Formula ya klorophyll na jukumu lake katika mchakato wa photosynthesis

Kwa nini majani, kama vile majani kwenye miti na misitu ya kijani? Laana chlorophyll yote. Unaweza kuchukua kamba yenye nguvu ya ujuzi na kufanya ujuzi thabiti naye.

Historia

Hebu tupate kudharau kidogo katika kipindi cha hivi karibuni. Joseph Bieneme Cavanto na Pierre Joseph Pelletier - ndio ambao wanahitaji kuitingisha mikono. Wanaume wa sayansi walijaribu kutenganisha rangi ya kijani kutoka kwa majani ya mimea tofauti. Jitihada zimefanikiwa mwaka 1817.

Rangi hiyo iliitwa chlorophyll. Kutoka Chloros - kijani, na phyllon - jani. Bila kujali zilizotajwa hapo awali, mwanzoni mwa karne ya 20, Mikhail Tsvet na Richard Wilstetter walifikia hitimisho: inageuka kuwa vipengele kadhaa vinajumuishwa katika chlorophyll.

Kutoka sleeves, Willstatter ameanza kufanya kazi. Utakaso na crystallization umefunua sehemu mbili. Waliitwa tu, alpha na beta (a na b). Kwa kazi zake katika uwanja wa utafiti wa dutu hii mwaka 1915 alipewa tuzo ya Nobel Tuzo.

Mwaka wa 1940 Hans Fischer alipendekeza kwa ulimwengu wote muundo wa mwisho wa chlorophyll "a". Mfalme wa awali Robert Burns Woodward na wanasayansi kadhaa kutoka Amerika walipokea mwaka 1960 sio chlorophyll. Hivyo pazia la usiri lilifunguliwa - kuonekana kwa chlorophyll.

Kemikali mali

Fomu ya klorophyll, iliyotokana na viashiria vya majaribio, inaonekana kama hii: C ₅₅ H ₇₂ O ₅ N ₄ Mg. Mfumo huu ni pamoja na asidi dicarboxylic acid (chlorophyllin), pamoja na pombe la methyl na phytol. Chlorophylline ni kiwanja cha organometallic ambacho kinahusiana na porphyrini za magnesiamu na ina nitrojeni.

COOH

MgN ₄ OH ₃₀ C ₃₂

COOH

Chlorophyll ni ester kutokana na ukweli kwamba sehemu zilizobaki za pombe la methyl CH ₃ OH na phytol C ₂₀ H ₃₉ OH zimebadilisha hidrojeni ya vikundi vya carboxyl.

Juu ni formula ya kimuundo ya alpha ya klorophyll. Kukiangalia kwa makini, unaweza kuona kwamba beta-chlorophyll ina atomi moja ya oksijeni zaidi, lakini atomi mbili za atomijeni chini (CHO kikundi badala ya CH ₃ ). Hivyo, uzito wa molekuli ya alpha-chlorophyll ni wa chini kuliko ile ya beta.

Magesiamu ilikuwa katikati ya chembe ya dutu ya riba. Inachanganya na atomi 4 za nitrojeni za mafunzo ya pyrrole. Mfumo wa vifungo vya msingi na mbadala mbili unaweza kuzingatiwa katika vifungo vya pyrrole.

Malezi ya chromophore, imeingia kwa ufanisi katika muundo wa klorophyll - hii ni N. Inafanya uwezekano wa kunyonya mionzi ya jua ya wigo wa jua na rangi yake, bila kujali ukweli kwamba wakati wa mchana jua huwaka kama moto, na jioni inaonekana kama makaa ya moto.

Hebu tuendelee kwenye vipimo. Msingi wa porphyrin mduara wa 10 nm, kipande cha phytol kilikuwa cha 2 nm mrefu. Katika kiini, klorophyll ni 0.25 nm, kati ya microparticles ya vikundi pyrrole ya nitrojeni.

Napenda kumbuka kuwa atomi ya magnesiamu, ambayo ni sehemu ya klorophyll, ni 0.24 nm tu ya kipenyo na karibu kabisa inajaza nafasi ya bure kati ya atomi za pyrrole nitrojeni, ambayo husaidia msingi wa molekuli kuwa na nguvu.

Mtu anaweza kufikia hitimisho: ya vipengele viwili chini ya jina rahisi la alpha na beta, chlorophyll (a na b) linajumuisha.

