Vzorec chlorofylu a jeho úloha v procese fotosyntézy

Prečo je tráva, ako aj listy na stromoch a kríkoch zelené? Blame všetku chlorofyl. Môžete si vziať silné lano vedomostí a silne sa s ním zoznámiť.

príbeh

Poďme sa v pomerne nedávnej minulosti trochu oddýchnuť. Joseph Bieneme Cavanto a Pierre Joseph Pelletier - to je ten, kto potrebuje potriasť rukami. Muži vedy sa pokúšali oddeliť zelený pigment z listov rôznych rastlín. Úsilie bolo úspešné v roku 1817.

Pigment bol pomenovaný ako chlorofyl. Z gréckeho chlóru - zeleného a phyllonového - listu. Bez ohľadu na vyššie uvedené, na začiatku 20. storočia dospeli Michail Tsvet a Richard Wilstetter k záveru: uvádza sa, že niekoľko zložiek je zahrnutých do chlorofylu.

Roll rukávy, Willstatter nastaviť do práce. Purifikácia a kryštalizácia odhalila dve zložky. Oni boli nazývaní jednoducho, alfa a beta (a a b). Za svoju prácu v oblasti výskumu tejto látky v roku 1915 bol slávnostne udelený Nobelovu cenu.

V roku 1940 Hans Fischer navrhol celému svetu konečnú štruktúru chlorofylu "a". Kráľ syntézy Robert Burns Woodward a niekoľko vedcov z Ameriky dostali v roku 1960 neprirodzený chlorofyl. Takže sa otvoril závoj tajnosti - výskyt chlorofylu.

Chemické vlastnosti

Chlorofylový vzorec, stanovený z experimentálnych indikátorov, vyzerá takto: C ₅₅ H ₇₂ O ₅ N ₄ Mg. Štruktúra zahŕňa organickú dikarboxylovú kyselinu (chlorofylín), ako aj metylalkohol a fytol. Chlorofylín je organokovová zlúčenina, ktorá priamo súvisí s magnéziovými porfyrínmi a obsahuje dusík.

COOH

MgN40H30C32

COOH

Chlorofyl je ester vzhľadom na to, že zvyšné časti metylalkoholu CH3OH a fytolu C20H39OH nahradili vodík karboxylových skupín.

Vyššie je štruktúrny vzorec chlorofylu alfa. Pri pohľade na to pozorne vidíte, že beta-chlorofyl má viac ako jeden atóm kyslíka, ale dva atómy vodíka menej (CHO skupina namiesto CH3). Preto molekulová hmotnosť alfa-chlorofylu je nižšia ako molekulová hmotnosť beta.

Horčík bol umiestnený uprostred častíc záujmovej látky. Spája sa so 4 atómami dusíka v pyrolových formáciách. V pyrolových väzbách sa môže pozorovať systém elementárnych a striedajúcich sa dvojitých väzieb.

Tvorba chromofóru, ktorá úspešne vstúpila do zloženia chlorofylu - to je N. Umožňuje absorbovať jednotlivé lúče slnečného spektra a jeho farbu, bez ohľadu na to, že v deň slnka horí ako plameň a vo večerných hodinách vyzerá ako tmavé uhlie.

Presuňme sa na rozmery. Porfyrínové jadro s priemerom 10 nm, fytolový fragment bol dlhý 2 nm. V jadre je chlorofyl 0,25 nm, medzi mikročastami pyrolových skupín dusíka.

Chcel by som poznamenať, že atóm horčíka, ktorý je súčasťou chlorofylu, je iba 0,24 nm v priemere a takmer úplne vyplní voľný priestor medzi atómami častí pyrolového dusíka, čo pomáha jadru molekuly byť silnejšia.

Dá sa dospieť k záveru: z dvoch zložiek pod jednoduchým názvom alfa a beta, je zložený chlorofyl (a a b).

