Transcript 7주차 잎의 색소분리-slide

7주차 잎의 색소분리와 크로마토그래피
Overview
• Carbon dioxide and water are taken in by plants
• Plants absorb light energy and convert it to a usable form.
– ATP
• Energy is used to “fix” carbon dioxide into sugar molecules
– Chemical energy
• Sugar is converted to starch and stored for use by the plant, and by
animals when they eat plants.
Chloroplasts
• Have TWO membranes
– A “bi-bilayer!”
• The inner membrane is called
the thylakoid.
• The thylakoid is folded and
looks like stacks of coins
called granum (grana singular).
• The stroma is the space
surrounding the granum
Image source: http://www.daviddarling.info/encyclopedia/C/chloroplasts.html
Chloroplasts
• Chlorophyll molecules are
embedded in the thylakoid
membrane
• Act like a light “antenna”
• These molecules can absorb
sunlight energy.
Image from Biology 11: College Preparation. Pg 73. Nelson, Toronto.
2003.
Light (dependent)Reactions
•
1.
2.
Image from: Biology 11: College Preparation. Pg 74. Nelson, Toronto. 2003.
Happen ONLY in sunlight
– Hence they depend on
light!
Light is absorbed by
chlorophyll molecules
The energy generates
molecules of ATP
Light Independent Reactions
(formerly the “dark reactions”)
•
1.
Happen in sunlight, and
in the dark.
– Hence “independent
of light”
ATP generated by
sunlight drives the
Calvin Cycle.
2.
3.
Image from: Biology 11: College Preparation. Pg 74. Nelson, Toronto. 2003.
Monosaccarides (eg.
glucose) are
manufactured in the
cycle.
Monosaccarides are
used to “build”
polysaccharides (eg.
Starch).
Overall Reaction
What is the equation for photosynthesis?
carbon dioxide + water  glucose + oxygen + energy
6CO2 + 6H2O  C6H12O6 + 6O2 + energy
Summary
Image from: Biology 11: College Preparation. Pg 74. Nelson, Toronto. 2003.
Photosynthesis
광합성 색소 광합성은 엽록체라 불리는 식물의 특수한 기관에서 수행된다.
엽록체의 thylakoid membrane 에는 빛 에너지를 흡수하는 광합성 색소들이 분포 되어있며, 주
요 광합성 색소들로는 chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoid 등이 있다.
엽록소(chlorophyll)는 빛 에너지를 흡수하는 주 색소이나 , 보조색소(carotenoid) 역시 빛을 흡
수하고 에너지를 엽록소에 전달시켜 준다.
보조 색소를 이루는 것들로는 β-carotene, xanthophyll, phycocyanin, 및 phycoerythrine등
이 있다.
광합성 색소들은 대부분 지용성 분자들로써 여러 가지 유기용매에 녹는 정도가 다양하며, 각기
특정한 파장의 빛을 흡수한다.
Paper Chromatography
chromatography 는 혼합물의 분리·분석, 화합물의 정제, 분자량의 측정 등에 사용되는 기술이
다. chromatography 는 고정상과 이동상으로 구성된다.
paper chromatography 에서는 여과지 표면에 흡착되어 있는 물이 고정상이며 전개액으로 사
용되는 유기용매가 이동상이 된다.
acetone 에 녹아있는 색소 혼합물은 모세관현상에 의해 전개액을 따라 여과지를 이동할 때 물
(고정상)과 전개액(이동상) 에 녹는 비에 따라 이동 속도에 차이가 난다. 결국 색소 혼합물에 들
어있던 색소들은 이동속도의 차이에 의해 서로 분리된다.
Object
Paper Chromatography를 이용해 잎에서 색소를 분리하고 각 색소의 최대흡수 파장을 알아본다.
Material
시금치 잎, 여과지(3MM), 모세유리관(또는 microtip), 막자사발
전개액(페트롤리움에테르:아세톤=9:1), 아세톤
시험관, spectrophotometer, 헤어드라이어, cuvette, pipette, polyglove
Method
1. 광합성 색소의 분리
① 일정량의 시금치 잎을 아세톤 5ml에 넣고 막자사발로 곱게 간다
② 위의 추출물을 원심분리하여(2000rpm, 5분) 상등액을 따로 취한다
③ 여과지를 12.5cm *2cm 의 크기로 자른다. 아래그림과 같이 한쪽 끝에서 1cm 되는 곳을
잘라 삼각형을 만들고 이곳으로부터 2cm 되는 곳에 연필로 선을 긋는다 (이때 여과지를
손으로 만지지 않도록 주의한다)
Method
④ 모세관 또는 microtip을 이용하여 준비된 엽록소 추출액을 연필로 그은 선 중앙에
점적한다. 이때 점적한 부분이 가능한 작은 원이 되도록 한다. 헤어 드라이어를
사용하여 완전히 말리고 다시 점적 하기를 반복한다
⑤ 여과지를 전개용매가 들어있는 시험관에 넣는다. 여과지가 시험관 벽면에 닿지 않도록
주의하고 전개용매 끝에서 0.5cm 정도만 잠기도록 한다. (전개액 1ml)
⑥ 전개액이 여과지 위에서 1cm 정도 남길 때까지 전개되었을때 여과지를 꺼내어
전개액이 전개된 부분을 연필로 표시한 후 여과지를 완전히 말린다.
⑦ 점적한 부분에서 가장 가까운 곳의 노란색을 띤 녹색 밴드가 엽록소 b이고 그위에
푸른색을 띤 녹색밴드가 엽록소 a이며 그 위쪽으로 xanthophyll, carotene 의 순서로
나타난다
⑧ 각각의 밴드의 Rf 값을 구한다
Rf =특정색소가 이동한 거리/전개액이 이동한 거리
⑨ 다른 색소의 밴드가 섞이지 않도록 주의하며 엽록소 a 와 b를 각각 잘라서 각 시험관에
넣고 acetone 5ml 을 부어 잘 저어준다
⑩ spectrophotometer 를 이용하여 380nm 에서 700nm 까지의 파장에서 20nm
간격으로 흡광도를 측정하여 각각의 그래프를 그리고 각각의 최대흡수파장을 알아본다
Result
1. 아래 표에 각 색소의 이동 거리를 기록하고 Rf 값을 구한다.
색소
이동거리 (mm)
RF 값
비고(밴드의 색등)
전개용매
엽록소 b
엽록소 a
Carotene
Xanthophyll
2. 엽록소 a의 파장에 따른 흡광도를 다음의 표에 기록한다.
파장
흡광도
파장
흡광도
파장
380nm
500nm
620nm
400nm
520nm
640nm
420nm
540nm
660nm
440nm
560nm
680nm
460nm
580nm
700nm
480nm
600nm
흡광도
3. 흡광도 곡선을 그래프로 그리고 최대흡수파장을 알아본다.
4. 엽록소 b의 파장에 따를 흡광도를 표에 기록한다
파장
흡광도
파장
흡광도
파장
380nm
500nm
620nm
400nm
520nm
640nm
420nm
540nm
660nm
440nm
560nm
680nm
460nm
580nm
700nm
480nm
600nm
흡광도
5. 흡광도 곡선을 그래프로 그리고 최대흡수파장을 알아본다.
.
Further study
1. RF(Ratio of flow)에 영향을 주는 요인이 무엇이 있는지 조사한다.
2. Chromatography 중에서 GC와 LC에서 각각 1가지씩 조사한다.