Chlorophyll a

Kiasi cha jamaa cha molekuli ni 893.52. Unda microcrystals tofauti ya makazi katika nyeusi na tint bluu. Katika joto la digrii 117-120 Celsius, huyayeyuka na kuingizwa tena kwenye maji.

Katika ethanol, chloroforms ni sawa, katika acetone, na hata benzenes ni rahisi kufutwa. Matokeo huchukua rangi ya bluu-kijani na ina kipengele tofauti - fluorescence nyekundu iliyojaa. Inasumbuliwa kidogo katika ether ya petroli. Katika maji hawana kufuta kabisa.

Mfumo wa alpha ya klorophyll: C ₅₅ H ₇₂ O ₅ N ₄ Mg. Dutu hii huwekwa kama klorini katika ujenzi wake wa kemikali. Katika pete ya asidi ya propionic, yaani kwa mabaki yake, phytol inafungwa.

Baadhi ya viumbe vya kupanda, badala ya chlorophyll, huunda mfano wake. Hapa, kikundi cha ethyl (-CH ₂ -CH ₃ ) katika pete ya pili ya pyrrole ilibadilishwa na vinyl (-CH = ₂ ). Molekuli hiyo ina kundi la kwanza la vinyl katika pete moja, la pili katika pete mbili.

Chlorophyll b

Fomu ya chlorophyll-beta ina fomu ifuatayo: C ₅₅ H ₇₀ O ₆ N ₄ Mg. Uzito wa Masi ya Dutu hii ni 903. Katika atomi ya kaboni C ₃ katika pete ya pyrrole mbili, pombe kidogo hugunduliwa, kunyimwa kwa hidrojeni-HC = O, ambayo ina rangi ya njano. Hii ni tofauti kutoka chlorophyll a.

Tunastahili kutambua kwamba aina kadhaa za klorophyll zinaishi sehemu maalum ya seli, muhimu sana kwa uwepo wa plastidi-chloroplasts.

Chlorophyll c na d

Katika cryptomonads, dinoflagellates, pamoja na bacillariophyte na mwani kahawia, chlorophyll c. Classic porphyrin - hii ndiyo inayofafanua rangi hii.

Katika nyekundu mwani chlorophyll d. Baadhi ya shaka kuwapo kwake. Inaaminika kuwa ni bidhaa tu ya kuzorota kwa chlorophyll a. Kwa sasa tunaweza kusema kwa ujasiri kwamba chlorophyll na barua d ni rangi kuu ya prokaryotes ya photosynthetic.

Mali ya klorophyll

Baada ya tafiti ndefu, ushahidi umeondoka kuwa katika sifa za chlorophyll, ambazo ziko kwenye mmea na kutolewa kutoka kwao, kuna tofauti. Chlorophyll katika mimea imeunganishwa na protini. Hii inathibitishwa na uchunguzi wafuatayo:

1. Mchanganyiko wa chlorophyll katika jani ni tofauti, ikiwa mtu huifanana na iliyoondolewa.
2. Pombe safi kutoka kwa mimea iliyokauka, kitu cha maelezo ni kisasa. Uchimbaji unaendelea kwa salama na majani yenye unyevu, au ni muhimu kuongeza maji kwa pombe. Ni yeye ambaye huvunja protini iliyo na chlorophyll.
3. Vifaa, vidogo kutoka kwenye majani ya mimea, vinaharibiwa kwa haraka chini ya ushawishi wa oksijeni, asidi iliyojilimbikizia, mionzi ya mwanga.

Lakini klorophyll katika mimea ni sugu kwa yote hapo juu.

Chloroplasts

Chlorophyll mimea ina 1% ya suala kavu. Inaweza kupatikana katika viungo maalum vya plastiki, ambavyo vinaonyesha usambazaji usio sawa katika mmea. Plastids ya seli, rangi ya kijani na kuwa na chlorophyll, huitwa chloroplasts.

Kiasi cha H ₂ O katika kloroplasts kina kati ya 58 hadi 75%, maudhui ya kavu yana protini, lipids, klorophyll na carotenoids.

Kazi za klorophyll

Sifa za kushangaza zilipatikana na wanasayansi katika utaratibu wa klorophyll na molekuli ya hemoglobin, sehemu kuu ya kupumua ya damu ya binadamu. Tofauti iko katika ukweli kwamba katika shavu pamoja katikati ya rangi ya mimea iko magnesiamu, na katika hemoglobin - chuma.