Chlorofyl a

Relatívna hmotnosť molekuly je 893,52. Vytvorte samostatné rezidenčné mikrokryštály v čiernom prevedení s modrým odtieňom. Pri teplote 117-120 stupňov Celzia sa topia a reinkarnujú do kvapaliny.

V etanole sú chloroformy rovnaké v acetóne a benzény sa ľahko rozpúšťajú. Výsledky majú modrozelenú farbu a majú charakteristickú vlastnosť - nasýtenú červenú fluorescenciu. Zle rozpustný v petroléteri. Vo vode sa nerozpúšťajú.

Vzorec chlorofylu alfa: C ₅₅ H ₇₂ O ₅ N ₄ Mg. Látka je v chemickej konštrukcii klasifikovaná ako chlór. V kruhu na kyselinu propiónovú, konkrétne na jej zvyšok, je pripojený fytol.

Niektoré rastlinné organizmy, namiesto chlorofylu a, tvoria svoj analóg. Tu bola etylová skupina (-CH2-CH3) v II pyrolovom kruhu nahradená vinylovou skupinou (-CH = CH2). Takáto molekula obsahuje prvú vinylovú skupinu v kruhu jedna, druhá v kruhu dva.

Chlorofyl b

Vzorec chlorofylu-beta má nasledujúcu formu: C ₅₅ H ₇₀ O ₆ N ₄ Mg. Molekulová hmotnosť látky je 903. Pri atóme uhlíka C3 v pyrolovom kruhu dva je detekovaný malý alkohol, zbavený vodíka-HC = O, ktorý má žltú farbu. Toto je rozdiel od chlorofylu a.

Odvažujeme sa poznamenať, že niekoľko špeciálnych typov chlorofylov sa nachádza v špeciálnych trvalých častiach bunky, ktoré sú životne dôležité pre svoju ďalšiu existenciu plastidov a chloroplastov.

Chlorofyl c a d

V kryptomonáde, dinoflagélách, ako aj v bacilariofytoch a hnedých rias, chlorofyl c. Klasický porfyrín - toto rozlišuje tento pigment.

V červených riasoch chlorofyl d. Niektorí pochybujú o existencii. Predpokladá sa, že je to len produkt degenerácie chlorofylu a. V súčasnosti môžeme s istotou povedať, že chlorofyl s písmenom d je hlavným farbivom niektorých fotosyntetických prokaryotov.

Vlastnosti chlorofylu

Po zdĺhavých štúdiách sa vyskytli dôkazy, že v charakteristike chlorofylu, ktorý je v rastline a je extrahovaný z neho, existuje rozpor. Chlorofyl v rastlinách je spojený s proteínom. Dôkazom toho sú tieto pozorovania:

1. Absorpčné spektrum chlorofylu v lístie je iné, ak ho porovnáme s extrahovaným.
2. Čistý alkohol zo sušených rastlín, objekt popisu je nerealistický. Extrakcia pokračuje bezpečne s dobre navlhčenými listami, alebo je potrebné pridať vodu do alkoholu. Je to ona, ktorá porušuje proteín viazaný na chlorofyl.
3. Materiál, predĺžený z listov rastlín, sa rýchlo zničí pod vplyvom kyslíka, koncentrovanej kyseliny, svetelných lúčov.

Ale chlorofyl v rastlinách je odolný voči všetkým vyššie uvedeným.

chloroplasty

Chlorofylové rastliny obsahujú 1% sušiny. Nachádzajú sa v špeciálnych organelách buniek - plastidov, čo ukazuje na nerovnomerné rozloženie buniek v rastline. Bunkové plastidy, farbené zelené a s chlorofylom, sa nazývajú chloroplasty.

Množstvo H20 v chloroplastoch sa pohybuje od 58 do 75%, obsah sušiny pozostáva z bielkovín, lipidov, chlorofylu a karotenoidov.

Funkcie chlorofylu

Úžasné podobnosti našli vedci v usporiadaní molekúl chlorofylu a hemoglobínu, hlavnej respiračnej zložky ľudskej krvi. Rozdiel spočíva v tom, že v lícnom kĺbe uprostred rastlinného pigmentu sa nachádza horčík a hemoglobín - železo.

