Kāpēc zāle, kā arī lapas uz kokiem un krūmiem ir zaļas? Tas viss ir par hlorofilu. Jūs varat paņemt stipru zināšanu virvi un nodibināt ar viņu spēcīgu iepazīšanos.
Vēsture
Iesniegsim nelielu ekskursiju salīdzinoši nesenā pagātnē. Jāsarokojas Džozefs Bīneme Kavantū un Pjērs Džozefs Peletjē. Zinātnieki ir mēģinājuši atdalīt zaļo pigmentu no dažādu augu lapām. 1817. gadā pūles vainagojās panākumiem.
Pigments tika nosaukts par hlorofilu. No grieķu valodas hloros, zaļš un phyllon, lapas. Neatkarīgi no iepriekš minētā, 20. gadsimta sākumā Mihails Cvets un Ričards Vilštters nonāca pie secinājuma, ka izrādās, ka hlorofils satur vairākas sastāvdaļas.
Atrotījis piedurknes, Vilsteters ķērās pie darba. Attīrīšana un kristalizācija atklāja divus komponentus. Tos vienkārši sauca par alfa un beta (a un b). Par darbu šīs vielas izpētes jomā 1915. gadā viņam tika svinīgi piešķirta Nobela prēmija.
1940. gadā Hanss Fišers piedāvāja pasaulei hlorofila "a" galīgo struktūru. Sintēzes karalis Roberts Bērnss Vudvards un vairāki zinātnieki no Amerikas ieguva nedabisku hlorofilu 1960. gadā. Un tā atklājās noslēpumainības plīvurs - hlorofila parādīšanās.
Ķīmiskāīpašības
Hlorofila formula, kas noteikta pēc eksperimentāliem rādītājiem, izskatās šādi: C55H72O5N4Mg. Dizains ietver organisko dikarbonskābi (hlorofilīnu), kā arī metilspirtu un fitola spirtu. Hlorofilīns ir metālorganisks savienojums, kas saistīts ar magnija porfirīniem un satur slāpekli.
COOH
MgN4OH30C32
COOH
Hlorofils ir uzskaitīts kā esteris, jo pārējās metilspirta daļas ir CH3OH un fitols C20H 39OH aizstāja karboksilgrupu ūdeņradi.
Iepriekš ir hlorofila alfa strukturālā formula. Uzmanīgi to aplūkojot, var redzēt, ka beta-hlorofilā ir par vienu vairāk skābekļa atomu, bet par diviem mazāk ūdeņraža atomiem (CHO grupa CH3 vietā). Tādējādi alfa-hlorofila molekulmasa ir mazāka nekā beta molekulmasa.
Mūs interesējošās vielas daļiņas vidū nosēdās magnijs. Tas apvienojas ar 4 pirola veidojumu slāpekļa atomiem. Pirola saitēs var novērot elementāro un mainīgo dubultsaišu sistēmu.
Hromoforu veidošanās, kas veiksmīgi iekļaujas hlorofila sastāvā - tas ir N. Tas ļauj absorbēt atsevišķus saules spektra starus un tā krāsu neatkarīgi no tā, ka dienas laikā saule deg kā liesma, un vakarā tas izskatās pēc kūpošām oglēm.
Pārejam pie izmēra. Porfirīna kodols ir 10 nm diametrā, fitola fragments izrādījās 2 nm garš. Kodolā hlorofils ir 0,25 nm, starppirola slāpekļa grupu mikrodaļiņas.
Vēlos atzīmēt, ka magnija atoms, kas ir daļa no hlorofila, ir tikai 0,24 nm diametrā un gandrīz pilnībā aizpilda brīvo telpu starp slāpekļa pirola grupu atomiem, kas palīdz hlorofila kodolam. molekula ir spēcīgāka.
Var secināt, ka hlorofils (a un b) sastāv no diviem komponentiem ar vienkāršu nosaukumu alfa un beta.
