Miks on rohi, aga ka puude ja põõsaste lehed roheline? See kõik on seotud klorofülliga. Võite võtta tugeva teadmiste köie ja luua temaga tugeva tutvuse.
Ajalugu
Teeme lühikese ekskursiooni suhteliselt lähiminevikku. Joseph Bieneme Cavantou ja Pierre Joseph Pelletier on need, kellega kätt suruda. Teadlased on püüdnud eraldada rohelist pigmenti erinevate taimede lehtedest. Püüdlusi kroonis 1817. aastal edu.
Pigment sai nimeks klorofüll. Kreeka keelest kloros, roheline ja phyllon, leht. Vaatamata eelnevale jõudsid Mihhail Tsvet ja Richard Wilstetter 20. sajandi alguses järeldusele, et selgub, et klorofüll sisaldab mitmeid komponente.
Varrukad üles käärides asus Willstetter tööle. Puhastamine ja kristallimine näitasid kahte komponenti. Neid nimetati lihts alt alfaks ja beetateks (a ja b). Tema töö eest selle aine uurimisel 1915. aastal anti talle pidulikult Nobeli preemia.
Aastal 1940 pakkus Hans Fischer maailmale välja klorofülli "a" lõpliku struktuuri. Sünteesikuningas Robert Burns Woodward ja mitmed Ameerika teadlased said 1960. aastal ebaloomuliku klorofülli. Ja nii avaneski saladuseloor – klorofülli ilmumine.
Keemilineomadused
Klorofülli valem, mis on määratud katsenäitajate põhjal, näeb välja selline: C55H72O5N4Mg. Disain sisaldab orgaanilist dikarboksüülhapet (klorofülliin), samuti metüül- ja fütoolalkohole. Klorofülliin on magneesiumporfüriinidega sarnane metallorgaaniline ühend ja sisaldab lämmastikku.
COOH
MgN4OH30C32
COOH
Klorofüll on estrina loetletud seetõttu, et metüülalkoholi ülejäänud osad on CH3OH ja fütool C20H 39OH asendas karboksüülrühmade vesiniku.
Ülal on klorofülli alfa struktuurivalem. Hoolik alt vaadates näete, et beeta-klorofüllil on üks hapnikuaatom rohkem, kuid vesinikuaatomit kaks vähem (CH3 asemel CHO-rühm). Seetõttu on alfa-klorofülli molekulmass väiksem kui beetal.
Magneesium settis meid huvitava aine osakese keskele. See ühineb pürrooli moodustiste 4 lämmastikuaatomiga. Pürroolsidemetes võib täheldada elementaar- ja vahelduvate kaksiksidemete süsteemi.
Kromofoori moodustumine, mis sobib eduk alt klorofülli koostisse – see on N. See võimaldab neelata üksikuid päikesespektri kiiri ja selle värvi, olenemata sellest, et päeval põleb päike nagu leek ja õhtul näeb see välja nagu hõõguvad söed.
Liikume suuruse juurde. Porfüriini südamiku läbimõõt on 10 nm, fütooli fragment osutus 2 nm pikkuseks. Tuumas on klorofüll 0,25 nm, vahelpürrooli lämmastikurühmade mikroosakesed.
Tahaksin märkida, et magneesiumiaatomi, mis on osa klorofüllist, läbimõõt on vaid 0,24 nm ja see täidab peaaegu täielikult lämmastiku pürroolirühmade aatomite vahelise vaba ruumi, mis aitab kaasa klorofülli tuumale. molekul olema tugevam.
Võib järeldada, et klorofüll (a ja b) koosneb kahest komponendist lihtsa nimetuse alfa ja beeta all.
Klorofüll a
Molekuli suhteline mass on 893,52. Eraldatud jäätis tekivad musta värvi ja sinise varjundiga mikrokristallid. Temperatuuril 117–120 kraadi Celsiuse järgi need sulavad ja muutuvad vedelikuks.
Etanoolis lahustuvad samad kloroformid, atsetoonis ja benseenid kergesti. Tulemused omandavad sinakasrohelise värvuse ja neil on iseloomulik tunnus – rikkalik punane fluorestsents. Halvasti lahustuv petrooleetris. Nad ei õitse vees üldse.
Klorofülli alfa valem: C55H72O5N 4Mg. Aine oma keemilises struktuuris on klassifitseeritud klooriks. Ringis on fütool seotud propioonhappega, nimelt selle jäägiga.
Mõned taimeorganismid moodustavad klorofülli a asemel selle analoogi. Siin asendati II pürroolitsüklis olev etüülrühm (-CH2-CH3) vinüülrühmaga (-CH=CH 2). Selline molekul sisaldab esimest vinüülrühma esimeses tsüklis, teist teises ringis.
Klorofüll b
Klorofülli-beeta valem on järgmine: C55H70O6N 4Mg. Aine molekulmasson 903. Süsinikuaatomil C3 pürroolitsüklis kaks on vähesel määral alkoholi, milles puudub vesinik –H-C=O, mis on kollase värvusega. See on erinevus klorofüll a-st.
Julgeme märkida, et mitut tüüpi klorofüllid asuvad raku spetsiaalsetes püsivates osades, mis on selle edasiseks eksisteerimiseks eluliselt olulised, plastiidid-kloroplastid.
Klorofüllid c ja d
Klorofüll c. Klassikaline porfüriin muudab selle pigmendi erinevaks.
Punavetikates klorofüll d. Mõned kahtlevad selle olemasolus. Arvatakse, et see on ainult klorofülli degeneratsiooniprodukt a. Praegu võime kindl alt väita, et d-tähega klorofüll on mõnede fotosünteetiliste prokarüootide põhivärv.
Klorofülli omadused
Pärast pikki uuringuid on ilmnenud tõendeid selle kohta, et taimes sisalduva ja sellest eraldatud klorofülli omadused erinevad üksteisest. Taimedes on klorofüll seotud valguga. Sellest annavad tunnistust järgmised tähelepanekud:
- Klorofülli neeldumisspekter lehtedes on ekstraheeritud omaga võrreldes erinev.
- On ebareaalne saada kirjelduse objekti puhta alkoholiga kuivatatud taimedest. Ekstraheerimine toimub ohutult hästi niisutatud lehtedega või lisada alkoholile vett. Tema on see, kes lagundab klorofülliga seotud valku.
- Taimelehtedest väljatõmmatud materjal hävib kiiresti allhapniku, kontsentreeritud happe, valguskiirte mõju.
Kuid taimedes sisalduv klorofüll on kõigi eelnimetatute suhtes vastupidav.
Kloroplastid
Klorofülli taimed sisaldavad 1% kuivainet. Seda võib leida spetsiaalsetes rakuorganellides - plastiidides, mis näitab selle ebaühtlast jaotumist taimes. Rohelist värvi ja klorofülli sisaldavate rakkude plastiide nimetatakse kloroplastideks.
H2O sisaldus kloroplastides on vahemikus 58–75%, kuivainesisaldus koosneb valkudest, lipiididest, klorofüllist ja karotenoididest.
Klorofülli funktsioonid
Teadlased on avastanud hämmastava sarnasuse inimvere peamise hingamisteede komponendi klorofülli ja hemoglobiini molekulide paigutuses. Erinevus seisneb selles, et keskel asuvas näpitsa ühenduskohas asub magneesium taimset päritolu pigmendis ja raud hemoglobiinis.
Fotosünteesi käigus neelab planeedi taimestik süsihappegaasi ja eraldab hapnikku. Siin on veel üks suurepärane klorofülli funktsioon. Aktiivsuse poolest võib seda võrrelda hemoglobiiniga, kuid mõju inimkehale on mõnevõrra suurem.
Klorofüll on taimne pigment, mis on valgustundlik ja kaetud rohelisega. Järgmiseks tuleb fotosüntees, mille käigus selle mikroosakesed muudavad taimerakkudes neelatud päikeseenergia keemiliseks energiaks.
Võib jõuda järgmistele järeldustele, et fotosüntees on protsesspäikeseenergia muundamine. Kui usaldate tänapäevast teavet, siis on märgatud, et orgaaniliste ainete süntees süsinikdioksiidist ja veest valgusenergia abil laguneb kolmeks etapiks.
1. etapp
See faas saavutatakse vee fotokeemilise lagunemise protsessis klorofülli abil. Molekulaarne hapnik vabaneb.
2. etapp
Siin on mitu redoksreaktsiooni. Nad kasutavad tsütokroomide ja teiste elektronide kandjate aktiivset abi. Reaktsioon toimub tänu valgusenergiale, mille elektronid kannavad veest NADPH-sse ja moodustavad ATP. Siin salvestatakse valgusenergiat.
etapp 3
Juba moodustunud NADPH ja ATP kasutatakse süsinikdioksiidi muundamiseks süsivesikuteks. Neeldunud valgusenergia osaleb 1. ja 2. etapi reaktsioonides. Viimase, kolmanda reaktsioonid toimuvad ilma valguse osaluseta ja neid nimetatakse tumedateks.
Fotosüntees on ainus bioloogiline protsess, mis toimub vaba energia suurenemisega. Pakub otseselt või kaudselt kättesaadavat keemiaettevõtet kahejalgsetele, tiivulistele, tiibadeta, neljajalgsetele ja teistele Maal elavatele organismidele.
Hemoglobiin ja klorofüll
Hemoglobiini ja klorofülli molekulidel on keeruline, kuid samas sarnane aatomstruktuur. Nende struktuuris on tavaline profiin - väikeste rõngaste rõngas. Erinevus ilmneb profiiniga seotud protsessides ja sees asuvates aatomites: raua aatom (Fe) hemoglobiinis, klorofüllismagneesium (Mg).
Klorofüll ja hemoglobiin on struktuurilt sarnased, kuid moodustavad erineva valgustruktuuri. Magneesiumi aatomi ümber moodustub klorofüll ja raua ümber hemoglobiin. Kui võtate vedela klorofülli molekuli ja ühendate lahti fütooli saba (20 süsinikuahel), muudate magneesiumiaatomi rauaks, siis muutub pigmendi roheline värv punaseks. Tulemuseks on valmis hemoglobiini molekul.
Klorofüll imendub lihts alt ja kiiresti tänu just sellisele sarnasusele. Toetab hästi organismi hapnikunälga korral. See küllastab verd vajalike mikroelementidega, siit transpordib eluks olulisemad ained paremini rakkudesse. Toimub õigeaegne loodusliku ainevahetuse käigus tekkivate jääkainete, toksiinide, jääkainete vabanemine. Mõjub uinuvatele leukotsüütidele, äratades neid.
Kirjeldatud kangelane, ilma hirmu ja etteheiteta, kaitseb, tugevdab rakumembraane ja aitab sidekoel taastuda. Klorofülli eelised hõlmavad haavandite, erinevate haavade ja erosioonide kiiret paranemist. Parandab immuunfunktsiooni, tõstab esile võime peatada DNA molekulide patoloogilisi häireid.
Positiivne suundumus nakkushaiguste ja külmetushaiguste ravis. See ei ole kogu vaadeldava aine heade tegude loetelu.
