Otların, eləcə də ağacların və kolların yarpaqları niyə yaşıldır? Hər şey xlorofillə bağlıdır. Siz güclü bilik ipini götürüb onunla möhkəm tanış ola bilərsiniz.
Tarix
Nisbətən yaxın keçmişə qısa bir ekskursiya edək. Joseph Bieneme Cavantou və Pierre Joseph Pelletier əl sıxanlardır. Elm adamları müxtəlif bitkilərin yarpaqlarından yaşıl piqmenti ayırmağa çalışıblar. Səylər 1817-ci ildə uğur qazandı.
Piqmentə xlorofil adı verildi. Yunan chloros, yaşıl və phyllon, yarpaq. Yuxarıda göstərilənlərdən asılı olmayaraq, 20-ci əsrin əvvəllərində Mixail Tsvet və Richard Wilstetter belə nəticəyə gəldilər ki, xlorofilin tərkibində bir neçə komponent var.
Qollarını yuxarı çıxaran Willstetter işə başladı. Təmizləmə və kristallaşma iki komponenti aşkar etdi. Onlar sadəcə alfa və beta (a və b) adlanırdı. 1915-ci ildə bu maddənin tədqiqi sahəsindəki işinə görə o, təntənəli şəkildə Nobel mükafatına layiq görüldü.
1940-cı ildə Hans Fişer "a" xlorofilinin son quruluşunu dünyaya təklif etdi. Sintez kralı Robert Burns Vudvord və Amerikadan bir neçə alim 1960-cı ildə qeyri-təbii xlorofil əldə etdilər. Beləliklə, məxfilik pərdəsi açıldı - xlorofilin görünüşü.
Kimyəvixassələr
Eksperimental göstəricilərlə müəyyən edilmiş xlorofil formulası belə görünür: C55H72O5N4Mg. Dizayna üzvi dikarboksilik turşu (xlorofillin), həmçinin metil və fitol spirtləri daxildir. Xlorofilin maqnezium porfirinləri ilə əlaqəli orqanometal birləşmədir və azot ehtiva edir.
COOH
MgN4OH30C32
COOH
Metil spirtinin qalan hissələrinin CH3OH və fitol C20H olması səbəbindən xlorofil ester kimi siyahıya alınmışdır. 39OH karboksil qruplarının hidrogenini əvəz etdi.
Yuxarıda xlorofil alfanın struktur formuludur. Diqqətlə baxdıqda, beta-xlorofilin daha bir oksigen atomuna, lakin iki az hidrogen atomuna (CH3 əvəzinə CHO qrupu) malik olduğunu görə bilərsiniz. Beləliklə, alfa-xlorofilin molekulyar çəkisi betadan daha aşağıdır.
Maqnezium bizim üçün maraqlı olan maddənin zərrəciyinin ortasına çökdü. Pirol formasiyalarının 4 azot atomu ilə birləşir. Pirol bağlarında elementar və alternativ qoşa bağlar sistemi müşahidə oluna bilər.
Xlorofilin tərkibinə uğurla daxil olan xromofor əmələ gəlməsi - bu N. Bu, gün ərzində günəşin yanma kimi yanmasından asılı olmayaraq, günəş spektrinin və onun rənginin ayrı-ayrı şüalarını udmağa imkan verir. alov, axşam isə yanan kömürlərə bənzəyir.
Ölçüyə keçək. Porfirin nüvəsinin diametri 10 nm, fitol parçasının uzunluğu 2 nm olduğu ortaya çıxdı. Nüvədə xlorofil 0,25 nm, arasındadırpirrol azot qruplarının mikrohissəcikləri.
Qeyd etmək istərdim ki, xlorofilin bir hissəsi olan maqnezium atomunun diametri cəmi 0,24 nm-dir və azotun pirrol qruplarının atomları arasındakı boş yeri demək olar ki, tamamilə doldurur, bu da azotun nüvəsinə kömək edir. molekulun daha güclü olması.
Belə nəticəyə gəlmək olar ki, xlorofil (a və b) alfa və beta sadə adı altında iki komponentdən ibarətdir.
Xlorofil a
Molekulun nisbi kütləsi 893,52-dir. Ayrılmış qalıcıda qara rəngli mavi rəngli mikrokristallar yaranır. 117-120 dərəcə Selsi temperaturda onlar əriyir və mayeyə çevrilirlər.
