Γιατί το γρασίδι, καθώς και τα φύλλα στα δέντρα και τους θάμνους, είναι πράσινα; Είναι όλα σχετικά με τη χλωροφύλλη. Μπορείτε να πάρετε ένα γερό σχοινί γνώσης και να κάνετε μια ισχυρή γνωριμία μαζί του.
Ιστορία
Ας κάνουμε μια σύντομη εκδρομή στο σχετικά πρόσφατο παρελθόν. Ο Joseph Bieneme Cavantou και ο Pierre Joseph Pelletier είναι αυτοί που πρέπει να κάνουν χειραψία. Οι άνθρωποι της επιστήμης προσπάθησαν να διαχωρίσουν την πράσινη χρωστική ουσία από τα φύλλα διαφόρων φυτών. Οι προσπάθειες στέφθηκαν με επιτυχία το 1817.
Η χρωστική ονομάστηκε χλωροφύλλη. Από το ελληνικό chloros, πράσινο, και phyllon, φύλλο. Ανεξάρτητα από τα παραπάνω, στις αρχές του 20ου αιώνα, οι Mikhail Tsvet και Richard Wilstetter κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι αποδεικνύεται ότι η χλωροφύλλη περιέχει πολλά συστατικά.
Σηκώνοντας τα μανίκια, ο Willstetter άρχισε να δουλεύει. Ο καθαρισμός και η κρυστάλλωση αποκάλυψαν δύο συστατικά. Ονομάζονταν απλώς άλφα και βήτα (α και β). Για το έργο του στον τομέα της έρευνας αυτής της ουσίας το 1915, του απονεμήθηκε πανηγυρικά το βραβείο Νόμπελ.
Το 1940, ο Hans Fischer πρότεινε στον κόσμο την τελική δομή της χλωροφύλλης "a". Ο βασιλιάς της σύνθεσης Robert Burns Woodward και αρκετοί επιστήμονες από την Αμερική έλαβαν αφύσικη χλωροφύλλη το 1960. Και έτσι άνοιξε το πέπλο της μυστικότητας - η εμφάνιση της χλωροφύλλης.
Χημικόακίνητα
Ο τύπος χλωροφύλλης, που προσδιορίζεται από πειραματικούς δείκτες, μοιάζει με αυτό: C55H72O5N4Mg. Ο σχεδιασμός περιλαμβάνει οργανικό δικαρβοξυλικό οξύ (χλωροφυλλίνη), καθώς και μεθυλικές και φυτολικές αλκοόλες. Η χλωροφυλλίνη είναι μια οργανομεταλλική ένωση που σχετίζεται με τις πορφυρίνες μαγνησίου και περιέχει άζωτο.
COOH
MgN4OH30C32
COOH
Η χλωροφύλλη αναφέρεται ως εστέρας λόγω του γεγονότος ότι τα υπόλοιπα μέρη της μεθυλικής αλκοόλης είναι CH3OH και φυτόλη C20H 39ΟΗ αντικατέστησε το υδρογόνο των καρβοξυλομάδων.
Παραπάνω είναι ο δομικός τύπος της χλωροφύλλης άλφα. Κοιτάζοντας το προσεκτικά, μπορείτε να δείτε ότι η βήτα-χλωροφύλλη έχει ένα περισσότερο άτομο οξυγόνου, αλλά δύο λιγότερα άτομα υδρογόνου (η ομάδα CHO αντί για CH3). Ως εκ τούτου, το μοριακό βάρος της άλφα-χλωροφύλλης είναι χαμηλότερο από αυτό της βήτα.
Το μαγνήσιο εγκαταστάθηκε στη μέση του σωματιδίου της ουσίας που μας ενδιαφέρει. Συνδυάζεται με 4 άτομα αζώτου των σχηματισμών πυρρόλης. Το σύστημα των στοιχειωδών και εναλλασσόμενων διπλών δεσμών μπορεί να παρατηρηθεί στους δεσμούς πυρρολίου.
Σχηματισμός χρωμοφόρου, που ταιριάζει με επιτυχία στη σύνθεση της χλωροφύλλης - αυτό είναι το Ν. Καθιστά δυνατή την απορρόφηση μεμονωμένων ακτίνων του ηλιακού φάσματος και του χρώματός του, ανεξάρτητα από το γεγονός ότι κατά τη διάρκεια της ημέρας ο ήλιος καίει σαν φλόγα, και το βράδυ μοιάζει με κάρβουνα που σιγοκαίει.
