B2) Fotosynteslaboration, varför?
B2) Ämnesomsättning
Jag har genomfört en laboration där fotosyntesen undersöktes och har nu några frågor angående denna. Uppskattar om någon kan reda ut oklarheterna som uppstått.
1. Spenatbland krossades och mortlades vid låg temperatur och under svagt ljus. Till bladen tillsattes kvartssand, bikarbonat och kyld aceton. Sedan tillsattes petroleumeter till det som extraherats och tvåfasseparerades.
Jag har svårt att förstå varför det skedde vid låg temperatur och under svagt ljus. Har det med klorofyllets nedbrytning att göra? Varför tillsattes kvartssand och bikarbonat?
2. De gröna och gula pigmenten skulle separeras med hjälp av förtvålning från steget ovan, för de kan betraktas som klorofyllinsyra och metanol / fytol. Metylalkoholisk KOH (varför? är det basdelen under förtvålningen? Kaliumjoner som sedan binder till syra-delen?) tillsattes. Lösningen blev brun (varför?) men sedan grön igen efter en stund. De olika salterna övergick till vattenfasen, medan karotenoiderna stannade i petoleumeterfasen (jag antar detta efter karotenoider är väldigt symmetriska, och därmed opolära=lipofila?). Sedan separerades faserna.
Vad består de två faserna av?
Jag tolkar det som:
| Fas 1 (petroleumeter: organisk fas) | Fas 2 (vattenfas) |
| Innehåller alkaner, karotenoider. | Innehåller saltvatten? och klorofyllsalter? |
3. Feofytin skulle framställas ur den första lösningen innan alkanerna hade tillsatts, dvs. råvaran. Den bildas tydligen vid extraktion av pigmenten (när det blir surt?): var det därför natriumkarbonat tillsattes i början?
4. Fluroscensen undersöktes också, dvs. acetonlösning i steg 1. Här såg jag inte någon färgändring som jag förmodar skulle ske. Min lärare pratade om ljusbrytning framifrån och från sidan samt om röda färger och klorofyll, men jag förstod tyvärr inte. Blått ljus skulle förändra detta, jag har dock ingen aning om hur eller varför?
Extrafrågor:
a. Har förtvålningen någon roll i cellen? Påverkar det hur klorofyllmolekylerna sitter i membranet (där svansarna är nedstuckna i membranet och Mg-grupperna ovanför som antenner för att fånga ljuset)?
b. Varför är växter inte svarta? Jag förmodar att det är för att de inte innehåller något ämne som kan absorbera alla våglängder, visst?
c. Av vilken anledning lyser inte träden röda? Jag förstår inte varför organismer inte använder olika ämnen för att fånga upp andra väglängder.
d.
Hur tolkar man detta diagram? Det jag undrar mest över är varför det är så lågt för det gula. Om något är grönt innebär det ju att det absorberar alla andra våglängder förutom grön, men hur stämmer detta? Växterna är ju gröna. Min lärare pratade också om hur vi uppfattade ljus, dvs. att när våglängder försvinner från höger och vänster så blir det mitten kvar, men jag hänger inte med.
Tack till dig som läst ner hit. Om du inte har möjlighet att svara på alla frågor är det okej; en länk som leder mig i rätt riktning uppskattas också.
Stort tack på förhand.
Diagrammet är ett så kallat absorptionsdiagram. Topparna visar var respektive pigment absorberar ljus mest effektivt. De vanligaste pigmenten i gröna växter är klorofyll (men det finns även många andra, dock i lägre koncentration). Klorofyll absorberar blått och rött ljus. Det verkar som att spektrumet i din bild blivit lite förskjuten så det ser ut som att klorofyll även absorberar lite av det gröna ljuset. Jag lägger till den bild jag har fått lära mig:
Att det är så låg absorption av grönt och gult ljus beror på den kemiska strukturen hos pigmentmolekylerna. De föredrar att absorbera ljus med en viss energi, det vill säga med en viss våglängd (och därmed färg).
När växterna inte absorberar grönt ljus innebär det att de istället reflekterar det. Ljuset studsar då bara mot bladet och när det når vårt öga har det våglängden som reflekterades av bladets yta. Därför ser vi växter som gröna.
Tack för svar!
