Formula klorofila in njegova vloga v procesu fotosinteze

2024 Avtor: Angel Austin | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 05:41

Zakaj je trava, pa tudi listje na drevesih in grmovju, zeleno? Vse gre za klorofil. Lahko vzamete močno vrv znanja in se z njim močno spoznate.

Zgodovina

Pojdimo na kratek izlet v relativno nedavno preteklost. Joseph Bieneme Cavantou in Pierre Joseph Pelletier sta tista, s katerimi se je treba rokovati. Znanstveniki so poskušali ločiti zeleni pigment iz listov različnih rastlin. Prizadevanja so bila kronana z uspehom leta 1817.

Pigment je bil imenovan klorofil. Iz grškega chloros, zelena, in phyllon, list. Ne glede na navedeno sta v začetku 20. stoletja Mikhail Tsvet in Richard Wilstetter prišla do zaključka, da se izkaže, da klorofil vsebuje več komponent.

Zavihal rokave se je Willstetter lotil dela. Čiščenje in kristalizacija sta razkrila dve komponenti. Imenovali so se preprosto alfa in beta (a in b). Za svoje delo na področju raziskav te snovi leta 1915 je bil slovesno nagrajen z Nobelovo nagrado.

Leta 1940 je Hans Fischer svetu predlagal končno strukturo klorofila "a". Kralj sinteze Robert Burns Woodward in več znanstvenikov iz Amerike so leta 1960 pridobili nenaravni klorofil. In tako se je odprla tančica skrivnosti - pojav klorofila.

Kemičnalastnosti

Formula klorofila, določena iz eksperimentalnih kazalnikov, izgleda takole: C₅₅H₇₂O_5N4_{Mg. Zasnova vključuje organsko dikarboksilno kislino (klorofilin), pa tudi metilne in fitolne alkohole. Klorofilin je organokovinska spojina, ki je sorodna magnezijevim porfirinom in vsebuje dušik.}

COOH

MgN₄OH₃₀C₃₂

COOH

Klorofil je naveden kot ester zaradi dejstva, da so preostali deli metilnega alkohola CH₃OH in fitol C₂₀H ₃₉OH je nadomestil vodik karboksilnih skupin.

Zgoraj je strukturna formula klorofila alfa. Če ga natančno pogledate, lahko vidite, da ima beta-klorofil en atom več kisika, vendar dva manj vodikova atoma (skupina CHO namesto CH₃). Zato je molekulska masa alfa-klorofila nižja od beta.

Magnezij se je usedel v sredino delca snovi, ki nas zanima. Združuje se s 4 atomi dušika iz pirolnih tvorb. Sistem elementarnih in izmeničnih dvojnih vezi lahko opazimo v pirolnih vezi.

Tvorba kromofora, ki se uspešno prilega sestavi klorofila - to je N. Omogoča absorpcijo posameznih žarkov sončnega spektra in njegove barve, ne glede na to, da podnevi sonce gori kot plamen, zvečer pa je videti kot tleči premog.

Pojdimo na velikost. Porfirinsko jedro ima premer 10 nm, izkazalo se je, da je fitolni fragment dolg 2 nm. V jedru je klorofil 0,25 nm, medmikrodelci pirolnih dušikovih skupin.

Rad bi omenil, da ima atom magnezija, ki je del klorofila, le 0,24 nm v premeru in skoraj v celoti zapolni prosti prostor med atomi pirolnih skupin dušika, ki pomaga jedru da bo molekula močnejša.

Lahko sklepamo, da je klorofil (a in b) sestavljen iz dveh komponent pod preprostim imenom alfa in beta.

klorofil a

Relativna masa molekule je 893,52 V ločenem ostanku nastanejo mikrokristali črne barve z modrim odtenkom. Pri temperaturi 117-120 stopinj Celzija se stopijo in pretvorijo v tekočino.

V etanolu se zlahka raztopijo isti kloroformi, v acetonu in benzeni. Rezultati dobijo modro-zeleno barvo in imajo posebno lastnost - bogato rdečo fluorescenco. Slabo topen v petroletru. V vodi sploh ne cvetijo.

Formula klorofila alfa: C₅₅H₇₂O₅N ₄Mg. Snov v svoji kemični strukturi je razvrščena kot klor. V obroču je fitol vezan na propionsko kislino, in sicer na njen ostanek.

Nekateri rastlinski organizmi namesto klorofila a tvorijo njegov analog. Tukaj je bila etilna skupina (-CH₂-CH₃) v II pirolnem obroču zamenjana z vinilno (-CH=CH _{2). Takšna molekula vsebuje prvo vinilno skupino v prvem obroču, drugo v obroču dva.}

klorofil b

Klorofil-beta formula je naslednja: C₅₅H₇₀O₆N ₄Mg. Molekulska masa snovije 903. Pri ogljikovem atomu C₃ v pirolnem obroču dva je malo alkohola brez vodika –H-C=O, ki ima rumeno barvo. To je razlika od klorofila a.

Upamo si ugotoviti, da več vrst klorofilov prebiva v posebnih stalnih delih celice, ki so ključnega pomena za njen nadaljnji obstoj, plastidi-kloroplasti.

klorofili c in d

klorofil c. Klasični porfirin je tisto, kar naredi ta pigment drugačen.

V rdečih algah klorofil d. Nekateri dvomijo o njegovem obstoju. Menijo, da gre le za degeneracijski produkt klorofila a. Trenutno lahko samozavestno trdimo, da je klorofil s črko d glavno barvilo nekaterih fotosintetskih prokariotov.

