Проект «Биохимия»
Пигменты растений.

Тьюторы проекта: Максимова Ксения (Россия), Golnoosh Mahjoob (Иран), Легоцкий Сергей (Россия), Чистяков Дмитрий (Россия).
Участники проекта: Ксения Кириллова (Россия), Екатерина Новикова (Россия), Emre Karayol (Турция), Karolina Osuna (Мексика), Helia Mojahedyazdi (Иран), Mustafa Ozyurt (Турция), Виталий Забуга (Россия).

больше фотографий ЗДЕСЬ

Введение
Многие из нас задавались вопросом: почему листья деревьев зеленого цвета, почему розы красные, а осенью листья желтеют? Окраску всех живых объектов на Земле определяют красящие вещества – пигменты, которые способны поглощать определенную часть видимого спектра света.

На первый взгляд процесс, благодаря которому живые объекты являются окрашенными, может представиться весьма простым. Однако существующие в природе многочисленные расцветки и тона возникают в результате сложного взаимодействия света с молекулами пигментов. Зависят они также и от порядка размещения естественных красителей в растительных тканях, от физико-химических характеристик окружения и, наконец, от особенностей строения глаз у наблюдателей. Ведь известно, что разные животные воспринимают различные цвета по-разному.
В природе существует огромное количество различных пигментов. Пожалуй, самый известный растительный пигмент – это хлорофилл. Он, а также родственные ему зеленые пигменты растений пропускают и отражают кванты света в зеленой части спектра, а поглощают свет других длин волн. Растения используют хлорофилл для улавливания и преобразования энергии света при фотосинтезе. Другим распространенным пигментом в растениях являются антоцианы. Обычно именно благодаря им цветы, плоды и листья растений имеют фиолетовую, синюю или красную окраски. Одним из интереснейших свойств этих пигментов является зависимость цвета вещества от кислотности среды. Таким образом антоцианы могут быть использованы в качестве кислотно-основных индикаторов.
Наш проект был посвящен важной дате в истории химии. 110 лет назад, 30 декабря 1901 выдающийся русский ботаник Михаил Семенович Цвет сделал доклад на съезде русских естествоиспытателей и врачей «Методы и задачи физиологического исследования хлорофилла». На этом докладе впервые в мире было упомянуто об использовании адсорбции для разделения смеси растительных пигментов, и таким образом было положено начало развития нового метода разделения веществ — хроматографии. В настоящий момент по экспертным оценкам, хроматография относится к 20 самым выдающимся открытиям прошедшего столетия, которые в наибольшей степени преобразовали науку, а через нее определили уровень развития техники и промышленности, цивилизации в целом. Хоть по образованию и роду занятий Цвет был ботаником, результаты его открытия столь значимы для всех естественных наук, что Федерация европейских химических обществ, например, приводит имя Цвета, наряду с четырьмя другими русскими именами — Ломоносова, Менделеева, Бутлерова и Семенова, — в числе ста выдающихся химиков прошлого.

Основной целью нашего проекта было выделение ряда растительных пигментов и изучение их свойств.

Содержание проекта.
Проект состоял из двух частей: теоретической и экспериментальной. В теоретическую часть вошли следующие лекции:

• Цвет и свет.
• Что такое пигменты? Строение и химические свойства.
• Методы выделения и очистки пигментов. Основы хроматографии.
• Фотосинтез.

Экспериментальная часть проекта включала в себя:

1. сбор различных растений,
2. выделение из собранных растений пигментов
3. изучение влияние pH среды на цвет антоцианов и создание собственных индикаторных pH – полосок
4. экстракция пигментов листьев различных растений и разделение смесей пигментов с использованием тонкослойной и колоночной хроматографии по методу М.С. Цвета
5. количественное определение содержания хлорофилла в растениях, произрастающих в разных световых условиях по методу Крауса.

Выводы

• Антоцианы, полученные из разных растений имеют разную структуру, так как цвета этих пигментов разные, и изменение окраски для каждого антоциана происходит при различных значениях рН.
• С помощью выделенных нами антоцианов были созданы индикаторные полоски для определения pH водных растворов.
• Показано, что зеленые листья различных растений содержат схожий набор основных пигментов: каротин, хлорофиллы a и b, ксантофилл.
• Установлен факт того, что интенсивность окраски листьев напрямую связана с концентрацией хлорофилла — более темные листья содержат большее количество этого пигмента в расчете на грамм сырого веса.