Шөптер де, ағаштар мен бұталардағы жапырақтар да неге жасыл? Мұның бәрі хлорофиллге қатысты. Сіз білімнің мықты арқанына ие бола аласыз және онымен жақсы танысасыз.
Тарих
Салыстырмалы түрде жақын өткенге қысқаша экскурсия жасайық. Джозеф Биенем Каванту мен Пьер Джозеф Пеллетье қол алысатындар. Ғалым адамдар жасыл пигментті әртүрлі өсімдіктердің жапырақтарынан бөлуге тырысты. Талпыныстар 1817 жылы сәтті аяқталды.
Пигмент хлорофилл деп аталды. Грекше хлорос, жасыл және филон, жапырақ. Жоғарыда айтылғандарға қарамастан, 20 ғасырдың басында Михаил Цвет пен Ричард Вилстеттер хлорофилл құрамында бірнеше компоненттер бар деген қорытындыға келді.
Жеңдерін түріп, Уилстеттер жұмысқа кірісті. Тазарту және кристалдану екі компонентті анықтады. Олар жай ғана альфа және бета (a және b) деп аталды. Осы затты зерттеу саласындағы жұмысы үшін 1915 жылы ол салтанатты түрде Нобель сыйлығымен марапатталды.
1940 жылы Ганс Фишер әлемге «а» хлорофиллінің соңғы құрылымын ұсынды. Синтез патшасы Роберт Бернс Вудворд және Америкадан келген бірнеше ғалымдар 1960 жылы табиғи емес хлорофилл алды. Осылайша құпия перде ашылды - хлорофилл пайда болды.
Химиялыққасиеттер
Тәжірибелік көрсеткіштер бойынша анықталған хлорофилл формуласы келесідей: C55H72O5N4Mg. Конструкцияға органикалық дикарбон қышқылы (хлорофиллин), сондай-ақ метил және фитол спирттері кіреді. Хлорофиллин - магний порфириндеріне жататын металлорганикалық қосылыс және құрамында азот бар.
COOH
MgN4OH30C32
COOH
Метил спиртінің қалған бөліктері CH3OH және фитол C20H болғандықтан, хлорофилл күрделі эфирлер тізіміне енгізілген. 39OH карбоксил топтарының сутегін ауыстырды.
Жоғарыда хлорофилл альфаның құрылымдық формуласы берілген. Мұқият қарасаңыз, бета-хлорофиллде тағы бір оттегі атомы бар, бірақ екі аз сутегі атомы бар (CH3 орнына CHO тобы). Демек, альфа-хлорофиллдің молекулалық салмағы бетадан төмен.
Магний бізді қызықтыратын заттың бөлшектерінің ортасына орналасты. Ол пиррол түзілістерінің 4 азот атомымен біріктіріледі. Пиролдық байланыстарда элементар және ауыспалы қос байланыстар жүйесін байқауға болады.
Хлорофилдің құрамына сәтті енетін хромофор түзілуі - бұл N. Бұл күндізгі күн сәулесі сияқты жанып тұрғанына қарамастан, күн спектрінің жеке сәулелерін және оның түсін сіңіруге мүмкіндік береді. жалын, ал кешке ол жанып тұрған көмірге ұқсайды.
Өлшемге көшейік. Порфириннің өзегі диаметрі 10 нм, фитол фрагментінің ұзындығы 2 нм болып шықты. Ядрода хлорофилл 0,25 нм, арасындапиррол азот топтарының микробөлшектері.
Хлорофилл құрамына кіретін магний атомының диаметрі небәрі 0,24 нм болатынын және азоттың пиррол топтарының атомдары арасындағы бос кеңістікті толығымен дерлік толтыратынын атап өткім келеді, бұл оның өзегіне көмектеседі. молекуласы күштірек болады.
Хлорофилл (a және b) альфа және бета қарапайым атауымен екі компоненттен тұрады деген қорытынды жасауға болады.
Хлорофилл a
Молекуланың салыстырмалы массасы 893,52. Бөлінген қалында көк реңкті қара түсті микрокристалдар түзіледі. 117-120 градус Цельсий температурасында олар еріп, сұйықтыққа айналады.
Этанолда бірдей хлороформдар, ацетондағы және бензолдар оңай ериді. Нәтижелер көк-жасыл түске ие болады және ерекше ерекшелігі бар - бай қызыл флуоресценция. Мұнай эфирінде нашар ериді. Олар суда мүлде гүлдемейді.
Хлорофилл альфа формуласы: C55H72O5N 4Мг. Химиялық құрылымы бойынша зат хлорға жатады. Сақинада фитол пропион қышқылына, атап айтқанда оның қалдығына қосылады.
Кейбір өсімдік ағзалары хлорофилл а орнына оның аналогын құрайды. Мұнда II пиррол сақинасындағы этил тобы (-CH2-CH3) винил тобына ауыстырылды (-CH=CH 2). Мұндай молекула бірінші сақинадағы бірінші винил тобын, екінші сақинадағы екіншісін қамтиды.
Хлорофилл b
Хлорофилл-бета формуласы келесідей: C55H70O6N 4Мг. Заттың молекулалық салмағы903. Көміртек атомында C3 екінші пирролдық сақинада сары түске ие сутегі жоқ аздаған спирт –H-C=O бар. Бұл хлорофилл а-дан айырмашылығы.
Біз хлорофиллдердің бірнеше түрі жасушаның одан әрі өмір сүруі үшін маңызды болып табылатын арнайы тұрақты бөліктерінде, пластидтер-хлоропластарда болатынын атап өтуге батылы барамыз.
Хлорофиллдер c және d
Хлорофилл с. Бұл пигментті ерекше ететін классикалық порфирин.
Қызыл балдырларда хлорофилл d. Кейбіреулер оның бар екеніне күмәнданады. Ол тек хлорофилл а дегенерация өнімі деп саналады. Қазіргі уақытта д әрпі бар хлорофилл кейбір фотосинтетикалық прокариоттардың негізгі бояуы болып табылады деп сенімді түрде айта аламыз.
Хлорофиллдің қасиеттері
Ұзақ зерттеулерден кейін өсімдікте болатын және одан алынған хлорофиллдің сипаттамаларында ұқсас емес екендігі туралы дәлелдер пайда болды. Өсімдіктердегі хлорофилл белокпен байланысады. Бұған келесі ескертулер куә:
- Жапырақтағы хлорофиллдің сіңіру спектрі алынғанмен салыстырғанда әртүрлі.
- Таза спиртпен кептірілген өсімдіктерден сипаттама тақырыбын алу шындыққа жанаспайды. Экстракция жақсы ылғалданған жапырақтармен қауіпсіз жүреді, немесе суды спиртке қосу керек. Ол хлорофиллмен байланысты ақуызды ыдыратады.
- Өсімдік жапырақтарынан алынған материал астында тез жойыладыоттегінің, концентрлі қышқылдың, жарық сәулелерінің әсері.
Бірақ өсімдіктердегі хлорофилл жоғарыда айтылғандардың барлығына төзімді.
Хлоропластар
Хлорофиллді өсімдіктерде 1% құрғақ зат бар. Ол өсімдікте біркелкі таралмағанын көрсететін арнайы жасуша органеллалары – пластидтерде кездеседі. Жасыл түсті және құрамында хлорофилл бар жасушалардың пластидтері хлоропласт деп аталады.
Хлоропластардағы H2O мөлшері 58-75% аралығында, құрғақ заттың құрамы белоктардан, липидтерден, хлорофиллден және каротиноидтерден тұрады.
Хлорофилл функциялары
Ғалымдар адам қанының негізгі тыныс алу құрамдас бөлігі болып табылатын хлорофилл мен гемоглобин молекулаларының орналасуында таңғажайып ұқсастықты анықтады. Айырмашылығы, ортасындағы қысқыш түйіспеде магний өсімдік тектес пигментте, ал темір гемоглобинде орналасады.
Фотосинтез кезінде планетаның өсімдіктері көмірқышқыл газын сіңіріп, оттегін бөледі. Міне, хлорофиллдің тағы бір керемет қызметі. Белсенділігі жағынан оны гемоглобинмен салыстыруға болады, бірақ адам ағзасына әсер ету мөлшері біршама жоғары.
Хлорофилл - жарыққа сезімтал және жасыл түспен қапталған өсімдік пигменті. Одан кейін фотосинтез жүреді, оның микробөлшектері өсімдік жасушалары сіңірген күн энергиясын химиялық энергияға айналдырады.
Фотосинтездің процесс екендігі туралы мынадай қорытындыға келуге боладыкүн энергиясын түрлендіру. Заманауи ақпаратқа сенетін болсаңыз, жарық энергиясын пайдаланып көмірқышқыл газы мен судан органикалық заттардың синтезі үш кезеңге ыдырайтыны байқалды.
1-кезең
Бұл фаза хлорофиллдің көмегімен судың фотохимиялық ыдырау процесінде жүзеге асады. Молекулалық оттегі бөлінеді.
2-кезең
Бұл жерде бірнеше тотығу-тотықсыздану реакциялары бар. Олар цитохромдардың және басқа электрон тасымалдаушылардың белсенді көмегін алады. Реакция электрондар арқылы судан NADPH-ге тасымалданатын және АТФ түзетін жарық энергиясы есебінен жүреді. Жарық энергиясы осы жерде сақталады.
3-кезең
Түзілген NADPH және ATP көмірқышқыл газын көмірсуға айналдыру үшін пайдаланылады. Жұтылған жарық энергиясы 1-ші және 2-ші сатыдағы реакцияларға қатысады. Соңғы, үшінші реакциялар жарықтың қатысуынсыз жүреді және қараңғы деп аталады.
Фотосинтез – бос энергияның жоғарылауымен жүретін жалғыз биологиялық процесс. Тікелей немесе жанама түрде қосаяқтыларға, қанаттыларға, қанатсыздарға, төртаяқтыларға және жер бетінде өмір сүретін басқа организмдерге қолжетімді химиялық өндірісті қамтамасыз етеді.
Гемоглобин және хлорофилл
Гемоглобин мен хлорофилл молекулалары күрделі, бірақ сонымен бірге атом құрылысы ұқсас. Олардың құрылымында кең таралған профин - шағын сақиналар сақинасы. Айырмашылық профинге қосылған процестерде және оның ішінде орналасқан атомдарда көрінеді: гемоглобиндегі темір атомы (Fe), хлорофиллдегі.магний (мг).
Хлорофилл мен гемоглобин құрылымы жағынан ұқсас, бірақ әртүрлі белок құрылымдарын құрайды. Магний атомының айналасында хлорофилл, ал темірдің айналасында гемоглобин түзіледі. Егер сіз сұйық хлорофилл молекуласын алып, фитол құйрығын (20 көміртек тізбегі) ажыратсаңыз, магний атомын темірге ауыстырсаңыз, пигменттің жасыл түсі қызылға айналады. Нәтиже – дайын гемоглобин молекуласы.
Хлорофилл дәл осындай ұқсастығының арқасында оңай және тез сіңеді. Организмді оттегі ашығуында жақсы қолдайды. Ол қанды қажетті микроэлементтермен қанықтырады, осы жерден жасушаларға өмір үшін ең маңызды заттарды жақсы тасымалдайды. Табиғи метаболизм нәтижесінде пайда болатын қалдықтардың, токсиндердің, қалдықтардың уақытылы шығарылуы бар. Ұйқыдағы лейкоциттерге әсер етіп, оларды оятады.
Сипатталған кейіпкер қорықпай немесе қорқытпай, жасуша мембраналарын қорғайды, нығайтады және дәнекер тінінің қалпына келуіне көмектеседі. Хлорофиллдің артықшылығы ойық жараларды, әртүрлі жараларды және эрозияларды тез емдеуді қамтиды. Иммундық функцияны жақсартады, ДНҚ молекулаларының патологиялық бұзылыстарын тоқтату мүмкіндігін атап өтті.
Инфекциялық және суық тиюді емдеудегі оң үрдіс. Бұл қарастырылатын заттың игі істерінің толық тізімі емес.
