Эмне үчүн чөптөр, ошондой эле дарактардагы жана бадалдардагы жалбырактар жашыл? Мунун баары хлорофиллге байланыштуу. Сиз билимдин жибин бекем алып, аны менен бекем тааныша аласыз.
Тарых
Келгиле, салыштырмалуу жакынкы өткөнгө кыскача экскурсия жасайлы. Жозеф Биенем Каванту жана Пьер Жозеф Пеллетье кол алыша тургандар. Илимдин адамдары жашыл пигментти түрдүү өсүмдүктөрдүн жалбырактарынан бөлүүгө аракет кылышкан. Аракет 1817-жылы ийгиликке жеткен.
Пигмент хлорофилл деп аталды. Грекче хлорос, жашыл жана филон, жалбырак. Жогоруда айтылгандарга карабастан, 20-кылымдын башында Михаил Цвет жана Ричард Вилстеттер хлорофиллдин курамында бир нече компоненттер бар экен деген жыйынтыкка келишкен.
Жеңин түрүп, Уилстеттер ишке киришти. Тазалоо жана кристаллдаштыруу эки компонентти ачып берди. Алар жөн гана альфа жана бета (а жана б) деп аталган. Бул затты изилдөө жаатындагы эмгеги үчүн 1915-жылы ага Нобель сыйлыгы салтанаттуу түрдө ыйгарылган.
1940-жылы Ганс Фишер «а» хлорофиллинин акыркы түзүлүшүн дүйнөгө сунуш кылган. Синтез падышасы Роберт Бернс Вудворд жана Америкадан келген бир нече окумуштуулар 1960-жылы табигый эмес хлорофиллди алышкан. Ошентип сырдын пардасы ачылды - хлорофиллдин пайда болушу.
Химиялыккасиеттери
Тажрыйбалык индикаторлордон аныкталган хлорофилл формуласы төмөнкүдөй көрүнөт: C55H72O5N4Mg. Дизайнга органикалык дикарбон кислотасы (хлорофиллин), ошондой эле метил жана фитол спирттери кирет. Хлорофиллин магний порфириндерине тиешелүү металлорганикалык кошулма жана азотту камтыйт.
COOH
MgN4OH30C32
COOH
Метил спиртинин калган бөлүктөрү CH3OH жана фитол C20H болгондуктан, хлорофилл эфир катары көрсөтүлгөн. 39OH карбоксил топторунун суутекин алмаштырды.
Жогоруда хлорофилл альфанын структуралык формуласы. Аны кылдаттык менен карап көрсөңүз, бета-хлорофиллдин дагы бир кычкылтек атому бар, бирок эки азыраак суутек атому бар экенин көрө аласыз (CH3 ордуна CHO тобу). Демек, альфа-хлорофиллдин молекулалык салмагы бетадан төмөн.
Магний бизди кызыктырган заттын бөлүкчөсүнүн ортосуна жайгашты. Ал пирролдук түзүлүштөрдүн 4 азот атому менен биригет. Пиролдук байланыштарда элементардык жана алмашкан кош байланыштар системасын байкоого болот.
Хлорофиллдин составына ийгиликтүү кирген хромофордун пайда болушу - бул N. Бул күн спектринин айрым нурларын жана анын түсүн сиңирүүгө мүмкүндүк берет, күн бою күн күйүп турганына карабастан жалын, ал эми кечинде ал күйүп жаткан көмүргө окшош.
Өлчөмгө өтөлү. Порфириндин өзөгү диаметри 10 нм, фитол фрагменти 2 нм узун болуп чыкты. Ядродо хлорофилл 0,25 нм, ортосундапирролдук азот топторунун микробөлүкчөлөрү.
Мен хлорофиллдин курамына кирген магний атомунун диаметри болгону 0,24 нм жана азоттун пиррол топторунун атомдорунун ортосундагы бош мейкиндикти дээрлик толугу менен толтургандыгын белгилегим келет, бул азоттун өзөгүнө жардам берет. молекула күчтүүрөөк болушу үчүн.
Хлорофилл (а жана б) альфа жана бета деген жөнөкөй аталыштагы эки компоненттен турат деген тыянак чыгарууга болот.
Хлорофилл a
Молекуланын салыштырмалуу массасы 893,52. Бөлүнгөн бөлүктө көк түстөгү кара түстөгү микрокристаллдар түзүлөт. 117-120 градус Цельсий температурасында алар эрип суюктукка айланат.
Этанолдо ошол эле хлороформдор, ацетондо жана бензолдор тез эрийт. Натыйжалар көк-жашыл түскө ээ болуп, айырмалоочу өзгөчөлүгү бар - бай кызыл флуоресценция. Нефть эфиринде начар эрийт. Алар сууда такыр гүлдөшпөйт.
Хлорофилл альфа формуласы: C55H72O5N 4Mg. Химиялык түзүлүшүндөгү зат хлор катары классификацияланат. Шакектин ичинде фитол пропион кислотасына, тактап айтканда, анын калдыгына кошулат.
Кээ бир өсүмдүк организмдери хлорофилл а ордуна анын аналогун түзөт. Бул жерде II пирролдук шакекчедеги этил тобу (-CH2-CH3) винил тобуна алмаштырылган (-CH=CH 2). Мындай молекула биринчи винил тобун биринчи шакекчеде, экинчисин экинчи шакекчеде камтыйт.
Хлорофилл b
Хлорофилл-бета формуласы төмөнкүдөй: C55H70O6N 4Mg. Заттын молекулалык салмагы903. Көмүртек атомунун C3 экинчи пирролдук шакекчесинде сары түскө ээ болгон суутексиз –H-C=O бир аз спирт бар. Бул хлорофилл адан айырмасы.
Бир нече типтеги хлорофиллдер клетканын өзгөчө туруктуу бөлүктөрүндө, анын мындан аркы жашоосу үчүн өтө маанилүү болгон пластид-хлоропласттарда жашаарын белгилей кетели.
Хлорофиллдер c жана d
Хлорофилл с. Бул пигменттин өзгөчөлүгү классикалык порфирин.
Кызыл балырларда хлорофилл д. Кээ бирөөлөр анын бар экенинен күмөн санашат. Бул хлорофилл а дегенерация продуктусу гана деп эсептелет. Азыркы учурда д тамгасы бар хлорофилл кээ бир фотосинтетикалык прокариоттордун негизги боёгу болуп саналат деп ишенимдүү айта алабыз.
Хлорофиллдин касиеттери
Узакка созулган изилдөөлөрдөн кийин, өсүмдүктө бар жана андан алынган хлорофиллдин мүнөздөмөлөрүндө окшош эмес экени далилденди. Өсүмдүктөрдөгү хлорофилл белок менен байланышкан. Буга төмөнкү байкоолор күбө:
- Жалбырактардагы хлорофиллдин сиңирүү спектри алынганга салыштырмалуу башкача.
- Таза спирт менен кургатылган өсүмдүктөрдөн сүрөттөө предметин алуу реалдуу эмес. Экстракция жакшы нымдалган жалбырактары менен аман-эсен жүрөт, же спиртке суу кошуу керек. Ал хлорофилл менен байланышкан протеинди талкалайт.
- Өсүмдүк жалбырактарынан сууруп алынган материал астында тез бузулаткычкылтектин, концентрацияланган кислотанын, жарык нурларынын таасири.
Бирок өсүмдүктөрдөгү хлорофилл жогоруда айтылгандардын баарына туруштук берет.
Хлоропласттар
Хлорофилл өсүмдүктөрүндө 1% кургак зат бар. Ал өзгөчө клетка органеллдеринде - пластиддерде кездешет, бул өсүмдүктө анын бирдей эмес таралышын көрсөтөт. Жашыл түстөгү жана курамында хлорофилл бар клеткалардын пластиддери хлоропласт деп аталат.
Хлоропласттардагы H2O өлчөмү 58% дан 75%ке чейин, кургак заттын курамы белоктордон, липиддерден, хлорофиллден жана каротиноиддерден турат.
Хлорофилл функциялары
Окумуштуулар адамдын канынын негизги дем алуу органы болгон хлорофилл менен гемоглобин молекулаларынын тизилишинде укмуштуудай окшоштук ачышты. Айырмачылыгы ортодогу кычкач түйүнүндө магний өсүмдүк тектүү пигментте, ал эми темир гемоглобинде жайгашкан.