Katika kipindi cha photosynthesis, mimea ya sayari inachukua dioksidi kaboni na hutoa oksijeni. Hapa kuna kazi nyingine ya ajabu ya klorophyll. Shughuli yake inaweza kulinganishwa na hemoglobin, lakini kiasi cha mfiduo kwa mwili wa mwanadamu ni kubwa zaidi.

Chlorophyll ni rangi ya mimea nyeti kwa mwanga na kufunikwa kwa kijani. Ijayo inakuja photosynthesis, ambayo microparticles zake hubadilika nishati ya jua inayotumiwa na seli za mimea katika nishati ya kemikali.

Mtu anaweza kuja na maelekezo yafuatayo kwamba photosynthesis ni mchakato wa kubadilisha nishati ya jua. Ikiwa unategemea maelezo ya kisasa, imebainika kuwa mtiririko wa awali wa vitu vya kikaboni kutoka kwa dioksidi kaboni na maji na matumizi ya nishati ya nishati hupasuka katika hatua tatu.

Hatua ya 1

Awamu hii inapatikana katika mchakato wa kupasuka kwa maji ya photochemical, kwa msaada wa chlorophyll. Utoaji wa oksijeni ya molekuli umeelezwa.

Hatua ya 2

Machapisho kadhaa ya kupunguza oxidation yanaonyeshwa hapa. Wanashiriki kikamilifu katika cytochromes na flygbolag nyingine za elektroni. Mmenyuko hutokea kwa sababu ya nishati ya nishati iliyohamishwa na elektroni kutoka kwa maji hadi NADPH na kutengeneza ATP. Hapa nishati ya nishati imehifadhiwa.

Hatua ya 3

Tayari sumu NADPH na ATP zinatumiwa kubadili dioksidi kaboni kwa wanga. Nishati iliyosimamishwa ya nuru inashiriki katika athari za hatua 1 na 2. Athari ya mwisho, ya tatu, hutokea bila ushiriki wa mwanga na huitwa giza.

Photosynthesis ni mchakato tu wa kibaiolojia unaofanyika kwa kuongeza nishati ya bure. Moja kwa moja au kwa moja kwa moja hutoa biashara ya kemikali inayoweza kupatikana ya biped, vidole, vinged, quadrupeds na viumbe vingine wanaoishi duniani.

Hemoglobin na klorophyll

Molekuli ya hemoglobin na klorophyll ina tata lakini wakati huo huo muundo sawa wa atomiki. Kawaida katika muundo wao ni wasifu - pete ya pete ndogo. Tofauti huonekana katika nje ya mshikamano kwenye wasifu, na katika atomi zilizo ndani: atomi ya chuma (Fe) katika hemoglobin, katika magnesiamu ya chlorophyll (Mg).

Chlorophyll na hemoglobin ni sawa na muundo, lakini huunda miundo ya protini tofauti. Karibu na atomi ya magnesiamu iliunda chlorophyll, karibu na chuma - hemoglobin. Ikiwa huchukua molekuli ya chlorophyll kioevu na kuamua mkia wa phytol (20 mnyororo wa kaboni), mabadiliko ya atomi ya magnesiamu kwa chuma, kisha rangi ya kijani ya rangi huwa nyekundu. Matokeo yake - molekuli iliyopangwa tayari ya hemoglobin.

Chlorophyll imefanyika kwa urahisi na kwa haraka, kwa sababu ya kufanana kwake. Inasaidia mwili kwa njaa ya oksijeni. Inakidhi damu na vipengele muhimu vya kufuatilia, kwa hivyo ni vizuri husafirisha vitu muhimu zaidi kwa maisha kwa seli. Kuna kutolewa wakati wa vifaa vya taka, sumu, taka, kutokana na kimetaboliki ya asili. Ina athari juu ya kulala seli nyeupe za damu, kuwafufua.

Kielelezo kilichoelezewa bila hofu na aibu inalinda, huimarisha utando wa seli, husaidia kurejesha tishu zinazofaa. Kwa sifa za chlorophyll zinaweza kuhusishwa uponyaji wa haraka wa vidonda, majeraha mbalimbali na mmomonyoko wa mmomonyoko. Inaboresha kazi ya kinga, uwezo wa kuacha ukiukwaji wa patholojia wa molekuli za DNA umeelezwa.

Mwelekeo mzuri katika matibabu ya kuambukiza na baridi. Hii siyo orodha nzima ya matendo mema ya dutu hii kuchunguzwa.