Formula hlorofila i njena uloga u procesu fotosinteze

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 05:19

Zašto je trava, kao i lišće na drveću i žbunju, zeleno? Sve je u vezi hlorofila. Možete uzeti snažno uže znanja i uspostaviti snažno poznanstvo s njim.

Historija

Idemo na kratak izlet u relativno nedavnu prošlost. Joseph Bieneme Cavantou i Pierre Joseph Pelletier su oni s kojima se treba rukovati. Naučnici su pokušali da odvoje zeleni pigment iz listova raznih biljaka. Napori su krunisani uspjehom 1817.

Pigment je nazvan hlorofil. Od grčkog chloros, zeleni i phyllon, list. Bez obzira na navedeno, početkom 20. veka Mihail Cvet i Ričard Vilsteter su došli do zaključka da se ispostavilo da hlorofil sadrži nekoliko komponenti.

Zasukavši rukave, Willstetter je krenuo na posao. Pročišćavanje i kristalizacija otkrile su dvije komponente. Zvali su se jednostavno alfa i beta (a i b). Za svoj rad na polju istraživanja ove supstance 1915. godine svečano mu je dodijeljena Nobelova nagrada.

Godine 1940. Hans Fischer je predložio svijetu konačnu strukturu hlorofila "a". Kralj sinteze Robert Burns Woodward i nekoliko naučnika iz Amerike dobili su neprirodni hlorofil 1960. godine. I tako se otvorio veo tajne - pojava hlorofila.

Chemicalsvojstva

Formula hlorofila, određena na osnovu eksperimentalnih indikatora, izgleda ovako: C₅₅H₇₂O_5N4_{Mg. Dizajn uključuje organsku dikarboksilnu kiselinu (hlorofilin), kao i metil i fitol alkohole. Hlorofilin je organometalno jedinjenje povezano sa magnezijum porfirinima i sadrži azot.}

COOH

MgN₄OH₃₀C₃₂

COOH

Hlorofil je naveden kao ester zbog činjenice da su preostali dijelovi metil alkohola CH₃OH i fitol C₂₀H ₃₉OH zamenio je vodonik karboksilnih grupa.

Iznad je strukturna formula hlorofila alfa. Pažljivo gledajući, možete vidjeti da beta-hlorofil ima još jedan atom kisika, ali dva atoma vodonika manje (CHO grupa umjesto CH₃). Stoga je molekularna težina alfa-klorofila niža od beta.

Magnezijum se nataložio u sredini čestice supstance koja nas zanima. Kombinira se sa 4 atoma dušika u formacijama pirola. Sistem elementarnih i naizmjeničnih dvostrukih veza može se uočiti u pirolnim vezama.

Tvorba hromofora, koja se uspešno uklapa u sastav hlorofila - to je N. Omogućava apsorpciju pojedinačnih zraka sunčevog spektra i njegove boje, bez obzira što tokom dana sunce gori kao plamen, a uveče izgleda kao ugalj koji tinja.

Pređimo na veličinu. Porfirinsko jezgro je prečnika 10 nm, ispostavilo se da je fragment fitola dugačak 2 nm. U jezgru, hlorofil je 0,25 nm, izmeđumikročestice pirolnih azotnih grupa.

Želim napomenuti da je atom magnezija, koji je dio klorofila, prečnika samo 0,24 nm i gotovo u potpunosti ispunjava slobodni prostor između atoma pirolnih grupa dušika, koji pomaže jezgru molekul da bude jači.

Može se zaključiti da se hlorofil (a i b) sastoji od dvije komponente pod jednostavnim imenom alfa i beta.

Hlorofil a

Relativna masa molekula je 893,52 U odvojenom stazu stvaraju se mikrokristali crne boje sa plavom nijansom. Na temperaturi od 117-120 stepeni Celzijusa se tope i pretvaraju u tečnost.

U etanolu se isti hloroformi, u acetonu i benzeni lako rastvaraju. Rezultati poprimaju plavo-zelenu boju i imaju karakterističnu karakteristiku - bogatu crvenu fluorescenciju. Slabo rastvorljiv u petroleteru. U vodi uopšte ne cvetaju.

Hlorofil alfa formula: C₅₅H₇₂O₅N ₄Mg. Supstanca je po svojoj hemijskoj strukturi klasifikovana kao hlor. U prstenu je fitol vezan za propionsku kiselinu, odnosno za njen ostatak.

Neki biljni organizmi, umjesto hlorofila a, formiraju njegov analog. Ovdje je etilna grupa (-CH₂-CH₃) u II pirolnom prstenu zamijenjena vinilnom (-CH=CH _{2). Takav molekul sadrži prvu vinilnu grupu u prstenu jedan, drugu u prstenu dva.}

Chlorophyll b

Chlorophyll-beta formula je sljedeća: C₅₅H₇₀O₆N ₄Mg. Molekularna težina supstanceje 903. Na atomu ugljenika C₃ u pirolnom prstenu dva, nalazi se malo alkohola bez vodonika –H-C=O, koji ima žutu boju. Ovo je razlika od hlorofila a.

Usuđujemo se primijetiti da nekoliko tipova hlorofila boravi u posebnim stalnim dijelovima ćelije, vitalnim za njeno dalje postojanje, plastidima-hloroplastima.

Hlorofili c i d

Hlorofil c. Klasični porfirin je ono što ovaj pigment čini drugačijim.

U crvenim algama, hlorofil d. Neki sumnjaju u njegovo postojanje. Vjeruje se da je to samo proizvod degeneracije hlorofila a. Trenutno možemo sa sigurnošću reći da je hlorofil sa slovom d glavna boja nekih fotosintetskih prokariota.

