1. Öğretmen Kılavuzu. 2. Öğrenci Kılavuzu

Transkript

1 1. Öğretmen Kılavuzu a. Konu b. Kullanıcı Kitlesi c. Deney Süresi d. Materyaller e. Güvenlik f. Genel Bilgi g. Deney Öncesi Hazırlık h. Ön Bilgi i. Deneyin Yapılışı (Prosedür) j. Deney Sonuçları k. Öğrenci Kılavuzundaki Soruların Cevapları l. Kaynaklar 2. Öğrenci Kılavuzu a. Genel Bilgi b. Deney süresince uyulması gereken kurallar c. Deneyin Yapılışı d. Sorular 1

2 Plastitler; yapılarında çeşitli renk maddelerini (pigmentleri) içeren, çift zarla çevrili çeşitli görevleri olan organellerdir. Bitki hücreleri ve alglerde bulunurken; hayvanlarda, bakterilerde, arkealarda ve mantarlarda bulunmamaktadırlar. İçerdikleri pigment ve şekillerine göre temel olarak kloroplast, kromoplast, lökoplast olmak üzere 3 gruba ayrılırlar.bu kit kapsamında yeşil bitkilerdeki pigmentlerin varlığı tespit edilecektir. Kit içeriği 10 öğrencinin deney yapabileceği şekilde dizayn edilmiştir. a) Konu Öğrenciler; Kromotografik bir yöntem kullanarak ıspanakta bulunan pigmentleri tespit edeceklerdir. b) Kullanıcı Kitlesi Pigment kiti, 9 yaş ve üstü çocukların kullanımına uygundur. c) Deney Süresi Deney: 40 dakika d) Materyaller Whatman filtre kağıdı; 10 tane Solüsyon 1; 35 ml Solüsyon 2; 35 ml Beher; 10 tane Pastör pipeti; 10 tane Sargı bezi Eldiven; 10 adet Kit içerisinde bulunmayan; kullanılacak aletler Ispanak Makas Havan Küçük kap 2

3 e) Güvenlik Laboratuvarda uyulması gereken genel kurallara dikkat edilmelidir. Deney süresince öğrenciler eldiven kullanmalıdır. Deney süresince kullanılan kimyasallar ile istenmeyen bir temas olması durumunda bulaşan bölge bol sabun ve su ile yıkanmalıdır. Kullanılan kimyasalların solunmamasına özen gösterilmeli, deneyin yapıldığı laboratuvar havalandırılmalıdır. Laboratuvar sorumlusu olmadan kit kullanılmamalıdır. f) Genel Bilgi Plastitler Plastitler; yapılarında çeşitli renk maddelerini (pigmentleri) içeren, çift zarla çevrili organellerdir. Bu hücre organelleri hücrede farklı görevlere sahiptir. Bitki hücreleri ve alglerde bulunurken; hayvanlarda, bakterilerde, arkelerde ve mantarlarda bulunmamaktadırlar. Hücre içerisinde varlıkları ışık mikroskobu ile gözlenebilirken, iç yapıları sadece elektron mikroskobu ile görülebilmektedir. Plastidler meristematik hücrelerde gelişen, proplastid olarak isimlendirilen plastid öncülerinden meydana gelirler. Hücre ile beraber gelişerek görevlerine uygun şekil ve renk kazanırlar. Gerekli ve uygun koşullarda birbirlerine dönüşebilme özellikleri bulunmaktadır. Örneğin olgunlaşmamış domatesin önce yeşil olgunlaştıktan sonra kırmızıya dönüşmesi, sonbaharda yeşil yaprakların sararması gibi. İçerdikleri pigment ve şekillerine göre temel olarak 3 gruba ayrılırlar. i. Kloroplastlar Fotosentezin gerçekleştirildiği organellerdir. Yeşil gövdeler ve olgunlaşmamış meyveler dahil, bir bitkinin tüm yeşil kısımlarında kloroplast bulunmakla birlikte, çoğu bitkide yapraklar fotosentezin gerçekleştiği başlıca organdır. Yarım milimetrelik yaprak yüzeyinde yaklaşık yarım milyon kloroplast bulunmaktadır. 3