Ας περάσουμε στο μέγεθος. Ο πυρήνας της πορφυρίνης έχει διάμετρο 10 nm, το θραύσμα φυτόλης αποδείχθηκε ότι έχει μήκος 2 nm. Στον πυρήνα, η χλωροφύλλη είναι 0,25 nm, μεταξύμικροσωματίδια ομάδων αζώτου πυρρολίου.
Θα ήθελα να σημειώσω ότι το άτομο μαγνησίου, το οποίο είναι μέρος της χλωροφύλλης, έχει διάμετρο μόνο 0,24 nm και σχεδόν πλήρως γεμίζει τον ελεύθερο χώρο μεταξύ των ατόμων των ομάδων πυρρολίου του αζώτου, που βοηθά τον πυρήνα του το μόριο να είναι πιο δυνατό.
Μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι η χλωροφύλλη (α και β) αποτελείται από δύο συστατικά με την απλή ονομασία άλφα και βήτα.
Χλωροφύλλη α
Η σχετική μάζα του μορίου είναι 893,52 Μικροκρύσταλλοι μαύρου χρώματος με μπλε απόχρωση δημιουργούνται στη διαχωρισμένη παραμονή. Σε θερμοκρασία 117-120 βαθμών Κελσίου λιώνουν και μετατρέπονται σε υγρό.
Στην αιθανόλη τα ίδια χλωροφόρμια, στην ακετόνη και τα βενζόλια διαλύονται εύκολα. Τα αποτελέσματα παίρνουν ένα μπλε-πράσινο χρώμα και έχουν ένα χαρακτηριστικό χαρακτηριστικό - πλούσιο κόκκινο φθορισμό. Ελάχιστα διαλυτό σε πετρελαϊκό αιθέρα. Δεν ανθίζουν καθόλου στο νερό.
Χλωροφύλλη άλφα τύπος: C55H72O5N 4Mg. Η ουσία στη χημική της δομή ταξινομείται ως χλώριο. Στον δακτύλιο, η φυτόλη συνδέεται με το προπιονικό οξύ, συγκεκριμένα με το υπόλειμμά του.
Μερικοί φυτικοί οργανισμοί, αντί για χλωροφύλλη α, σχηματίζουν το ανάλογό της. Εδώ, η ομάδα αιθυλίου (-CH2-CH3) στον δακτύλιο πυρρολίου II αντικαταστάθηκε από ένα βινυλικό (-CH=CH 2). Ένα τέτοιο μόριο περιέχει την πρώτη ομάδα βινυλίου στον δακτύλιο ένα, τη δεύτερη στον δακτύλιο δύο.
Χλωροφύλλη β
Ο τύπος
Χλωροφύλλη-βήτα έχει ως εξής: C55H70O6N 4Mg. Μοριακό βάρος μιας ουσίαςείναι 903. Στο άτομο άνθρακα C3 στον πυρρολικό δακτύλιο δύο, υπάρχει λίγη αλκοόλη χωρίς υδρογόνο –H-C=O, η οποία έχει κίτρινο χρώμα. Αυτή είναι η διαφορά από τη χλωροφύλλη α.
Τολμούμε να σημειώσουμε ότι αρκετοί τύποι χλωροφύλλων κατοικούν σε ειδικά μόνιμα μέρη του κυττάρου, ζωτικής σημασίας για την περαιτέρω ύπαρξή του, πλαστίδια-χλωροπλάστες.
Χλωροφύλλες c και d
Χλωροφύλλη γ. Η κλασική πορφυρίνη είναι αυτό που κάνει αυτή τη χρωστική ουσία διαφορετική.
Στα κόκκινα φύκια, η χλωροφύλλη δ. Κάποιοι αμφιβάλλουν για την ύπαρξή του. Πιστεύεται ότι είναι μόνο προϊόν εκφυλισμού της χλωροφύλλης α. Προς το παρόν, μπορούμε να πούμε με βεβαιότητα ότι η χλωροφύλλη με το γράμμα d είναι η κύρια χρωστική ουσία ορισμένων φωτοσυνθετικών προκαρυωτικών.
