要領いい葉緑素  光合成 クロロフィル 吸収スペクトル

 
 光合成に重要な役割を果たす葉緑素。葉緑体に含まれる緑色の色素が光エネルギーを吸収して、炭酸同化を行う。分光器を使い、色素がいかにも特定の光を吸収し要領良くふるまうということが実感できます。
「手 順」
  1. 葉緑素を多く含む植物、ほうれん草や緑茶をすりつぶし、アセトン等で色素を抽出する。
  2. 抽出液をガラスのセルに入れて、分光器で観察する。空のセルに水を入れたものと比較させてみる。

専用セルがセット可能な直視分光器が便利

赤と青に近い部分に黒帯が見える

こちらは太陽光スペクトル

試験管に入れてみたがやや見づらい

「注意と工夫」
  1. 濃度により見えやすさがだいぶ違うので、いくつか試料を用意しておくとよい。
  2. アセトンなどの抽出溶媒は短時間で揮発してしまうので注意する。
  3. 吸収ラインはもともとはっきりとは見えないので、考え方や作業、分光器の使い方自体に重点を置くとよい。
  4. 実験のついでに、蛍光灯や水銀灯など、分光器をいろいろな光源に用いて見るとよい。
「光合成色素クロロフィル」
 光合成とは、光エネルギーが植物体内の光合成色素に吸収されATPの化学エネルギーに変換されることです。主な光合成色素としてはクロロフィルがあり、これはそのまま植物の葉緑体に含まれる葉緑素のことを指すと考えて差し支えありません。いくつか種類が知られていますが、特にaとbが重要で、この物質が水と二酸化炭素より炭水化物を合成する反応に関与しているのです。
 実験では、青紫色(450nm)と赤色(650nm)付近に現れる黒い吸収帯を観察するのが目的でした。光合成は、青紫色(450nm)と赤色(650nm)付近で最も効率が高いのですが、これは色素クロロフィルのスペクトル吸収帯とほぼ重なっているのです。
 クロロフィルに強い光(紫外線)をあてると、やや暗赤色かかって見えます。これはクロロフィルの蛍光であり、クロロフィルが吸収した光エネルギーをより長めの波長の光(赤系)として放出するためにおこる現象とされています。もっとも、実際の光合成では、エネルギーを蛍光として放出せず、水素伝達系を経てATPに貯えることになりますが。
 ちなみに、このクロロフィルですが、最近は、天然の色素ということもあり、食品や化粧品にも数多く用いられることでもよく知られるようになっているようです。
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編集:山田暢司