Svojstva hlorofila

Nakon dugotrajnog istraživanja, pojavili su se dokazi da postoji razlika u karakteristikama hlorofila prisutnog u biljci i ekstrahiranog iz nje. Klorofil u biljkama povezan je s proteinima. O tome svjedoče sljedeća zapažanja:

1. Apsorpcioni spektar hlorofila u listu je drugačiji u poređenju sa ekstrahovanim.
2. Nerealno je dobiti predmet opisa od osušenih biljaka sa čistim alkoholom. Ekstrakcija se odvija bezbedno sa dobro navlaženim listovima ili alkoholu treba dodati vodu. Ona je ta koja razgrađuje proteine povezane sa hlorofilom.
3. Materijal izvučen iz listova biljke brzo se uništava ispoduticaj kiseonika, koncentrovane kiseline, svetlosnih zraka.

Ali hlorofil u biljkama je otporan na sve gore navedeno.

Hloroplasti

Biljke klorofila sadrže 1% suhe tvari. Može se naći u posebnim ćelijskim organelama - plastidima, što pokazuje njegovu neravnomjernu distribuciju u biljci. Plastidi ćelija koje su obojene zeleno i imaju hlorofil u sebi nazivaju se hloroplasti.

Količina H₂O u hloroplastima kreće se od 58 do 75%, sadržaj suve materije se sastoji od proteina, lipida, hlorofila i karotenoida.

Funkcije hlorofila

Naučnici su otkrili nevjerovatnu sličnost u rasporedu molekula hlorofila i hemoglobina, glavne respiratorne komponente ljudske krvi. Razlika je u tome što se u spoju kliješta u sredini magnezijum nalazi u pigmentu biljnog porijekla, a željezo u hemoglobinu.

Tokom fotosinteze, vegetacija planete apsorbuje ugljen-dioksid i oslobađa kiseonik. Evo još jedne sjajne funkcije hlorofila. U pogledu aktivnosti može se porediti sa hemoglobinom, ali je količina uticaja na ljudski organizam nešto veća.

Hlorofil je biljni pigment koji je osjetljiv na svjetlost i prekriven zelenom bojom. Zatim dolazi fotosinteza, u kojoj njene mikročestice pretvaraju energiju sunca koju apsorbuju biljne ćelije u hemijsku energiju.

Može se doći do sljedećih zaključaka da je fotosinteza proceskonverzija sunčeve energije. Ako vjerujete savremenim informacijama, primjećeno je da se sinteza organskih tvari iz plina ugljičnog dioksida i vode pomoću svjetlosne energije razlaže u tri faze.

Etapa 1

Ova faza se ostvaruje u procesu fotohemijske razgradnje vode, uz pomoć hlorofila. Oslobađa se molekularni kiseonik.

Faza 2

Ovdje postoji nekoliko redoks reakcija. Uzimaju aktivnu pomoć citokroma i drugih nosača elektrona. Reakcija se događa zbog svjetlosne energije koju elektroni prenose iz vode u NADPH i formiraju ATP. Ovdje se pohranjuje svjetlosna energija.

Etapa 3

NADPH i ATP koji su već formirani koriste se za pretvaranje ugljičnog dioksida u ugljikohidrate. Apsorbirana svjetlosna energija je uključena u reakcije 1. i 2. stupnja. Reakcije poslednje, treće, dešavaju se bez učešća svetlosti i nazivaju se tamnim.

Fotosinteza je jedini biološki proces koji se odvija sa povećanjem slobodne energije. Direktno ili indirektno pruža dostupno hemijsko preduzeće dvonošcima, krilatim, beskrilnim, četveronošcima i drugim organizmima koji žive na zemlji.

Hemoglobin i hlorofil

Molekuli hemoglobina i hlorofila imaju složenu, ali u isto vrijeme sličnu atomsku strukturu. Uobičajen u njihovoj strukturi je profin - prsten malih prstenova. Razlika se vidi u procesima vezanim za profin, iu atomima koji se nalaze unutra: atom gvožđa (Fe) u hemoglobinu, u hlorofilumagnezijum (Mg).

Hlorofil i hemoglobin su slične strukture, ali formiraju različite strukture proteina. Hlorofil se formira oko atoma magnezijuma, a hemoglobin se formira oko gvožđa. Ako uzmete molekul tekućeg klorofila i odspojite fitolni rep (lanac od 20 ugljika), promijenite atom magnezija u željezo, tada će zelena boja pigmenta postati crvena. Rezultat je gotova molekula hemoglobina.

Hlorofil se lako i brzo upija, zahvaljujući upravo takvoj sličnosti. Dobro podržava organizam pri gladovanju kiseonikom. Zasićuje krv potrebnim elementima u tragovima, odavde bolje transportuje najvažnije supstance za život do ćelija. Dolazi do pravovremenog oslobađanja otpadnih materija, toksina, otpadnih proizvoda koji nastaju prirodnim metabolizmom. Deluje na uspavane leukocite, budi ih.

Opisani junak, bez straha i prijekora, štiti, jača ćelijske membrane i pomaže vezivnom tkivu da se oporavi. Prednosti klorofila uključuju brzo zacjeljivanje čireva, raznih rana i erozija. Poboljšava imunološku funkciju, naglašava sposobnost zaustavljanja patoloških poremećaja molekula DNK.

Pozitivan trend u liječenju zaraznih i prehlada. Ovo nije cijela lista dobrih djela razmatrane supstance.