Ιδιότητες της χλωροφύλλης
Μετά από μακρά έρευνα, προέκυψαν στοιχεία ότι υπάρχει μια ανομοιότητα στα χαρακτηριστικά της χλωροφύλλης που υπάρχει στο φυτό και εξάγεται από αυτό. Η χλωροφύλλη στα φυτά συνδέεται με την πρωτεΐνη. Οι ακόλουθες παρατηρήσεις το μαρτυρούν:
- Το φάσμα απορρόφησης της χλωροφύλλης σε ένα φύλλο είναι διαφορετικό σε σύγκριση με αυτό που εκχυλίζεται.
- Δεν είναι ρεαλιστικό να λαμβάνεται το θέμα της περιγραφής από αποξηραμένα φυτά με καθαρό οινόπνευμα. Η εκχύλιση προχωρά με ασφάλεια με καλά βρεγμένα φύλλα ή θα πρέπει να προστεθεί νερό στο οινόπνευμα. Είναι αυτή που διασπά την πρωτεΐνη που σχετίζεται με τη χλωροφύλλη.
- Το υλικό που αφαιρείται από τα φύλλα των φυτών καταστρέφεται γρήγορα κάτωεπίδραση οξυγόνου, πυκνού οξέος, ακτίνες φωτός.
Αλλά η χλωροφύλλη στα φυτά είναι ανθεκτική σε όλα τα παραπάνω.
Χλωροπλάστες
Τα φυτά χλωροφύλλης περιέχουν 1% ξηρής ουσίας. Μπορεί να βρεθεί σε ειδικά κυτταρικά οργανίδια – πλαστίδια, γεγονός που δείχνει την ανομοιόμορφη κατανομή του στο φυτό. Τα πλαστίδια των κυττάρων που έχουν πράσινο χρώμα και περιέχουν χλωροφύλλη ονομάζονται χλωροπλάστες.
Η ποσότητα του H2O στους χλωροπλάστες κυμαίνεται από 58 έως 75%, η περιεκτικότητα σε ξηρή ουσία αποτελείται από πρωτεΐνες, λιπίδια, χλωροφύλλη και καροτενοειδή.
Λειτουργίες χλωροφύλλης
Επιστήμονες ανακάλυψαν μια εκπληκτική ομοιότητα στη διάταξη των μορίων χλωροφύλλης και αιμοσφαιρίνης, του κύριου αναπνευστικού συστατικού του ανθρώπινου αίματος. Η διαφορά είναι ότι στη διασταύρωση της λαβίδας στη μέση, το μαγνήσιο βρίσκεται στη χρωστική ουσία φυτικής προέλευσης και ο σίδηρος βρίσκεται στην αιμοσφαιρίνη.
Κατά τη φωτοσύνθεση, η βλάστηση του πλανήτη απορροφά διοξείδιο του άνθρακα και απελευθερώνει οξυγόνο. Εδώ είναι μια άλλη μεγάλη λειτουργία της χλωροφύλλης. Όσον αφορά τη δραστηριότητα, μπορεί να συγκριθεί με την αιμοσφαιρίνη, αλλά η ποσότητα της επίδρασης στο ανθρώπινο σώμα είναι κάπως μεγαλύτερη.
Η χλωροφύλλη είναι μια φυτική χρωστική ουσία που είναι ευαίσθητη στο φως και είναι επικαλυμμένη με πράσινο χρώμα. Ακολουθεί η φωτοσύνθεση, κατά την οποία τα μικροσωματίδια του μετατρέπουν την ενέργεια του ήλιου που απορροφάται από τα φυτικά κύτταρα σε χημική ενέργεια.
Μπορεί κανείς να καταλήξει στα ακόλουθα συμπεράσματα ότι η φωτοσύνθεση είναι μια διαδικασίαμετατροπή της ηλιακής ενέργειας. Εάν εμπιστεύεστε τις σύγχρονες πληροφορίες, έχει παρατηρηθεί ότι η σύνθεση οργανικών ουσιών από αέριο διοξείδιο του άνθρακα και νερό με χρήση φωτεινής ενέργειας αποσυντίθεται σε τρία στάδια.
Στάδιο 1
Αυτή η φάση επιτυγχάνεται στη διαδικασία της φωτοχημικής αποσύνθεσης του νερού, με τη βοήθεια της χλωροφύλλης. Απελευθερώνεται μοριακό οξυγόνο.
