De ce iarba, precum și frunzele de pe copaci și tufișuri, sunt verzi? Totul tine de clorofila. Puteți lua o frânghie puternică de cunoștințe și puteți face o cunoștință puternică cu el.
Istorie
Să facem o scurtă excursie în trecutul relativ recent. Joseph Bieneme Cavantou și Pierre Joseph Pelletier sunt cei cu care să strângă mâna. Oamenii de știință au încercat să separe pigmentul verde de frunzele diferitelor plante. Eforturile au fost încununate cu succes în 1817.
Pigmentul a fost numit clorofilă. Din grecescul chloros, verde, și phyllon, frunză. Indiferent de cele de mai sus, la începutul secolului al XX-lea, Mikhail Tsvet și Richard Wilstetter au ajuns la concluzia că se dovedește că clorofila conține mai multe componente.
Suflecându-și mânecile, Willstetter s-a pus pe treabă. Purificarea și cristalizarea au scos la iveală două componente. Au fost numite pur și simplu alfa și beta (a și b). Pentru munca sa în domeniul cercetării acestei substanțe în 1915, i s-a acordat solemn Premiul Nobel.
În 1940, Hans Fischer a propus lumii structura finală a clorofilei „a”. Regele sintezei Robert Burns Woodward și câțiva oameni de știință din America au obținut clorofilă nenaturală în 1960. Și astfel s-a deschis vălul secretului - apariția clorofilei.
Chimicproprietăți
Formula
Clorofilei, determinată din indicatorii experimentali, arată astfel: C55H72O5N4Mg. Designul include acid dicarboxilic organic (clorofilin), precum și alcooli metilici și fitolici. Clorofilina este un compus organometalic înrudit cu porfirinele de magneziu și conține azot.
COOH
MgN4OH30C32
COOH
Clorofila este listată ca ester datorită faptului că părțile rămase de alcool metilic sunt CH3OH și fitol C20H 39OH a înlocuit hidrogenul grupărilor carboxil.
Mai sus este formula structurală a clorofilei alfa. Privind-o cu atenție, puteți vedea că beta-clorofila are încă un atom de oxigen, dar doi atomi de hidrogen mai puțin (grupul CHO în loc de CH3). Prin urmare, greutatea moleculară a alfa-clorofilei este mai mică decât cea a beta.
Magneziul s-a stabilit în mijlocul particulei substanței care ne interesează. Se combină cu 4 atomi de azot din formațiunile de pirol. Sistemul de legături duble elementare și alternante poate fi observat în legăturile pirolice.
Formarea cromoforului, care se încadrează cu succes în compoziția clorofilei - acesta este N. Face posibilă absorbția razelor individuale ale spectrului solar și culoarea acestuia, indiferent de faptul că în timpul zilei soarele arde ca un flacără, iar seara arată ca cărbuni mocniți.
Să trecem la dimensiune. Miezul porfirinei are un diametru de 10 nm, fragmentul de fitol s-a dovedit a avea 2 nm lungime. În nucleu, clorofila este de 0,25 nm, întremicroparticule de grupări de azot pirol.
Aș dori să notez că atomul de magneziu, care face parte din clorofilă, are doar 0,24 nm în diametru și umple aproape complet spațiul liber dintre atomii grupărilor pirolice de azot, care ajută la miezul molecula să fie mai puternică.
Se poate concluziona că clorofila (a și b) constă din două componente sub denumirea simplă alfa și beta.
Clorofilă a
Masa relativă a moleculei este 893,52. Microcristale de culoare neagră cu o nuanță albastră sunt create în șederea separată. La o temperatură de 117-120 de grade Celsius, se topesc și se transformă într-un lichid.
În etanol, aceleași cloroforme, în acetonă și benzeni se dizolvă ușor. Rezultatele capătă o culoare albastru-verde și au o trăsătură distinctivă - fluorescență roșie bogată. Puțin solubil în eter de petrol. Nu înfloresc deloc în apă.
Formula clorofilei alfa: C55H72O5N 4Mg. Substanța din structura sa chimică este clasificată ca un clor. În inel, fitolul este atașat de acidul propionic, și anume de reziduul acestuia.
Unele organisme vegetale, în loc de clorofila a, formează analogul acesteia. Aici, gruparea etil (-CH2-CH3) din inelul pirol II a fost înlocuită cu una de vinil (-CH=CH 2). O astfel de moleculă conține prima grupare de vinil din inelul unu, a doua din inelul doi.
Clorofilă b
Formula
Clorofilă-beta este următoarea: C55H70O6N 4Mg. Greutatea moleculară a unei substanțeeste 903. La atomul de carbon C3 din inelul pirolic doi, există puțin alcool lipsit de hidrogen –H-C=O, care are o culoare galbenă. Aceasta este diferența față de clorofila a.
Îndrăznim să observăm că mai multe tipuri de clorofile rezidă în părți permanente speciale ale celulei, vitale pentru existența ei ulterioară, plastide-cloroplaste.
Clorofile c și d
Clorofilă c. Porfirina clasică este ceea ce face ca acest pigment să fie diferit.
În algele roșii, clorofila d. Unii se îndoiesc de existența lui. Se crede că este doar un produs de degenerare al clorofilei a. În acest moment, putem spune cu încredere că clorofila cu litera d este principalul colorant al unor procariote fotosintetice.
