Фотосенсибілізуюча дія хлорофілу на процес переносу водню за Гуревичем

Принцип методу. Сутність світлової фази фотосинтезу полягає в окисленні води до молекулярного кисню з використанням променевої енергії, що поглинається хлорофілом. Електрони, що вивільняються при цьому, передаються на НАДФ⁺, який відновлюється до НАДФ(Н)Н⁺.

Фотоокислення води та виділення кисню відбувається в ході реакцій, які протікають у фотосистемі ІІ, тоді як НАДФ⁺ відновлюється в фотосистемі І. Обидві фотосистеми пов’язані одна з одною послідовністю переносників електронів, які утворюють між ними “міст“, що спрямований ніби “під гору”. В результаті електрони від води проходять Z-подібний шлях. Під впливом індукованого світлом потоку електронів виникає трансмембранний протонний градієнт, унаслідок чого з внутрішньої сторони тилакоїдної мембрани середовище стає більш кислим, ніж із зовнішньої. Послідуюче повернення йонів H⁺ із тилакоїда в строму через вмонтовану в мембрані АТФ-азу призводить до утворення АТФ із АДФ і неорганічного фосфату, тобто відбувається фотофосфорилювання.

Фотосенсибілізуюча роль хлорофілу може бути продемонстрована на модельних реакціях із виділеним із рослин пігментом. Для цього як джерело водню беруть аскорбінову кислоту, а як акцептор водню – метиленовий червоний, який, приєднуючи водень, відновлюється до незабарвленої лейкосполуки. Аскорбінова кислота окислюється при цьому в дегідроаскорбінову кислоту.

Обладнання та реактиви : Ваги технохімічні, штатив із пробірками, піпетки градуйовані, піпетки мірні на 5 мл, крапельниця, шпатель, електрична лампочка потужністю 300 Вт, годинник, чорний папір, насичений спиртовий розчин метиленового червоного, 96 %-ий розчин етилового спирту, спиртова витяжка хлорофілу, кристалічна аскорбінова кислота. 

Хід роботи. Взяти чотири пробірки: в три з них налити по 5 мл спиртової витяжки хлорофілу, в четверту – 5 мл етилового спирту. В першу, другу та четверту пробірки внести по 50 мг кристалічної аскорбінової кислоти й декілька раз їх струсити. В усі пробірки з хлорофілом додати краплинами відфільтрований спиртовий розчин метиленового червоного до тих пір, поки зелене забарвлення не перейде в червоно-буре. В четвертій пробірці забарвлення розчину за допомогою цього індикатора довести до яскраво-червоного. Другу пробірку закрити чохлом із чорного паперу. Потім усі пробірки поставити в штатив і освітлювати електричною лампочкою (на        300 Вт), розмістивши її на відстані приблизно 15 см від штативу.

Після десяти-п’ятнадцятихвилинного освітлення в першій пробірці в результаті відновлення метиленовий червоний знебарвиться й розчин знову набуде зеленого кольору. В інших пробірках забарвлення розчину не зміниться, оскільки без світла, аскорбінової кислоти або хлорофілу метиленовий червоний не відновлюється. Результати досліду занести в таблицю 3.1.

 

Табл. 3.1. Визначення фотосенсибілізуючої дії хлорофілу

варіант	склад суміші в пробірках				умови	результат
	хлоро-філ, мл	етило-вий спирт, мл	крист. аскор-бінова кисло-та, мг	спирт. розчин метиле-нового червоно-го
1	2	3	4	5	6	7
1	5	-	50	додають до появи червоно-бурого кольору	світ-ло
2	5	-	50	те саме	тем-нота
3	5	-	-	те саме	світ-ло
4	-	5	50	додають до появи яскраво-червоно-го кольору	світ-ло

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Біологічна роль, форми знаходження та окремі представники органічних кислот.

2. Поширення, вміст і форми знаходження щавлевої кислоти.

3. Принцип кількісного визначення вмісту щавлевої кислоти в рослинному матеріалі.

4. Поняття про рослинні пігменти, їх склад, функціональна роль і локалізація в клітині.

5. Загальне поняття про хлорофіли рослин, їх загальна структура.

6. Хімічна будова хлорофілів a і b.

7. Загальне поняття про фікобіліни.

8. Каротиноїди, їх склад, функціональна роль, окремі представники.

9. Основні фізико-хімічні та хімічні властивості рослинних пігментів і їх визначення в лабораторних умовах.