Har du möjligtvis nån ledtråd eller länk om detta?
b. Varför är växter inte svarta? Jag förmodar att det är för att de inte innehåller något ämne som kan absorbera alla våglängder, visst?
c. Av vilken anledning lyser inte träden röda? Jag förstår inte varför organismer inte använder olika ämnen för att fånga upp andra väglängder.
Uppskattar din hjälp!
Kanske att denna sida kan hjälpa med förståelsen.
Annars är det ju lite samma resonemang som d)-uppgiften. Även om pigmentmolekylerna absorberar något olika våglängder blir inte allt ljus absorberat, därmed är växter inte svarta. Träden lyser inte rött eftersom de vanligaste pigmenten absorberar rött ljus, dvs sänder inte ut rött ljus som vårt öga uppfattar.
Men olika växter har olika pigmentmolekyler. Morötter är ju orange, vilket innebär att de har pigment som absorberar våglängder förutom i det orange området.
Tack för länken.
Jag funderade mer på evolutionära fördelar eller liknande, eller om det finns någon kemisk begränsning till det? De absorberar ju rött ljus men inte grönt, är det för att rött ljus är mer fördelaktigt? Rött har väl mindre energi än grönt...
Jag skulle kanske inte gå så långt som att säga att det är evolutionärt fördelaktigt att absorbera just rött och blått ljus, men jag kan ha fel. Anledningen till att just klorofyll är vanligast är för att det har en viktig roll i att omvandla ljusenergin till ATP (kemisk energi). Varför klorofyll absorberar rött och blått ljus beror på hur molekylerna ser ut och vilka energier molekylen är mottaglig för.
🗹 Aktualiserar tråden.
Misstänker att det är några av frågorna i första inlägget som du fortfarande undrar över.
För 1.
Ni försökte extrahera färgpigmenten från celler. Och precis som vid andra procedurer vill man minimera mängden material (pigment) som förstörs under extraktionen, och samtidigt öka mängden som frigörs från cellerna.
Kan du koppla temperatur/ljus/sand/bikarbonat till det? Hur kan dessa påverka mängden extraherade pigment?
1. Bikarbonat: förhindra att feofytin bildas?
Sand: bryta upp cellerna och frigöra pigmentet.
Temperatur och ljus kan jag tyvärr inte komma på alls. Jag tänker mig att temperatur har något med att man vill sakta ner olika reaktioner, men kommer inte på exakt vilka det skulle vara. Möjligen fotosyntensen i bladen, men vad skulle det spela för roll?
Mesopotamia skrev:1. Bikarbonat: förhindra att feofytin bildas?
Bikarbonatet påverkar pH.
Sand: bryta upp cellerna och frigöra pigmentet.
Ja, för att hjälpa till att mala sönder cellerna mer effektivt.
Temperatur och ljus kan jag tyvärr inte komma på alls. Jag tänker mig att temperatur har något med att man vill sakta ner olika reaktioner, men kommer inte på exakt vilka det skulle vara. Möjligen fotosyntensen i bladen, men vad skulle det spela för roll?
Ja en lägre temperatur, leder till att kemiska reaktioner (generellt) går långsammare. Färgpigmentens roll är att absorbera ljusenergi och överföra denna till andra ämnen, deras förmåga att lagra/frigöra energi gör dem mer reaktiva jämfört med andra ämnen. Redox påverkar de ämnen som kan påverkas, och färgpigmenten är lite mer känsliga för detta.
Ljuset då, kan du koppla det till färgpigmentens "överlevnad" under extraktionen?
Då är jag med mer.
Klorofyllet är inte vant med att exponeras för direktljus och kan därför oxideras / brytas ned om det gör det, vilket förstör resten av laborationen, typ att den förlorar sin svans.
Tillägg: 20 maj 2024 09:16
Nu gissar jag bara utifrån mina kunskaper, jag är dock inte säker om det är logiskt.
Ja ljuset bidrar med ytterligare energi till ämnena, och den energin kan då få andra nebrytande reaktioner (t.ex. oxidation) att ske snabbare. Så mindre ljus skadar ämnena mindre.
(Och i vissa fall vill man ha pigmenten i mörkret, för att sedan kunna aktivera dem med ljus, t.e.x för att studera hur pigmenten och andra ämnen reagerar på ljus. Renas pigmenten i mörker, är de all på så vis "oladdade" och kan aktiveras med ljus).
Tack för hjälpen!