4 Yapısı Kloroplastlar, başlıca yaprağın iç kısmında bulunan mezofil dokusundaki hücrelerde yer almaktadırlar. Mitokondri gibi çift zarla çevrilidirler ve iç kısmında tilakoit adı verilen ve yassı kesecikler şeklinde olan üçüncü bir zar sistemi bulunmaktadır. Tilokoitler üst üste dizilmiş diskler şeklinde olup, her bir yığın granum (çoğulu grana) olarak adlandırılmaktadır. Granum lamelleri arasında bağlantıyı sağlayan ara lameller bulunur. Granalar arasını dolduran matriks benzeri renksiz sıvıya stroma denir. Stroma içerisinde kloroplasta özgü DNA, RNA ve ribozom bulunmaktadır. DNA sı sayesinde mitokondri gibi bölünerek çoğalabilir, RNA ve ribozomu sayesinde fotosentez enzimlerinden bazılarını üretebilir. Pigmentler Bütün yüksek bitkilerin kloroplastları, fotosentez ile besin moleküllerinin sentezini gerçekleştirmek için ihtiyaç duydukları ışık enerjisini etkin şekilde absorblayan iki temel pigmente sahiptir. Bunlar yeşil renkli klorofiller (a,b,c,d) ve kırmızı, sarı ya da portakal renkli karotenoidlerdir. Klorofiller; fotosentez için gerekli güneş ışınlarını toplayan (absorblayan) tilakoid zarda yer alan pigmentlerdir. Klorofil moleküllerinden en yaygın olanları kimyasal formülleri arasında küçük bir farklılık bulunan klorofil a ve b molekülleridir. Kimyasal formülleri arasındaki bu farklılık güneş ışığının farklı dalga boylarındaki düşük miktarlarının bile absorblanmasına olanak sağlamaktadır. Klorofil pigmentleri gibi karotenoidler de kloroplastlarda yerleşmişlerdir. Karotenoidler bir bitkide farklı şekilde bulunabilirler. Esas olarak iki tipi vardır: karotenler ve oksijenlenmiş karotenler (ksantofiller). Karotenoidlerin başlıcası, turuncu renkli olan β-karotendir, ksantofiller ise sarı renklidir. Aksesuar pigment olarak da adlandırılan bu pigmentlerin iki önemli görevi vardır. Birincisi, klorofilin ışık absorbsiyonu yapmadığı dalga boylarında ışık absorbsiyonu yaparak güneş ışığından daha fazla faydalanmayı sağlayıp fotosentez miktarını artırmak; İkicisi ise klorofile zarar verecek olan aşırı ışığı absorblayıp yaymak, bu sayede bitkiyi koruyarak fotosentezin aksamasını engellemektir. ii. Kromoplastlar Bitkilerde turuncu (karoten), sarı (ksantofil), kırmızı (likopin) renkleri oluşturan; genel olarak karotinoidler olarak isimlendirilen pigmentleri taşıyan organeldir. Kromoplastlar çiçeklerde, 4

