работу проводят с разъемными колонками или с колонками, снабженными пластмассовыми шлангами, отделяемыми после окончания процесса разделения. В случае разделения окрашенных веществ в самой колонке можно провести качественную оценку разделения (по значению определить ширину зоны и провести полу количественное определение концентраций растворов (применяя эталоны). Для количественного определения необходимо проэкстрагировать вещество из механически выделенных из колонны фракций и затем определить его содержание при помощи какого-либо метода. [c.353]

Каротин С40Н56, выделенный Вакенродером в 1831 г. из желтой репы, был первым каротиноидным пигментом. Он изомерен ликопину и является одним из наиболее распространенных в природе красящих веществ наряду с хлорофиллом (стр. 979) и ксантофиллом (стр. 859) он всегда содержится в зеленых листьях, во многих цветах и плодах, а также в животном организме (в жире, молоке, сыворотке крови и т. д.). Арно выяснил, 410 каротин является углеводородом, Вильштеттер установил его эмпирическую формулу С4оН5б. [c.857]

КРАСИТЕЛИ, ПИГМЕНТЫ ЗЕЛЕНЫХ ЛИСТЬЕВ) [c.97]

Для завершения процесса гомогенизации, удаления избыточного спирта и получения листов массу вальцуют на вальцах 3. Температура горячего валка 60—75 °С. Продолжительность процесса 2,5 ч. На вальцах можно производить и окраску массы, добавляя красители и пигменты. [c.104]

Известно, что далеко не каждая молекула хлорофилла или другого пигмента, поглотившая свет и сохранившая достаточное количество энергии для фотохимической реакции, является центром подобной реакции. На само.м деле фотохимическая активность, т. е. непосредственная связь с фотохимической реакцией, осуществляется лишь примерно одной молекулой из 200—250 молекул хлорофилла. Об этом явлении А. Г. Пасынский пишет ...Могло бы создаться неправильное представление, что основная масса хлорофилла является фотохимически неактивной и играет и листе роль запасного вещества, как иногда предполагалось в литературе. [c.178]

М. С. Цветом, который впервые применил ее для разделения пигментов зеленого листа. В этом методе в колонку с адсорбентом вводят смесь адсорбирующихся веществ и затем пропускают поток растворителя (или газа-носителя), который перемещает вещества вдоль колонки с разной скоростью в зависимости от их адсорбируемо-сти. Таким образом можно разделить и проанализировать очень сложные смеси, например смеси нефтяных газов и др. [c.171]

Для анализа берут навеску растительного материала из сухих листьев (1 г) или из свежих зеленых листьев (5 г). Если для опыта взят сухой материал, то его измельчают и помещают в колбу емкостью 50 мл. Если же для анализа берут растительный материал из свежих зеленых листьев, то навеску помещают в фарфоровую ступку и тщательно растирают. Для лучшего растирания прибавляют стекло или кварцевый песок. К растертым листьям прибавляют 15 мл смеси бензина и бензола в соотношении 9 1 и 10 жтг ацетона, снова растирают и перемешивают содержимое. Смесь переносят в стеклянный фильтр № 2. Ступку (или колбу) споласкивают чистым ацетоном и промывную жидкость также переносят на фильтр. Экстракт пигментов отфильтровывают. Остаток на фильтре промывают несколькими порциями (по 5 мл) ацетона до тех пор, пока вытекающий фильтрат станет прозрачным, т. е. не будет содержать пигментов. [c.29]

Каротиноидами называют природные красящие вещества (пигменты) желтого или желто-оранжевого цвета, окраска которых обусловлена наличием в их молекулах длинных углеродных цепей с большим числом сопряженных двойных связей. Они содержатся в растениях, придавая окраску различным плодам, осенним листьям и т. п. и представляют собой смеси непредельных (полиеновых) углеводородов и некоторых близких к ним кислородсодержащих соединений. [c.322]

В 1903—1906 гг. русский ученый-ботаник М. С. Цвет после множества экспериментов разделил сложную смесь растительных пигментов из листьев растений при пропускании ее петролейно-эфирного раствора через вертикальную стеклянную колонку, заполненную порошкообразным карбонатом кальция. При этом возник ряд окрашенных зон, по числу которых можно было судить о сложности состава анализируемой смеси. Пропуская через колонку различные растворители (полярные, неполярные), оказалось возможным регулировать степень распределения зон по длине колонки сдвигать или раздвигать их, тем самым способствуя повышению точности последующего качественного и количественного определения. Так была создана жидкостная адсорбционная хроматография . [c.5]

Крахмал широко распространен в природе. Он содержится в различных растениях в виде крахмальных зерен и является для них запасным питательным материалом. Наиболее богаты крахмалом зерна злаков риса (до 86%), пшеницы (до 75%), кукурузы (до 72%), клубни картофеля (до 24%). В клубнях картофеля крахмальные зерна плавают в клеточном соке, в злаках они плотно склеены белковым веществом клейковиной. Крахмал является одним из продуктов фотосинтеза, который, как показал К- А. Тимирязев, протекает с участием зеленого пигмента листьев — хлорофилла и солнечной энергии. [c.401]

Идея хроматографического метода в самом его общем виде принадлежит русскому ученому ботанику Михаилу Семеновичу Цвету. Эта идея заключается в использовании для разделения веществ уже давно известного явления — способности большинства подлежащих разделению веществ в различной степени адсорбироваться на выбранном адсорбенте (избирательная адсорбция). В 1903 г. Цвет опубликовал на русском языке свою первую статью в трудах Варшавского общества естествоиспытателей, в которой он с( рмулировал принцип нового метода. В статье Цвет наглядно показал возможность отделения зеленой части хлорофилловых пигментов листьев (хлорофиллинов) от желтой части (ксантофил-линов) с помощью адсорбентов. В более поздних работах исследователь значительно усовершенствовал свой метод и дал ему необходимое теоретическое и экспериментальное обоснование- [c.7]

Дальнейшие наблюдения за этой линией в М4 и М5 выявили значительную изменчивость по биохимическим показателям и форме корнеплодов. В М4 у линии № 669 не сохранились признаки, которые были характерны для Мз, и она резко отличалась от контрольных растений по некоторым морфологическим и биохимическим показателям, а также по урожайности. Листовая розетка у растений М4 была более прямостоячей и короче, чем у контрольных растений, листовая п,ластинка — утолщенная с волнистой поверхностью, интенсивного темно-зеленого цвета, что указывает на высокое содержание в листьях пигментов. Корнеплоды были удлиненной конической формы (индекс 2,36), содержание сахара в них превышало контроль на 2,50% (18,70%). [c.237]

В хлоропласте листа пигменты-светосборщики, активные формы хлорофилла а и ферменты, катализирующие темновые реакции, объединены в единую систему — фо-тосинтетическую единицу. В аналогичные единицы организован и фотосинтетический аппарат микроорганизмов. К мысли о существовании фотосинтетических единиц привели следующие неоднократно подтвержденные наблюдения. [c.55]

Идея хроматографического метода — использование для разделения веществ давно известного явления избирательной сорбции — принадлежит русскому ботанику Цвету. В 1903 г. Цвет сформулировал припцип метода и показал возможность практического его осуществления в жидкостно-адсорбционном варианте для разделения хлорофилловых пигментов листьев и а составляющие с различной окраской. Отсюда происходит название метода — хроматография, т. е. цветопись. Одиако сам Цвет высказал предположение, что метод применим не только к окращеиным, ио и к бесцветным веществам. [c.81]