Στάδιο 2
Υπάρχουν αρκετές αντιδράσεις οξειδοαναγωγής εδώ. Παίρνουν την ενεργή βοήθεια των κυτοχρωμάτων και άλλων φορέων ηλεκτρονίων. Η αντίδραση συμβαίνει λόγω της φωτεινής ενέργειας που μεταφέρεται από τα ηλεκτρόνια από το νερό στο NADPH και σχηματίζει ATP. Η φωτεινή ενέργεια αποθηκεύεται εδώ.
Στάδιο 3
Το
NADPH και το ATP που έχουν ήδη σχηματιστεί χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε υδατάνθρακες. Η απορροφούμενη φωτεινή ενέργεια εμπλέκεται στις αντιδράσεις του 1ου και 2ου σταδίου. Οι αντιδράσεις του τελευταίου, τρίτου, συμβαίνουν χωρίς τη συμμετοχή του φωτός και ονομάζονται σκοτεινές.
Η φωτοσύνθεση είναι η μόνη βιολογική διαδικασία που συμβαίνει με την αύξηση της ελεύθερης ενέργειας. Άμεσα ή έμμεσα παρέχει διαθέσιμη χημική επιχείρηση σε δίποδα, φτερωτά, χωρίς φτερά, τετράποδα και άλλους οργανισμούς που ζουν στη γη.
Αιμοσφαιρίνη και χλωροφύλλη
Τα μόρια της αιμοσφαιρίνης και της χλωροφύλλης έχουν πολύπλοκη, αλλά ταυτόχρονα παρόμοια ατομική δομή. Κοινό στη δομή τους είναι ένα profin - ένα δαχτυλίδι από μικρά δαχτυλίδια. Η διαφορά φαίνεται στις διαδικασίες που συνδέονται με το profin και στα άτομα που βρίσκονται μέσα: το άτομο σιδήρου (Fe) στην αιμοσφαιρίνη, στη χλωροφύλλημαγνήσιο (Mg).
Η χλωροφύλλη και η αιμοσφαιρίνη είναι παρόμοια στη δομή, αλλά σχηματίζουν διαφορετικές δομές πρωτεΐνης. Η χλωροφύλλη σχηματίζεται γύρω από το άτομο μαγνησίου και η αιμοσφαιρίνη γύρω από τον σίδηρο. Εάν πάρετε ένα μόριο υγρής χλωροφύλλης και αποσυνδέσετε την ουρά φυτόλης (αλυσίδα άνθρακα 20), αλλάξτε το άτομο μαγνησίου σε σίδηρο, τότε το πράσινο χρώμα της χρωστικής θα γίνει κόκκινο. Το αποτέλεσμα είναι ένα τελειωμένο μόριο αιμοσφαιρίνης.
Η χλωροφύλλη απορροφάται εύκολα και γρήγορα, χάρη σε μια τέτοια ομοιότητα. Υποστηρίζει καλά έναν οργανισμό σε πείνα με οξυγόνο. Διαποτίζει το αίμα με τα απαραίτητα ιχνοστοιχεία, από εδώ μεταφέρει καλύτερα τις πιο σημαντικές ουσίες για τη ζωή στα κύτταρα. Υπάρχει έγκαιρη απελευθέρωση άχρηστων υλικών, τοξινών, άχρηστων προϊόντων που προκύπτουν από το φυσικό μεταβολισμό. Έχει επίδραση στα αδρανοποιημένα λευκοκύτταρα, αφυπνίζοντάς τα.
Ο περιγραφόμενος ήρωας, χωρίς φόβο ή μομφή, προστατεύει, ενισχύει τις κυτταρικές μεμβράνες και βοηθά τον συνδετικό ιστό να ανακάμψει. Τα πλεονεκτήματα της χλωροφύλλης περιλαμβάνουν την ταχεία επούλωση ελκών, διαφόρων πληγών και διαβρώσεων. Βελτιώνει τη λειτουργία του ανοσοποιητικού, τονίζει την ικανότητα να σταματήσει τις παθολογικές διαταραχές των μορίων DNA.
Μια θετική τάση στη θεραπεία λοιμωδών και κρυολογημάτων. Αυτή δεν είναι ολόκληρη η λίστα των καλών πράξεων της ουσίας που εξετάζονται.