5 yapraklarda, meyvelerde ve bazı bitkilerin köklerinde bulunur. Örneğin havuçta karoten, domateste likopen, limonda ksantofil pigmentleri bulunmaktadır. iii. Lökoplastlar Bitkinin kök, gövde, tohum ve toprak altı organları gibi ışık görmeyen organlarında bulunan, bitkide kompleks organik besinlerin depo edildiği renksiz plastitlerdir. Bulunduğu bitkiye göre depo ettiği madde değişebilir. Örneğin; patates yumrusunda nişasta, baklagil tohumunda protein ve ayçiçeği tohumunda yağ depo edilir. Ancak uzun süre ışık alan lökoplastlar, yeşil renkli kloroplasta da dönüşebilir. g) Deney Öncesi Hazırlık 1. Kit kitapçığı öğretmen ve öğrenci kılavuzu olmak üzere 2 kısımdan oluşmaktadır. Uygulama öncesi öğrenci kılavuz bölümü öğrencilere çoğaltılıp verilecektir 2. Deneyde kullanılan ayırma yöntemlerinde gerçekleşen reaksiyonların bilgisi sadece öğretmen kılavuzuna koyulmuştur. Öğrenci kılavuzunda deney sonunda reaksiyonlar ile ilgili sorular verilerek, öğrencilerin akıl yürütmesi ve araştırması hedeflenmiştir. h) Ön Bilgi Kromotografi; bileşiklerin ayrılma, saflaştırılma ve tanınmaları için en çok uygulanan yöntemlerden biridir. Bu yöntem bir karışımdaki maddelerin biri sabit diğeri hareket eden iki faz arasında farklı dağılmaları esasına dayanır. Hareketli faz sabit faz üzerinden hareketi sağlar. Moleküller iki faz arasındaki farklı dağılım oranlarına bağlı olarak hareketli fazda hareket ederler. Deney sistemi kromotografinin en temel prensibini esas alarak hazırlanmıştır. Sabit faz olarak whatman filtre kağıdı kullanılırken, hareketli faz olarak kit içerisinde verilen solüsyon karışımı kullanılmıştır. i) Deneyin Yapılışı Solüsyon 2 solüsyon 1 in içine dökülerek karıştırılır. Ispanak yaprakları makas yardımıyla küçük parçalara ayrılır ve havan içerisinde iyice dövülür. Havan içinde iyice ezilmiş olan yapraklar sargı bezi ile küçük bir kap içine süzülerek yeşil suyunun çıkması sağlanır. 5

6 Kit içerisinde verilen whatman filtre kağıdında şekilde gösterilen yükleme bölgesine pastör pipeti yardımıyla süzülen yeşil sıvıdan 1 damla bırakılır. Beher içerisine yüklemenin yapıldığı bölge yukarıda kalacak şekilde solüsyon karışımından ilave edilir. (Yüklemenin yapıldığı alan ile çözücü arasında az bir boşluk olmalı) Yüklemesi tamamlanmış whatman filtre kağıdı hiç bekletilmeden bu kap içerisine dikkatli bir şekilde yerleştirilir. (Yükleme bölgesi çözücü ile kesinlikle temas etmemelidir.) 30 dakika beklenir. (Çözücü şekilde görüldüğü gibi yukarıya doğru hareket eder.) Sonuç gözlemlenerek yorumlanır. j) Deney Sonuçları ve Öğrenci Kılavuzundaki Soruların Cevapları Yürütme sonrası yandaki şekilde görülen görüntü elde edilecektir. Öğrenciler bu deney sonunda yeşil bitkilerde klorofil dışında diğer pigmentlerinde var olduğunu öğrenecektir. k) Kaynaklar Biochemistry ;Fifth Edition; Jeremy M.Berg, John L.Tymoczko, Lubert Stryer. Biyokimya II; Prof. Hikmet Geçkil; Şubat Harper s Illustrated Biochemistry; Twenty-sixth edition; Robert K. Murray, Daryl K. Granner, Peter A. Mayes, Victor W. Rodwell. Lehninger Principles of Biochemistry; Fifth edition; David L. Nelson, Michael M. Cox. 6

