Темы для проектной работы выбираются учащимися самостоятельно. Рекомендуется помощь учителя в подборе имеющегося в школьной лаборатории или изготовлении необходимого оборудования. Проектная деятельность оценивается учителем и учитывается при выставлении итоговой оценки.

Разотрем в ступке 10 г листьев какого-нибудь растения, богатого хлорофиллом (например, молодых побегов и листьев крапивы), добавив к ним немного кварцевого речного песка, чтобы измельчение шло более интенсивно. Для нейтрализации кислоты, которая присутствует в растении, добавим несколько крупинок гидрокарбоната натрия.

К полученной после растирания зеленой кашице добавим 50 мл ацетона (осторожно! Огнеопасное вещество!) и перенесем смесь в колбу с пришлифованной пробкой. Выдержим смесь в колбе в темном месте не менее часа, время от времени, взбалтывая ее.

Рис. 1

Теперь надо подготовить колонку с адсорбентом (поглотителем), чтобы провести разделение составных частей хлорофилла. Если нет специальной адсорбционной (или ионообменной) колонки, то для этой цели можно использовать широкую стеклянную трубку («колонку»), снизу закрытую пробкой с отверстием и выходной трубкой, или химическую бюретку.

На пробку надо поместить сверху кусок марли или стеклоткани и тампон из ваты (рис. 2). Сверху на вату насыпаем слой поглотителя – оксида алюминия Al₂O₃ (свежепрокаленного при 600 °С), так, чтобы он занял по высоте 2–3 см.

Над этим слоем будет располагаться другой поглотитель – карбонат кальция CaCO₃ (сухой и растертый в ступке мел): его слой должен быть высотой 4 см. Еще выше поместим слоем высотой 6 см тонко размолотую и высушенную сахарную пудру.

По истечении часа, когда ацетон извлек из растительных клеток весь хлорофилл, надо сначала отфильтровать его через воронку с комочком ваты, отделяя растительные волокна и песок. Фильтрат (жидкость) в проходящем свете выглядит изумрудно-зеленым, а в отраженном свете приобретает красноватый оттенок.

В колонку вносят несколько миллилитров ацетона, а после того, как он пройдет через слои поглотителей и увлажнит их, вливают в колонку раствор хлорофилла. Если раствора было не слишком много, то мы обнаружим в колонке несколько разноцветных слоев – «зон». Чтобы их различие было еще более явственным, наливаем в колонку еще 10 мл ацетона и ждем, пока он весь пройдет через слои поглотителей.

В конце концов мы обнаружим в колонке четыре зоны разного цвета. Верхняя, желто-зеленая зона содержит хлорофилл-b, а сине-зеленая зона чуть ниже – хлорофилл-a. В слое оксида алюминия поглотился желтый краситель -- ксантофилл, а под ним оранжевое вещество, краситель моркови каротин.

Столбик поглотителей можно вытолкнуть из колонки стеклянной палочкой, разделить на зоны и извлечь из поглотителей разные вещества.

• сухие листья ............100 г;
• ацетон (80-процентный)............100 мл;
• этиловый спирт (85-процентный).......100 мл;
• петролейный эфир..............100 мл.

Свежие листья высушивают в темноте при температуре не выше 50° и измельчают в тонкий порошок. Порошок помещают в высокую воронку со стеклянным фильтром и заливают петролейным эфиром (для удаления каротина). После непродолжительного настаивания раствор отсасывают или аккуратно отбирают пипеткой жидкость. Настаивание повторяют несколько раз до тех пор, стекающий растворитель станет лишь слабо окрашенным. Затем порошок высушивают и заливают 80-процентным ацетоном. После 15–20-мннутного настаивания экстракт отсасывают. Такую обработку повторяют до полного извлечения пигментов (5–6 раз).