Hlorofils a
Molekulas relatīvā masa ir 893,52. Atdalītajā paliktnī veidojas melnas krāsas mikrokristāli ar zilu nokrāsu. Temperatūrā 117-120 grādi pēc Celsija tie izkūst un pārvēršas šķidrumā.
Etanolā tie paši hloroformi, acetonā un benzoli viegli izšķīst. Rezultāti iegūst zili zaļu krāsu, un tiem ir raksturīga iezīme - bagātīga sarkanā fluorescence. Slikti šķīst petrolēterī. Ūdenī tie nemaz nezied.
Hlorofila alfa formula: C55H72O5N 4Mg. Viela ķīmiskajā struktūrā ir klasificēta kā hlors. Gredzenā fitols ir piesaistīts propionskābei, proti, tās atlikumam.
Daži augu organismi hlorofila a vietā veido tā analogu. Šeit etilgrupa (-CH2-CH3) II pirola gredzenā tika aizstāta ar vinilgrupu (-CH=CH). 2). Šāda molekula satur pirmo vinilgrupu pirmajā gredzenā, otro - otrajā.
Hlorofils b
Hlorofila-beta formula ir šāda: C55H70O6N 4Mg. Vielas molekulmasair 903. Pie oglekļa atoma C3 pirola gredzenā 2 ir nedaudz spirta, kurā nav ūdeņraža –H-C=O, kuram ir dzeltena krāsa. Šī ir atšķirība no hlorofila a.
Mēs uzdrošināmies atzīmēt, ka vairāku veidu hlorofili atrodas īpašās pastāvīgās šūnas daļās, kas ir būtiskas tās turpmākai pastāvēšanai, plastidos-hloroplastos.
Hlorofils c un d
Hlorofils c. Klasiskais porfirīns padara šo pigmentu atšķirīgu.
Sarkanajās aļģēs hlorofils d. Daži šaubās par tā esamību. Tiek uzskatīts, ka tas ir tikai hlorofila a deģenerācijas produkts. Šobrīd varam droši apgalvot, ka hlorofils ar burtu d ir dažu fotosintētisko prokariotu galvenā krāsviela.
Hlorofila īpašības
Pēc ilgstošas izpētes ir atklājušies pierādījumi, ka augā esošā un no tā iegūtā hlorofila īpašības atšķiras. Hlorofils augos ir saistīts ar olb altumvielām. Par to liecina šādi novērojumi:
- Hlorofila absorbcijas spektrs lapā ir atšķirīgs, salīdzinot ar ekstrahēto.
- Ir nereāli iegūt apraksta priekšmetu no žāvētiem augiem ar tīru spirtu. Ekstrakcija norit droši ar labi samitrinātām lapām, vai arī spirtam jāpievieno ūdens. Tā ir viņa, kas sadala ar hlorofilu saistīto proteīnu.
- No augu lapām izvilktais materiāls ātri tiek iznīcināts zemskābekļa, koncentrētas skābes, gaismas staru ietekme.
Bet hlorofils augos ir izturīgs pret visu iepriekš minēto.
Hloroplasti
Hlorofila augi satur 1% sausnas. To var atrast īpašās šūnu organellās – plastidos, kas parāda tā nevienmērīgo izplatību augā. Šūnu plastidus, kas ir zaļā krāsā un kuros ir hlorofils, sauc par hloroplastiem.
H2O daudzums hloroplastos svārstās no 58 līdz 75%, sausnas saturs sastāv no olb altumvielām, lipīdiem, hlorofila un karotinoīdiem.
Hlorofila funkcijas
Zinātnieki ir atklājuši pārsteidzošu līdzību hlorofila un hemoglobīna molekulu, kas ir galvenā cilvēka asiņu elpošanas sastāvdaļa, izkārtojumā. Atšķirība ir tāda, ka knaibles savienojumā vidū magnijs atrodas augu izcelsmes pigmentā, bet dzelzs atrodas hemoglobīnā.
Fotosintēzes laikā planētas veģetācija absorbē oglekļa dioksīdu un izdala skābekli. Šeit ir vēl viena lieliska hlorofila funkcija. Aktivitātes ziņā to var salīdzināt ar hemoglobīnu, taču ietekmes apjoms uz cilvēka ķermeni ir nedaudz lielāks.
Hlorofils ir augu pigments, kas ir jutīgs pret gaismu un krāsots zaļā krāsā. Tālāk seko fotosintēze, kurā tās mikrodaļiņas pārvērš augu šūnu absorbēto saules enerģiju ķīmiskajā enerģijā.
Var izdarīt šādus secinājumus, ka fotosintēze ir processsaules enerģijas pārveidošana. Ja uzticaties mūsdienu informācijai, ir novērots, ka organisko vielu sintēze no oglekļa dioksīda gāzes un ūdens, izmantojot gaismas enerģiju, tiek sadalīta trīs posmos.
1. posms
Šī fāze tiek veikta ūdens fotoķīmiskās sadalīšanās procesā ar hlorofila palīdzību. Tiek atbrīvots molekulārais skābeklis.
2. posms
Šeit ir vairākas redoksreakcijas. Viņi aktīvi palīdz citohromiem un citiem elektronu nesējiem. Reakcija notiek gaismas enerģijas dēļ, ko elektroni pārnes no ūdens uz NADPH un veido ATP. Šeit tiek glabāta gaismas enerģija.
3. posms
Jau izveidojušos NADPH un ATP izmanto, lai oglekļa dioksīdu pārvērstu ogļhidrātos. Absorbētā gaismas enerģija tiek iesaistīta 1. un 2. posma reakcijās. Pēdējās, trešās reakcijas notiek bez gaismas līdzdalības un tiek sauktas par tumšajām.
Fotosintēze ir vienīgais bioloģiskais process, kas notiek, palielinoties brīvajai enerģijai. Tieši vai netieši nodrošina pieejamu ķīmisko uzņēmumu divkāju, spārnu, bezspārnu, četrkājainiem un citiem organismiem, kas dzīvo uz zemes.
Hemoglobīns un hlorofils
Hemoglobīna un hlorofila molekulām ir sarežģīta, bet tajā pašā laikā līdzīga atomu struktūra. Kopīgs to struktūrā ir profīns - mazu gredzenu gredzens. Atšķirība ir redzama procesos, kas saistīti ar profīnu, un atomos, kas atrodas iekšpusē: dzelzs atoms (Fe) hemoglobīnā, hlorofilāmagnijs (Mg).
Hlorofils un hemoglobīns pēc struktūras ir līdzīgi, taču veido dažādas olb altumvielu struktūras. Hlorofils veidojas ap magnija atomu, un hemoglobīns veidojas ap dzelzi. Ja ņemat šķidrā hlorofila molekulu un atvienojat fitola asti (20 oglekļa ķēde), nomainiet magnija atomu pret dzelzi, tad pigmenta zaļā krāsa kļūs sarkana. Rezultāts ir gatava hemoglobīna molekula.
Hlorofils viegli un ātri uzsūcas, pateicoties tieši šādai līdzībai. Labi atbalsta organismu pie skābekļa bada. Tas piesātina asinis ar nepieciešamajiem mikroelementiem, no šejienes labāk transportē dzīvībai svarīgākās vielas uz šūnām. Notiek savlaicīga atkritumvielu, toksīnu, atkritumvielu izdalīšanās, kas rodas dabiskā vielmaiņas rezultātā. Ietekmē snaudošos leikocītus, tos pamodinot.
Aprakstītais varonis bez bailēm un pārmetumiem aizsargā, stiprina šūnu membrānas, palīdz atjaunoties saistaudiem. Hlorofila priekšrocības ietver ātru čūlu, dažādu brūču un eroziju dzīšanu. Uzlabo imūnsistēmu, izceļ spēju apturēt DNS molekulu patoloģiskos traucējumus.
Pozitīva tendence infekciju un saaukstēšanās slimību ārstēšanā. Šis nav viss aplūkotās vielas labo darbu saraksts.