V priebehu fotosyntézy vegetácia planéty absorbuje oxid uhličitý a uvoľňuje kyslík. Tu je ďalšia pozoruhodná funkcia chlorofylu. Jeho aktivita môže byť porovnaná s hemoglobínom, ale množstvo expozície ľudskému organizmu je o niečo väčšie.

Chlorofyl je rastlinný pigment, citlivý na svetlo a pokrytý zelenou farbou. Nasleduje fotosyntéza, v ktorej jej mikročastice transformujú energiu slnka absorbovanú rastlinnými bunkami do chemickej energie.

Môže sa stať, že fotosyntéza je proces transformácie energie slnka. Ak dôverujete moderným informáciám, poznamenávame, že tok syntézy organických látok z oxidu uhličitého a vody s použitím svetlej energie sa rozkladá na tri stupne.

Číslo etapy 1

Táto fáza je dosiahnutá v procese fotochemického rozkladu vody pomocou chlorofylu. Uvoľňuje sa molekulárny kyslík.

Číslo etapy 2

V tejto súvislosti sa pozoruje niekoľko reakcií na redukciu oxidu uhličitého. Aktívne sa podieľajú na cytochróme a iných nosičoch elektrónov. Reakcia nastáva v dôsledku energie svetla prenesenej elektrónmi z vody do NADPH a tvorby ATP. Tu je uložená energia svetla.

Číslo etapy 3

Už vytvorené NADPH a ATP sa používajú na konverziu oxidu uhličitého na sacharidy. Absorbovaná svetelná energia sa podieľa na reakciách stupňov 1 a 2. Reakcie druhej, tretej, sa vyskytujú bez účasti svetla a sú nazývané tmavé.

Fotosyntéza je jediný biologický proces, ktorý sa odohráva s rastúcou voľnou energiou. Priamo alebo nepriamo poskytuje prístupný chemický podnik bipedov, okrídlených, bezkřídlých, štvorkoliek a iných organizmov obývajúcich zem.

Hemoglobín a chlorofyl

Molekuly hemoglobínu a chlorofylu majú komplexnú ale zároveň podobnú atómovú štruktúru. V štruktúre je spoločný profil - prsteň malých krúžkov. Rozdiel sa prejavuje v výrastkoch pripojených k profilu a v atómoch nachádzajúcich sa vnútri: atómu železa (Fe) v hemoglobíne, v horčíku chlorofylu (Mg).

Chlorofyl a hemoglobín majú podobnú štruktúru, ale tvoria rôzne proteínové štruktúry. Okolo atómu horčíka vznikol chlorofyl, okolo železo - hemoglobínu. Ak vezmete molekulu kvapalného chlorofylu a oddelíte fytolový chvost (20 uhlíkový reťazec), zmeňte atóm horčíka na železo a zelená farba pigmentu sa stáva červenou. Výsledkom je hotová molekula hemoglobínu.

Chlorofyl je vďaka tejto podobnosti ľahko a rýchlo asimilovaný. Dobre podporuje telo s hladom kyslíkom. Nasýti krv s potrebnými stopovými prvkami, a preto lepšie prenáša do buniek najdôležitejšie látky pre život. Včasné uvoľňovanie odpadových materiálov, toxínov, odpadu vyplývajúce z prirodzeného metabolizmu. Má vplyv na spánok bielych krviniek, prebúdza ich.

Popísaný hrdina bez strachu a výčitky chráni, posilňuje bunkové membrány, pomáha obnoviť spojivové tkanivo. K zásluhám chlorofylu možno pripísať rýchle hojenie vredov, rôzne rany a eróziu. Zlepšuje imunitnú prácu, je zvýraznená schopnosť zastaviť patologické porušenia molekúl DNA.

Pozitívny trend v liečbe infekčných a nachladnutí. Toto nie je celý zoznam dobrých skutkov vyšetrovanej látky.