Etanolda eyni xloroformlar, asetonda və benzollar asanlıqla həll olunur. Nəticələr mavi-yaşıl rəng alır və fərqli xüsusiyyətə malikdir - zəngin qırmızı flüoresan. Neft efirində zəif həll olunur. Suda heç çiçək açmırlar.
Xlorofil alfa düsturu: C55H72O5N 4Mg. Kimyəvi quruluşuna görə maddə xlor kimi təsnif edilir. Halqada fitol propion turşusuna, yəni onun qalığına bağlanır.
Bəzi bitki orqanizmləri, xlorofil a əvəzinə onun analoqunu təşkil edir. Burada II pirol halqasındakı etil qrupu (-CH2-CH3) vinillə əvəz edilmişdir (-CH=CH 2). Belə molekul birinci halqada birinci vinil qrupunu, ikinci halqada ikincisini ehtiva edir.
Xlorofil b
Xlorofil-beta formulu aşağıdakı kimidir: C55H70O6N 4Mg. Maddənin molekulyar çəkisi903-dür. Pirol halqasında iki karbon atomu C3, sarı rəngə malik olan hidrogendən məhrum bir az spirt –H-C=O var. Bu, xlorofil a-dan fərqdir.
Qeyd edək ki, bir neçə növ xlorofil hüceyrənin sonrakı mövcudluğu üçün həyati əhəmiyyət kəsb edən xüsusi daimi hissələrində, plastid-xloroplastlarda yerləşir.
Xlorofillər c və d
Xlorofil c. Bu piqmenti fərqli edən klassik porfirindir.
Qırmızı yosunlarda xlorofil d. Bəziləri onun varlığına şübhə edirlər. Bunun yalnız xlorofil a-nın degenerasiya məhsulu olduğuna inanılır. Hazırda biz əminliklə deyə bilərik ki, d hərfi olan xlorofil bəzi fotosintetik prokaryotların əsas boyasıdır.
Xlorofilin xassələri
Uzun araşdırmalardan sonra bitkidə mövcud olan və ondan çıxarılan xlorofilin xüsusiyyətlərində fərqlilik olduğuna dair sübutlar ortaya çıxdı. Bitkilərdəki xlorofil zülala bağlıdır. Aşağıdakı müşahidələr buna sübutdur:
- Yarpaqdakı xlorofilin udulma spektri çıxarılandan fərqlidir.
- Təsvir mövzusunu təmiz spirtlə qurudulmuş bitkilərdən almaq qeyri-realdır. Çıxarma yaxşı nəmlənmiş yarpaqlarla təhlükəsiz şəkildə davam edir və ya spirtə su əlavə edilməlidir. Xlorofillə əlaqəli proteini parçalayan odur.
- Bitki yarpaqlarından qoparılan material altında tez məhv oluroksigenin, konsentratlı turşunun, işıq şüalarının təsiri.
Bitkilərdəki xlorofil yuxarıda göstərilənlərin hamısına davamlıdır.
Xloroplastlar
Xlorofil bitkiləri 1% quru maddədən ibarətdir. Xüsusi hüceyrə orqanoidlərində - plastidlərdə tapıla bilər ki, bu da onun bitkidə qeyri-bərabər paylanmasını göstərir. Yaşıl rəngli və tərkibində xlorofil olan hüceyrələrin plastidlərinə xloroplastlar deyilir.
Xloroplastlarda H2O-nun miqdarı 58-75% arasında dəyişir, quru maddənin tərkibi zülallar, lipidlər, xlorofil və karotenoidlərdən ibarətdir.
Xlorofil Funksiyaları
Alimlər insan qanının əsas tənəffüs komponenti olan xlorofil və hemoglobin molekullarının düzülüşündə heyrətamiz oxşarlıq aşkar ediblər. Fərq ondadır ki, ortadakı sancaq qovşağında maqnezium bitki mənşəli piqmentdə, dəmir isə hemoglobində yerləşir.
Fotosintez zamanı planetin bitki örtüyü karbon qazını udur və oksigen buraxır. Budur xlorofilin başqa bir böyük funksiyası. Fəaliyyət baxımından onu hemoglobinlə müqayisə etmək olar, lakin insan orqanizminə təsirinin miqdarı bir qədər böyükdür.