Фотосинтез учурунда планетанын өсүмдүктөрү көмүр кычкыл газын сиңирип, кычкылтек бөлүп чыгарат. Бул жерде хлорофиллдин дагы бир чоң кызматы. Активдүүлүгү боюнча аны гемоглобин менен салыштырууга болот, бирок адамдын организмине тийгизген таасири бир аз чоңураак.
Хлорофилл жарыкка сезгич жана жашыл түс менен капталган өсүмдүк пигменти. Андан кийин фотосинтез келет, анын микробөлүкчөлөрү өсүмдүк клеткалары сиңирген күндүн энергиясын химиялык энергияга айландырышат.
Фотосинтез процесс деген тыянак чыгарууга болоткүн энергиясын өзгөртүү. Заманбап маалыматка ишенсеңиз, жарык энергиясын пайдалануу менен көмүр кычкыл газы менен суудан органикалык заттардын синтези үч этапка бөлүнөрү байкалган.
Этап 1
Бул фаза хлорофиллдин жардамы менен суунун фотохимиялык ажыроо процессинде ишке ашат. Молекулярдык кычкылтек бөлүнүп чыгат.
2-этап
Бул жерде бир нече редокс реакциялары бар. Алар цитохромдордун жана башка электрон алып жүрүүчүлөрдүн активдүү жардамын алышат. Реакция электрондор тарабынан суудан NADPHге өтүп, АТФ пайда болгон жарык энергиясынын эсебинен жүрөт. Бул жерде жарык энергиясы сакталат.
Этап 3
NADPH жана буга чейин түзүлгөн ATP көмүр кычкыл газын углеводго айландыруу үчүн колдонулат. Жутулган жарык энергиясы 1-2-баскычтагы реакцияларга катышат. Акыркы, үчүнчү реакциялар жарыктын катышуусуз ишке ашат жана караңгы деп аталат.
Фотосинтез – бул бош энергиянын көбөйүшү менен болгон жалгыз биологиялык процесс. Жер бетинде жашаган эки буттуу, канаттуу, канатсыз, төрт аяктуу жана башка организмдерди түз же кыйыр түрдө химиялык өндүрүш менен камсыз кылат.
Гемоглобин жана хлорофилл
Гемоглобин жана хлорофилл молекулалары татаал, бирок ошол эле учурда окшош атомдук түзүлүшкө ээ. Алардын структурасында кеңири таралган профин - кичинекей шакекчелердин шакеги. Айырмачылык профинге кошулган процесстерде жана анын ичинде жайгашкан атомдордо байкалат: гемоглобиндеги темир атому (Fe), хлорофиллдеги.магний (мг).
Хлорофилл жана гемоглобин түзүлүшү боюнча окшош, бирок ар кандай белок структураларын түзөт. Магний атомунун айланасында хлорофилл, темирдин айланасында гемоглобин пайда болот. Эгерде сиз суюк хлорофиллдин молекуласын алып, фитол куйругун (20 көмүртек чынжырын) ажыратсаңыз, магний атомун темирге алмаштырсаңыз, анда пигменттин жашыл түсү кызылга айланат. Натыйжада даяр гемоглобин молекуласы.
Хлорофилл дал ушундай окшоштуктун аркасында оңой жана тез сиңет. Кычкылтек ачарчылыкта организмди жакшы колдойт. Ал канды керектүү микроэлементтер менен каныктырат, бул жерден клеткаларга жашоо үчүн эң керектүү заттарды жакшыраак ташыйт. Табигый зат алмашуунун натыйжасында пайда болгон калдыктар, токсиндер, калдыктар өз убагында чыгарылат. Уктап жаткан лейкоциттерге таасирин тийгизип, аларды ойготот.
Сүрөттөлгөн баатыр коркпостон жана жемелебестен клетка мембранасын коргойт, бекемдейт жана тутумдаштыргыч ткандын калыбына келишине жардам берет. Хлорофиллдин артыкчылыгы жаралардын, ар кандай жаралардын жана эрозиялардын тез айыгышын камтыйт. Иммундук функцияны жакшыртат, ДНК молекулаларынын патологиялык бузулууларын токтотууга жөндөмдүү.
Инфекциялык жана суук тийүүнү дарылоодогу оң тенденция. Бул каралып жаткан заттын жакшы иштеринин толук тизмеси эмес.