7 Ad-Soyad: Öğrenci Kılavuzu Tarih: Plastitler; yapılarında çeşitli renk maddelerini (pigmentleri) içeren, çift zarla çevrili çeşitli görevleri olan organellerdir. Bitki hücreleri ve alglerde bulunurken; hayvanlarda, bakterilerde, arkelerde ve mantarlarda bulunmamaktadırlar. İçerdikleri pigment ve şekillerine göre temel olarak 3 gruba ayrılırlar; kloroplast, kromoplast, lökoplast. Yapılacak olan deneyde yeşil bitkilerdeki pigmentlerin varlığı tespit edilecektir. a) Genel Bilgi PLASTİTLER Plastitler; yapılarında çeşitli renk maddelerini (pigmentleri) içeren, çift zarla çevrili çeşitli görevleri olan organellerdir. Bitki hücreleri ve alglerde bulunurken; hayvanlarda, bakterilerde, arkelerde ve mantarlarda bulunmamaktadırlar. Hücre içerisinde varlıkları ışık mikroskobu ile gözlenebilirken, iç yapıları sadece elektron mikroskobu ile görülebilmektedir. Plastidler meristematik hücrelerde gelişen, proplastid olarak isimlendirilen plastid öncülerinden meydana gelirler. Hücre ile beraber gelişerek görevlerine uygun şekil ve renk kazanırlar. Gerekli ve uygun koşullarda birbirlerine dönüşebilme özellikleri bulunmaktadır. Örneğin olgunlaşmamış domatesin önce yeşil olgunlaştıktan sonra kırmızıya dönüşmesi, sonbaharda yeşil yaprakların sararması gibi. İçerdikleri pigment ve şekillerine göre temel olarak 3 gruba ayrılırlar. i. Kloroplastlar Fotosentezin gerçekleştirildiği organeldir. Yeşil gövdeler ve olgunlaşmamış meyveler dahil, bir bitkinin tüm yeşil kısımlarında kloroplast bulunmakla birlikte, çoğu bitkide yapraklar fotosentezin gerçekleştiği başlıca organdır. Yarım milimetrelik yaprak yüzeyinde yaklaşık yarım milyon kloroplast bulunmaktadır. Yapısı Kloroplastlar, başlıca yaprağın iç kısmında bulunan mezofil dokusundaki hücrelerde yer almaktadırlar. Mitokondri gibi çift zarla çevrilidirler ve iç kısmında tilakoit adı verilen ve yassı 7

8 Öğrenci Kılavuzu kesecikler şeklinde olan üçüncü bir zar sistemi bulunmaktadır. Tilokoitler üst üste dizilmiş diskler şeklinde olup, her bir yığın granum (çoğulu grana) olarak adlandırılmaktadır. Granum lamelleri arasında bağlantıyı sağlayan ara lameller bulunur. Granalar arasını dolduran matriks benzeri renksiz sıvıya stroma denir. Stroma içerisinde kloroplasta özgü DNA, RNA ve ribozom bulunmaktadır. DNA sı sayesinde mitokondri gibi bölünerek çoğalabilir, RNA ve ribozomu sayesinde fotosentez enzimlerinden bazılarını üretebilir. Pigmentler Bütün yüksek bitkilerin kloroplastları, fotosentez ile besin moleküllerinin sentezini gerçekleştirmek için ihtiyaç duydukları ışık enerjisini etkin şekilde absorblayan iki temel pigmente sahiptir. Bunlar yeşil renkli klorofiller (a,b,c,d) ve kırmızı, sarı ya da portakal renkli karotenoidlerdir. Klorofiller; fotosentez için gerekli güneş ışınlarını toplayan (absorblayan) tilakoid zarda yer alan pigmentlerdir. Klorofil moleküllerinden en yaygın olanları kimyasal formülleri arasında küçük bir farklılık bulunan klorofil a ve b molekülleridir. Kimyasal formülleri arasındaki bu farklılık güneş ışığının farklı dalga boylarındaki düşük miktarlarının bile absorblanmasına olanak sağlamaktadır. Klorofil pigmentleri gibi karotenoidler de kloroplastlarda yerleşmişlerdir. Karotenoidler bir bitkide farklı şekilde bulunabilirler. Esas olarak iki tipi vardır: karotenler ve oksijenlenmiş karotenler (ksantofiller). Karotenoidlerin başlıcası, turuncu renkli olan β-karotendir, ksantofiller ise sarı renklidir. Aksesuar pigment olarak da adlandırılan bu pigmentlerin iki önemli görevi vardır. Birincisi, klorofilin ışık absorbsiyonu yapmadığı dalga boylarında ışık absorbsiyonu yaparak güneş ışığından daha fazla faydalanmayı sağlayıp fotosentez miktarını artırmak; İkicisi ise klorofile zarar verecek olan aşırı ışığı absorblayıp yaymak, bu sayede bitkiyi koruyarak fotosentezin aksamasını engellemektir. ii. Kromoplastlar Bitkilerde turuncu (karoten), sarı (ksantofil), kırmızı (likopin) renkleri oluşturan; genel olarak karotinoidler olarak isimlendirilen pigmentleri taşıyan organeldir. Kromoplastlar çiçeklerde, yapraklarda, meyvelerde ve bazı bitkilerin köklerinde bulunur. Örneğin havuçta karoten, domateste likopen, limonda ksantofil pigmentleri bulunmaktadır. 8

