BARWNIKI CHLOROPLASTÓW Cel Ilościowe oznaczanie oraz niektóre własności fizykochemiczne barwników fotosyntetycznych
Wstęp teoretyczny Fotosynteza Fotosynteza to złożone reakcje syntezy związków organicznych z prostych substancji nieorganicznych (CO 2 , H 2 O), odbywające się z wykorzystaniem energii cieplnej. W procesie tym powstają związki mniej utlenione, a tym samym bogatsze w energię. Im bardziej zredukowany jest związek (im więcej zawiera atomów H), tym ma wyższą wartość energetyczną. Głównym związkiem powstającym w wyniku redukcji CO 2 są cukry. Przebieg fotosyntezy można zapisać w postaci sumarycznego równania:
6CO 2 + 6H 2 O energia świetlna C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Fotosynteza przebiega w chloroplastach w dwóch fazach: świetlnej i ciemnej.
Faza świ etlna obejmuje te fotochemiczne reakcje, które wytwarzają chemiczne związki stanowiące „siłę asymilacyjną” niezbędne dla przemiany dwutlenku węgla do związków organicznych, zachodzącej w fazie ciemnej. Tymi wysokoenergetycznymi związkami są: wysokoenergetyczny ATP i zredukowany NADP. Są one wytwarzane za pomocą energii świetlnej. Światło padając na chlorofil ulega częściowej absorpcji i energia zostaje przekazana elektronom wchodzącym w skład jego cząsteczek. Podczas przepływu pobudzonych elektronów przez układy chlorofilowe i połączone z nimi układy oksydoredukcyjne, uwalnia się energia umożliwiająca syntezę ATP i NADPH. Wodór do redukcji NADP pochodzi z rozszczepienia wody.
W fazie świetlnej biorą udział dwa fotosystemy chlorofilu (PSI i PSII), różniące się głównie właściwościami występujących w nich cząsteczek chlorofilu i karotenoidów. W zależności od kierunku przepływu elektronów wyróznia się fosforylację fotosyntetyczną: cykliczną, gdy elektrony z fotosystemu I , po przejściu przez szereg przenośników , z powrotem wracają do fotosystemu I,
niecykliczną, elektrony wybite z fotosystemu I transportowane są na przenośnik wodoru NADP, a do cząsteczki chlorofilu wchodzą elektrony z innej cząsteczki chlorofilu (innego fotosystemu II).
Faza ciemna fotosynte zy (cykl Calvina) to fotosyntetyczny cykl redukcji CO 2 , podczas którego zachodzą 3 etapy przemian: karboksylacja, redukcja i regeneracja.
Energia zgromadzona w ATP i NADPH wykorzystywana jest do przekształcenia dwutlenku węgla do prostych związków organicznych cukrów. Następuje to poprzez przyłączenie CO 2 do pięciowęglowego związku - 1,5-bisfosforybulozy . Powstały związek sześciowęglowy rozpada się na dwie cząsteczki zawierające po trzy atomy węgla, które po zredukowania przy użyciu NADPH stanowią pierwszy trwały produkt fotosyntezy - triozy . W wyniku ich przekształcania powstaje glukoza oraz odtwarzana jest 1,5-bisfosforybuloza konieczna do związania kolejnych cząsteczek dwutlenku węgla.
(…)
… chloroplastowych fotosynteza nie zachodzi, dlatego energia wzbudzenia w całości ulega rozproszeniu. Zjawisko fluorescencji można zatem zaobserwować zarówno in vitro jak tez in vivo, jednak zachodzi ono w obu układach z różną intensywnością. Część doświadczalna
Przygotowanie ekstraktów barwników:
EKSTRAKT I (etanolowy)
Materiał: zawiesina jednokomórkowych zielenic w pożywce mineralnej.
Sprzęt: probówki wirówkowe, pipety, mikroperły, mikrowytrząsarka, waga, wirówka.
Odczynniki: 96% alkohol etylowy, bufor fosforanowy o pH 7,7.
Wykonanie:
W 4 szklanych probówkach wirówkowych odwirować po 10 cm3 zawiesiny glonów (3000 obr./min. 5 min.). Supernatanty wylać, a osady glonów zalać 0,5 cm3 buforu fosforanowego o wartości pH 7,7. Do każdej probówki wsypać małą porcję mikropereł. Zawartość probówek homogenizować przy użyciu mikrowstrząsarki przez 3 min. Uzyskany homogenat zalać 4,5 cm3 alkoholu etylowego, dobrze wymieszać, a następnie odwirować (3000 obr./min. 5 min.). Klarowny ekstrakt barwników przelać do szczelnie zamykanych kalibrowanych probówek o poj. 10 cm3. Osad dobrze wymieszać z 1 cm3 alkoholu etylowego, dodać 4 cm3 alkoholu, wymieszać i odwirować w warunkach jak poprzednio. Supernatant dołączyć…
… na pomiarze absorbancji badanych roztworów przy pomocy spektrofotometrów nazywamy metodami spektrofotometrycznymi. Przy ich zastosowaniu można również oznaczać jednocześnie stężenia kilku składników badanych roztworów.
Materiał: alkoholowy wyciąg barwników (ekstrakt I)
Sprzęt: spektrofotometr, kuwety szklane (1cm), papier milimetrowy, linijka.
Odczynniki: 96% alkohol etylowy
Wykonanie:
Wyciąg barwników…
… a. Chlorofil c występuje w małych ilościach u brunatnic, okrzemek i wiciowców, natomiast chlorofil d - u krasnorostów. Karotenoidy (barwniki pomocnicze) występują w komórkach fotoautotrofów w ilościach 2-6 razy mniejszych niż chlorofile. Związki te pełnią pomocniczą rolę w procesie fotosyntezy, ponieważ absorbują pewne zakresy promieniowania świetlnego (niebieska, fioletowa) aby następnie przekazywać energię…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)