Ярко окрашенный ацетоновый экстракт переносят в делительную воронку, добавляют равный объем петролейного эфира и столько воды, чтобы наступило четкое расслаивание жидкостей. Во время разбавления ацетона водой хлорофилл переходит в петролейный эфир. Слабо окрашенный водно-ацетоновый слой сливают и продолжают промывание водой до полного удаления ацетона. Верхний слой мутнеет от выделяющегося ксантофилла. Последний удаляют многократным промыванием 85-процентным этиловым спиртом.

Оставшийся в воронке петролейный эфир осторожно промывают водой до тех пор, пока не исчезнет флуоресценция и не станет выпадать сумма хлорофиллов. Суспензию после тщательного отделения от воды переносят в холодильник. Когда осядет сине-зеленый порошок, растворитель отделяют сначала декантацией, а затем фильтрованием через маленький фильтр (отсасывание). Для очистки хлорофилл растворяют в минимальном количестве эфира и осаждают петролейным эфиром. Выход около 0,5 г.

Учащимся рекомендуется самостоятельно провести поиск других методик и сравнить выход.

В ходе работы предполагается исследовать переваривание ферментом пепсином молочного белка казеина, скорость реакции оценивается по времени появления осадка створоженного казеина. Ферментативную реакцию проводят при различной температуре и кислотности среды, а затем характеризуют влияние этих параметров на скорость реакции. Для работы требуется аптечный препарат пепсина, уксусная кислота, индикаторная бумага или рН-метр, термостат (в крайнем случае – кастрюля и термометр).

В ходе работы предполагается исследовать разложение перекиси водорода ферментом каталазой, содержащимся в картофеле, скорость реакции измеряется по объёму выделяющегося газа – кислорода – в единицу времени. Ферментативную реакцию проводят при различных концентрациях перекиси водорода, а затем строят график зависимости скорость реакции от концентрации субстрата, с помощью которого определяют K_м и V_макс реакции. Для работы требуется картофель, перекись водорода, самодельный прибор для измерения объема газа (делается из пипетки, стеклянной трубки, пробки и груши).

В ходе работы предлагается исследовать жесткость водопроводной, кипяченой и минеральной воды методом титрования. Раствор для титрования используется 0,05 М раствор соляной кислоты и индикатор этиловый оранжевый. Воду титруют до изменения окраски индикатора (pH = 4). Ученику предлагается самостоятельно объяснить полученные результаты и рассказать про связь буферных свойств воды с жесткостью.

Предлагается исследовать осмотические давления, возникающие в тканях растений (лимон, картошка и т. д.) в средах с различными концентрациями сахара, соли. Рекомендуется измерить размеры погруженных в среды различной солености тел до после выдержки в несколько часов. Изготовление осмотического насоса: овощ, погруженный в чистую воду, в него вставлена трубка с соленой (или морской) водой. Измеряется изменение высоты столба жидкости в трубке. Зависит ли оно от вида растения, температуры воздуха? Как зависит изменение высоты столба от разницы концентраций соли в растворах?

Учащимся предлагается провести наблюдения за некоторыми особенностями движения жидкостей в растениях.

Для этой работы учитель должен иметь несколько (желательно по числу учащихся или рабочих групп) горшков одинакового объема с растениями (например, бальзамином) одного возраста и приблизительно одинаковой жизнеспособности (растения необходимо вырастить заранее). За неделю до эксперимента растения необходимо разделить. Половину поставить на освещенное солнцем окно, а половину в затененный (или темный) угол класса. В каждой группе половину растений следует обильно поливать, а другую половину оставить без воды.

Каждый ученик или каждая группа учащихся срезает свое растение на заданной высоте. На образовавшийся пенек одевается короткая резиновая манжета, в которую вставляяется изогнутая стеклянная трубка. Учащиеся должны измерить высоту столба жидкости в стеклянной трубке.

Полученные результаты заносятся в сводную таблицу. После этого учащиеся должны проанализировать, как зависит высота столба жидкости в трубке от:

• высоты оставшегося стебля;
• интенсивности освещения;
• наличия или отсутствия увлажнения почвы.