Процессы фотосинтеза весьма детально изучаются в течение ряда лет, однако они еще ни в коей мере не могут считаться окончательно выясненными. В особенности спорной является первая стадия фотосинтеза— образование восстанавливающего первичного продукта под действием света. Мы знаем, что для этого необходимы зеленые красители листьев —хлорофилл а и в некоторых ассимилирующих бактериях соответствуюн1ую роль играет бактериальный хлорофилл . Возможно, что для процессов ассимиляции необходимы также другие пигменты так, неоднократно высказывалось мнение, что в процессах ассимиляции принимает участие -каротин. [c.983]

Помимо хлорофилла, который является основным видом фотосинтетических пигментов, в зелепо.м листе (в так называемых хлорипластах, представляющих собой сложные специализированные биологические структуры) содержатся и другие пигменты — каротинонды и фикобелины, которые обычно называют вспомогательными, Эти пигменты, по современным представлениям, принимают известное участие в фотосинтезе, а также защищают хлорофилл от фотоокисления. Помимо пигментов, основными компонентами хлоропластов, в которых, собственно, и осуществляется весь процесс фотосинтеза, являются липоидные вещества и белки, которые содержат большое число ферментов, необходимых для осуществления последующих стадий фотосинтеза, не связанных с воздействием солнечной радиации. [c.177]

С другой стороны, существует процесс, при котором из оксида углерода (IV) вновь образуются органические вещества и выделяется свободный кислород это фотосинтез. Как показал русский ученый К. А. Тимирязев, фотосинтез протекает с участием зеленого пигмента листьев растений—хлорофилла и солнечной энергии. Солнечные лучи поглощаются в клетках листьев хлорофиллом. Суммарно процесс фотосинтеза можно выразить уравнением бпСО, -Ь бяНгО = (СвНюОа) 4- блО [c.136]

Обратите внимание на то, что для образования одного моля сахара СбН120б должно быть поглощено и использовано 48 молей фотонов. Необходимая для этого энергия излучения поступает из видимой части солнечного спектра (см. рис. 5.3 ч. 1). Фотоны поглощаются фотосинтетическими пигментами в листьях растений. К важнейшим из этих пигментов относятся хлорофиллы структура наиболее распространенного хлорофилла, так называемого хлорофилла-а , показана на рис. 25.1. Хлорофилл представляет собой координационное соединение. Он содержит ион связанный с четырьмя атомами азота, которые расположены вокруг него по вершинам квадрата в одной плоскости с металлом. Атомы азота входят в состав порфиринового цикла (см. разд. 23.2). Следует обратить внимание на то, что в окружающем ион металла цикле имеется ряд двойных связей, чередующихся с простыми связями. Благодаря такой системе чередующихся, или сопряженных, двойных связей хлорофилл способен сильно поглощать видимый свет. На рис. 25.2 показано соотношение между спектром поглощения хлорофилла и спектральным распределением солнечной энергии у поверхности Земли. Зеленый цвет хлорофилла обусловлен тем, что он поглощает красный свет (максимум поглощения при 655 нм) и синий свет (максимум поглоще- [c.442]

Водоросли. Термин водоросли охватывает обширную группу организмов, относящуюся к низшим растениям, содержащим хлорофилл и имеющую примитивное строение тела, не расчлененное на стебель, листья и корень, как у высших растений. Из-за наличия в них хлорофилла, зеленого пигмента, они окрашены в зеленый цвет. Но в некоторых случаях этот цвет искажается от присутствия в клетках добавочных пигментов, таких, например, как фикоциан (синего цвета), фикоэритрии (красного цвета), каротин (оранжевый), ксантофилл (желтый) и др. В зависимости от количества тех или иных пигментов водоросли имеют различные окраски. [c.269]

Наибольшее практическое значение приобрела про-явительная хроматография, открытая в 1903 г. М. С. Цветом, который впервые применил ее для разделения пигментов зеленого листа. В этом методе в колонку с адсорбентом вводят смесь адсорбирующихся веществ и затем пропускают поток растворителя (или газа-носителя), который перемещает вещества вдоль колонки с разной скоростью в зависимости от их адсорбируемости. Таким образом можно разделить и проанализировать очень сложные смеси, например смеси нефтяных газов и др. [c.212]

Идея хроматографического метода в самом его общем виде принадлежит русскому ученому-ботанику Михаилу Семеновичу Цвету. Эта идея заключается в использовании для разделения веществ давно известного явления — способности большинства веществ в различной степени адсорбироваться на выбранном адсорбенте (и,чбирательная адсорбция). В 1903 г. М. С. Цвет опубликовал в трудах Варшавского общества естествоиспытателей статью, в которой сформулировал принцип нового метода и наглядно показал возможность отделения зеленой части хлорофилловых пигментов листьев (хлорофиллинов) от желтой (ксанто-филлинов) и от оранжевой (каротина) с помощью адсорбентов. В более поздних работах М. С. Цвет значительно усовершенствовал свой метод и дал ему необходимое теоретическое и экспериментальное обоснование. Однако не всем исследователям удавалось воспроизвести опыты М. С. Цвета при его жизни и вскоре этот метод был предан забвению. О его методе вспомнили через 27 лет после его открытия немецкие биохимики Кун, Ледерер и Винтерштейн, которые в 1930 г, успешно разделили каротин на отдельные изомеры, предсказанные Цветом. С этого времени хроматография стала развиваться в самых разнообразных направлениях и со временем приобрела характер самостоятельной научно-технической дисциплины, претерпев, таким образом, второе рождение. [c.7]

Разделение пигментов зеленых листьев на колонке с несколькими адсорбентами. Сушат 4—5 свежих листьев или горсть травы 1 ч при 40° С или сутки при 20° С, Мелко измельчают и встряхивают 1 ч со смесью 90 мл петролейного эфира, 10 мл бензола и 30 мл. чтанола. Фильтруют и промывают фильтрат [c.98]

Различие сорбируемости компонентов смеси особенно ярко проявляется при медленном движении смеси через слой зерен сорбента. Лучше адсорбируемое вещество сильнее и поэтому дольше удерживается поверхностью и, следовательно, движется через слой медленнее. Это явление было открыто в 1903 г. русским ботаником М. С. Цветом при разделении экстракта пигментов, выделенных из листьев растений. Введя окрашенный раствор в колонку с адсорбентом (А12О3), при промывании колонки растворителем Цвет наблюдал, как окрашенная полоса разделяется на ряд полос разного цвета, движущихся с разными скоростями. Каждый компонент смеси был представлен отдельной полосой и мог быть выделен в чистом виде. Поскольку в этих опытах о разделении смеси свидетельствовала различная окраска полос, Цвет назвал разделение хроматографическим. Это название сохранилось и поныне, хотя современные методы обнаружения, идентификации и количественного определения компонентов смеси не связаны с окраской веществ, очень многообразны и часто сложны. [c.232]

М. С. Цвету же принадлежит первая попытка дать тео рётическое обоснование хроматографическому анализу разработанному им при разделении зеленых пигментов извлеченных экстракцией из листьев растений (рис. 1) Он рассматривает механизм процессов в хроматографической колонке с качественной стороны, не затрагивая количественных закономерностей. [c.6]

Хроматограммой (от греч. ир(й 1,аткоторой пигменты, извлеченные из листьев растений,. образовали различно окрашенные зоны. Позже хроматограммой стали называть графическое изображение результатов хроматографического разделения компонентов смесей. Различают первичную хроматограмму (до промывания) и промытую хроматограмму, полученную с целью достижения большей полноты разделения. [c.24]

