Механизм разделения пигментов

Разделение пигментов основано на различие их растворимостей в подвижной и неподвижной фазах. В качестве подвижной фазы обычно используют неполярные растворители (бензин, гексан), в качестве подвижной фазы выступает полярный растворитель – вода, адсорбированная на волокнах целлюлозы, из которой состоит бумага. При проведении хроматографии подвижная фаза движется по бумаге под действием капиллярных сил. Чем выше отношение растворимостей пигмента в подвижной и неподвижной фазах, тем большее расстояние он проходит.

Таким образом, наибольший пробег соответствует неполярным пигментам, наименьший – полярным. Фотосинтетические пигменты распределяются в следующем порядке (начиная от фронта растворителя): каротины (светло-желтые), ксантофиллы (желтые), феофитин (серый), хлорофилл a (сине-зеленый), хлорофилл b (желто-зеленый), лютеин (один из ксантофиллов, ярко-желтый) – рис. 15-17. Феофитин является ассоциированным со II фотосистемой переносчиком электронов, но в значительно большем количестве образуется при разрушении хлорофиллов. Большое количество феофитина на хроматограмме говорит о том, что предложенная вытяжка пигментов была несвежей.

Р асстояние, пройденной пигментом, характеризуется величиной Rf, которая представляет собой отношение расстояния, пройденного пигментом, к расстоянию, пройденному фронтом растворителя подвижной фазы. В стандартных условиях эта величина является постоянной для каждого пигмента и приводится в справочниках.

А.

Б.

В.

Г.

Рис. 16. Некоторые дополнительные фотосинтетические пигменты Высших растений.

А. β-каротин. Б, В. Ксантофиллы (криптоксантин и лютеин соответственно). Г. Феофитин.

А.

Б.

Рис. 17 (А, Б). Хлорофилл a (А) и хлорофилл b (Б).

Наблюдение за движением устьиц

Задание:

1. Приготовить препарат эпидермиса листа растения (в воде), рассмотреть его и зарисовать состояние устьиц.

2. Заменить воду на раствор осмотически активного вещества низкой концентрации (5% глицерин или 0.1М сахароза). Наблюдать за происходящими изменениями, зарисовать состояние устьиц.

3. Заменить раствор осмотически активного вещества на воду, наблюдать за происходящими измененииями.

4. Заменить воду на раствор осмотически активного вещества в высокой концентрации (20% глицерин или 1М сахароза), наблюдать за происходящими изменениями.

5. Объяснить происходившие изменения.

Что делать:

Для приготовления препарата необходимо надломить лист и подцепить лоскут эпидермиса препаровальной иглой. Если лист достаточно тонкий (например, лист злака), достаточно резко разорвать его в направлении, параллельном жилкованию. По краю разрыва под микроскопом будут видны участки эпидермиса (рис. 18).

Полученный препарат поместить в каплю воды под покровное стекло. Для того, чтобы сменить воду на раствор осмотически активного вещества, необходимо нанести каплю раствора на край покровного стекла и убрать воду, прикоснувшись фильтровальной бумагой к противоположному краю покровного стекла. При этом раствор осмотически активного вещества будет затянут под покровное стекло.

При помещении препарата эпидермиса в раствор осмотически активного вещества вода начинает покидать вакуоли замыкающих клеток устьиц, что приводит к уменьшению в них внутриклеточного давления и закрывание устьичной щели (см. главу, посвященную плазмолизу). При помещении в воду происходят обратные процессы.

Для осуществления повторного закрывания устьичной щели необходимо поместить препарат в раствор более высокой концентрации. Это связано с тем, что некоторое количество осмотически активного вещества ранее проникло внутрь вакуолей замыкающих клеток, повысив осмотическое давление внутри них.

устьице

устьице

побочная клетка

Рис. 18 (А, Б). Эпидермис листа ириса (А) и листа кукурузы (Б).