Tài liệu Thực hành sinh lí thực vật ppt

Thực hành sinh lí
thực vật


(Tài liệu phục vụ huấn luyện học sinh
giỏi dự thi Olympic Sinh học)


Phần 1 : Các phương pháp tách chiết
sắc tố từ thực vật
1. Các sắc tố quang hợp, tính chất
và vai trò của chúng.
Bằng các phương pháp sắc kí và
quang phổ hiện đại, ngày nay đã phân
biệt 4 nhóm sắc tố tham gia trực tiếp
hoặc gián tiếp vào quá trình quang
hợp ở thực vật và vi khuẩn quang
hợp. Đó là các nhóm sắc tố trong
màng tilacoit: nhóm clorophin, nhóm
carotenoit, nhóm phycobilin và nhóm
sắc tố trong dịch tế bào: nhóm
antoxianin.
1.1. Nhóm sắc tố xanh lục -
Clorophin
Đây là nhóm sắc tố có vai trò quan
trọng nhất đối với quang hợp, vì nó có
khả năng hấp thụ trực tiếp ánh sáng và
biến năng lượng hấp thụ được - năng
lượng vật lí thành năng lượng dự trữ
trong các hợp chất hữu cơ - năng

lượng hoá học. Các nhóm sắc tố khác
không làm được chức năng đầy đủ và
trực tiếp như vậy.
Có nhiều loại clorophin và sự khác
nhau giữa chúng chỉ ở một số chi tiết
về cấu tạo và sau đó là về điểm cực
đại trong quang phổ hấp thụ ánh sáng.
Về cấu tạo chung của clorophin, ta
chú ý đến các đặc điểm sau: phân tử
clorophin có 4 nhân pyron liên kết với
nhau bằng các cầu nối metyl ( - CH =
) để tạo nên vòng porphyrin có
nguyên tử Mg ở giữa liên kết với 4
nguyên tử N của các nhân pyron, có
hai nguyên tử H ở nhân pyron thứ tư,
nhân này nối với gốc rượu phyton và
có vòng cyclopentan ở nhân pyron thứ
ba với một nguyên tử oxi.
Sau đây là công thức tổng quát của
clorophin a và clorophin b:
Clorophin a: C
55
H
72
O
5
N
4
Mg
Clorophin b: C

55
H
70
O
6
N
4
Mg
Nhìn vào công thức cấu tạo (trong
sách giáo khoa t), ta thấy trong phân
tử clorophin có nhiều nối đôi cách
đều. Đó là kiểu nối đôi cộng đồng -
kiểu nối đôi thể hiện khả năng hấp thụ
mạnh năng lượng ánh sáng và dễ dàng
bị kích thích bởi ánh sáng, cũng như
dễ dàng chuyển năng lượng ánh sáng
hấp thụ được cho các phản ứng quang
hoá.
Về một số tính chất hoá học và vật lí
của clorophin:
a. Clorophin không tan trong nước,
chỉ tan trong các dung môi hữu cơ. Vì
vậy khi muốn tách clorophin ra khỏi
lá, bắt buộc phải dùng một dung môi
hữu cơ như: ête, cồn hay axeton, …
b. Clorophin là este của axit
dicacboxilic: C
32
H
30

ON
4
Mg(COOH)
2

với hai loại rượu là phyton: C
20
H
39
OH
và metanol: CH
3
OH, nên công thức
của clorophin có thể viết như sau:
COOCH
3

C
32
H
30
ON
4
Mg
COOC
20
H
39

và khi tác dụng với bazơ sẽ xảy ra

phản ứng xà phòng hoá tạo thành
muối clorophinat vẫn có màu xanh.
Ngược lại khi tác dụng với axit thì
Mg bị H thay thế và hình thành một
hợp chất kết tủa có màu nâu
pheophytin.
Nếu cho pheophytin tiếp tục tác dụng
với một kim loại khác thì kim loại này
lại thay thế vị trí của Mg và tạo thành
một hợp chất cơ-kim (hữu cơ - kim
loại) có màu xanh rất bền.
c. Sự mất màu của clorophin:
Clorophin trong tế bào không bao giờ
bị mất màu, trừ trường hợp bị phân
huỷ trong quá trình hoá già của cơ
quan, cơ thể. Bởi vì clorophin nằm
trong phức hệ cáu trúc chặt chẽ với
protein và lipoit. Nhưng dung dịch
clorophin ngoài ánh sáng và trong
môi trường có O2 thì sự mất màu xảy
ra do clorophin bị oxi hoá dưới tác
dụng của ánh sáng:
Clorophin + hv => Clorophin* (trạng
thái kích thích)
Clorophin* + O
2
> ClorophinO
2

(trạng thái oxi hoá, mất màu).

d. Hiện tượng huỳnh quang và lân
quang của clorophin
Khi chiếu ánh sáng vào dung dịch sắc
tố rút từ lá xanh và bằng phương pháp