Хлорофилл — зеленый пигмент, содержащийся в листьях растений вместе с желтыми красителями — каротиноидами, относящимися к группе распространенных в растительном мире липохро-мов (стр. 322). Хлорофилл регулирует процессы поглощения растениями СО2 из воздуха под влиянием лучистой энергии. В пищевой промышленности применяется как безвредная зеленая краска. [c.420]

Магний среди металлов занимает особое место. Его плотность (1,729 г/см ) на /з меньше плотности алюминия, а прочность почти в 2 раза выше. Эти качества обеспечивают сплавам на основе магния ведущее место в авиастроении. Магний — серебристо-белый металл, довольно тягуч и может быть прокатан в тонкие листы. В природе магний широко распространен в виде соединений (восьмое место по содержанию в земной коре, или 1,87% по массе). Он имеет три стабильных изотопа Mg (78,60%), (10,11%), (11,29%). Основные минералы — магнезит Mg Oз, доломит МеСОзХ X СаСОз. Запасы их практически неисчерпаемы. В состав основных пород входят многие силикаты магния оливин, тальк, асбест и др. В гидросфере содержатся колоссальные запасы растворенных солей магния (уже сейчас магний добывают из морской воды). Зеленый пигмент растений — хлорофилл содержит 2,7% Мё. [c.147]

На различной адсорбируемостн веществ тем или иным адсорбентом основан метод хроматографического анализа, предложенный в 1903 г. М. С. Цветом. Извлекая петролейным эфиром смесь пигментов из зеленых листьев, М. С. Цвет пропускал раствор через стеклянную трубку с карбонатом кальция и наблюдал, как от- [c.321]

chem21.info

Изучение растительных пигментов в рамках школьной программы изучения биологии

Введение

Природа обладает удивительным многоцветием. Мы не устаем восхищаться красотой окружающего растительного мира. Весной мы с надеждой смотрим на нежно-зеленые молодые листочки деревьев, а желто-оранжевая цветовая гамма осеннего леса навевает грусть и печаль по ушедшему лету. Кто не восхищался красками цветущего луга, лесной опушки, осенней листвы, даров сада и огорода? Я думаю, что каждый ребенок, как только он начинает изучать окружающий мир, задает себе вопросы: «Почему листья зеленые? Почему они осенью желтеют или краснеют? Почему лепестки ромашки белые, а розы - красные? Почему окружающие растения окрашены именно так, а не иначе, как возникает такое богатство цветов и оттенков? Что для природы значат эти цвета?». Меня заинтересовали эти вопросы, надеюсь, что моя работа поможет на них ответить.

Цель моей работы – выяснить, от чего зависит цвет растения.

Задачи, которые я перед собой поставила:

Изучить литературу с целью выяснить, какие вещества придают органам растения различную окраску.

Провести несколько практических опытов с целью выявления особенностей этих веществ.

Что такое «пигмент»? Какие бывают пигменты?

Изучив специальную литературу, я выяснила, что окраску различным органам растений придают особые вещества – пигменты. Это органические соединения, присутствующие в клетках и тканях растений и окрашивающие их.Многие из них важны для фотосинтеза. Расположены пигменты в пластидах клетки – хлоропластах и хромопластах, некоторые находятся в клеточном соке растений.

Существует несколько основных групп растительных пигментов:

Самыми распространенным растительным пигментом является хлорофилл. Это одно из самых важных на Земле красящих веществ. Название хлорофилла идет от греческих слов «хлорос» - зеленый и «филлон» - лист. Хлорофилловые пластиды зеленые. Зеленый цвет – цвет жизни. Зеленые «фабрики» вокруг нас поддерживают жизнь. Хлорофилл обладает жизненно важной функций: перехват солнечных лучей и преобразование полученной энергии в питательные вещества — простые сахара, которые получаются из воды и углекислого газа. Эти сахара являются основой питания растений — источниками углеводов, необходимых для роста и развития. Во время процесса производства питательных веществ хлорофилл разрушается, так как непрерывно используется. Несмотря на это, в течение сезона роста, растения снова и снова восстанавливают запасы хлорофилла. Большой запас хлорофилла позволяет листьям оставаться зелёными.Возрастные изменения хлоропластов сопровождаются изменением окраски – от салатно-зеленого, разной интенсивности зеленого, до желто-зеленого. Когда он в большом количестве содержится в клетках, что происходит во время периода роста, зелёный цвет хлорофилла преобладает, затмевая цвета любых других пигментов, которые могут содержаться в листе. Поэтому листья летом имеют характерный зелёный цвет.

Флавоны и флавонолы – одни из самых распространенных растительных пигментов. Нет растения, где бы они ни были обнаружены. Долгое время считалось, что эти пигменты характерны только для растительного царства, однако в 90-х годах прошлого века некоторые флавоны были обнаружены и в грибах. На латинском языке «flavus» означает «желтый». В природе флавоны и флавонолы являются основными пигментами, обеспечивающими желтую цветовую гамму плодов и цветов. Много этих красителей и в других органах растений, хотя там желтая окраска маскируется другими пигментами. Разнообразие оттенков желтого цвета достигается как изменением концентрации флавонов и флавонолов, так и присутствием в соке растений солей кальция и магния, увеличивающих интенсивность окраски.

Близки к флавонам по строению другие красители желтого цвета – халконы и ауроны. Встречаются они значительно реже. Среди известных нам растений эти пигменты можно обнаружить в листьях и цветах кислицы, кореопсиса и львиного зева. Как и некоторые люди, эти красители совершенно не переносят курильщиков и краснеют, если их окуривать сигаретным дымом. Отдельного упоминания заслуживают халконы еще и потому, что во многих случаях именно из них в процессе биосинтеза в растениях образуются флавоны, флавонолы и ауроны. Подражая природе, химики применяют халконы для получения разнообразных растительных и искусственных пигментов в лабораторных условиях.

Еще одна группа пигментов, родственная флавонам и флавонолам, носит название антоцианов. Антоцианы, которые ответственны за красные цвета в листьях, не присутствуют в листьях до тех пор, пока в листьях не начнёт снижаться уровень хлорофиллов. Раньше предполагали, что антоцианы просто результат разрушения зелёного хлорофилла, но эта теория уже не считается общепризнанной. Антоциановые пигменты, вызывающие розовую, красную и пурпурную осеннюю окраску листьев, связаны с веществом - углевод (или сахара, крахмала). Так накопление углеводов способствует образованию клеточного сока с пигментами антацина. Антоцианы растворимы в воде и обычно встречаются в клеточном соке.

Каротиноиды – пигменты, которые имеют преимущественно жёлтый или оранжевый цвет. Они всегда присутствуют в листьях, но перекрываются зелёным цветом хлорофилла. Название пигментам этого типа дал ученый М. С. Цвет. В честь одного из пигментов, содержащегося в оранжевых корнях моркови, он назвал весь этот класс красителей каротиноидами («carotte» – морковь).Каротиноиды придают желтый цвет цветам и листьям растений. Желтая, оранжевая и красная окраска кукурузы, тыквы, кабачков и перезрелых огурцов, баклажанов, паслена, помидора, дыни, а также многих цитрусовых обусловлена присутствием в них разнообразных каротиноидных пигментов. Рекордсменом по числу каротиноидных пигментов является стручковый красный перец.

Какие пигменты составляют окраску листа?

Первый опыт проведем с целью выяснить, какие пигменты обеспечивают листьям растения зеленую окраску.Оборудование, необходимое для проведения опыта: свежие листья комнатных растений, 95% -ый этиловый спирт, бензин, ступка фарфоровая, пробирка, воронка, ножницы, фильтровальная бумага.

