RYchUzFqqdo0K
Na zdjęciu widoczne komórki moczarki kanadyjskiej pod mikroskopem. Połączony jest ze sobą szereg przezroczystych komórek roślinnych w kształcie cegiełek z wyraźnie zarysowaną ścianą komórkową. W środku każdej komórki widać zielone, okrągłe chloroplasty.

Fotosynteza

Chloroplasty moczarki kanadyjskiej (Elodea canadensis) – zdjęcie mikroskopowe.
Źródło: Dave Thomas, Flickr, licencja: CC BY-NC 2.0.

Eksperymentuj i odkrywaj

Twoje cele
  • Przeprowadzisz rozdział barwników fotosyntetycznych metodą chromatografii cieczowej w wirtualnym laboratorium.

  • Sformułujesz wnioski z przeprowadzonego doświadczenia rozdziału barwników fotosyntetycznych.

Chlorofile i karotenoidy są związkami niepolarnymi o właściwościach hydrofobowych. Oznacza to, że źle rozpuszczają się w rozpuszczalnikach polarnych, takich jak woda. W celu ekstrakcji barwników fotosyntetycznych z tkanek liścia należy wykorzystać rozpuszczalniki organiczne, takie jak aceton, etanol czy chloroform. Zróżnicowana budowa barwników fotosyntetycznych umożliwia ich rozdzielenie za pomocą metod chromatografii cieczowejchromatografia cieczowachromatografii cieczowej. Związek bardziej polarny jest lepiej absorbowany przez płytkę chromatograficzną, a związek mniej polarny słabo wiąże się z płytką i wędruje wraz z rozpuszczalnikiem, osadzając się w jej dalszych częściach.

RU0GJxH62F4y9
Chromatogram barwników wchodzących w skład atramentu. Linia startu znajduje się po lewej stronie, a linia mety – po stronie prawej. Barwnik zielony związany jest z płytką bliżej linii startu, co oznacza, że jest związkiem bardziej polarnym. Barwnik żółty związany jest z płytką dalej od linii startu, co oznacza, że jest związkiem mniej polarnym.
Źródło: Natrij, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

W warunkach szkolnych do rozdziału barwników fotosyntetycznych najczęściej wykorzystywana jest chromatografia bibułowa (rodzaj chromatografii cieczowej) w której stosowana jest bibuła filtracyjna.

R1bmB6GOwP2cN1
Chromatografia bibułowa ekstraktu roślinnego.
Źródło: Mattia Luigi Nappi, Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.

Przy dolnej krawędzi bibuły należy narysować poziomą kreskę – linię startu (najlepiej ołówkiem, ponieważ marker albo długopis może się rozpuścić). Substancję, którą chcemy rozdzielić, nakrapia się punktowo na środek narysowanej kreski. Następnie bibułę umieszcza się w komorze chromatograficznej, tak by jej dolna część była zanurzona na kilka centymetrów w roztworze rozwijającym. Dzięki siłom kapilarnymsiły kapilarnesiłom kapilarnym roztwór rozwijający stopniowo wznosi się po bibule, ciągnąc za sobą z różną prędkością związki chemiczne tworzące analizowaną mieszaninę. Gdy rozpuszczalnik dotrze do górnej krawędzi bibuły, rozdział jest zakończony.

Ten etap analizy nazywany jest rozwijaniem chromatogramu. Dzięki różnicy prędkości wędrówki rozdzielanych związków chemicznych w momencie zakończenia analizy znajdują się one na bibule na różnych wysokościach.

chromatogram
chromatografia cieczowa
siły kapilarne
1
11
Laboratorium 1

Przeprowadź doświadczenie w laboratorium biologicznym. Rozwiąż problem badawczy i zweryfikuj hipotezę. W formularzu zapisz swoje obserwacje, a następnie sformułuj wnioski.

Temat:

Rozdział barwników fotosyntetycznych metodą chromatografii cieczowej z użyciem bibuły filtracyjnej (chromatografii bibułowej)

Problem badawczy:

Jakie barwniki fotosyntetyczne występują w liściach szpinaku?

Hipoteza:

W liściach szpinaku występują: chlorofil oraz dodatkowe barwniki fotosyntetyczne z grupy karotenoidów.

Materiał biologiczny:

  • liście szpinaku

Odczynniki:

  • 5 ml 96% etanolu

  • 10 ml benzyny ekstrakcyjnej

  • 2,5 ml eteru

  • 2 ml acetonu

Sprzęt laboratoryjny:

R10RL63PedVKr
Zdjęcie przedstawia sprzęt laboratoryjny, który jest niezbędny do przeprowadzenia doświadczenia. Cyfrą jeden oznaczono paski bibuły chromatograficznej o wąskim, prostokątnym kształcie. Można na niej rozdzielić składniki rozpuszczone w próbce. Cyfrą dwa oznaczono kapilarę. Kapilary to długie, szklane podłużne rurki. Tak cienkie, że prawie cała przepływająca przez nią ciecz znajduje się w polu oddziaływania sił związanych jej ściankami i cieczy bezpośrednio przylegającej do ścianek, w wyniku czego prędkość poruszania się cząsteczek silnie zależy od odległości od ścianek. Cyfrą trzy oznaczono bagietkę. Bagietki to szklane, wąskie podłużne naczynia, które mają szerokie zastosowanie w laboratoriach. Stosuje się je do mieszania płynów w kolbach i innych naczyniach laboratoryjnych, do czyszczenia tych naczyń, do skrobania osadów ze ścianek tych naczyń, do stukania w boczną ściankę krystalizatorów w celu wywołania krystalizacji i do wlewania płynów po bagietce. Cyfrą cztery oznaczono szary ołówek. To narzędzie do pisania lub rysowania na papierze lub drewnie. Cechuje się czarnym lub ciemnoszarym kolorem pisma oraz możliwością starcia naniesionego za jego pomocą napisu. Ma ostro zakończoną grafitem końcówkę i podłużny wąski kształt. Jest drewniany. Cyfrą pięć oznaczono pipetę automatyczną. Pipeta automatyczna jest to specjalny rodzaj pipety miarowej. Posiada ona mechanizm składający się z tłoczka ze sprężynką, rączki, regulatora oraz wymiennej końcówki. Końcówki są zazwyczaj produkowane z teflonu lub polietylenu. Odmierzana ciecz jest pobierana tylko do końcówki, przy pomocy tłoczka, który po zwolnieniu jest wypychany przez sprężynkę i zasysa ściśle określoną ilość cieczy. Regulator jest precyzyjnym ogranicznikiem skoku tłoczka. Służy do przenoszenia i odmierzania cieczy, zwykle nie większych niż jeden mililitr. Cyfrą sześć oznaczono cylinder z korkiem. Szklany cylinder jest wysoki, miarowy, z wylewem, sześciokątną niebieską podstawą, białą skalą i drewnianym korkiem. Ma kształt walca. Cyfrą siedem oznaczono węże laboratoryjne. Nazwa nawiązuje do wygiętego kształtu tego przezroczystego szklanego naczynia. Jest wąskie i ma otwory z obu stron. Na zdjęciu znajdują się dwa węże. Cyfrą osiem oznaczono moździerz z tłuczkiem, składający się z porcelanowej miski i porcelanowego tłuczka w kształcie walca zakończonego kuliście. To jego głowica. Będzie niezbędny do stworzenia szpinakowej miazgi. Cyfrą dziewięć oznaczono zlewkę. Zlewka to przezroczyste, płaskodenne, szklane naczynie laboratoryjne ogólnego użytku zwykle o kształcie cylindrycznym, co oznacza, że ścianki boczne są równoległe. Cyfrą dziesięć też oznaczono zlewkę z tym, że z sączkiem. Sączek to trójkątny, pofalowany element zakończony lejkiem. Umieszczony jest we wnętrzu zlewki.
Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
RK2Q8V2KVT96O1
Zdjęcie przedstawia laboratoryjny długi, srebrny stół, na którym znajdują się liście szpinaku na prostokątnej tacy i sprzęt laboratoryjny. Na wykafelkowanej ścianie wisi instrukcja przeprowadzenia doświadczenia, a także na półce odczynniki niezbędne do jego wykonania. To dziewięćdziesięciosześcioprocentowy alkohol etylowy, aceton, eter i benzyna w butelkach zakończonych korkami. Sprzęt laboratoryjny leżący na stole to: bagietki, kapilary, pipeta automatyczna. Znajduje się też moździerz z tłuczkiem. Bagietki to szklane, wąskie podłużne naczynia, które mają szerokie zastosowanie w laboratoriach. Stosuje się je do mieszania płynów w kolbach i innych naczyniach laboratoryjnych, do czyszczenia tych naczyń, do skrobania osadów ze ścianek tych naczyń, do stukania w boczną ściankę krystalizatorów w celu wywołania krystalizacji i do wlewania płynów po bagietce. Kapilary to długie, szklane podłużne rurki. Tak cienkie, że prawie cała przepływająca przez nią ciecz znajduje się w polu oddziaływania sił związanych jej ściankami i cieczy bezpośrednio przylegającej do ścianek, w wyniku czego prędkość poruszania się cząsteczek silnie zależy od odległości od ścianek. Pipeta automatyczna jest to specjalny rodzaj pipety miarowej. Posiada ona mechanizm składający się z tłoczka ze sprężynką, rączki, regulatora oraz wymiennej końcówki. Końcówki są zazwyczaj produkowane z teflonu lub polietylenu. Odmierzana ciecz jest pobierana tylko do końcówki, przy pomocy tłoczka, który po zwolnieniu jest wypychany przez sprężynkę i zasysa ściśle określoną ilość cieczy. Regulator jest precyzyjnym ogranicznikiem skoku tłoczka. Służy do przenoszenia i odmierzania cieczy, zwykle nie większych niż jeden mililitr. Moździerz z tłuczkiem, składający się z porcelanowej miski i porcelanowego tłuczka w kształcie walca zakończonego kuliście. To jego głowica. Będzie niezbędny do stworzenia szpinakowej miazgi.
Szczegóły doświadczenia 1greenwhite
Szczegóły doświadczenia 2bluewhite
Szczegóły doświadczenia 3redwhite
R1a7ozCEWTw6k