Нашли неточность, аошибку в тексте?

Выделите текст и нажмите
Ctrl + Enter и напишите вашу версию текста.
Спасибо.

Мы бесплатно разместим статьи, тексты, книги, публикации на Эко портале обращайтесь portaleco.ru@gmail.com

 ФОТОСИНТЕЗ РАСТЕНИИ.
(0 голоса, среднее 0 из 5)
Статьи - Физиология растений

ФОТОСИНТЕЗ РАСТЕНИИ.

Фотосинтез - это процесс преобразования поглощенной растением энергии света в энергию химических связей, в результате чего из неорганических веществ создаются органические соединения. Этот уникальный процесс, характерный только для зеленых растений, происходит в хлоропласте листа.

Хлоропласты - это специализированные органоиды, содержащие свою специфическую ДНК , РНК, рибосомы, аминокислоты и ферменты, необходимые для синтеза белка. Все это придает хлоропластам определенную автономность.

Основной пигмент хлоропластов - хлорофилл, являющийся сложным эфиром дикарбоновой кислоты хлорофил- лина, остатков метилового спирта и одноатомного непредельного спирта фитола. Существуют и другие пигменты: каротиноиды и фикобилины.

Все пигменты поглощают свет избирательно. Хлорофилл «а» наиболее полно поглощает свет с длиной волны 670-700 нм и 435 нм; хлорофилл «Ь» - 650 нм и 480 нм; каротиноиды - в синей и фиолетовой частях спектра; фикобилины - в зеленой части спектра.

Фотосинтетические реакции осуществляются в растительном организме на разных уровнях: молекулярном (мембраны хлоропласта); клеточном (хлоропласт) и на уровне органа (листья).

Общую схему фотосинтеза можно представить следующим образом:

Общую схему фотосинтеза можно представить следующим образом

На первом этапе фотосинтеза осуществляются фотофизические и фотохимические реакции, главной из них является реакция фотоокисления воды (реакция Робин Хилла) с выделением кислорода. Передача энергии происходит путем резонанса от коротковолновых пигментов к длинноволновым, т.е. от каротиноидов к хлорофиллу «Ь», а затем к хлорофиллу «а».

Суть световой фазы фотосинтеза состоит в вызванном светом последовательном транспорте электронов от одной молекулы электронно-транспортной цепи к другой, в результате чего образуются АТР и НАДРН (циклическое и нециклическое фотосинтетическое фосфорилирование).

Темновая фаза фотосинтеза - это комплекс ферментативных и биохимических реакций (цикл Кальвина), в течение которых происходит восстановление поглощенного листом углекислого газа за счет продуктов световой фазы (АТР и ЫАДРН).

Цикл Кальвина делится на три фазы:

карбоксилирования (РДФ + С02 -> 2ФГК); восстановительная (ФГК — ФГА); регенерирующая (ФГА —> РДФ).

Так как первичный продукт цикла Кальвина - ФГК - содержит три атома углерода, то этот цикл получил название Сз-путь фотосинтеза. Существуют и другие пути фиксации СОг (С4 -путь и САМ -фотосинтез).

На процессы фотосинтеза оказывают влияние и внутренние факторы (например, саморегуляция, осуществляемая на всех уровнях организма: клеточном, органном, организ- менном, популяционном), и внешние факторы (свет, концентрация О2 и ССЬ, температура, водоснабжение тканей, минеральное питание).

Получение вытяжки хлорофилла и изучение его химических свойств.

Ассимиляционные пигменты - это вещества, избирательно поглощающие свет в видимой части спектра. Все растения содержат несколько форм пигментов:

а) хлорофиллы (хлорофилл «а», «Ь», «с» и т.д.);

б) каротиноиды (каротины, ксантофиллы);

в) фикобилины (фикоциан и фикоэритрин).

Хлорофилл «а»Iienaiea: C:\WINDOWS\TEMP\FineReader10\media\image38.jpeg- основной фотосинте

тический пигмент; хлорофилл «Ь» <Iienaiea: C:\WINDOWS\TEMP\FineReader10\media\image39.jpegтакже

встречается у всех высших растений и зеленых водорослей. Хлорофиллы «а» и «Ь» хорошо растворимы в этиловом спирте, бензоле, хлороформе, ацетоне и нерастворимы в воде. Хлорофилл «а» и «Ь» присутствует в зеленых частях растений в соотношении 3:1.

Каротиноиды - желтые пигменты, представлены каротинами (p-каротин, ликопин) и ксантофиллами (лютеин, виолаксантин, зеаксантин и др.). Известно около 400 различных каротиноидов.

Хлорофиллы непрерывно разрушаются под действием света (фотодеструкция) и постоянно вновь синтезируются.

Ход работы

2 г свежих листьев мелко нарезать ножницами и растереть в ступке с небольшим количеством этилового спирта (2-3 мл), прилить еще 7-8 мл спирта и раствор профильтровать через сухой фильгр в сухую колбу (пробирку).

1. Разделение пигментов по Краусу

В пробирку налить 3 мл вытяжки пигментов, добавить 4 мл бензина, хорошо встряхнуть и дать отстояться в течение 3-4 мин. Происходит разделение пигментов. В верхнем слое (бензин) находятся хлорофиллы "а" , "Ь" и каротин, в нижнем слое (спирт) - ксантофиллы. Зарисовать.

2. Омыление хлорофилла

В пробирку, в которой произошло разделение пигментов по Краусу, прибавить несколько кристаллов КОН и взбалтывать ее до растворения щелочи. Происходит омыление хлорофилла, т.е. от молекулы отщепляются спирты - метиловый и фитоловый. Остаток молекулы со щелочью - соль хлорофиллиновой кислоты (она также зеленого цвета). В верхнем слое находится каротин, в нижнем - ксантофилл и соль хлорофиллиновой кислоты. Зарисовать.

Осуществляется реакция:

Получение феофитина

 

3. Получение феофитина

В пробирку налить 3 мл вытяжки пигментов, прибавить 2-3 капли концентрированной соляной кислоты, встряхнуть. Раствор из зеленого цвета станет бурым, так как магний в молекуле хлорофилла замещается водородом.

Затем в пробирку прибавить кристаллик уксуснокислой меди или цинка и нагреть на кипящей водяной бане. Медь вытеснит из молекулы хлорофилла водород и раствор вновь станет зеленым. В молекуле хлорофилла восстанавливается металлорганическая связь.

Осуществляется реакция:

Получение феофитина

Зарисовать этапы опыта.

Оборудование и реактивы:

Ступка с пестиком, ножницы, свежие листья зеленых растений, мерные цилиндры на 10 мл, пробирки, воронки с бумажным фильтром, спиртовка, цветные карандаши, спирт, бензин авиационный, КОН кристаллический, НС1 конц., Си(СН3СОО)2 кристаллический.

Вопросы для повторения:

  • Какие существуют группы пигментов?
  • Какие пигменты участвуют в фотосинтезе у высших растений?
  • Что представляет собой хлорофилл «а» и хлорофилл «Ь» по химической природе?
  • Чем они отличаются?
  • Какими химическими свойствами обладает хлорофилл?
  • Какими свойствами обладают каротиноиды?

Похожие статьи:

Добавить статью в закладки

 
Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Полное или частичное копирование материалов сайта разрешается только при указании активной ссылки на экологический портал!
Материалы размещены и подготовлены для образовательных и некоммерческих целей.
ООО "Новая Экология" © 2010 - 2017