10. У чому проявляється фотосенсибілізуюча роль хлорофілу та її демонстрація в лабораторних умовах.

 

Лабораторне заняття № 4

Тема: Визначення вмісту вітамінів у рослинному матеріалі

Мета заняття: Засвоїти методику якісного та кількісного визначення вмісту окремих груп вітамінів у рослинному матеріалі

 

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

Вітаміни розглядають як низькомолекулярні, фізіологічно активні органічні сполуки, що є невід’ємними компонентами організму та забезпечують нормальне протікання біохімічних і фізіологічних процесів шляхом участі в регуляції метаболізму.

Багато вітамінів представляють собою вихідний матеріал для біосинтезу коферментів і простетичних груп ферментів. У цьому полягає одна з головних причин необхідності вітамінів для нормального протікання обмінних процесів.

Структура кожного коферментного вітаміну унікальна та, як правило, характеризується наявністю спряжених зв’язків, чітко вираженими електронодонорними або електроноакцепторними властивостями. Ці властивості значно підсилюються, коли вітамін стає коферментом, сполучаючись із металом або апоферментом при входженні в активний центр ферменту. Ряд вітамінів самостійно володіє регуляторними функціями, зокрема, бере участь у регуляції проникності мембран, транспорту через них катіонів.

Згідно положень Міжнародної біохімічної номенклатури (1956 р.) вітаміни поділяють на три групи: 1) розчинні у воді; 2) розчинні в жирах; 3) вітаміноподібні сполуки.

В організмі вищих рослин присутні вітаміни в готовій формі або в формі, що легко перетворюється у відповідний вітамін, тобто в формі провітаміну. Нижчі рослини потребують надходження деяких вітамінів із середовища існування.

Із жиророзчинних вітамінів у рослинах знаходяться: провітаміни А, що представляють собою різні каротиноїди (їх особливо багато в коренеплодах моркви, в плодах помідорів і перцю, в листках шпинату); провітаміни D, які представляють собою ергостерин і                  7-дегідрохолестерин; вітаміни групи Е або токофероли (найбільше їх міститься в рослинних оліях, особливо в кукурудзяній, бавовниковій, соняшниковій, в олії з пшеничних зародків); вітаміни групи К або хінони (найбільше їх міститься в хлоропластах рослин, особливо в шпинаті, капусті, гарбузі).

Із водорозчинних вітамінів у рослинах знаходяться: вітамін В₁ або тіамін (особливо багато його в бобових рослинах – квасолі, горосі, сочевиці, сої); коферментні форми вітаміну В₂ або рибофлавіну у вигляді ФМН і ФАД (переважають у зернах злаків, в овочах і фруктах); вітамін В₃ або пантотенова кислота (досить багаті на цей вітамін кольорова капуста, картопля, помідори); вітамін В₅ (РР, нікотинова кислота, нікотинамід, ніацин) (цей вітамін досить часто зустрічається в рослинах, особливо багато його в зернових культурах); вітамін В₆ (піридоксин, піридоксаль, піридоксамін) (досить багаті на цей вітамін плодові оболонки зерен злаків); вітамін В_с або фолацин (основним джерелом цього вітаміну є латук посівний, шпинат, капуста, морква, помідори, зелена цибуля); вітамін Н або біотин (найбільше міститься в кінських бобах, оболонці рисових зерен, пшеничному борошні, кольоровій капусті); вітамін С або аскорбінова кислота (є одним із найбільш поширених вітамінів у рослинному світі, особливо багато його в листках і плодах); вітамін Р, що представляє собою різні біофлавоноїди – катехіни, лейкоантоціани, флавонони, флавоноли, флавони, антоціани (він широко представлений у рослинах, особливо багато його в чорноплідній горобині, чорній смородині, щавлі, аґрусі, темній черешні, персиках); інозитол (представляє собою циклічний шестиатомний спирт циклогексану, що утворюється при циклізації молекули глюкози, часто зустрічається в рослинах, особливо багато його в кукурудзі, картоплі, зеленому горосі, яблуках, динях, а також у грибах). Із вітаміноподібних речовин у рослинах зустрічаються: вітамін В₁₅ або пангамова кислота, параамінобензойна кислота, вітамін N або ліпоєва кислота, вітамін U або метилметіонін, вітамін F, який представляє собою ессенціальні поліненасичені жирні кислоти.

 

ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: