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식물색소분리 평가A좋아요

1. 제목 : 식물색소분리2. 실험목적 및 원리 : 종이크로마토그래피를 이용하여 식물의 색소를 분리해 본다.< 광합성 색소 >광합성은 엽육세포의 엽록체라는 소기관에서 수행된다. 엽록체의 내막인 티라코이드 막에는 빛에너지를 흡수하는 데에 필요한 광합성 색소를 가지고 있다. 주요 광합성 색소로는 엽록소 a, 엽록소 b 와 카로틴계 색소등이 있다. 카로틴계torthdpsms β-카로틴, xanthophyⅡ,lutein 및 lycopene등이 있다. 광합성 색소들은 각기 특정한 파장의 빛을 흡수한다. 광합성 색소들은 화학 구조에서 볼 수 있듯이 대부분 지용성 분자들로써 여러 가지 유기용매에 녹는 정도가 다양하다.< 색소의 종류, 이를 이용한 식물계 분류 >- 클로로필계(a,b,c,d), 카로티노이드계(carotene, xanthophyll), 피코빌린계(phycoerythrin, phycocyanin, allophycocyanin)가) 엽록소 (chlorophylls) : 대표적인 광합성 색소임.a.종류 : 엽록소a. 엽록소b. 엽록소c. 엽록소d. 엽록소e. 등.b.◆ 엽록소a : 청록색을 띠며 C55H72O5N4Mg의 분자식을 가짐.◆ 엽록소b : 황록색을 띠며 C55H70O6N4Mg의 분자식을 가짐.c. 고등식물(종자식물)의 경우 엽록소a : 엽록소b = 3 : 1 의 비율로 존재한다.d. 엽록소a는 모든 식물에 존재하며 광합성색소 가운데 중심적인 역할을 한다.e. 엽록소a, 엽록소b의 분자구조.: 4 개의 pyrrole로 구성된 porphyrin-ring 중심에 Mg2+을 가지며 4개의 pyrrole 중 하나에 긴 phytol이 연결된 구조임.나) 카로티노이드계 색소(carotenoids)- 카로틴, 크산토필: 틸라코이드의 인지질 층 속에 들어있는 색소로 적,황색의 색깔을 나타내며 가시광선의 청색부를 강하게 흡수하여 엽록소에 넘겨주어 광합성에 간접적으로 관여하는 광합성의 보조색소이다. 그러나 엽록소 없이 카로티노이드계 색소만으로는 광합성이 일어나지 않 는 것으로 보아 광합성에 직접관여 하지는 않는 것으로 보여진다.1. 장점① PC에서 용질의 분배는 셀룰로오스의 수화된 물과 유기상 사이에서일어나기때문에 극성이 크거나 다중 작용기를 갖는 화합물(예: 당, 아미노산 등)의 분리에 용이하다.② 실험비용이 저렴하다.③ 매우 적은 양의 분리에 유용하다.④ 상대적으로 빠르고, 쉽다.2. 단점① 분리된 성분의 회수가 불가능하다.② 분리된 성분의 위치 확인을 위해서 반드시 발색을 시켜야 하는 번거로움이 있다.1. 시료적은 양의 시료를 적당한 용매(물 또는 휘발성 유기 용매)에 녹여 사용한다. 이 때, 시료 중에 분리하고자 하는 성분 이외의 다른 성분들이 때로는 분리를 방해할 경우가 있으므로, 이 때에는 방해 물질을 미리 제거해야 한다.용매에 녹인 시료 용액의 미량(10μL 정도)을 미크로 피펫 또는 모세관을 사용하여 거름종이의 출발선 위에 묻혀서 침투시킨다. 거름종이를 적당한 크기로 자르고, 그림과 같이 그 한쪽 끝으로부터 2～3㎝ 되는 곳에 연필로 출발선을 긋는다. 그 위에 약 2㎝ 간격으로 시료를 묻힌다. 이 때, 시료 용액이 넓게 번지지 않게 조심해야 한다(시료를 묻힌 자리의 지름이 5㎜ 이하가 되게 한다.)특히, 묽은 용액일 경우에는 묻힌 자리를 공기 중에서, 또는 헤어 드라이어로 말린 후 같은 자리에 여러 번 되풀이하여 묻힌다. 한 자리에 묻히는 시료 량은 10～20㎍ 정도가 적당하다.3. 종이의 선택여러 가지 종류의 크로마토그래피용 거름종이가 있으나, 가장 많이 사용하는 것이 와트만(Whatman) 거름종이 No.1 또는 도요(Toyo) 거름종이 No.1 및 51이다. 와트만 No.4 및 No.5 거름종이는 반점이 선명하지 않으나, 빨리 분리되는 장점을 가지고 있다. 크로마토그래피 종이의 포장지 겉쪽에는 용매의 이동 속도가 빠른 방향을 가리키는 기호로서 화살표가 표시되어 있다.거름종이의 크기는 1차원용은 2㎝×40㎝, 6㎝×40㎝가 사용되며, 2차원용은 40㎝×40㎝, 60㎝×60㎝ 크기의 것이 많이 사용된다. 그러나 목적에 따라 적당한 크기로 잘라 사용한다.4. 용매의 선택불순한 용매를 사용하면 전개 중에 여러 가지 장애를 일으키기 때문에 반드시 순수한 용매를 사용해야 한다. 용매는 대개 경함을 토대로 하여 선정한다.예를 들면, 어떤 화합물이 용매 A의 전진선 가까이까지 이동하였다면 그 용매에 대한 화합물의 용해도가 너무 크기 때문이고, 용매 B를 사용했을 경우 출발선 근처에 머물러 있었다면 이 용매에 대한 화합물의 용해도가 너무 작기 때문이다. 이러한 경우, 이 화합물에 대해서는 A, B 두 용매를 섞어 사용하는 것이 바람직하다. 실제로 종이 크로마토그래피에서는 대개 여러 가지 혼합 용매가 많이 사용된다. 또, 아세트산과 같은 산성 용매나 암모니아수를 섞은 알칼리성 용매, 또는 pH를 일정하게 유지하기 위하여 완충 용액을 섞은 용매를 사용하기도 한다.5. 전개 방법전개 용기에 용매를 적당량 붓고 시료를 점적한 출발선 쪽의 거름종이 끝이 용매 속에 몇 ㎜ 정도 잠기도록 그림과 같이 가로막대(스테인리스강 또는 유리)에 매달아 둔다. 이 때, 출발선이 용매에 잠겨서는 안 되며, 용매가 출발선보다 약간 아래에 오도록 해야 된다.또, 용기는 용매의 증기가 새어 나가지 않고 용매 증기로 포화되도록 항상 밀폐해 두어야 한다. 좁고 긴 거름종이를 사용할 때에는 시험관 또는 눈금 실린더에 적당한 마개를 하여 전개 용기로 사용하기도 한다. 일반적으로, 용매가 거름종이에 스며드는 속도는 처음에는 빠르지만 1～2시간이 지나면 아주 늦어진다. 따라서, 30～35㎝ 정도 전개시키는 것이 적당하며, 10～20 시간 걸린다.전개 방법은 용매를 전개하는 방법에 따라 두 가지로 나눈다. 즉, 용매가 거름종이 위쪽으로 스며들어가게 하는 전개 방법인 상승법(ascending method)과, 거름종이의 위에서부터 아래로 전개하는 하강법(descending method)이다. 또, 전개하는 방법에 따라 긴 거름종이를 사용하여 한 방향으로 1회만 전개하는 1차원법(one-dimensional method)과, 정사각형의 거름종이를 사용하여 직각 방향으로 두 종류의 용매로 전개시키는 2차원법이 있다.6. 반점의 검출 방법전개가 끝난 종이는 전개 용기에서 꺼내어 용매의 전진선을 연필로 표시해 두고, 상온 또는 오븐 속에서 건조시킨다.착색된 시료인 때에는 육안으로 곧 반점을 확인할 수 있으며, 또 형광성 시료는 암실에서 자외선 램프로 비춰 보면 반점을 식별할 수 있다. 무색의 시료는 특수한 발색시약을 분무기로 골고루 뿌려서 반점이 나타나게 한다. 반점의 위치가 확인되면 그 중심점과 출발선 사이의 거리를 측정하여 Rf값을 계산한다.Rf값은 거름종이에 시료를 점적한 출발선과 용매가 스며든 앞 끝까지의 거리, 즉 용매 전진선(solvent front) 및 각 물질이 나타난 점까지의 거리를 재어서 값을 계산한다.즉, 그림에서 성분 A와 성분 B의 Rf값은 각각 0.30 및 0. 60이다. Rf값은 전개 온도, 용매의 pH값, 불순물 및 다른 여러 가지 조건에 따라 변하므로, 문헌에 있는 Rf값만으로는 미지 시료를 확인할 수 없다. 미지 시료를 확인하기 위해서는 반드시 이미 확인된 같은 표준 화합물을 동시에 전개시켜 확인해야 한다.3. 실험기구및 시약엽록소 추출물(시금치), 여과지, 가위, pasteur pipette, conical tube, 100% methanol, 전개용매(petrolium ether : acetone = 9:1의 혼합액), 자, tube 고정대, 접착용 테이프, 막자사발 및 막자, centrifuge, eppendorf tube, spectrophotometer, acetone

자연과학| 2005.06.19| 4페이지| 1,500원| 조회(1,778)

크로마토그래피, 식물색소, 식물색소분리

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산해리평형

1. 실험제목 : 산 해리평형2. 실험목적 및 원리실험목적 : 산pH meter 사용법을 익히고 pH를 통해 두 가지 미지 시료의 산해리 상수를 구하여 미지시료를 결정한다.수소이온지수·페하·pH라고도 한다. 수소 지수로서 나타낸다. 용액 1ℓ 속에 존재하는 수소이온의 그램이온수를 의미하며, 페하(pH)라는 기호로 표시한다. 수소이온은 매우 작은 값이므로 사용하기가 매우 불편하다. 따라서 수소이온을 간단한 값으로 표시하기 위하여 수소이온의 역수에 상용 로그 값을 취하여 사용한다. 수소이온농도와 수산화이온농도의 곱은 수용액의 액성에 관계 없이 항상 일정하다.순수한 물일 경우 1기압 25℃에서 수소이온의 농도가 약 10-7그램 이온인 점을 기준으로 해서 pH=log 1/[H+]=7을 중성, pH가 7보다 작을 때 이 용액은 산성이며, pH가 7보다 클 때에는 알칼리성이라고 한다. 물고기가 살고 있는 담수의 pH는 6.7∼8.6이며, pH는 폐수처리를 할 경우, 중화·응집 등 화학적 처리를 할 때 중요한 구실을 한다. pH 값을 측정하는 데는 전위차측정법, 비색측정법 등이 있다.pH는 용액의 산성 또는 알칼리성의 정도를 나타내는 수단으로 몰농도로 나타낸 수소이온농도의 역수의 대수값이다.pH = -log[]pH를 측정하는 방법은 여러 가지가 있으나 산-염기지시약이 수소 이온농도에 의하여 변색되는 것을 보고 pH를 결정하는 방법과 pH미터를 이용한 전기적 측정법이 흔히 쓰인다.약한 산의 이온화 상수를 결정하기 위해서는 그 용액 중에 존재하는 이온들의 농도와 이온화되지 않은 산의 농도를 결정하여야 한다. 산의 화학식을 HA로써 표기하기로 하면 수용액 상태에서는 다음과 같은 평형이 이루어진다.HA + H2O ? A- +이 평형상태를 기술하는 평형상수는 다음과 같다.이러한 산의 수용액 중에서의 물의 농도는 실질적으로 일정하므로 우리는 다음과 같이 쓸 수 있다.이 상수를 산 HA의 이온화 상수(또는 해리상수)라고 부른다. 따라서 용액 중에 존재하는 히드로늄이온()의 농도와 A-이온의 농도 및 해리되지 않은 산분자 HA의 농도를 측정하면 이온화 상수를 계산할 수 있을 것이다.용액의 pH는 -log[]와 같으므로 []=이다. 즉 농도가 알려진 산 HA 수용액의 pH를 측정하면값을 결정할 수 있다. 산의 이온화 상수는 모든 평형상수값이 그러하듯이 온도의 함수이므로 온도를 알아 두어야 한다.한편 해리도는 아래과 같다.3. 실험기구 및 시약pH-meter, pH electrode, adapter삼각 플라스크 혹은 비이커 1-3개(50 or 100mL:묽히는 데 사용)0.1M 미지 농도의 수용액A,BpH는 수소이온(H+)의 농도를 나타내므로 용액중에 직접 또는 간접으로 두 개의 전극을 삽입하여 전지(電池)를 형성하고, 이에 따라 나타나는 전위차를 측정하여 이 값을 pH로 나타내도록한 장치가 pH meter이다. pH meter는 전자장치면에서 보면 일종의 진공관 volt meter로서, 두 개의 전극이 이용되는데 하나는 기준 전극(reference electrode)으로 칼로멜(calomel)전극이 이용되며, 다른 하나는 유리전극(glass rode)으로서 pH에 민감한 유리막으로 둘러싸인 Ag-AgCI-CI-전극이 이용된다. pH meter는 이들 전극을 pH를 측정하고자 하는 시료용액속에 담갔을 때, 전극 사이에 생기는 전위차에 의하여 전류를 증폭시켜 밀리암페어(mamp)로 측정하는 원리를 이용한 장치로서 이 전류의 세기가 용액의 pH에 정비례하도록만들어져 있다.pH는 수소이온농도를 표시하는 것이기 때문에 용액중의 수소이온을 갖는 전기량을 측정하면 정확히 알수가 있다. 일반적으로 한 개의 표준전극(염화제일수은은 전극이 많이 사용되고 있다)과 전극(유리,수소, 안치몬, 컨히드론 등의 전극)과의 사이에서 생기는 전위차를 전위차계로서 읽도록한 원리로 되어 있고 유리 전극을 사용하는 것이 대부분이다.① 전원을 연결하고 pH 모드 선택.② electrode를 PH 7 buffer에 넣는다.③ 2nd키를 누르고 Cal 키를 누르면 P1이라는 표시가 나타난다.그 후 Ready라는 표시가 나타날 때 까지 기다린다.④ Ready 표시가 뜨면 pH를 △,▽버튼을 이용해 7.00으로 맞춘다.⑤ P1이라는 표시가 사라지고 P2라는 표시가 나타날 때 까지 기다린다.⑥ P2라는 표시가 뜨면 electrode를 증류수로 헹군 후 pH 4.01 Buffer에 넣는다.⑦ pH 7 buffer를 사용해 보정했던 것과 같은 과정으로 pH를 4.01으로 맞춘다.⑧ electrode를 pH 4.01 buffer에서 꺼낸 후 증류수로 세척한다. 시료에electrode를 넣어서 pH를 측정하면 된다.4. 실험방법① pH meter 사용법을 조교를 통하여 숙지한다, 그 이후 pH meter를 pH 4 buffer 와 pH 7 buffer를 사용하여 calibration한다. (온도와 slope기록)② 주어진 0.1 M 미지시료 A, B 용액의 pH를 측정하여 기록한다. (각 용액을 두 번씩 측정한다. pH값의 차이가 클 경우에는 한 두 번 더 측정하는 것이 좋다.)③ 한 명은 계산기를 사용하여 각 용액의 % 해리도를 계산해 보자. 이와 동시에 다른 한명은 주어진 0.1 M 용액을 증류수로 10분의 1씩 묽힌다④ 0.01 M 용액의 pH를 측정하고 %해리도를 계산해 보자. (아래의 표에 기록하자.) 어떠한 변화를 관찰할 수 있는가?⑤ 위와 같이 방법으로 0.001 M, 0.0001 M 용액을 만들어서 pH를 측정하고 %해리도의 변화 양상을 살펴보자5. 결과① 강산은 거의 100%이온화하게 되므로 해리도는 1이고 수소이온의 농도는 넣어준 산의 몰농도와 같다.②③ 해리도=수소이온의 몰농도/넣어준 산의 몰농도④ pKa = -log[Ka][HA]?강산ABpH이론값pH해리도KapKapH해리도KapKa0.1M11.470.3390.01741.762.800.1584.590.01M21.851.41-0.04843.420.03804.820.001M32.324.79-0.006054.010.09774.970.0001M43.157.08-0.0008245.190.06466.35pKa평균값5.18pKa이론값2.12(인산)4.75(아세트산)6. 토의우선 이론적 pKa의 값은 인산의 경우 2.12 아세트산의 경우 4.75였다. 인산의 경우 해리 상수가 3차까지 있다. 실험에서는 1차까지만 고려하는데 그 이유는 반응해 나온 H2PO3-가 H+와 HPO32-로 해리되 평형이 되는 영향은 처음에 비해 미비하고, HPO32-가 H+와 PO33-로 해리되 평형이 되는 영향은 그 보다 더 미비하기 때문에 무시할 수 있다. 차수가 1차가 올라갈 때마다 10-5 정도가 차이가 나므로 유효 숫자 밖으로 벗어난다.pKa = -log[Ka]이므로 pKa의 값이 작을수록 Ka값이 커져 산의 성질이 강하다. 이것으로 인산의 아세트산에 비해 좀 더 강산이라고 생각 할 수 있겠다.위에서 A,B가 무엇인지는 모르지만 둘의 결과를 비교해봤을 때 A쪽이 더 강산임을 알 수 있다. A,B는 인산과 아세트산 중에 하나이므로 A가 인산이고 B가 아세트산임을 추측할 수 있다.pKa에서 인산의 경우 이론값과 의 오차를 보이고 있으며 아세트산의 경우 %의 9.05%오차를 보이고 있다. 이론값은 25?C에서의 상수인데 우리가 실험한 장소의 온도를 알 수 없어서 엄밀히 말하면 정확한 오차 비교는 불가능할 것이다. 온도가 높을 수록 이온화되는 양이 많아져 Ka값이 증가할 것이다.

자연과학| 2005.06.19| 5페이지| 1,500원| 조회(598)

ph측정, 산해리평형, 산해리

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삼투압의 측정

1. 실험제목 : 삼투압의 측정2. 실험 목적실험1 - 식물세포를 각기 다른 농도의 설탕용액에 넣어서 일어난 질량변화를 측정하여 식물세포의 수분 포텐셜을 측정할 수 있다.용액의 농도와 감자 농도의 비교를 통해 근사적인 감자의 농도를 구할 수 있다.실험2 - 식물조직과 용액사이의 수분포텐셜 차이로 물이 삼투되어 발생한 용액의 농도변화를 간단히 확인할 수 있다.염색한 용액의 밀도와 감자를 넣었던 용액의 농도 차로 생기는 염색한 용액의 운동을 관찰하여 대략적인 감자의 농도를 구할 수 있다.확산의 일ㅇ종으로 반투과성 막을 통해 이루어진다. 용매는 통과시키고 용질은 통과시키지 dskg는다. 생물학자들은 막을 통과하는 물분자의 확산을 삼투현상이라 하였다. 삼투현상은 물의 농도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 막을 통한 물의 순이동이다.농도의 평형상태가 되었을 때 가해지는 압력을 말한다.*삼투압은 직접적으로 용액의 농도에 비례한다. 용질의 양이 많을 수록 삼투압이 더 높다.1)삼투포텐셜삼투현상이 일어날 때 삼투하려는 용매가 반투막에 주려는 압력2)수분포텐셜한 체계에서 자유 에너지가 일을 하는데 이용가능한 에너지한 장소에서 농축된 많은 양의 물은 큰 자유에너지를 나타낸다. 그래서 막의 한쪽면에 있는 고농도의 물분자는 이동되수 있을 만큼 자유롭다면 농도가 낮은 쪽으로 빨리 이동된다. 결국 역동적 평형에 도달하면 물은 낮은 자유에너지 상태에 도달한다. 어떤 체계에서 수분포텐셜은 표준과 비교함으로써 결정된다. 순수한 물이 표준이기 때문에 생물체 세포와 조직내의 수분 포텐셜은 거의 항상 0보다 작은 음의 값을 가진다.*수분 포텐셜은 삼투 포텐셜과 비례관계. 즉 물의 이동은 삼투포텐셜이 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동3. 실험기구및 재료감자괴경, 30 ml 시험관 15개, 코르크 보러, 면도칼, 흡수지, 메틸렌 블루 파우더, 해부침, 온도계, 1 M sucrose 용액 10ml, pipet(5ml, 10ml), 200ml 비커, 5개의 일회용 pasteur pipets, forcep, 연필,4. 실험과정a. 15개의 시험관을 5set씩 나눠 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35 M(A),(B),(C)라고 표시한다.b. 1 M sucrose 용액을 희석하여 0.15, 0.20, 0.25, 0.30, 0.35 M 용액 각 20ml씩 만들어 10ml씩 표시한 시험관에 담는다.c. 