Ход опыта. Прежде всего, получим вытяжку пигментов. Лучше, если вытяжка будет концентрированной, темно-зеленой. Можно использовать листья любых травянистых растений, а лучше всего теневыносливых комнатных растений - они мяче, легче растираются, содержат больше хлорофилла. К измельченным листьям добавим 5-10 мл этилового спирта, на кончике ножа мел для нейтрализации кислот клеточного сока и разотрем их в фарфоровой ступке до однородной зеленой массы. Подольем еще этилового спирта и осторожно продолжаем растирание, пока спирт не окрасится в интенсивный зеленый цвет. Полученную спиртовую вытяжку отфильтруем в чистую сухую пробирку или колбу.Убедимся в том, что спиртовая вытяжка пигментов помимо зеленых содержит еще и желтые пигменты. Для этого на фильтровальную бумагу нанесем стеклянной палочкой каплю спиртовой вытяжки пигментов листа. Через 3-5 мин на бумаге образуются цветные концентрические круги: в центре зеленый (хлорофилл), снаружи - желтый (каротиноиды) (Приложение 1).

Вывод. Разделение пигментов обусловлено их различной адсорбцией (поглощением в поверхностном слое) на фильтровальной бумаге и неодинаковой растворимостью в растворителе, в данном случае - этиловом спирте. Каротиноиды хуже, по сравнению с хлорофиллом, адсорбируются на бумаге, больше растворимы в спирте, поэтому передвигаются по фильтровальной бумаге дольше хлорофилла.Таким образом, в создании цвета листа участвуют две группы пигментов - зеленые и желтые. Содержание хлорофилла в сформировавшихся листьях примерно в 3 раза выше, чем каротиноидов, поэтому желтый цвет каротиноидов маскируется зеленым цветом хлорофилла. Количественное соотношение хлорофилла и каротиноидов не постоянно, оно зависит от возраста листа, физиологического состояния растения. Если содержание хлорофилла уменьшается, листья приобретают желто-зеленый или желтый цвет.

При каком освещении желтеют листья?

Различные факторы внешней среды (освещенность растений, температура воздуха, водоснабжение) оказывают влияние на окраску листьев. Например, в зависимости от погодных условий цвет листьев клена меняется от желтого до пурпурно-красного.

Цель этого опыта –установить устойчивость хлорофилла в листьях растений без освещения.

Оборудование: для опыта нужны листья любого растения, которые уже закончили рост, но еще не имеют внешних признаков старения, стакан, черный лист бумаги.

Ход опыта. Половину листовой пластинки закрываем с двух сторон черной бумагой. Лист помещаем в стакан с водой и ставим в хорошо освещенное место. Спустя 4-5 дней снимем бумагу, сравним цвет половинок листа. Хорошо заметны различия в окраске: освещенная часть зеленая, а затемненная - желтая.

Вывод: Результаты опыта свидетельствуют, что снижение интенсивности и продолжительности освещения листьев ускоряет распад молекул хлорофилла в хлоропластах. Мы сравнили устойчивость хлорофилла в листьях бадана и традесканции. Самый неустойчивый пигмент в листьях традесканции, он разрушается за 20 дней, а самый устойчивый у фикуса, разрушается через 40 - 50 дней.(Приложение 1)

Необходимость кислорода для разрушения хлорофилла.

Для разрушения хлорофилла необходимо еще одно условие – кислород. Проводимый опыт ставит своей целью доказать, что без кислорода хлорофилл не разрушается или разрушается медленнее.

Оборудование: стакан c водой, лист плотной бумаги, зеленые листья растения.

Ход опыта: Стареющий, но еще сохранивший зеленый цвет лист любого светолюбивого растения опустим в стакан с водой так, чтобы только половина листа его находилась под водой. Для этого закрепим лист в прорези укрывающей стакан плотной бумаги. Стакан поставим в темное место.

Вывод: Через 3 - 5 дней станут заметны различия в окраске листа: находившаяся в воде часть сохранит зеленый цвет, другая - пожелтеет. Уменьшение скорости распада хлорофилла в той части листа, которая находилась в воде, свидетельствует, что в разрушении хлорофилла важную роль играет процесс дыхания. Содержание кислорода в воде намного ниже, чем в воздухе.(Приложение 2)

Влияние на хлорофилл химических веществ.

Как органическое вещество, пигмент хлорофилл должен разрушаться от воздействия различных химических веществ. Цель этого опыта – проверить, как воздействует на хлорофилл соляная кислота.

Оборудование: Для опыта нужны "чернила" - 10%-ая соляная кислота, листья растений, палочка.

Ход опыта: Заостренный конец палочки смочим в соляной кислоте и нанесем на лист рисунок (в нашем случае это смайлик и звездочка). На зеленом фоне листа бегонии постепенно появляется рисунок звездочки бурого цвета. На листе монстеры был нарисован смайлик, но картинка не появилась, бурое пятно было маленьким, размером с копеечную монету. Значит, скорость изменения цвета в месте нанесения кислоты зависит от плотности покровов листа. Появление бурой окраски обусловлено проникновением кислоты внутрь клеток и образованием в них особого вещества - феофитина.

Вывод: Хлорофилл разрушается при воздействии на него соляной кислоты, а значит, и других кислот. Следовательно, газообразные выделения промышленных предприятий, которые часто содержат в себе химические вещества (например, сернистый ангидрит), которые, проникая через устьица в листья, растворяются в цитоплазме клеток и образуют кислоту. Накопление ее в больших количествах в цитоплазме вызывает разнообразные нарушения обмена веществ в клетках, в том числе и разрушение хлорофилла. Внешне такие повреждения могут выражаться в появлении на листьях бурых пятен.(Приложение 3)

Воздействие на пигмент хлорофилл высокой температуры.

Образование феофитина в листьях многих растений может происходить также и при нагревании листа выше 70 - 80 С. Цель данного опыта –показать, что разрушение хлорофилла и образование феофитина в листьях растений возможно и при воздействии на клетки листьев высокой температуры.

Оборудование: Для опыта нужны зеленые листья различных растений, спиртовка, стеклянная палочка.

Ход опыта: Прикоснемся к листу концом сильно нагретой стеклянной палочки или проколем его раскаленной препаровальной иглой. Во всех случаях возникают своеобразные изменения окраски листа: зеленые круги с неровными бурыми кольцами.

Вывод: Появление бурых колец обусловлено поступлением кислот клеточного сока из вакуолей в цитоплазму, а затем в хлоропласты. Под действием температуры раскаленной стеклянной палочки происходит разрушение молекул хлорофилла, образование феофитина и появление бурого окрашивания. Поскольку химический состав листьев различных растений имеет свои особенности, можно получить различные картины колец отмирания. Желтые, коричневые пятна отмирания появляются на листьях и в природных условиях под влиянием сильного перегрева, засухи.(Приложение 5)

Выводы.

Исследовав вопрос о растительных пигментах, я узнала, что пигменты играют очень значительную роль в природе и имеют огромное значение для жизни на Земле. Многие природные пигменты принимают участие в важных метаболических или физиологических процессах. Особенно детально изучено значение хлорофилла и других пигментов в фотосинтезе. Во многих случаях, однако, единственной известной функцией пигмента является то, что он придает окраску организму или той его части, которая содержит данный пигмент. В растительном царстве ярко окрашенные цветки и плоды, контрастно выделяющиеся на общем фоне зеленой окраски листвы, привлекают внимание насекомых и других животных. Благодаря этому растения извлекают для себя пользу при опылении и распространении семян. По итогам работы были установлены следующие выводы:

В создании цвета листа участвуют различные группы пигментов.

Снижение интенсивности и продолжительности освещения листьев ускоряет распад молекул хлорофилла в хлоропластах.

Уменьшение скорости распада хлорофилла в той части листа, которая находилась в воде, свидетельствует, что в разрушении хлорофилла важную роль играет процесс дыхания.

Хлорофилл разрушается при воздействии на него кислоты

Под действием температуры происходит разрушение молекул хлорофилла и появление бурого окрашивания.

Список литературы и Интернет-ресурсов.

Энциклопедия для детей. Биология; "Аванта +", М., 1993.

Биология. Первое сентября. № 44, 45, 46, 1999.

http://ru.wikipedia.org – Википедия.

http://lib.e- science.ru – Портал Естественных наук.

Приложения.

Приложение 1. Какие пигменты составляют окраску листа?

Приложение 2.При каком освещении желтеют листья?

Приложение 3. Необходимость кислорода для разрушения хлорофилла.

Приложение 4. Письмо на зеленом листе.

Приложение 5. Образование колец отмирания на листьях.

xn--j1ahfl.xn--p1ai

Химическое строение и свойства пигментов, принимающих участие в процессе фотосинтеза

Все фотосинтезирующие организмы содержат один или несколько органических пигментов, способных поглощать видимый свет, запуская тем самым химические реакции фотосинтеза. В растениях встречаются пигменты трех основных классов — хлорофиллы, каротиноиды и фикобилины. Хлорофиллы являются основными пигментами, поскольку принимают непосредственное участие в процессе фотосинтеза. Каротиноиды и фикобилины называют вспомогательными пигментами в силу того, что энергия квантов света, поглощенных этими пигментами, обычно передается на хлорофилл а.

Хлорофиллы придают растениям характерный зеленый цвет (т. к. отражают зеленую часть спектра). Они нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях. Хлорофилл а имеет голубовато-зеленый цвет, хлорофилл b — желтовато-зеленый. Хлорофилл а имеется у всех фотосинтезирующих организмов, способных к выделению кислорода. Хлорофилл b обнаружен в листьях высших растений и в зеленых водорослях, причем его содержание примерно втрое меньше содержания хлорофилла а.

По химическому строению хлорофилл — это сложный эфир двухосновной хлорофиллиновой кислоты и двух остатков спиртов — фитола (С20Н39ОН) и метанола (СН3ОН). В состав молекулы хлорофилла входит атом магния.

Хлорофилл в клетке уложен между белковым и липидным молекулами тилакоидов хлоропластов.

Каротиноиды — это желтые или оранжевые пигменты, найденные во всех фотосинтезирующих клетках. В зеленых листьях каротиноиды обычно незаметны из-за наличия в хлоропласт хлорофилла, но осенью, когда хлорофилл разрушается, именно каротиноиды придают листьям характерную осеннюю окраску.

По своему строению каротиноиды обычно являются либо углеводородами (каротины), либо окисленными углеводородами, т. е. кислородсодержащими (ксантофиллы). Поглощенная каротиноидами энергия может передаваться хлорофиллу а и использоваться для фотосинтеза. Кроме того, каротиноиды могут защищать молекулы хлорофилла от чрезмерного фотоокисления на ярком свету.

Красные водоросли содержат фикобилины. Эти пигменты представляют собой тетрапиррольные структуры, похожие на хлорофилл а, но с линейным расположением пиррольных колец. Кроме того, они не имеют фитольной цепи и не содержат магния. Известны три класса фикобилинов — фикоэритрины, фикоцианины и аллофикоцианины. Фикоэритрины поглощают свет в середине видимой области спектра (500-570 нм). Эта особенность позволяет красным водорослям, живущим глубоко под водой, осуществлять фотосинтез, пользуясь слабым голубовато-зеленым светом, прошедшим сквозь толщу воды. Чем глубже обитают красные водоросли, тем больше они содержат фикоэритрина по сравнению с хлорофиллом. Голубые пигменты фикоцианины встречаются также у цианобактерий, живущих на поверхности водоемов и на суше.

jbio.ru

Влияние пигментов в листьях растений на формирование и свойства плодов

УДК 634.1.076:577.355.2 Влияние пигментов в листьях растений на формирование и свойства плодов А.Ю. Белова, С.В. Мурашев e-mail: [email protected] Институт холода и биотехнологий СПбНИУ ИТМО В.Г. Вержук ГНУ ГНЦ ВНИИР им. Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, Россия verzhuk @ yandex.ru Раннее прогнозирование свойств плодов возможно на основе исследования пигментного состава листьев растений. Негативные условия окружающей среды влияют на состояние листьев и содержание в них пигментов. С антиокислительным потенциалом листьев тесно связана работа аппарата фотосинтеза, с которого берет начало образование всего комплекса веществ, необходимых для формирования высококачественной растительной продукции. В значительной степени синтетический и антиокислительный потенциал листьев растений связан с каротиноидами, которые не только служат дополнительными светособирающими пигментами в области (450 570 нм), где плохо поглощает хлорофилл, но и являются протекторами множественного действия. Ключевые слова: холодильное хранение, прогнозирование потерь, пигменты, плоды. Influence of pigments in plants leaves on formation and properties of fruit production A.Y. Belova, S.V. Murashev [email protected] Institute of Refrigeration and Biotechnologies V.G. Verzhuk e-mail: verzhuk @ yandex.ru N.I. Vavilov Institute of Plant Industry The earlier prognosis of properties of fruit production is possible on the basis of researching of pigmentary structure of plants leaves. The negative conditions of environment influence on condition of leaves and content of

pigments. Function of the photosynthetic apparatus is closely combined with antioxidizing potential leaves, the formation of necessary complex of substances for formation of high-quality plant production starts from. Largely synthetic and antioxidizing potential of plants leaves connected with carotinoids, which serve not only as additional light-harvesting pigments in area of badly chlorophyll absorbing (450-570 nm) but also providing as multi-action protectors. Keywords: refrigeratory storage, prognosis of losses, pigments, fruit production. Лист высшего растения представляет собой сложную оптическую и биохимическую систему, необходимую для преобразования солнечной энергии в энергию химических связей, и имеющую большое значение в адаптационных и защитных механизмах растения. Благодаря хлорофиллу и каротиноидам, способным поглощать энергию солнечного света в той части видимого спектра, в которой плохо поглощают хлорофилл а и b, в растениях протекают разнообразные синтетические процессы, происходит формирование плодов и накопление в них питательных веществ. Чем больше энергии солнца поглощают листья растений, тем выше потенциал необходимый для максимальной продуктивности растений и формирования в плодах постоянно действующих защитных механизмов, способных максимально увеличить длительность хранения растительной продукции в стандартных условиях без использования дополнительных технических средств. Однако с увеличением поглощенной солнечной энергии возрастает вероятность возникновения фотоповреждений. Фотоповреждения листьев, вызывающие деградацию фотосинтетического аппарата, проявляются в замедлении роста и развития растений, уменьшении их адаптационных возможностей и отрицательно влияют на качество урожая, которое содержит меньше питательных и биоактивных веществ и оказывается не способным к длительному хранению. Объекты и методы исследования

