Bài 13 - Thực hành: Tách chiết sắc tố từ lá và tách các nhóm sắc tố bằng phương pháp hóa học

BÀI 13 ­ THỰC HÀNH: TÁCH CHIẾT SẮC TỐ TỪ LÁ VÀ TÁCH CÁC NHÓM SẮC TỐ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC (Sinh học 11 nâng cao Tr 54) I­MỤC TIÊU ­Quan sát được hỗn hợp sắc tố rút ra từ lá có màu xanh. ­Tách được hai nhóm sắc tố riêng rẽ (nhóm diệp lục có màu xanh, nhóm carôtenôit có màu vàng). ­Có được các kỹ năng bố trí, làm thí nghiệm với các hóa chất, sử dụng các dụng cụ, thiết bị thí nghiệm. II­CHUẨN BỊ ­Lá (lá khoai lang hoặc lá dâu, lá sắn dây, ...) tươi ­Đũa thuỷ tinh ­Axêton 80%, ben zen hoặc ete peetron. ­Giá ống nghiệm và các ống nghiệm ­Phễu lọc ­Pipet loại thông thường, cỡ 10ml ­Kéo ­Giấy lọc ­Cối chày sứ ­Các ống nghiệm III­NỘI DUNG VÀ CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH Nhắc lại một số kiến thức về Nhóm sắc tố: A­Clorophyn: ­Diệp lục tố a:C55H72O5N4Mg (xanh dương – lục) ­Diệp lục tố b:C55H70O6N4Mg (xanh dương – lục) B­ Carôtenôit: ­Carôten:C40H56 (vàng) Xantôphyn C40 H56O2 (Vàng da cam) 1­Chiết rút sắc tố từ lá B1­ Lá tươi (khoảng 2­3 gam) cắt nhỏ cho vào cối sứ (vứt bỏ phần gân lá). B2­Nghiền các mẩu lá cùng với một ít dung môi (cồn hoặc axeton 80% đã chuẩn bị) đến nhuyễn (thành một thể đồng nhất). B3­Thêm dung môi, rửa chày sứ, dùng đũa thuỷ tinh đổ dung dịch vào ống nghiệm qua phễu lọc. Ta được dung dịch màu xanh lục. 2­Tách các sắc tố thành phần 1 B1­ Lấy 1 lượng benzen gấp đôi lượng dịch vừa chiết, đổ vào bình chiết, lắc đều, rồi để yên . B2­ Vài phút sau quan sát bình chiết sẽ thấy dung dịch màu phân thành 2 lớp: B3­ Quan sát được hỗn hợp sắc tố từ lá có màu xanh lục và khi tách được hai nhóm sắc tố riêng rẽ sẽ quan sát được nhóm diệp lục (clorophyl) có màu xanh lục, nhóm carôtenôit có màu vàng. B4­Nhận xét: + Lớp dưới có màu vàng là màu của caroten hòa tan trong benzen. + Lớp trên có màu xanh lục lá màu của diệp lục hòa tan trong axetôn B5­Kết luận: -Mỗi nhóm sắc tố có màu đặc trưng riêng của mình. ­ Nhóm diệp lục có màu xanh lục, nhóm carotenoit có màu vàng. ­ Trong hỗn hợp sắc tố, màu lục của diệp lục lấn át màu vàng của carotenôit, vì clorophyl chiếm tỷ lệ cao về hàm lượng. ­ Sắc tố chỉ tan trong dung môi hữu cơ, ít tan trong nước. IV­CÂU HỎI ĐÁNH GIÁ VÀ MỞ RỘNG 1­Vì sao phải tách chiết sắc tố bằng các dung môi hữu cơ? 2­Những lá cây có màu đỏ, màu tím có khả năng quang hợp được không? vì sao? 3­Hệ sắc tố quang hợp gồm mấy nhóm, là những nhóm nào? 4­Clorophin (diệp lục a, diệp lục b) khi tách khỏi phức hệ sắc tố chúng còn khả năng hoạt động quang hóa được hay không? 5­Ánh sáng có hiệu quả nhất đối với quang hợp là: a­xanh lục và vàng b­xanh tím và đỏ c­ vàng và xanh tím d­da cam và đỏ. ?HỎI KHÓ ­ ĐÁP HAY Clorophin (diệp lục a, diệp lục b) có tính chất hoá học và vật lí nào để chúng có vai trò quan trọng nhất đối với quang hợp? 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: C32H30ON4Mg(COOH)2 với hai loại rượu là phyton: C20H39OH và metanol: CH3OH, nên công thức của clorophin có thể viết như sau: COOCH3 C32H30ON4Mg COOC20H39 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 cơ­kim (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: 2 Clorophin + hv => Clorophin* (trạng thái kích thích) Clorophin* + O2 > ClorophinO2 (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 đo huỳnh quang, lân quang, ta thấy dung dịch này có hiện tượng huỳnh quang và lân quang. Điều đó chứng tỏ có hiện tượng truyền năng lượng giữa các phân tử clorophin và các loại sắc tố với nhau. Năng lượng của các photon ánh sáng được clorophin hấp thụ đã kích thích các phân tử clorophin và các dạng của các phân tử sắc tố đã truyền năng lượng cho nhau tạo nên hiện tượng huỳnh quang và lân quang. (Huỳnh quang là hiện tượng phát sáng khi chiếu sáng vào sắc tố và sự phát sáng này tắt ngay khi nguồn chiếu sáng tắt. Lân quang là hiện tượng phát sáng khi chiếu sáng vào sắc tố và sự phát sáng này không tắt ngay khi nguồn sáng đã tắt). e. Quang phổ hấp thụ của clorophin Trong bước sóng ánh sáng nhìn thấy (400 nm ­ 700 nm), có hai vùng hấp thụ của clorophin: vùng xanh tím (430 nm) và vùng đỏ (680nm). Màu xanh đặc trưng của clorophin và cũng là màu xanh của lá cây chính là kết quả của sự hấp thụ hai vùng quang phổ xanh tím và đỏ này. Vì phổ ánh sáng nhìn thấy (ánh sáng trắng) gồm các vùng ánh sáng: đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Các sắc tố của lá cây hấp thụ các vùng ánh sáng ở đầu và cuối của phổ ánh sáng nhìn thấy để lại ánh sáng vùng lục không hấp thụ (phản xạ hoặc xuyên qua). Ánh sáng màu lục đập vào mắt ta khi ta nhìn vào lá cây và thấy lá cây có màu xanh lục (Hình 2). f. Clorophin tham gia trực tiếp vào quá trình quang hợp Năng lượng tích luỹ được bởi clorophin khi hấp thụ ánh sáng được chuyển trực tiếp cho các phản ứng quang hoá để quang phân li H2O giải phóng O2, H+ và electron và sau đó hình thành 2 sản phẩm vô cùng quan trọng của pha sáng là ATP và NADPH. 3 ... - tailieumienphi.vn