Proprietățile clorofilei
După cercetări îndelungate, au apărut dovezi că există o diferență în caracteristicile clorofilei prezente în plantă și extrase din aceasta. Clorofila din plante este legată de proteine. Următoarele observații mărturisesc acest lucru:
- Spectrul de absorbție al clorofilei dintr-o frunză este diferit în comparație cu cea extrasă.
- Este nerealist să obțineți subiectul descrierii de la plante uscate cu alcool pur. Extracția se desfășoară în siguranță cu frunzele bine umezite, sau apa trebuie adăugată la alcool. Ea este cea care descompune proteina asociată cu clorofila.
- Materialul scos din frunzele plantelor este distrus rapid subinfluența oxigenului, acidului concentrat, razelor de lumină.
Dar clorofila din plante este rezistentă la toate cele de mai sus.
Cloroplaste
Plantele cu clorofilă conțin 1% substanță uscată. Poate fi găsit în organele celulare speciale - plastide, care arată distribuția sa neuniformă în plantă. Plastidele celulelor care sunt colorate în verde și au clorofilă în ele se numesc cloroplaste.
Cantitatea de H2O din cloroplaste variază de la 58 la 75%, conținutul de substanță uscată constă din proteine, lipide, clorofilă și carotenoide.
Funcții clorofilei
Oamenii de știință au descoperit o asemănare uimitoare în aranjarea moleculelor de clorofilă și hemoglobină, principala componentă respiratorie a sângelui uman. Diferența constă în faptul că, în joncțiunea cleștilor din mijloc, magneziul este localizat în pigmentul de origine vegetală, iar fierul este localizat în hemoglobină.
În timpul fotosintezei, vegetația planetei absoarbe dioxidul de carbon și eliberează oxigen. Iată o altă funcție grozavă a clorofilei. În ceea ce privește activitatea, aceasta poate fi comparată cu hemoglobina, dar impactul asupra corpului uman este ceva mai mare.
Clorofila este un pigment vegetal sensibil la lumină și acoperit cu verde. Urmează fotosinteza, în care microparticulele sale transformă energia soarelui absorbită de celulele vegetale în energie chimică.
Se poate ajunge la următoarele concluzii că fotosinteza este un procesconversia energiei solare. Dacă aveți încredere în informațiile moderne, s-a observat că sinteza substanțelor organice din dioxid de carbon gazos și apă folosind energia luminoasă este descompusă în trei etape.
Etapa 1
Această fază se realizează în procesul de descompunere fotochimică a apei, cu ajutorul clorofilei. Oxigenul molecular este eliberat.
Etapa 2
Există mai multe reacții redox aici. Aceștia beneficiază de asistența activă a citocromilor și a altor purtători de electroni. Reacția are loc datorită energiei luminoase transferate de electroni din apă în NADPH și formând ATP. Energia luminoasă este stocată aici.
Etapa 3
NADPH și ATP deja formate sunt folosite pentru a transforma dioxidul de carbon în carbohidrați. Energia luminoasă absorbită este implicată în reacțiile fazei 1 și 2. Reacțiile ultimului, al treilea, au loc fără participarea luminii și se numesc întuneric.
Fotosinteza este singurul proces biologic care are loc odată cu creșterea energiei libere. Oferă în mod direct sau indirect o întreprindere chimică disponibilă bipedelor, înaripate, fără aripi, patrupede și altor organisme care trăiesc pe pământ.
Hemoglobină și clorofilă
Moleculele de hemoglobină și clorofilă au o structură atomică complexă, dar în același timp similară. Obișnuit în structura lor este un profin - un inel de inele mici. Diferența se vede în procesele atașate profinului, și în atomii aflați în interior: atomul de fier (Fe) în hemoglobină, în clorofilă.magneziu (Mg).
Clorofila și hemoglobina sunt similare ca structură, dar formează structuri proteice diferite. Clorofila se formează în jurul atomului de magneziu, iar hemoglobina se formează în jurul fierului. Dacă luați o moleculă de clorofilă lichidă și deconectați coada fitolului (lanțul de 20 de atomi de carbon), schimbați atomul de magneziu în fier, atunci culoarea verde a pigmentului va deveni roșie. Rezultatul este o moleculă de hemoglobină finită.
Clorofila este ușor și rapid absorbită, datorită unei asemenea asemănări. Susține bine un organism în lipsa de oxigen. Saturează sângele cu oligoelementele necesare, de aici transportă mai bine cele mai importante substanțe pentru viață către celule. Există o eliberare în timp util a deșeurilor, a toxinelor, a deșeurilor rezultate din metabolismul natural. Are efect asupra leucocitelor latente, trezindu-le.
Eroul descris, fără teamă sau reproș, protejează, întărește membranele celulare și ajută țesutul conjunctiv să se recupereze. Meritele clorofilei includ vindecarea rapidă a ulcerelor, diferitelor răni și eroziuni. Îmbunătățește funcția imunitară, a evidențiat capacitatea de a opri tulburările patologice ale moleculelor de ADN.
O tendință pozitivă în tratamentul bolilor infecțioase și răcelilor. Aceasta nu este întreaga listă de fapte bune ale substanței luate în considerare.