Исследования проводились на плодовых семечковых культурах: яблоках с. Белый налив, айве японской (хеномелес), грушах с. Чижовская. Хранение плодов осуществлялось при температуре +1 +3 о С. Естественная убыль массы плодов во время хранения определялась весовым методом. Биохимические свойства плодов проводили по методикам [1]. Оптические свойства листьев и плодов измерялись в отраженном свете в видимой области спектра на спектрофотометре СФ-18. Для получения оптических характеристик использовали полностью сформировавшиеся листья, расположенные с солнечной стороны кроны плодовых растений. Оптические свойства листьев измеряли во второй половине июня. Для определения оптических свойств использовали не зрелые плоды, снятые во второй половине июня и созревшие плоды в конце августа. Оптическую плотность (ОП) определяли при длине волны 550 нм, а относительную оптическую плотность (ООП) определяли при длинах волн 550 и 680 нм. Модуль Юнга на сжатие мезокарпия плодов определяли на консистометре. Все измерения осуществлялись с трехкратной повторностью. Результаты и их обсуждение В растениях оксигенных фототрофов окрашенные каротиноиды выполняют не только функцию вспомогательных светособирающих пигментов. Не менее значима их роль как фотопротекторов [2]. Каротиноиды обеспечивают превращение энергии возбужденного триплетного хлорофилла и энергии возбуждения синглетного кислорода в тепло, переводя эти молекулы в основное не возбужденное состояние безопасным для растения способом (рис. 1). Опасность синглетного кислорода заключается в том, что для органических молекул характерно основное синглетное состояние. Препятствуя образованию синглетного кислорода, каротиноиды защищают растение от окислительного стресса, что наиболее вероятно является

важнейшей причиной, обеспечивающей формирование высококачественной плодовой продукции способной к длительному хранению при минимальных потерях. В работе [3] было показано, что уменьшению естественных потерь массы растительной продукции во время хранения соответствует увеличение поглощения видимого света листьями растений при длине волны 550 нм. Поглощение листьев при длине волны 550 нм обеспечивают каротиноиды. Исходя из этих фактов, было сделано предположение о том, что уменьшение потерь массы растительной продукции во время хранения обусловлено фотопротекторным и дополнительным светособирающим действием каротиноидов, которые в совокупности и создают условия для формирования высококачественной растительной продукции способной к более длительному хранению с минимальными потерями. На рис. 2 представлена зависимость естественной убыли массы плодов айвы во время холодильного хранения от содержания пигментов в листьях растений во время их формирования. Из представленных зависимостей следует, что убыль массы при хранении сокращается с увеличением содержания в листьях, как хлорофилла, так и каротиноидов, что подтверждает высказанное в работе [3] предположение о фотопротекторном и светособирающем действии каротиноидов. В результате увеличения содержания пигментов происходит одновременное возрастание количества энергии поглощаемой листьями и защита растений во время формирования урожая от фотоповреждений, вероятность возникновения которых в этом случае возрастает. Аналогичная зависимость получена и для не созревших плодов. На рис. 3 приведена зависимость естественной убыли плодов айвы во время холодильного хранения от содержания пигментов в эпителии еще незрелых плодов. Из представленных зависимостей следует, что с увеличением содержания пигментов в кожице незрелых плодов во время их роста

сокращаются потери массы плодов при холодильном хранении, связанные с жизнедеятельностью. Интерес представляет сопоставление оптических свойств листьев растений и плодов в различной стадии созревания с продуктивностью растений, биохимическими и структурно-механическими свойствами зрелых плодов. Сопоставление указанных свойств проведено на основании данных представленных в табл. 1. Для оптических свойств в отраженном свете в видимой области спектра для листьев растений семечковых культур и их плодов в различной стадии созревания характерны синхронные изменения при длине волны 550 нм. Если листья растений характеризовались наибольшей величиной оптической плотности D 550, то и плоды обладали наибольшим поглощением при длине волны 550 нм. Причем эта тенденция сохраняется для плодов по мере созревания. Плоды, формирующиеся на растениях, листья которых имели меньшие значения D 550, также характеризовались более слабым поглощением в этой части спектра. С поглощением солнечной энергии пигментами и фотопротекторным действием каротиноидов связана максимальная масса зрелых плодов (табл. 1) и продуктивность растений. Рост массы плодов указывает на активное протекание синтетических процессов. С активным протеканием синтетических процессов может быть связано усиление конституционных, постоянно действующих защитных механизмов в растительных организмах. К постоянно действующим защитным механизмам относится барьер клеточной стенки, препятствующий инфицированию. С клеточными стенками одновременно связаны свойства плодов препятствующие внешним механическим воздействиям. Из данных табл. 1 следует, что при максимальных значениях оптической плотности листьев в отраженном свете при длине волны 550 нм, указывающей на наибольшее содержание в них каротиноидов, наблюдаются наибольшие значения модуля Юнга на сжатие для зрелых плодов. Клеточные стенки, обладающие наибольшей упругостью,

одновременно создают наиболее трудно проницаемый барьер, препятствующий инфицированию. Таким образом, по оптическим свойствам листьев можно заранее прогнозировать не только потери обусловленные жизнедеятельностью плодов, но и потери от микробиального поражения. Вследствие усиления постоянно действующих защитных механизмов отпадает необходимость такого средства борьбы с инфицированием плодов как окислительный взрыв. Поэтому вещества блокирующие каталазу не синтезируются, и она находится в активном состоянии (табл. 1). Расщепление перекиси водорода препятствует образованию активных форм водорода, что сокращает естественную убыль и увеличивает продолжительность хранения растительной продукции. Полифенолоксадаза при усилении постоянно действующих защитных механизмов в плодах, напротив, находится в заторможенном состоянии, поскольку нет необходимости защиты от инфицирования с помощью токсичных антимикробных веществах. Хиноны, образующиеся при окислении фенолов, представляют собой средство борьбы с микроорганизмами, однако они не менее опасны и для самой растительной ткани, так как являются активными и не специфичными окислителями [4]. Кроме того, полифенолоксидаза не сопряжена с синтезом АТФ, что понижает энергетический потенциал клеток, необходимый для протекания синтетических процессов в плодах во время хранения для обновления молекулярного состава клеточных структур. Еще один существенный недостаток активного состояния этого фермента заключается в возникновении не благоприятного для внешнего вида растительной продукции потемнения. Самопроизвольное потемнение растительных тканей объясняется образованием хинонов с последующей реакцией между ними [5]. По данным [6] черный цвет пигмента возникает при окислении полигидрохинона и превращения некоторого количества гидрохинонных звеньев в хиноидные, что сопровождается смещением интенсивных π π* переходов в видимую область электронного спектра.

Таким образом, длительное хранение растительной продукции возможно только при заторможенном состоянии полифенолоксидазы, которое соответствует усиленным постоянно действующим защитным механизмам в плодах, обеспечивающим их более молодое состояние, в связи с тем, что этот фермент активизируется со старением. Заторможенное состояние полифенолоксидазы наблюдается при максимальной оптической плотности листьев растений и плодов при длине волны 550 нм, а также при максимальной упругости растительной ткани плодов. К особенностям плодовой продукции, сформировавшейся на растениях с листьями, более интенсивно поглощающими свет при длине волны 550 нм и имеющей повышенный модуль Юнга на сжатие, следует отнести также повышенное содержание органических кислот и соответственно более низкое значение рн сока. Органические кислоты выполняют в жизнедеятельности растительных клеток важнейшие функции, в том числе защитные. Суммируя сказанное можно заключить, что изменения, происходящие в составе плодов, их биохимических и структурно-механических свойствах в результате формирования на растениях, листья которых обладают большей оптической плотностью при длине волны 550 нм, вследствие повышенного содержания каротиноидов, приводят к понижению естественной убыли массы при холодильном хранении (табл. 1). Растение и формирующиеся на нем плоды представляет собой единый организм. В связи с тем, что процессы, происходящие в листьях, тесно взаимосвязаны со свойствами плодов, необходимыми для длительного хранения и минимизации потерь при хранении обусловленными как жизнедеятельностью, так и инфицированием, становится возможным использование листьев растений для раннего прогнозирования способности плодовой продукции для длительного хранения. Выводы

Впервые проведено сопоставление оптических свойств листьев и плодов в различной стадии созревания с продуктивностью растений, биохимическими и структурно-механическими свойствами зрелых плодов семечковых культур. Показано влияние пигментов в листьях растений на формирование и свойства плодов, определены соотношения указанных свойств соответствующие максимальной продуктивности растений, минимальной естественной убыли массы и максимальной длительности холодильного хранения плодовой продукции. Взаимосвязь свойств растения и плодов позволяет осуществлять раннее прогнозирование хранения за 1 2 месяца до сбора урожая. Хлорофилл S 0 (π, π) h Хлорофилл S 1 (π, π*) Хлорофилл Т(π, π*) Хлорофилл S 0 (π, π) Каротиноиды S 0 (π, π) Каротиноиды Т(π, π*) Тепло Хлорофилл Т(π, π*) + О 2 Хлорофилл S 0 (π, π) + 1 О 2 О 2 Каротиноиды S 0 (π, π) Каротиноиды Т(π, π*) Тепло Рис. 1. Механизм фотопротекторного действия каротиноидов.

естетственная убыль, г/(кг*сутки) естественная убыль, г/(кг*сутки) 1,6 1,4 I III II 1,2 1 0,8 R 2 = 0,993 R 2 = 0,996 R 2 = 0,807 0,6 0,4 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 содержание пигментов, мг/г листьев Рис. 2. Зависимость естественной убыли плодов айвы во время холодильного хранения от содержания пигментов в листьях растений во время формирования на них плодов: I каротиноиды; II хлорофилл a; III хлорофилл b. 1,6 1,4 1,2 1 I II 0,8 R 2 = 0,46 R 2 = 0,45 0,6 0,4 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 содержание пигментов, мг/г кожуры Рис. 3. Зависимость естественной убыли плодов айвы во время холодильного хранения от содержания пигментов в эпителии незрелых плодов: I каротиноиды; II сумма хлорофиллов.

Таблица 1 Сопоставление оптических свойств листьев и плодов в различной стадии созревания с продуктивностью растений, биохимическими и структурно-механическими свойствами зрелой плодовой продукции Показатель Средняя масса плодов, г естественная убыль плодов, г/(кг*сутки) активность каталазы в плодах, мл Н 2 О 2 /1 г активность пероксидазы в плодах, мг АК/1 г активность полифенолоксидазы в плодах, мг АК/1 г рн сока плодов содержание органических кислот в плодах, % сухие вещества в плодах,% модуль Юнга плодов на сжатие, кпа ОП D 550 для листьев ООП D 550 /D 680 в незрелых плодах ООП D 550 /D 680 в зрелых плодах Виды плодов Образцы яблок Образцы хеномелеса Образцы груш 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 86,3 100,2 105,4 92,6 17,8 14,6 23,8 33,1 69,42 74,18 75,20 95,53 1,076 0,569 0,571 0,851 0,753 0,882 0,541 0,505 0,697 0,780 0,588 0,403 0,16 0,36 0,32 0,29 0,26 0,23 0,37 0,44 0,15 0,11 0,19 0,21 3,2 5,9 5,4 4,7 1,1 0,90 2,2 2,4 2,1 2,7 4,1 5,9 6,2 3,0 3,7 5,4 5,8 6,2 1,8 2,3 6,3 6,1 4,4 2,0 4,02 3,45 3,56 3,70 3,37 3,42 3,22 3,09 5,28 5,51 4,66 4,40 1,5 3,6 3,7 3,0 2,9 2,6 3,9 4,6 2,5 2,1 2,6 3,5 20,8 15,6 16,6 19,2 13,3 14,4 12,8 12,3 15,1 16,3 14,8 13,7 125 200 200 160 850 690 980 1050 130 110 170 280 1,040 1,176 1,248 1,142 1,148 1,050 1,180 1,230 1,090 1,030 1,160 1,180 1,057 1,199 1,160 1,064 1,110 1,050 1,140 1,203 1,070 0,980 1,150 1,180 0,985 1,120 1,094 1,066 1,006 1,002 1,144 1,128 0,998 1,002 1,085 1,115 Список литературы: 1. Методы биохимического исследования растений. Под ред. А.И. Ермакова. Л.: Агропромиздат, 1987. 456 с.

2. Мокроносов А.Т., Гавриленко В.Ф., Жигалова Т.В. Фотосинтез. Физиолого-экологические и биохимические аспекты. / Под ред. И.П. Ермакова. М.: Академия, 2006. 436 с. 3. Мурашев С.В., Белова А.Ю., Вержук В.Г. Раннее прогнозирование потерь плодовой продукции при холодильном хранении. СПб.: ЭНЖ СПбГУНиПТ, март, 2011. 4. Полевой В.В. Физиология растений. М.: Высшая школа, 1983. 464 с. 5. Либберт Э. Физиология растений. М.: Мир, 1976. 582 с. 6. Калниньш К.К., Панарин Е.Ф. Возбужденные состояния в химии полимеров. СПб.: ИПЦ СПГУТД, 2007. 476 с.

docplayer.ru

Пигменты зеленых листьев - Справочник химика 21

Хроматографическое разделение пигментов зеленых листьев растений состоит из следующих этапов 1) экстрагирование пигментов из растительного материала [c.28]

Разработанная М. С. Цветом методика количественного хроматографического разделения пигментов до настоящего времени осталась в основных чертах без изменения и широко применяется в физиологических и биохимических исследованиях. Поэтому авторы руководства считают целесообразным привести описание классического анализа методом сорбционной молекулярной хроматографии на примере разделения пигментов зеленых листьев растений, предложенном основоположником хроматографии М. С. Цветом. [c.199]

Разделение пигментов зеленых листьев растений методом адсорбционно-жидкостной хроматографии [c.295]

Фталоцианины очень близки по строению к хлорофиллу — пигменту зеленых листьев, и гемину — пигменту, который в соединении с протеином образует гемоглобин — красящее вещество крови млекопитающих. Большое количество порфиринов встречается также в животном и в растительном мире в человеческом организме порфирины появляются при патологических изменениях. Порфирины, производные хлорофилла, найдены также в горючих сланцах, в нефти, угле и иных минералах их нестабильность при относительно высоких температурах была использована при разработке теорий о строении земной коры. [c.1281]

ПРЕПАРАТИВНОЕ ХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ РАЗДЕЛЕНИЕ НА КОЛОНКАХ (КРАСИТЕЛИ, ПИГМЕНТЫ ЗЕЛЕНЫХ ЛИСТЬЕВ] [c.98]

Фотосинтез протекает при помощи пигментов зеленых листьев. Последние содержат два хлорофилла — а (голубовато-зеленый) и б (желтовато-зеленый) (см. главу Пиррол ) — и две группы каротиноидов — каротины (оранжевые) и ксантофиллы (желтые). Эта система пигментов находится в хлоропластах — частицах удлиненной формы, находящихся в клетках зеленых листьев. Установлено, что лучистая энергия, поглощенная одним пигментом, может быть передана другому пигменту хлоропласта. При облучении хлоропластов светом с длиной волны, поглощаемой исключительно хлорофиллом б, испускаемое излучение (за счет флуоресценции) содержит длины волн, характерные для хлорофилла а, в то время как флуоресценция хлорофилла б уменьшается. Остальные пигменты клетки могут передавать аналогичным образом поглощенную энергию хлорофиллу а. Тем самым расширяется спектральная область, потребляемая в фотосинтезе. Хлорофилл передает поглощенную лучистую энергию химической системе при помощи еще не выясненного механизма. [c.260]