Lastnosti klorofila

Po dolgotrajnih raziskavah so se pojavili dokazi, da obstajajo razlike v značilnostih klorofila, ki je prisoten v rastlini in je iz nje ekstrahiran. Klorofil v rastlinah je povezan z beljakovinami. O tem pričajo naslednja opažanja:

1. Absorpcijski spekter klorofila v listu je drugačen v primerjavi s ekstrahiranim.
2. Nerealno je dobiti predmet opisa iz posušenih rastlin s čistim alkoholom. Ekstrakcija poteka varno z dobro navlaženimi listi ali pa je treba alkoholu dodati vodo. Ona je tista, ki razgrajuje beljakovine, povezane s klorofilom.
3. Material, izvlečen iz rastlinskih listov, se pod njim hitro uničivpliv kisika, koncentrirane kisline, svetlobnih žarkov.

Toda klorofil v rastlinah je odporen na vse našteto.

kloroplasti

Rastline klorofila vsebujejo 1% suhe snovi. Najdemo ga v posebnih celičnih organelah - plastidih, kar kaže na njegovo neenakomerno porazdelitev v rastlini. Plastidi celic, ki so zeleno obarvani in vsebujejo klorofil, se imenujejo kloroplasti.

Količina H₂O v kloroplastih se giblje od 58 do 75%, vsebnost suhe snovi je sestavljena iz beljakovin, lipidov, klorofila in karotenoidov.

Funkcije klorofila

Znanstveniki so odkrili neverjetno podobnost v razporeditvi molekul klorofila in hemoglobina, glavne dihalne komponente človeške krvi. Razlika je v tem, da se v klešče na sredini nahaja magnezij v pigmentu rastlinskega izvora, železo pa v hemoglobinu.

Med fotosintezo rastlinstvo planeta absorbira ogljikov dioksid in sprošča kisik. Tu je še ena odlična funkcija klorofila. Po aktivnosti se lahko primerja s hemoglobinom, vendar je količina vpliva na človeško telo nekoliko večja.

Klorofil je rastlinski pigment, ki je občutljiv na svetlobo in prevlečen z zeleno. Sledi fotosinteza, pri kateri njeni mikrodelci pretvorijo energijo sonca, ki jo absorbirajo rastlinske celice, v kemično energijo.

Pridemo lahko do naslednjih zaključkov, da je fotosinteza procespretvorba sončne energije. Če zaupate sodobnim informacijam, je bilo opaženo, da se sinteza organskih snovi iz plina ogljikovega dioksida in vode z uporabo svetlobne energije razgradi na tri stopnje.

1. stopnja

Ta faza se izvede v procesu fotokemične razgradnje vode s pomočjo klorofila. Molekularni kisik se sprosti.

2. stopnja

Tukaj je več redoks reakcij. Jemljejo aktivno pomoč citokromov in drugih nosilcev elektronov. Reakcija nastane zaradi svetlobne energije, ki jo elektroni prenašajo iz vode v NADPH in tvorijo ATP. Tukaj je shranjena svetlobna energija.

3. stopnja

NADPH in ATP, ki sta že nastala, se uporabljata za pretvorbo ogljikovega dioksida v ogljikove hidrate. Absorbirana svetlobna energija je vključena v reakcije 1. in 2. stopnje. Reakcije zadnjega, tretjega, se pojavijo brez sodelovanja svetlobe in se imenujejo tema.

Fotosinteza je edini biološki proces, ki se pojavi s povečanjem proste energije. Neposredno ali posredno zagotavlja razpoložljivo kemično podjetje dvonožcem, krilatim, brezkrilnim, štirinožcem in drugim organizmom, ki živijo na zemlji.

Hemoglobin in klorofil

Molekule hemoglobina in klorofila imajo zapleteno, a hkrati podobno atomsko strukturo. Pogost v njihovi strukturi je profin - obroč majhnih obročev. Razlika je vidna v procesih, vezanih na profin, in v atomih, ki se nahajajo znotraj: atom železa (Fe) v hemoglobinu, v klorofilumagnezij (Mg).

Klorofil in hemoglobin sta po strukturi podobna, vendar tvorita različne beljakovinske strukture. Okoli magnezijevega atoma nastane klorofil, okoli železa pa hemoglobin. Če vzamete molekulo tekočega klorofila in odklopite fitolni rep (20 ogljikova veriga), spremenite atom magnezija v železo, potem bo zelena barva pigmenta postala rdeča. Rezultat je končna molekula hemoglobina.

Klorofil se zaradi takšne podobnosti zlahka in hitro absorbira. Dobro podpira organizem pri stradanju kisika. Kri nasiči s potrebnimi elementi v sledovih, od tu bolje prenaša najpomembnejše snovi za življenje v celice. Pride do pravočasnega sproščanja odpadnih snovi, toksinov, odpadnih produktov, ki so posledica naravne presnove. Učinkuje na mirujoče levkocite in jih prebuja.

Opisani junak brez strahu in očitkov ščiti, krepi celične membrane in pomaga pri okrevanju vezivnega tkiva. Prednosti klorofila vključujejo hitro celjenje razjed, različnih ran in erozij. Izboljša imunsko funkcijo, poudari sposobnost ustavljanja patoloških motenj molekul DNK.

Pozitiven trend pri zdravljenju nalezljivih in prehladov. To ni celoten seznam dobrih del obravnavane snovi.