Ֆոտոսինթեզի գործընթացում քլորոֆիլի բանաձեւը եւ դրա դերը

Ինչու է խոտը, ինչպես նաեւ ծառերի եւ թփերի վրա տերեւները կանաչ: Խմեք բոլոր քլորիֆիլը: Դուք կարող եք վերցնել գիտելիքի ուժեղ պարան եւ նրա հետ լավ ծանոթանալ:

Պատմություն

Եկեք անցնենք համեմատաբար վերջերս անցյալում մի փոքր քանդման: Ջոզեֆ Բենյեմա Քավանտոն եւ Պիեր Ջոզեֆ Փելեթիեր - այն է, որ պետք է ձեռքերը թափահարել: Գիտության մարդիկ փորձել են տարբեր բույսերի տերեւներից կանաչ պիգմենտները բաժանել: 1817 թ. Հաջողությունները պսակվեցին:

Պիգմենտը կոչվում է քլորոֆիլ: Հունական քլորերից `կանաչ եւ ֆիլլոնային տերեւ: Անկախ վերոհիշյալներից, 20-րդ դարի սկզբին Միխայիլ Ցվտն ու Ռիչարդ Ուիլսթետերը եկան եզրակացության. Ստացվում է, որ մի քանի բաղադրիչներ ներառված են քլորիֆիլում:

Ձեռք բերելով իր թեւերը, Willstatter- ը որոշեց աշխատել: Մաքրումը եւ բյուրեղացումը բացահայտեցին երկու բաղադրիչ: Նրանք կոչվում էին պարզապես, ալֆա եւ բետա (ա եւ բ): 1915 թ.-ին այս նյութի ուսումնասիրության ոլորտում իր աշխատանքի համար նա հանդիսավոր կերպով պարգեւատրվել է Նոբելյան մրցանակով:

1940 թ.-ին Հանս Ֆիշերը ամբողջ աշխարհին առաջարկեց «քլորոֆիլ» -ի վերջնական կառուցվածքը: Սինթեզի թագավոր Ռոբերտ Բերնս Վուդվարդը եւ Ամերիկայից մի քանի գիտնականներ ստացել են 1960-ականների անբնական քլորիֆիլը: Այսպիսով, գաղտնիության վարագույրը բացվեց `քլորոֆիլինի տեսքը:

Քիմիական հատկություններ

Քլորոֆիլային բանաձեւը, որը որոշվում է փորձարարական ցուցանիշներից, նման է հետեւյալին. C ₅₅ H ₇₂ O ₅ N ₄ Mg: Կառույցը ներառում է օրգանական դիկարբոնիկ թթու (քլորիֆիլլին), ինչպես նաեւ մետիլային ալկոհոլը եւ ֆիտոլը: Chlorophylline- ը organometallic բարդ է, որը անմիջականորեն կապված է մագնեզիումի պորֆիրինների հետ եւ պարունակում է ազոտ:

COOH- ը

MgN ₄ OH ₃₀ C ₃₂

COOH- ը

Քլորոֆիլը մի էստրեր է, քանի որ մետիլային ալյուրի CH ₃ OH- ի եւ ֆիտոլի C ₂₀ H ₃₉ OH- ի մնացած մասերը փոխարինել են կարբոքսիլային խմբերին:

Վերեւում քլորոֆիլ ալֆայի կառուցվածքային բանաձեւը: Դրանից նայելով ուշադիր, դուք կարող եք տեսնել, որ բետա-քլորիֆիլը ավելի շատ մեկ թթվածնային ատոմ ունի, այլ երկու ջրածնային ատոմներ (CHO խմբի փոխարեն CH ₃ ): Այսպիսով, ալֆա-քլորիֆիլի մոլեկուլային քաշը ցածր է բետաից:

Մագնեզիումը տեղակայված էր հետաքրքիր նյութի մասնիկի կեսին: Այն համատեղում է պիրոլե կազմավորումների 4 ազոտի ատոմների հետ: Պիրոլյան պարտատոմսերում կարելի է դիտարկել տարրական եւ փոխարինող երկկողմանի պարտատոմսերի համակարգ:

Chromophore ձեւավորումը հաջողությամբ մտավ քլորոֆիլի կազմը `սա Ն. Այն հնարավորություն է տալիս ներծծում արեւի սպեկտրի եւ նրա գույնի անհատական ճառագայթները, անկախ այն բանից, որ ցերեկը արեւը այրվում է կրակի պես, իսկ երեկոյան կարծես մոխրագույն ածուխները:

Եկեք գնանք դեպի չափերը: Պորֆիրինային միջուկը 10 նմ տրամագծով, ֆիտոլի մասնիկը 2 նմ էր: Միջուկում քլորիֆիլը կազմում է 0.25 նմ, ազոտի պիրոլային խմբերից բաղկացած միկրոշրջանների միջեւ:

Ես կցանկանայի նշել, որ մագնեզիումի ատոմը, որը բաղկացած է քլորոֆիլից, ընդամենը 0.24 նմ է տրամագծով եւ գրեթե ամբողջությամբ լրացնում է պիրոլյան ազոտի միավորների ատոմների միջեւ ազատ տարածությունը, որն օգնում է մոլեկուլի միջուկը ավելի առողջ լինել:

Կարելի է եզրակացնել, որ երկու բաղադրիչներից բաղկացած է ալֆա եւ բետայի պարզ անունով, քլորոֆիլ (ա եւ բ):

Chlorophyll a

Մոլեկուլի հարաբերական զանգվածը 893.52 է: Ստեղծեք առանձին նստավայրի միկրոօրգանիզմներ `կապույտ երանգով սեւով: Ջերմաստիճանում 117-120 աստիճան ջերմաստիճանում նրանք հալեցնում եւ վերածնում են հեղուկ:

Էթանոլում քլորոֆորմները նույնն են, ացետոնում, եւ նույնիսկ բենզինը հեշտությամբ լուծարվում է: Արդյունքները կապույտ-կանաչ գույն են եւ ունեն տարբերակիչ հատկություն `հագեցած կարմիր ֆլուորեսցենտ: Նավթային էթերի պակաս լուծելի: Ջրի մեջ նրանք չեն լուծվում:

Քլորոֆիլ ալֆայի բանաձեւը `C ₅₅ H ₇₂ O ₅ N ₄ Mg: Նյութը դասվում է որպես քլորի քիմիական կառուցվածք: Օղակում propionic թթու, այսինքն, նրա մնացորդի, մի phytol կցվում.

Որոշ բույսի օրգանիզմները, քլորոֆիլային փոխարեն, ձեւավորում են իր անալոգիան: Այստեղ II պիրոլի օղակում էթիլային խումբը (-CH ₂ -CH ₃ ) փոխարինվեց վինիլով (-քք ₂ ): Նման մոլեկուլը պարունակում է ռինգում առաջին վինիլային խումբը, երկրորդը, ռինգում:

Քլորոֆիլ բ

The chlorophyll-beta բանաձեւը ունի հետեւյալ ձեւը: C ₅₅ H ₇₀ O ₆ N ₄ Mg. Նյութի մոլեկուլային քաշը 903 է: Պիրոլի օղակում երկու ածխածնի C _3- ում հայտնաբերվում է մի քիչ ալկոհոլ, զրկված է ջրածնի HC = O- ից, որն ունի դեղին գույն: Սա տարբերություն է քլորոֆիլից:

Մենք համարում ենք, որ բջիջի հատուկ մշտական մասերում բնակվում են մի քանի հատուկ տեսակի քլորիֆիլներ, որոնք կենսականորեն կարեւոր են նրա հետագա պլաստիդների քլորոպլաստների համար:

Chlorophyll գ եւ դ

Կրիպտոմոնադներում, dinoflagellates- ում, ինչպես նաեւ բակիլներըոֆիտե եւ շագանակագույն ջրիմուռներում, քլորիֆիլլ. Կլասիկ պորֆիրին - սա է տարբերվում այս պիգմենտից:

Կարմիր ջրիմուռներում քլորիֆիլը դ. Ոմանք կասկածում են դրա գոյությանը: Ենթադրվում է, որ դա միայն քլորոֆիլային դեգեներացիայի արդյունք է: Այս պահին մենք կարող ենք վստահորեն ասել, որ քլորոֆիլը d տառով D- ը որոշ լուսանկարչական պրոկարիոտների հիմնական ներկ է:

Քլորոֆիլի հատկությունները

Երկար ուսումնասիրություններից հետո ապացույցներ են առաջանում, որ քլորոֆիլինի բնութագրերում, որը գտնվում է գործարանում եւ արդյունահանվում է, հակասություն կա: Բույսերում քլորիֆիլը կապված է սպիտակուցի հետ: Սա վկայում է հետեւյալ դիտարկումների մասին.

1. Տերեւի մեջ քլորիֆիլի կլանման սպեկտրը տարբեր է, եթե այն համեմատում է այն արդյունահանվածի հետ:
2. Մաքուր ալկոհոլը չորացրած բույսերից, նկարագրության օբյեկտն անիրատեսական է: Արդյունահանումը ապահով կերպով անցնում է լավ նուրբ տերեւներով կամ անհրաժեշտ է ջուր ավելացնել ալկոհոլը: Նա, ով խախտում է սպիտակուցը, կապված քլորոֆիլին:
3. Բույսերի տերեւներից ձգված նյութը արագորեն ավերվում է թթվածնի, կենտրոնացված թթու, լուսային ճառագայթների ազդեցությամբ:

Սակայն բույսերի մեջ քլորիֆիլը դիմացկուն է բոլորին:

Chloroplasts

Chlorophyll բույսերը պարունակում են 1% չոր նյութ: Այն կարող է հայտնաբերվել բջջային պլաստիդների հատուկ օրգանների մեջ, որը ցույց է տալիս, որ գործարանում դա անբավական բաշխվածություն է: Բջջային պլաստիդները, գունավոր կանաչ եւ ունենալով քլորոֆիլ, կոչվում են քլորոպլաստներ:

Քլորոպլաստներում H ₂ O- ը կազմում է 58-75%, չոր նյութի պարունակությունը բաղկացած է սպիտակուցներից, լիպիդներից, քլորիֆիլից եւ կարոտենոիդներից:

Քլորոֆիլի ֆունկցիաները

Զարմանալի նմանությունները հայտնաբերվել են գիտնականների կողմից `մարդու արյան հիմնական շնչառական բաղադրիչի քլորիֆիլ եւ հեմոգլոբինի մոլեկուլների կազմակերպման մեջ: Տարբերությունն այն է, որ բույսի պիգմենտի մեջտեղում գտնվող այտերի մեջտեղում տեղակայված է մագնեզիումի եւ հեմոգլոբինի երկաթի մեջ:

Ֆոտոսինթեզի ընթացքում մոլորակի բուսականությունը ներծծում է ածխաթթու գազը եւ թողնում է թթվածին: Ահա քլորիֆիլի եւս մեկ ուշագրավ գործառույթ: Նրա գործունեությունը կարելի է համեմատել հեմոգլոբինի հետ, սակայն մարդկային մարմնի ազդեցությունը որոշ չափով ավելի մեծ է:

Chlorophyll- ը բույսի պիգմենտ է, որը զգայուն է լույսի եւ ծածկված կանաչ: Հաջորդը գալիս է ֆոտոսինթեզներ, որոնցում միկրոշրջանները փոխակերպում են արեւի էներգիան բույսի բջիջները կլանող քիմիական էներգիայի մեջ:

Հետեւյալ եզրակացությունները կարող են գալ, որ ֆոտոսինթեզը արեւի էներգիան փոխակերպելու գործընթաց է: Եթե դուք վստահում եք ժամանակակից տեղեկատվությանը, նկատում եք, որ օրգանական նյութերի սինթեզի հոսքը ածխաթթու գազից եւ ջուրը լույսի էներգիայի օգտագործմամբ բաժանվում է երեք փուլով:

1-ին փուլ

Այս փուլը հասել է ջրի ֆոտոխիմիական տարրալուծման գործընթացում, քլորոֆիլի օգնությամբ: Նշվում է մոլեկուլային թթվածնի թողարկումը:

2-րդ փուլ

Այստեղ նկատվում են մի շարք օքսիդացման նվազեցման ռեակցիաներ: Նրանք ակտիվորեն ներգրավված են ցիտրիկոմներում եւ էլեկտրոնների այլ կրիչներով: Ռեակցիան առաջանում է ջրի ջրից դեպի NADPH- ին փոխանցվող լույսի էներգիայի եւ ATP- ի ձեւավորման շնորհիվ: Այստեղ պահվում է թեթեւ էներգիան:

3-րդ փուլ

Արդեն ձեւավորված NADPH- ը եւ ATP- ը օգտագործվում են ածխածնի երկօքսիդի ածխաջրածին փոխակերպելու համար: Կլանված լույսի էներգիան մասնակցում է 1-ին եւ 2-րդ փուլերի արձագանքներին: Վերջինիս ռեակցիաները, երրորդը, տեղի են ունենում առանց լույսի մասնակցության եւ կոչվում են մութ:

Photosynthesis- ը միակ կենսաբանական գործընթացն է, որն աճում է ազատ էներգիայով: Ուղղակիորեն կամ անուղղակիորեն ապահովում է Երկրի վրա բնակվող բիդըպսերի, թեւավոր, թեւավոր, քառյակ եւ այլ օրգանիզմներ մատչելի քիմիական ձեռնարկություն:

Հեմոգլոբին եւ քլորոֆիլ

Հեմոգլոբինի եւ քլորոֆիլի մոլեկուլները ունեն բարդ, բայց միեւնույն ժամանակ նման ատոմային կառուցվածքը: Ընդհանուր իրենց կառուցվածքում դա պրոֆիլ է `փոքր օղակների օղակ: Տարբերությունը երեւում է պրոֆիլին կից արտածումներից եւ ներսում գտնվող ատոմներում. Հեմոգլոբինում երկաթի ատոմը (Fe), քլորիֆիլ մագնեզիումում (Mg):

Քլորոֆիլը եւ հեմոգլոբինը նման են կառուցվածքում, բայց դրանք տարբեր սպիտակուցային կառույցներ են: Մագնեզիումի ատոմի շուրջ ձեւավորվել է քլորոֆիլ, երկաթի հեմոգլոբինի մոտ: Եթե դուք վերցնում եք հեղուկ քլորիֆիլների մոլեկուլ եւ ֆիտոլի պոչը (20 ածխածնի շղթա) հեռացնելով, փոխեք մագնեզիումի ատոմը երկաթ, այնուհետեւ պիգմենտի կանաչ գույնը կարմիր է դառնում: Արդյունքում `հեմոգլոբինի պատրաստված մոլեկուլը:

Chlorophyll- ը հեշտությամբ եւ հեշտությամբ օսման է, շնորհիվ այս նմանության: Դիակը աջակցում է մարմնի թթվածնային սովից: Արյունը հագեցնում է անհրաժեշտ հետքային տարրերով, ուստի այն ավելի լավ է տեղափոխում կյանքի ամենակարեւոր նյութերը բջիջներին: Կա թափոնների, տոքսինների, թափոնների ժամանակավոր արտանետում, բնական նյութափոխանակության արդյունքում: Ունի սպիտակ արյան բջիջների քողարկում, նրանց արթնացնելով:

Բացահայտված հերոսն առանց վախի եւ նախատինքի պաշտպանում է, ամրացնում է բջջային թաղանթները, օգնում է վերականգնել կապի հյուսվածքը: Քլորոֆիլի արժեքներին կարելի է վերագրել բջիջների, տարբեր վերքերի եւ էրոզիայի արագ բուժումը: Բարելավում է իմունային աշխատանքը, կարեւորվում է ԴՆԹ-ի մոլեկուլների պաթոլոգիական խախտումները դադարեցնելու ունակությունը:

Վարակիչ եւ սնկերի բուժման դրական միտում: Սա չի դիտարկվում նյութի բարի գործերի ամբողջ ցուցակը: