Why do different pigments travel at different rates during plant pigment chromatography?

Different pigments have varying solubility in the chromatography solvent, causing them to travel at different rates up the paper. Pigments that dissolve more readily in the solvent move faster and travel farther, while less soluble pigments move slower. This separation allows you to identify individual pigments by calculating their retention factor (Rf) values and comparing them to literature standards.

What does the retention factor tell you about a pigment in chromatography?

The retention factor (Rf) is calculated by dividing the distance a pigment traveled by the distance the solvent traveled. This ratio is consistent for each pigment under the same conditions, allowing you to identify unknown pigments by comparing your calculated Rf values to reference values in literature tables. Higher Rf values indicate pigments that are more soluble in the solvent.

How does vacuum infiltration help measure photosynthesis in leaf discs?

Vacuum infiltration removes air from leaf tissue spaces, allowing the discs to sink initially. During photosynthesis, oxygen produced by the leaves fills these air spaces, causing the discs to float. By counting floating discs over time, you indirectly measure the rate of photosynthesis. This method also allows observation of cellular respiration quantification using microrespirometers procedure when comparing light and dark conditions.

Why do leaf discs sink in the dark during the floating disc experiment?

In darkness, photosynthesis stops and leaf cells perform cellular respiration, consuming oxygen from the air spaces in leaf tissue. As oxygen is depleted, the discs become denser and sink. This demonstrates that photosynthesis, not respiration alone, produces the oxygen that causes discs to float in light conditions.

What is the purpose of using bicarbonate solution versus water in the leaf disc experiment?

Bicarbonate solution provides additional carbon dioxide to fuel photosynthesis, increasing the rate at which leaf discs produce oxygen and float. The water control lacks this extra CO2 source, allowing you to compare photosynthetic rates between the two treatments. This comparison demonstrates how substrate availability affects the rate of photosynthesis.

What does ET50 represent in the leaf disc floating experiment?

ET50 is the effective time at which 50% of leaf discs are floating. By determining when this threshold occurs in both light and dark conditions, you can quantify the rate of photosynthesis and respiration. Comparing ET50 values between bicarbonate and water treatments reveals how substrate availability influences photosynthetic rate.

How do you prepare chromatography paper to separate spinach leaf pigments?

Draw a pencil line two centimeters from the paper's bottom, then roll a fresh spinach leaf over this line using steady pressure with a coin. This transfers pigment onto the paper as a concentrated band. The paper is then suspended in chromatography solvent, which travels up the paper and carries pigments at different rates, creating separated bands of distinct colors.

تمثيل ضوئي

المفاهيم تحضير المدرّس بروتوكول الطالب

0 مشاهدات04:45 د

هل تساءلت يوما عن سبب تغير أوراق الخريف كل شيء على الأشجار من الأخضر إلى ظلال الأصفر والبرتقالي والأحمر؟ ما الذي يعطي الأوراق ألوانها الزاهية في المقام الأول؟ تكمن الإجابة في العضيات النباتية التي تسمى البلاستيدات الخضراء والتي تحتوي على أصباغ تمتص أطوال موجية معينة في ضوء الشمس وتعكس أطوال موجية أخرى. صبغة واحدة معينة ، الكلوروفيل ، هي الأكثر وفرة في الصيف. يمتص الأطوال الموجية عالية الطاقة والأرجواني والأزرق والأحمر من أشعة الشمس ، ويعكس الأطوال الموجية الخضراء مما يعطي الأوراق مظهرها الأخضر. هناك أصباغ أخرى في الأوراق ، مثل الكاروتينات ، والتي تعكس الضوء الأحمر والأصفر. في الخريف تتوقف الأوراق عن تجديد أصباغها. نظرا لأن الكلوروفيل يتحلل بشكل أسرع من الأصباغ الأخرى ، فإن ألوان هذه الكاروتينات مكشوفة.

يمكن إثبات وجود أصباغ مختلفة في ورقة خضراء باستخدام ورق الكروماتوغرافيا ، وهو بوليمر محب للماء يفصل الجزيئات بناء على قابليتها للذوبان في مذيب معين. أولا ، يتم تحميل مستخلص الأوراق على الورق. عندما يتم غمس الورق في مذيب عضوي كاره للماء ، ينتقل المذيب على طول الورق بسبب العمل الشعري وعلى طول الطريق يفصل أصباغ مختلفة في مستخلص الأوراق. يتم نقل الأصباغ الأكثر كارهة للماء إلى أعلى الورقة. في حين أن الأصباغ المحبة للماء ترتبط بالسليلوز الذي يعيق حركتها. بعد فرز جميع الأصباغ حسب كرهتها للماء ، يمكننا حساب عامل الاستبقاء أو قيم الترددات اللاسلكية. قيمة الترددات اللاسلكية هي نسبة المسافة التي تقطعها الصبغة إلى المسافة التي يقطعها المذيب. كل صبغة لها قيمة RF فريدة ويمكننا بسهولة تحديد الأصباغ من خلال مقارنة القيم المحسوبة بالمعايير. يتم إجراء عملية التمثيل الضوئي ، وهي العملية التي تقوم بها النباتات بتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء والطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية وأكسجين ، بشكل أساسي في أوراق النبات ، ويلعب الكلوروفيل دورا مهما في هذه العملية. تحتوي البلاستيدات الخضراء على العشرات من جزيئات الكلوروفيل ، كل منها يؤدي مهمة محددة ويتفاعل بطرق معقدة. في النهاية ، تتسبب الطاقة الضوئية في تخلي جزيئات الكلوروفيل عن الإلكترونات التي تستخدم في عمليات التمثيل الغذائي الأخرى. لذلك ، يحتاج الكلوروفيل إلى إمداد مستمر من الإلكترونات لتحل محل الإلكترونات التي يفقدها. تأتي هذه الإلكترونات البديلة من تقسيم جزيئات الماء إلى بروتونات وإلكترونات وجزيئات أكسجين. بمعدلات عالية من عملية التمثيل الضوئي ، يتم تقسيم الماء بشكل أسرع لتجديد الإلكترونات ويتم توليد الأكسجين بسرعة.

تساعدنا هذه الظاهرة على تقييم معدل عملية التمثيل الضوئي في المختبر ببساطة عن طريق تعليق أقراص الأوراق في محلول بيكربونات حيث يعمل البيكربونات كمصدر غني للكربون. في بداية تجربة قرص الأوراق ، يتم إجبار الغازات على الخروج من أقراص الأوراق عن طريق تطبيق ضغط سلبي بفراغ في حقنة. تصبح أقراص الأوراق مع طردها أثقل وتغرق في قاع محلول البيكربونات عند نقلها إلى دورق عندما يحدث التمثيل الضوئي ، يتم تقسيم الماء في البيئة من أجل تجديد إلكترونات الكلوروفيل. الأكسجين الناتج يجعل الأقراص أخف وزنا مما يجعلها تطفو على السطح بمرور الوقت. تحتوي البيئات التي تسمح بمعدلات أعلى من عملية التمثيل الضوئي على أقراص تطفو بشكل أسرع.

في هذا المختبر ، ستقوم أولا بفصل وتحديد الأصباغ في أوراق السبانخ باستخدام ورق الكروماتوغرافيا. ثم ستقوم بتقييم معدل عملية التمثيل الضوئي في الماء وفي محلول البيكربونات من خلال تجربة قرص الأوراق.

Print Procedure Steps

كروماتوغرافيا الصباغ النباتية
- ملاحظة: في هذه التجربة ، ستقوم بفصل الأصباغ عن أوراق السبانخ باستخدام ورق الكروماتوغرافيا. تنتقل الأصباغ الفردية على طول الورق بمعدلات مختلفة وقد يكون لها ألوان مختلفة. من خلال حساب المسافة النسبية التي تقطعها الأصباغ ، وعامل الدقة ، ومقارنتها بقيم الأدبيات ، يمكنك تحديد أصباغ مختلفة. الفرضيات: في هذا التمرين ، الفرضية التجريبية هي أنه سيكون هناك أصباغ متعددة داخل أوراق السبانخ تمتص أطوال موجية مختلفة من ضوء الشمس. الفرضية الصفرية هي أن هناك نوعا واحدا فقط من الصبغة داخل أوراق السبانخ.
- استخدم قلم رصاص لعمل خط على بعد سنتيمترين من أحد طرفي ورقة الكروماتوغرافيا.
- بعد ذلك ، ضع منظف الأنابيب أفقيا عبر الجزء العلوي من دورق نظيف سعة 400 مل.
- ضع الجانب الذي يحمل علامة قلم رصاص من شريط الكروماتوغرافيا في الجزء السفلي من الدرق.
- بعد ذلك ، لف الورق حول منظف الأنابيب بحيث تلمس الحافة السفلية بالكاد الجزء السفلي من الدورق ثم قم بتثبيته بمشبك ورق.
- عندما يتم تثبيت الورق حول منظف الأنابيب ، قم بإزالته من الدورق ، ثم ضع ورقة سبانخ جافة مربوطة فوق الخط المحدد على ورق الكروماتوغرافيا.
- قم بلف عملة معدنية فوق ورقة السبانخ على طول خط القلم الرصاص ذهابا وإيابا عدة مرات واضغط بضغطة ثابتة. عند إزالة الورقة ، يجب أن يكون الخط الأخضر موجودا بوضوح.
- بعد ذلك ، ضع 8 مل من مذيب الكروماتوغرافيا في الدورق
- اخفض شريط الكروماتوغرافيا في الدورق بحيث تلامس حافة الورق المذيب ولكن الخط الأخضر لا يلمس. اضبط منظف الأنابيب إذا لزم الأمر.
- دون إزعاج الدورق ، راقب المذيب وهو يتحرك لأعلى الورق وتنفصل الأصباغ الفردية.
- عندما ينتقل المذيب إلى منتصف الطريق إلى أعلى ورق الكروماتوغرافيا ، والذي سيستغرق حوالي 10 دقائق ، وتنفصل الأصباغ إلى أشرطة محددة جيدا ، قم بإزالة الورق من الدورق
- حدد المسافة التي قطعها المذيب بقلم رصاص ثم اترك الورق يجف. ملاحظة: يتبخر المذيب بسرعة.
- بعد ذلك ، سجل عدد النطاقات المرئية ووصف لونها وحجمها النسبي.
- قم بقياس المسافة التي قطعها المذيب والأصباغ ، وسجل هذه المعلومات لكل صبغة في الجدول 1. انقر هنا لتنزيل الجدول 1
- تخلص من مذيب الكروماتوغرافيا في حاوية نفايات تحت غطاء الدخان. قم برمي شرائط الكروماتوغرافيا في سلة المهملات العادية ، ثم نظف الأكواب بالماء والصابون.
أقراص الأوراق العائمة في الفراغ
- ملاحظة: في هذه التجربة ستلاحظ بشكل غير مباشر عملية التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي باستخدام قرص ورقة عائم في محلول. أثناء عملية التمثيل الضوئي ، تتسبب فقاعات الهواء في طفو الأوراق ، وأثناء التنفس ، ستغرق الأقراص. الفرضيات: في هذا التمرين ، الفرضية التجريبية هي أن أقراص الأوراق سيكون لها معدل أكبر من التمثيل الضوئي في محلول البيكربونات ، لأن البيكربونات يوفر ثاني أكسيد الكربون المضاف ₂ لتغذية عملية التمثيل الضوئي ، مما يتسبب في تعويم المزيد من أقراص الأوراق. بالإضافة إلى ذلك ، ستغرق جميع الأقراص في الظروف المظلمة أثناء قيامها بالتنفس الخلوي. الفرضية الصفرية هي أنه لن يكون هناك فرق في معدل عملية التمثيل الضوئي ، وبالتالي في عدد الأقراص العائمة ، بين البيكربونات والماء ، أو المعالجات الفاتحة والمظلمة.
- لوضع أقراص الأوراق تحت الفراغ ، قم أولا بإزالة الغطاسات من حقنتين سعة 20 مل ، ثم ضع 10 أقراص أوراق داخل كل أنبوب حقنة. قم بتسمية حقنة واحدة "بيكربونات "، وقم بتسمية المحقنة الأخرى "ماء".
- استبدل الغطاسات وادفع المكبس حتى تبقى كمية صغيرة فقط من الهواء في المحقنة. احرص على عدم إتلاف أقراص الأوراق.
- اسحب 5 مل من محلول البيكربونات في إحدى المحاقن. اقلب المحقنة وقم بتحريكها لتعليق أقراص الأوراق في المحلول.
- ادفع أكبر قدر ممكن من الهواء للخارج دون طرد المحلول أو إتلاف أقراص الأوراق.
- ثم اسحب 5 مل من محلول الماء إلى المحقنة الأخرى وقم بتدويرها كما هو موضح سابقا (الخطوة 3).
- لإنشاء مكنسة كهربائية ، ضع إصبعا واحدا على طرف المحقنة أثناء سحب المكبس. امسك هذا لمدة 10 ثوان أثناء تدوير المحقنة لإبقاء أقراص الأوراق معلقة.
- ثم حرر الفراغ. ملاحظة: يجب أن تكون الأقراص قد امتصت المحلول في الفراغات الهوائية في أنسجتها ويجب أن تراها تغرق. إذا لم تغرق الأقراص ، فيمكنك تكرار إنشاء الفراغ حتى ثلاث مرات.
- بعد ذلك ، أضف 50 مل من محلول البيكربونات إلى كوب بلاستيكي أو دورق زجاجي ، ثم أضف الأقراص برفق من حقنة تفريغ البيكربونات.
- للتحكم ، أضف نفس الكمية من الماء إلى كوب متطابق ، ثم أضف أقراص الأوراق من حقنة تفريغ الماء. قم بتسمية الحاويات بشكل مناسب.
- ضع كلا الكوبين تحت مصدر ضوء.
- كل خمس دقائق سجل عدد الأقراص العائمة على سطح الكوب في الجدول 3 حتى مرور 20 دقيقة. انقر هنا لتنزيل الجدول 3
- بعد ذلك ، قم بإزالة الأكواب من مصدر الضوء ثم قم بتدويرها بحيث تختلط الأقراص الموجودة على السطح مع أي غازات أيضا على السطح.
- انقل الأكواب إلى مكان مظلم. كل خمس دقائق سجل عدد أقراص الأوراق العائمة على السطح حتى مرور 20 دقيقة. حركي الكوب في كل مرة قبل إعادته إلى الظلام.
- للتنظيف ، تخلص من أقراص الأوراق في سلة المهملات ، واسكب محلول البيكربونات في البالوعة. اغسل المحاقن والأكواب جيدا.
النتائج
- ملاحظة: في التجربة الأولى ، لاحظت المسافة التي قطعتها الأصباغ من أوراق السبانخ على ورق الكروماتوغرافيا. تمتص أصباغ مختلفة الضوء بأطوال موجية مختلفة.
- باستخدام أقلام أو أقلام رصاص ملونة ، ارسم مواضع أشرطة الصباغ والمذيب في الشكل 3.
- احسب معامل الاستبقاء ، أو قيم الترددات اللاسلكية للأصباغ ، والتي يتم عن طريق قسمة المسافة التي حركت فيها الصبغة المعنية الورق لأعلى من الخط على المسافة التي حركها المذيب لأعلى الورق من الخط.
- قارن قيم الترددات اللاسلكية المحسوبة بتلك الموجودة في الجدول 2 لتحديد هوية الصبغة. انقر هنا لتنزيل الجدول 2
- سجل هذه البيانات في الجدول 1. ملاحظة: في التجربة الثانية ، لاحظت أقراص الأوراق العائمة والغارقة كقياس غير مباشر لعملية التمثيل الضوئي والتنفس.
- قم برسم النتائج مع الوقت والدقائق على المحور x وعدد الأقراص العائمة على المحور y. استخدم خطين مختلفين لتمثيل التحكم في المياه ومعالجة البيكربونات.
- أضف خطا إلى الرسم البياني للإشارة إلى النقطة التي تمت فيها إزالة الأقراص من حالة الضوء ووضعها في الظلام.
- بعد ذلك ، بدءا من حالة البيكربونات ، استخدم الرسم البياني لتحديد النقطة التي تطفو عندها 50٪ من أقراص الأوراق. يشار إلى هذا باسم الوقت الفعلي ، أو ET50. ملاحظة: ستلاحظ أن الأقراص من المحتمل أن تصل إلى علامة عائمة بنسبة 50٪ مرة واحدة في حالة الإضاءة ثم مرة أخرى في حالة الظلام.
- قد تكون عينات المياه الخاصة بك قد وصلت أو لا وصلت إلى علامة ET50. إذا فعلوا ذلك ، أضف السطر لهذه العينة أيضا.
- أخيرا ، قارن قيم ET50 والرسوم البيانية مع بقية الفصل.

Browse More Videos

ET50