Проекты

Выделение хлорофилла и каротиноидов и исследование их оптических свойств

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект − от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Метод» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Биохимия
Авторы работы: ГБОУ Школа № 853
Предметы: Биология, Химия
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект − от знаний к практике, от практики к результату» 17 апреля 2019 года

Актуальность работы

Нас повсюду окружают зелёные растения, которые обеспечивают жизнь на нашей планете. Основными компонентами в их листьях являются растительные пигменты. Работа посвящена исследованию их свойств.

Цель

Исследование оптических свойств хлорофилла и каротиноидов.

Задачи

− Выделить хлорофилл и каротиноиды из листьев растений.

− Обнаружить люминесценцию хлорофилла и каротиноидов в УФ-лучах.

− Измерить спектры поглощения хлорофилла и каротиноидов.

− Определить оптимальное время экстракции хлорофилла.

− Сравнить количество хлорофилла в различных растениях.

− Проанализировать результаты опытов.

Описание работы

В исследовании я решила изучить некоторые оптические свойства хлорофилла и каротиноидов. Хлорофилл можно извлечь из растений с помощью экстракции разными органическими растворителями.

Хлорофилл мы экстрагировали из листьев фиалки, герани, клёна, спиреи; салата, укропа, петрушки, лука, из огурца, чая чёрного «Greenfield», чая зелёного «Перекресток», чая зелёного «Curtis».

Для того чтобы извлечь хлорофилл и каротиноиды, нужно смять листья и поместить их в стеклянный стаканчик, залить его примерно на 1/3 объёма изопропиловым спиртом, поставить стаканчик на электрическую плитку, включить минимальный нагрев. Когда изопропанол начнёт кипеть, снять стаканчик с плиты и ждать 5 мин., пока пигменты экстрагируются из листьев. Должен получиться тёмно-зелёный раствор (хлорофилл) или яркие цветные растворы (каротиноиды).

Свежеприготовленный экстракт хлорофилла обладает интересным свойством.

Под действием УФ-лучей он проявляет ярко-красную люминесценцию. Разложившийся хлорофилл данным свойством не обладает. Так можно приблизительно определить количество хлорофилла и то, как давно он приготовлен.

С помощью спектрофотометра снимали спектры поглощения экстрактов хлорофиллов и каротиноидов. Спектры двухнедельного и только что приготовленного экстрактов различаются по интенсивности поглощения. Двухнедельный хлорофилл поглощает свет менее интенсивно, чем свежий. Наблюдалось два пика поглощения в области 680 нм и в области 440 нм.

Спектры поглощения красных пигментов почти одинаковые и частично отличаются от жёлтого. У жёлтого пигмента наблюдался только один пик поглощения в области 340 нм. У красных пигментов наблюдалось 2 пика. Первый, небольшой, в области 550 нм. Второй, большой, в области 340 нм.

Результаты

  1. Хлорофилл и каротиноиды лучше экстрагировать изопропанолом.
  2. Люминесцирует только свежеприготовленный хлорофилл. Разложившийся хлорофилл этого свойства не проявляет.
  3. Каротиноиды люминесцируют слабо.
  4. Со временем интенсивность поглощения света хлорофиллом убывает, вероятно, из-за его разложения.
  5. Спектры поглощения каротиноидов различаются не сильно. Они дополнительно помогают поглощать растениям свет в жёлто-зелёной и фиолетовой областях спектра.
  6. Из разных растений хлорофилл экстрагируется неодинаково. Лучше всего экстрагируется из зелёного чая, лука и герани.
  7. Чёрный чай содержит меньше хлорофилла, чем зелёный, вероятно, из-за ферментации. Также дешёвый зелёный чай содержит меньше хлорофилла, чем дорогой.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

Стаканы химические (50 мл), электрическая плитка, круглодонные колбы, спектрофотометр.

Перспективы развития результатов работы

Разработка метода экстракции хлорофилла может быть использована для проведения практических работ в школе.

Особое мнение

«Я считаю, что работы должны оцениваться более объективно. Проекты, сделанные в лабораториях вузов, следует отделять от тех, которые сделаны дома или в школьной лаборатории.

Если вы говорите, что победителям и призёрам Курчатовского проекта при поступлении в вуз будут добавляться баллы, то, пожалуйста, сделайте это. Очень неприятная ситуация складывается»