Dlaczego trawa i liście na drzewach i krzewach są zielone? Chodzi o chlorofil. Możesz wziąć mocny sznur wiedzy i nawiązać z nim silną znajomość.
Historia
Zróbmy krótką wycieczkę do stosunkowo niedawnej przeszłości. Joseph Bieneme Cavantou i Pierre Joseph Pelletier to ci, z którymi należy uścisnąć dłoń. Ludzie nauki próbowali oddzielić zielony pigment od liści różnych roślin. Wysiłki zostały uwieńczone sukcesem w 1817 roku.
Pigment został nazwany chlorofilem. Z greckiego chloros, zielony i phyllon, liść. Niezależnie od powyższego, na początku XX wieku Michaił Tsvet i Richard Wilstetter doszli do wniosku, że okazuje się, że chlorofil zawiera kilka składników.
Podwijając rękawy, Willstetter zabrał się do pracy. Oczyszczanie i krystalizacja ujawniły dwa składniki. Nazywano je po prostu alfa i beta (a i b). Za swoją pracę w dziedzinie badań tej substancji w 1915 roku został uroczyście odznaczony Nagrodą Nobla.
W 1940 roku Hans Fischer zaproponował światu ostateczną strukturę chlorofilu "a". Król syntezy Robert Burns Woodward i kilku naukowców z Ameryki uzyskało nienaturalny chlorofil w 1960 roku. I tak otworzyła się zasłona tajemnicy - pojawienie się chlorofilu.
Chemicznewłaściwości
Formuła chlorofilu, wyznaczona na podstawie wskaźników eksperymentalnych, wygląda następująco: C55H72O5N4Mg. Projekt obejmuje organiczny kwas dikarboksylowy (chlorofilinę), a także alkohole metylowe i fitolowe. Chlorofilina jest związkiem metaloorganicznym pokrewnym porfirynom magnezowym i zawiera azot.
COOH
MgN4OH30C32
COOH
Chlorofil jest wymieniony jako ester, ponieważ pozostałe części alkoholu metylowego to CH3OH i fitol C20H 39OH zastąpił wodór grup karboksylowych.
Powyżej znajduje się wzór strukturalny chlorofilu alfa. Przyglądając mu się uważnie, można zauważyć, że beta-chlorofil ma o jeden atom tlenu więcej, ale o dwa mniej atomy wodoru (grupa CHO zamiast CH3). Stąd masa cząsteczkowa alfa-chlorofilu jest niższa niż beta.
Magnez osiadł w środku cząsteczki interesującej nas substancji. Łączy się z 4 atomami azotu formacji pirolu. W wiązaniach pirolowych można zaobserwować układ elementarnych i przemiennych wiązań podwójnych.
Formacja chromoforowa, która z powodzeniem wpasowuje się w skład chlorofilu - to N. Umożliwia pochłanianie poszczególnych promieni widma słonecznego i jego barwy, niezależnie od tego, że w ciągu dnia słońce pali się jak płomień, a wieczorem wygląda jak tlące się węgle.
Przejdźmy do rozmiaru. Rdzeń porfirynowy ma średnicę 10 nm, fragment fitolowy ma długość 2 nm. W jądrze chlorofil ma 0,25 nm, pomiędzymikrocząstki pirolowych grup azotowych.
Chciałbym zauważyć, że atom magnezu, który jest częścią chlorofilu, ma tylko 0,24 nm średnicy i prawie całkowicie wypełnia wolną przestrzeń między atomami grup pirolowych azotu, co pomaga w rdzeniu cząsteczka, aby była silniejsza.
Można wywnioskować, że chlorofil (aib) składa się z dwóch składników pod prostą nazwą alfa i beta.
Chlorofil a
Względna masa cząsteczki wynosi 893,52. W wydzielonym sztagu powstają mikrokryształy koloru czarnego z niebieskim odcieniem. W temperaturze 117-120 stopni Celsjusza topią się i zamieniają w ciecz.
W etanolu te same chloroformy, aceton i benzeny łatwo się rozpuszczają. Wyniki przybierają niebiesko-zielony kolor i mają charakterystyczną cechę - bogatą czerwoną fluorescencję. Słabo rozpuszczalny w eterze naftowym. W wodzie wcale nie kwitną.
Formuła alfa chlorofilu: C55H72O5N 4Mg. Substancja w swojej strukturze chemicznej zaliczana jest do chloru. W pierścieniu fitol jest przyłączony do kwasu propionowego, a mianowicie do jego pozostałości.
Niektóre organizmy roślinne zamiast chlorofilu a tworzą jego odpowiednik. Tutaj grupa etylowa (-CH2-CH3) w II pierścieniu pirolu została zastąpiona winylową (-CH=CH 2). Taka cząsteczka zawiera pierwszą grupę winylową w pierwszym pierścieniu, drugą w drugim.
Chlorofil b
Formuła chlorofil-beta wygląda następująco: C55H70O6N 4Mg. Masa cząsteczkowa substancjiwynosi 903. Przy atomie węgla C3 w pierścieniu pirolu dwa znajduje się trochę alkoholu pozbawionego wodoru –H-C=O, który ma żółty kolor. To jest różnica w stosunku do chlorofilu a.
Ośmielamy się zauważyć, że kilka rodzajów chlorofilów znajduje się w specjalnych stałych częściach komórki, niezbędnych do jej dalszego istnienia, plastydach-chloroplastach.
Chlorofile c i d
Chlorofil c. Klasyczna porfiryna jest tym, co wyróżnia ten pigment.
W krasnorostach, chlorofil re. Niektórzy wątpią w jego istnienie. Uważa się, że jest to jedynie produkt degeneracji chlorofilu a. W tej chwili możemy śmiało powiedzieć, że chlorofil z literą d jest głównym barwnikiem niektórych fotosyntetycznych prokariotów.
Właściwości chlorofilu
Po długich badaniach pojawiły się dowody na to, że istnieje odmienność w charakterystyce chlorofilu obecnego w roślinie i wyekstrahowanego z niej. Chlorofil w roślinach jest połączony z białkiem. Świadczą o tym następujące obserwacje:
- Widmo absorpcji chlorofilu w liściu jest inne niż w przypadku ekstrakcji.
- Nierealistyczne jest uzyskanie przedmiotu opisu z suszonych roślin za pomocą czystego alkoholu. Ekstrakcja przebiega bezpiecznie przy dobrze zwilżonych liściach lub należy dodać wodę do alkoholu. To ona rozkłada białko związane z chlorofilem.
- Materiał wyciągnięty z liści rośliny jest szybko niszczony podwpływ tlenu, stężonego kwasu, promieni świetlnych.
Ale chlorofil w roślinach jest odporny na wszystkie powyższe.
Chloroplasty
Rośliny chlorofilowe zawierają 1% suchej masy. Można go znaleźć w specjalnych organellach komórkowych - plastydach, co świadczy o jego nierównomiernym rozmieszczeniu w roślinie. Plastydy komórek, które są zabarwione na zielono i zawierają chlorofil, nazywane są chloroplastami.
Ilość H2O w chloroplastach waha się od 58 do 75%, zawartość suchej masy składa się z białek, lipidów, chlorofilu i karotenoidów.
Funkcje chlorofilowe
Naukowcy odkryli zdumiewające podobieństwo w rozmieszczeniu cząsteczek chlorofilu i hemoglobiny, głównego składnika układu oddechowego ludzkiej krwi. Różnica polega na tym, że w złączu kleszczowym pośrodku magnez znajduje się w barwniku pochodzenia roślinnego, a żelazo w hemoglobinie.
Podczas fotosyntezy roślinność planety pochłania dwutlenek węgla i uwalnia tlen. Oto kolejna wspaniała funkcja chlorofilu. Pod względem aktywności można ją porównać do hemoglobiny, ale siła oddziaływania na organizm człowieka jest nieco większa.
Chlorofil to pigment roślinny, który jest wrażliwy na światło i pokryty zielonym kolorem. Następnie następuje fotosynteza, w której mikrocząsteczki zamieniają energię słoneczną pochłoniętą przez komórki roślinne w energię chemiczną.
Można dojść do następujących wniosków, że fotosynteza to proceskonwersja energii słonecznej. Jeśli ufasz współczesnym informacjom, zauważono, że synteza substancji organicznych z gazowego dwutlenku węgla i wody przy użyciu energii świetlnej rozkłada się na trzy etapy.
Etap 1
Ta faza jest realizowana w procesie fotochemicznego rozkładu wody za pomocą chlorofilu. Uwalniany jest tlen cząsteczkowy.
Etap 2
Jest tu kilka reakcji redoks. Biorą aktywną pomoc cytochromów i innych nośników elektronów. Reakcja zachodzi dzięki energii świetlnej przenoszonej przez elektrony z wody do NADPH i tworzącej ATP. Tutaj przechowywana jest energia świetlna.
Etap 3
Utworzone już NADPH i ATP są wykorzystywane do przekształcania dwutlenku węgla w węglowodany. Pochłonięta energia świetlna bierze udział w reakcjach I i II stopnia. Reakcje ostatniej trzeciej zachodzą bez udziału światła i nazywane są ciemnymi.
Fotosynteza to jedyny proces biologiczny zachodzący wraz ze wzrostem energii swobodnej. Bezpośrednio lub pośrednio zapewnia dostępne środki chemiczne dla dwunożnych, skrzydlatych, bezskrzydłych, czworonogów i innych organizmów żyjących na Ziemi.
Hemoglobina i chlorofil
Cząsteczki hemoglobiny i chlorofilu mają złożoną, ale jednocześnie podobną budowę atomową. Powszechna w ich budowie jest profin - pierścień małych słojów. Różnicę widać w procesach przyłączonych do profiny oraz w znajdujących się w niej atomach: atomie żelaza (Fe) w hemoglobinie, w chlorofilumagnez (Mg).
Chlorofil i hemoglobina mają podobną strukturę, ale tworzą różne struktury białkowe. Chlorofil tworzy się wokół atomu magnezu, a hemoglobina wokół żelaza. Jeśli weźmiesz cząsteczkę ciekłego chlorofilu i odłączysz ogon fitolowy (łańcuch węglowy 20), zmienisz atom magnezu na żelazo, wtedy zielony kolor pigmentu zmieni się na czerwony. Rezultatem jest gotowa cząsteczka hemoglobiny.
Chlorofil jest łatwo i szybko wchłaniany dzięki właśnie takiemu podobieństwu. Dobrze wspomaga organizm przy głodzie tlenu. Nasyca krew niezbędnymi pierwiastkami śladowymi, stąd lepiej transportuje do komórek najważniejsze dla życia substancje. Na czas uwalniane są odpady, toksyny, produkty odpadowe powstałe w wyniku naturalnego metabolizmu. Działa na uśpione leukocyty, budząc je.
Opisany bohater, bez strachu i wyrzutów, chroni, wzmacnia błony komórkowe i pomaga w regeneracji tkanki łącznej. Zaletą chlorofilu jest szybkie gojenie się wrzodów, różnych ran i nadżerek. Poprawia funkcję odpornościową, podkreśla zdolność do zatrzymania patologicznych zaburzeń molekuł DNA.
Pozytywny trend w leczeniu infekcji i przeziębień. To nie jest cała lista dobrych uczynków rozważanej substancji.