코르크 보러로 감자에서 15개 이상의 조직을 얻고 4cm로 잘라 비커에 담은 후 파라필름 으로 막는다.d. 감자 조각을 3개씩 취하여 각 농도별 sucrose 용액이 담겨 있는 (A)시험관에 넣는다.e. (B)시험관에 메틸렌 블루 파우더를 넣고 잘 섞이도록 휘젓는다. (마른 해부침을 마른 파우더 속에 넣었을 때 해부침에 묻어나는 정도의 양이면 충분하다.)그림f. (A)시험관에 감자조각을 넣은 후 30분이상 지나면 시험관 안에 설탕용액을 (C)시험관으로 옮겨 담고 용액의 온도를 측정한다.g. 일회용 pasteur pipet으로 (C)의 0.2 M 설탕 용액에(B)의 0.15 M 메틸렌 블루-설탕 용액을 한방 울 떨어뜨린후 (용액 중간 높이에서) 떨어뜨린 방울이 이 용액 속에서 가라앉는지 뜨는지 여부를 관찰한다.h. 위와 같은 과정을 다른 농도의 dye와 설탕 용액에 서도반복한다.I. 위관찰에서 감자조직의 수분 퍼텐셜을 추정하고 table 3.1을 이용하여 삼투압을 결정하라.(온도가 table에 주어진 것보다 5℃이상 차이가 나는 경우엔 [。Kmeasured/。K intable]을 삼투압에 곱해 정정하라.)5. 실험결과a용액0.200.250.300.350.40실험전무게(g)/온도(˚C?)7.32206.51196.74198.3118.57.9818실험후 무게(g)/온도(˚C)7.26206.4421.56.71208.10197.7519.5무게차이0.06감소0.07감소0.03감소0.21감소0.23감소온도차이변화없음증가증가증가증가b용액0.200.250.300.350.40메틸렌블루의 이동방향내려감내려감내려감내려감내려감실험후 감자무게비율(%)99.1898.9299.5597.4797.126. 토의1)수크로오스 농도 > 감자의 농도 : 감자의 수분이 빠져나가 무게 감소수크로오스 농도 < 감자의 농도 : 감자에 수분이 들어와 무게 증가우리가 실험한 농도의 범위에선 모두 감자의 무게가 감소했다. 따라서 감자의 농도를 추정할 수 없으므로 감자의 무게 변화정도를 가지고 무게 변화가 0이 되는 지점(감자 농도와 용액농도가 같게 되면 무게변화가 없다)을 차장보려 했으나 도저히 찾을 수 없었다. (그래프를 그러 예측해 보니 0M이 나와 버렸다.) 따라서 감자의 농도가 0.2M보다 작다는 것만 알 수 있다.2)메틸렌블루용액과의 비교에서도수크로오스 농도 > 감자의 농도 :감자의 수분이 빠져 나갔기 때문에 a용액은 원래 용액보다 묽어지게 도니다. 따라서 여기에 b용액을 넣으면 b용액이 가라앉는다.

자연과학| 2005.06.19| 3페이지| 1,000원| 조회(805)

수분포텐셜, 삼투압, 삼투압측정

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