9 Öğrenci Kılavuzu iii. Lökoplastlar Bitkinin kök, gövde, tohum ve toprak altı organları gibi ışık görmeyen organlarında bulunan, bitkide kompleks organik besinlerin depo edildiği renksiz plastitlerdir. Bulunduğu bitkiye göre depo ettiği madde değişebilir. Örneğin; patates yumrusunda nişasta, baklagil tohumunda protein ve ayçiçeği tohumunda yağ depo edilir. Ancak uzun süre ışık alan lökoplastlar, yeşil renkli kloroplasta da dönüşebilir. b) Deney süresince uyulması gereken kurallar Laboratuvar dersinde uyulması gereken genel kurallar dışında kit içerisinde bulunan kimyasal malzemeler eldiven kullanılmaksızın kullanılmamalıdır. Deney süresince kullanılan kimyasallar ile istenmeyen bir müdahale olması durumunda bulaşan bölge bol sabun ve su ile yıkanmalıdır. Kullanılan kimyasalların solunmamasına özen gösterilmeli, deneyin yapıldığı laboratuvar havalandırılmalıdır. Deneyler tamamlandıktan sonra sonuçlar yazılmalı ve üzerinde tartışılmalıdır. Deney sonu verilen sorular işlenen konuyu ve yapılan deneyi pekiştirici niteliktedir. Deney tamamlandıktan sonra soruların çözülmesi ve cevaplarının tartışılması önerilmektedir. Laboratuvar sorumlusu olmadan kit kullanılmamalıdır. c) Deneyin Yapılışı Solüsyon 2 solüsyon 1 in içine dökülerek karıştırılır. Ispanak yaprakları makas yardımıyla küçük parçalara ayrılır ve havan içerisinde iyice dövülür. Havan içinde iyice ezilmiş olan yapraklar sargı bezi ile küçük bir kap içine süzülerek yeşil suyunun çıkması sağlanır. Kit içerisinde verilen whatman filtre kağıdında şekilde gösterilen yükleme bölgesine pastör pipeti yardımıyla süzülen yeşil sıvıdan 1 damla bırakılır. 9

10 Öğrenci Kılavuzu Beher içerisine yüklemenin yapıldığı bölge yukarıda kalacak şekilde solüsyon karışımından ilave edilir. (Yüklemenin yapıldığı alan ile çözücü arasında az bir boşluk olmalı) Yüklemesi tamamlanmış whatman filtre kağıdı hiç bekletilmeden bu kap içerisine dikkatli bir şekilde yerleştirilir. (Yükleme bölgesi çözücü ile kesinlikle temas etmemelidir.) 30 dakika beklenir. (Çözücü şekilde görüldüğü gibi yukarıya doğru hareket eder.) Sonuç gözlemlenerek yorumlanır. d) Sorular 1- Yüksek yapılı bitkilerde bulunan pigmentler nelerdir? 2- Kloroplast ve kromoplast bitkinin neresinde /nerelerinde bulunur? 10