Xlorofil işığa həssas olan və yaşıl rənglə örtülmüş bitki piqmentidir. Daha sonra onun mikrohissəciklərinin bitki hüceyrələri tərəfindən udulmuş günəş enerjisini kimyəvi enerjiyə çevirdiyi fotosintez gəlir.
Fotosintezin bir proses olduğuna dair aşağıdakı nəticələrə gəlmək olargünəş enerjisinin çevrilməsi. Müasir məlumatlara inanırsınızsa, işıq enerjisindən istifadə edərək karbon qazı və sudan üzvi maddələrin sintezinin üç mərhələyə bölündüyü müşahidə edilmişdir.
Mərhələ 1
Bu mərhələ suyun fotokimyəvi parçalanması prosesində, xlorofilin köməyi ilə həyata keçirilir. Molekulyar oksigen sərbəst buraxılır.
Mərhələ 2
Burada bir neçə redoks reaksiyası var. Onlar sitoxromların və digər elektron daşıyıcılarının aktiv köməyini alırlar. Reaksiya elektronlar tərəfindən sudan NADPH-ə ötürülən və ATP əmələ gətirən işıq enerjisi hesabına baş verir. İşıq enerjisi burada saxlanılır.
Mərhələ 3
NADPH və artıq əmələ gəlmiş ATP karbon dioksidi karbohidrata çevirmək üçün istifadə olunur. Udulmuş işıq enerjisi 1-ci və 2-ci mərhələlərin reaksiyalarında iştirak edir. Sonuncu, üçüncü reaksiyalar işığın iştirakı olmadan baş verir və qaranlıq adlanır.
Fotosintez artan sərbəst enerji ilə baş verən yeganə bioloji prosesdir. İkiayaqlılar, qanadlılar, qanadsızlar, dördayaqlılar və yer üzündə yaşayan digər orqanizmlər üçün birbaşa və ya dolayısı ilə mövcud kimyəvi müəssisə təmin edir.
Hemoqlobin və xlorofil
Hemoqlobin və xlorofil molekulları mürəkkəb, lakin eyni zamanda oxşar atom quruluşuna malikdir. Onların strukturunda ümumi bir profin - kiçik üzüklərdən ibarət bir halqadır. Fərq profinə bağlı proseslərdə və içəridə yerləşən atomlarda görünür: hemoglobində dəmir atomu (Fe), xlorofildə.maqnezium (Mg).
Xlorofil və hemoglobin quruluşca oxşardır, lakin fərqli zülal strukturları əmələ gətirir. Maqnezium atomunun ətrafında xlorofil, dəmirin ətrafında isə hemoglobin əmələ gəlir. Bir maye xlorofil molekulunu götürsəniz və fitol quyruğunu (20 karbon zənciri) ayırsanız, maqnezium atomunu dəmirə dəyişdirsəniz, piqmentin yaşıl rəngi qırmızıya çevriləcəkdir. Nəticə hazır hemoglobin molekuludur.
Xlorofil məhz belə oxşarlıq sayəsində asanlıqla və tez sorulur. Oksigen aclığında bir orqanizmi yaxşı dəstəkləyir. O, qanı lazımi iz elementləri ilə doyurur, buradan həyat üçün ən vacib maddələri hüceyrələrə daha yaxşı çatdırır. Təbii maddələr mübadiləsi nəticəsində yaranan tullantı materialların, toksinlərin, tullantıların vaxtında atılması var. Yatan leykositlərə təsir edir, onları oyadır.
Təsvir olunan qəhrəman qorxmadan və qınamadan hüceyrə membranlarını qoruyur, gücləndirir və birləşdirici toxumanın bərpasına kömək edir. Xlorofilin üstünlükləri arasında xoraların, müxtəlif yaraların və eroziyaların tez sağalması daxildir. İmmunitet funksiyasını yaxşılaşdırır, DNT molekullarının patoloji pozğunluqlarını dayandırmaq qabiliyyətini vurğulayır.
Yoluxucu və soyuqdəymələrin müalicəsində müsbət tendensiya. Bu, nəzərdən keçirilən maddənin yaxşı əməllərinin tam siyahısı deyil.