КРАСИТЕЛИ, ПИГМЕНТЫ ЗЕЛЕНЫХ ЛИСТЬЕВ) [c.97]

Анализ пигментов зеленых листьев растений состоит из следующих этапов [c.199]

Первый метод был применен в 1864 г. Стоксом, который доказал, что пигмент зеленых листьев состоит из 4 основных частей. [c.401]

Наиболее универсальным методом современной химии, применяемым как в лабораторных, так и в промышленных анализах, является хроматография. Можно смело сказать, что современная химическая наука и технология переживает хроматографическую эру . Честь открытия этого универсального метода принадлежит русскому ботанику М. С. Цвету, который в 1903 г. обнаружил, что при пропускании через колонку, заполненную адсорбентом раствора смеси окрашенных веществ — пигментов зеленого листа — это смесь разделяется на отдельные зоны по длине колонки, причем в каждой зоне находится либо индивидуальное соединение, либо смесь двух-трех практически не различающихся по свойствам веществ. [c.119]

Для проведения хроматографического анализа пигментов зеленых листьев растений М. С. Цвет применил ряд сорбентов и почти во всех случаях получил хроматограммы, свидетельствующие о сложности состава растительных пигментов. [c.199]

Цвет Михаил Семенович (1872—1919) — русский физиолог и биохимик растений, основоположник хроматографии. Исследовал пигменты зеленого листа 241—243. [c.299]

В настоящее время состояние теории органической химии таково, что позволяет научно спланировать и осуществить синтез любых сложных молекул (белков, витаминов, хлорофилла и др.). В 1960 г. крупнейший американский химик-синтетик Р. Вудворд провел полный 30-стадийный синтез пигмента зеленого листа — хлорофилла [c.11]

РАЗДЕЛЕНИЕ ПИГМЕНТОВ ЗЕЛЕНЫХ ЛИСТЬЕВ РАСТЕНИЙ [c.199]

Разделение пигментов зеленых листьев на колонке с несколькими адсорбентами [c.16]

При хроматографировании петролейно-эфирного раствора пигментов зеленых листьев растений хлорофилл адсорбируется в верхней части колонки, тогда как различные желтые красящие вещества располагаются в виде отдельных зон в ее нижней части. [c.91]

Результаты исследования Цветом различных органических растворителей привели к выводу, что для извлечения каротиновых красящих веществ наиболее подходящим растворителем является петролейный эфир (иногда с примесью этилового эфира), не растворяющий другие пигменты зеленого листа. Для извлечения последних применяются водный метиловый или этиловый спирты. Прием извлечения пигментов из природного материала, примененный Цветом, в настоящее время является основным при исследованиях каротиноидов. [c.92]

Установлено, что проникший в листья цианамид образует малорастворимые в воде соли с тяжелыми металлами — медью, железом, цинком, разрушая таким образом ферменты, регулирующие фотосинтез. Кроме того, цианамид разрушает пигменты зеленого листа — хлорофилл и каротин. В результате подав- [c.300]

Разделение пигментов зеленых листьев. Можно осуществлять разделение пигментов зеленых листьев методом капиллярного анализа а разделение каротиноидов и хлорофиллов — при помощи хроматографии на бумаге 29 или адсорбционной хроматографии. [c.900]

Классическое разделение пигментов зеленого листа было проведено Цветом [Вег. deuts h, bot. Ges., 24, 384 (1906)] на колонке, заполненной углекислым кальцием. Лучшие результаты получаются при применении колонки с тремя различными адсорбентами (см. рис. 2). Проявляют хроматограмму и выталкивают адсорбент из колонки для дальнейшего исследования. [c.16]

Спектры фотоэдс и фотопроводимости совокупности пигментов зеленого листа [c.278]

Рис. 23-9. р-Каротин, вспомогательный пигмент зеленых листьев. У различных видов растений вспомогательными пигментами служат многие другие каротиноиды. Обратите внимание, что молекула р-каротина, так же как и молекула хлорофилла, содержит много сопряженных двойных связей, которые придают ей способность поглощать свет и передавать эксито-ны. [c.691]

Цветное фотографировашге базируется на трехкомпонентной теории цветового зрения и сводится к получению фотографич. путем изображения из трех веществ, избирательно поглощающих свет. Напр., если нужно фотографически воспроизвести цвет зеленой листвы, определяемый поглощением красных лучей хлорофиллом и синих лучей каротином и ксантофиллом, то следует получить в фотографич. слое вещества, так же поглощающие красные и синие лучи, как пх поглощают указанные пигменты зеленого листа. [c.384]

О механизме действия триазинов. Хар актёр действия триазинов на растения во многом напоминает действие производных мочевины. Они быстро поглощаются корнями и передвигаются с транспирационным током в листья, где и осуществляется их токсическое действие. Эти гербициды угнетают фотосинтез, под их влиянием снижается количество сахаров и крахмала. При значительном снижении углеводов происходит разрушение хлорофилла и других пигментов зеленого листа. Наступает хлороз, а затем и отмирание листьев. Триазины нарушают фотосинтез, влияя, главным образом, на фото-окислительны процессы, на реакцию Хилла. Но, вероятно, это не единственная причина токсического действия триазинов на растения потому, что многие триазины сильно тормозят реакцию Хилла, не обладая гербицидными свойствами. [c.100]

Экспериментально доказано, что цианамид образует малорастворимые (практически совершенно нерастворимые) в воде соли с тяжелыми металлами — железом, медью, цинком — и, таким образом, разрушает ферменты, регулирующие фотосинтез. Кроме того, цианамид уже в первые дни после обработки разрушает пигменты зеленого листа — хлорофилл и каротин. В малых кон-дентрациях цианамид не подавляет ферментов, участвующих в процессе дыхания, и дыхание в первый период восле обработки даже усиливается. По мере увеличения концентрации цианамида в растении он инактивирует каталазу, и интенсивность дыхания резко падает. Нарушаются и другие физиологические процессы, а главное— [c.22]

Для исследования фотопопупроводниковых свойств хлорофиллов а, а+Ь, метилхлорофиллидов а, а+6 и экстракта совокупности пигментов зеленого листа применялись методы измерения фотопроводимости и фотоэлек-тродвижущей силы в четырех различных вариантах с прерывистым и постоянным освещением, в частности без контактов с металлическими электродами. Измерялась кинетика возникновения и исчезновения фототока за времена в начальном интервале от 10- до 10 сек. Установлено, что фототок переносится положительными зарядами, т. е. перемещением электронных вакансий. Спектр фотоэлектрической чувствительности воспроизводит в деталях спектр поглощения молекул пигмента, смещенный и расширенный сильным близким взаимодействием тождественных молекул. Из опытов следует, что первично освобождаемые светом из молекул пигмента электроны задерживаются на некоторое время на промежуточных уровнях захвата, а оставшаяся электронная вакансия на нижнем уровне перемещается по кристаллу путем межмолекулярного обмена электроном типа окислительно-восстановительного процесса. Если и имеются обобществленные полосы энергии в нижнем и верхнем состояниях молекул пигмента, то они должны быть очень узкими и соответствовать очень малой подвижности электронов. В экстрактах хлорофилла с липопротеидами из зеленых листьев наблюдается также добавочная фотопроводимость и фотоэдс, обусловленные присутствующими каротиноидами. [c.274]

chem21.info

Сведения об образовательной организации

Полезные ссылки

Безопасность

Противодействие коррупции

Доступная среда

Карта сайта

НСОКО