Чому трава, а також листя на деревах і кущах зелені? Виною всьому хлорофіл. Можна взяти міцну мотузку знань і зав'язати з ним міцне знайомство.

Історія

Проведемо невеликий екскурс в порівняно недалеке минуле. Жозеф Бьенеме Каванту та П'єр Жозеф Пеллетьє – ось кому треба потиснути руку. Мужі науки намагалися відокремити зелений пігмент із листя різних рослин. Старання увінчалися успіхом в 1817 році. Пігмент найменували хлорофіл. Від грецького chloros – зелений, і phyllon - лист. Незалежно від вищесказаного, на початку 20 століття Михайло Колір і Ріхард Вильштеттер прийшли до висновку: виявляється, в хлорофіл входить декілька компонентів.


Засукавши рукави, Вильштеттер взявся за роботу. Очищення і кристалізація виявили два компоненти. Назвали їх просто, альфа і бета (а і b). За працю в полі дослідження даної речовини в 1915 році йому урочисто вручили премію Нобеля. У 1940 Ханс Фішер запропонував всьому світу остаточну структуру хлорофілу «а». Король синтезу Роберт Бернс Вудворд і кілька вчених з Америки отримали в 1960 році ненатуральний хлорофіл. Так і прочинилися завіса таємниці – появу хлорофілу.

Хімічні властивості

Формула хлорофілу, визначена з досвідчених показників, виглядає так: C 55 H 72 O 5 N 4 Mg. В конструкцію входить органічна дикарбонова кислота (хлорофілін), а також метиловий спирти і фитол. Хлорофілін – це металоорганічних сполук, що має пряме відношення до магнийпорфиринам і містить азот. COOH MgN 4 OH 30 C 32 COOH Хлорофіл значиться складним ефіром з-за того, що решту частини метилового спирту CH 3 OH і фитола C 20 H 39 OH замістили водень карбоксильної угруповань. Вище розміщена структурна формула хлорофілу альфа. Розгледівши її уважно, можна побачити, що у бета-хлорофілу на атом кисню більше, але на два атоми гідрогену менше (група CHO замість CH 3 ). Звідси молекулярна маса альфа-хлорофілу нижче, ніж у бета.


В середині частинки нас цікавить речовини влаштувався магній. Він з'єднується з 4 атомами азоту пиррольних формувань. Систему елементарних і змінюються подвійних зв'язків можна спостерігати в пиррольних зв'язках. Хромофорное формування, вдало вписиваемое до складу хлорофілу - це і є N. Воно робить можливим проникнення окремих променів сонячного спектру і його колір, незалежно від того, що вдень сонце горить, як жар, а ввечері схоже на тліюче вугілля. Перейдемо до розмірів. Порфириновое ядро в діаметрі 10 нм, фітольний фрагмент виявився довжиною в 2 нм. В ядрі хлорофіл становить 025 нм, між мікрочастинками пиррольних групок азоту. Хотілося б відзначити, що атом магнію, який входить до складу хлорофілу, в діаметрі всього 024 нм і практично повністю заповнює вільне місце між атомами пиррольних угруповань азоту, що допомагає ядра молекули бути більш міцним. Можна прийти до висновку: з двох складових під нехитрою назвою альфа і бета і складається хлорофіл (a і b).

Хлорофіл a

Відносна маса молекули - 89352. Створюють у відокремленому перебування мікрокристали чорного кольору з блакитним відливом. При температурі 117-120 градусів Цельсія вони розплавляються і перевтілюються в рідину.
В етанолі такі ж хлороформи, в ацетоні, а ще бензолах розчиняються охоче. Результати приймають синьо-зелене забарвлення і мають відмінну особливість - насичена червона флуоресценція. Погано розчиняються у петролейном ефірі. У воді не розпускаються зовсім. Формула хлорофілу альфа: C 55 H 72 O 5 N 4 Mg. Речовини по своїй хімічній конструкції відносять до хлоринам. У кільці до пропіонової кислоти, а саме до її залишку, прикріплений фитол. Деякі рослинні організми, замість хлорофілу a, утворюють його аналог. Тут етільную групу (-CH 2 -CH 3 ) у II пиррольном кільці змінила винильная (-CH=CH 2 ). Така молекула містить у собі першу винильную групу в кільці один, другу в кільці два.

Хлорофіл b

Формула хлорофілу-бета має наступний вигляд: C 55 H 70 O 6 N 4 Mg. Молекулярна вага речовини становить 903. У атома вуглецю C 3 у пиррольном кільці два, виявляється трохи спирту, позбавленого водню –H-C=O, який володіє жовтим кольором. Це і є відміну від хлорофілу a. Маємо зазначити, що в спеціальних постійних частинах клітини, життєво важливих для її подальшого існування пластидах-хлоропластах, перебувають кілька типів хлорофілів.

Хлорофіли c і d

У криптомонад, динофлагеллятов, а також у бациллариофициевих і бурих водоростей знайдений хлорофіл с. Класичний порфирин – ось чим відрізняється цей пігмент. У водоростей червоного забарвлення хлорофіл d. Деякі сумніваються в його існуванні. Вважається, що він є тільки продуктом виродження хлорофілу a. На даний момент можна впевнено сказати, що хлорофіл з літерою d – це основний барвник дещо яких фотосинтезуючих прокаріотів.

Властивості хлорофілу

Після тривалих досліджень виникло доказ, що в особливостях хлорофілу, що перебуває у рослині та видобутого з нього, помічена несхожість. Хлорофіл у рослинах з'єднаний з білком. Про це свідчать наступні спостереження:

Спектр поглинання хлорофілу в листі іншого, якщо порівняти його з витягнутим.

Чистим спиртом з висохлих рослин предмет опису дістати нереально. Протікає екстракція благополучно при добре зволожених листках, або слід долити в спирт воду. Саме вона розбиває пов'язаний з хлорофілом білок.

Матеріал, витягнутий з листя рослин, швидко руйнується під впливом кисню, концентрованої кислоти, світлових променів.

Зате хлорофіл в рослинах стійкий до всього вищепереліченого.

Хлоропласти

В рослинах хлорофілу міститься 1% від сухої речовини. Знайти можна в особливих органелах клітини – пластидах, що показує нерівномірний розподіл його у рослині. Пластиди клітин, пофарбовані в зелений колір і мають у собі хлорофіл, мають назву хлоропласти. Кількість H 2 O у хлоропластах коливається від 58 до 75%, вміст сухої речовини складається з білків, ліпідів, хлорофілу і каротиноїдів.

Функції хлорофілу

Подібність виявили вчені в пристрої молекул хлорофілу і гемоглобіну – головного дихального компонента людської крові. Відмінність полягає в тому, що в клешневидном з'єднанні посередині в пігменті рослинного походження розміщений магній, а в гемоглобіні - залізо. В ході фотосинтезу рослинність планети поглинає вуглекислий газ і виділяє кисень. Ось ще одна чудова функція хлорофілу. З діяльності його можна порівняти з гемоглобіном, але обсяг впливу на людський організм трохи більше. Хлорофіл – це рослинний пігмент, чутливий до світла і покритий зеленим кольором. Далі йде фотосинтез, при якому його мікрочастинки перетворюють енергію сонця, поглинається клітинами рослин, в хімічну енергію. Можна прийти до наступних висновків, що фотосинтез – це процес перетворення енергії сонця. Якщо довіряти сучасним відомостями, помічено, що протікання синтезу органічних речовин з вуглекислого газу і води з використанням світлової енергії розкладено на три етапи.

Етап №1

Дана фаза вершиться в процесі фотохімічного розпаду води, при сприянні хлорофілу. Відзначається виділення молекулярного кисню.

Етап №2

Тут спостерігається кілька окислювально-відновних реакцій. У них беруть активну сприяння цитохроми та інші переносники електронів. Реакція відбувається за рахунок світлової енергії, що переноситься електронами від води на NADPH і утворює ATP. Тут запасається світлова енергія.

Етап №3

Вже утворилися NADPH і ATP пускаються в хід для перетворення вуглекислого газу в вуглевод. Поглинена енергія світла бере участь в реакціях 1 і 2 етапів. Реакції останнього, третього, відбуваються без участі світла і називаються темновими. Фотосинтез – це єдиний біологічний процес, що проходить із зростанням вільної енергії. Прямо або побічно забезпечує доступною хімічної підприємливістю мешкають на землі двоногих, крилатих, безкрилих, чотириногих і інші організми.

Гемоглобін і хлорофіл

Молекули гемоглобіну і хлорофілу мають складну, але в той же час схожу атомарну структуру. Спільним у їх будові є профін – кільце з маленьких кілець. Відмінність помічено в отросточках, приєднаних до профіну, і в атомах, розташованих всередині: атом заліза (Fe) у гемоглобіну, у хлорофілу магній (Mg). Хлорофіл і гемоглобін за будовою схожі, але формують різні білкові структури. Навколо атома магнію сформований хлорофіл, навколо заліза - гемоглобін. Якщо взяти молекулу хлорофілу рідкого і від'єднати фітольний хвіст (20 вуглецевий ланцюг), поміняти атом магнію на залізо, то зелений колір пігменту стане червоним. У підсумку - готова молекула гемоглобіну. Засвоюється хлорофіл легко і швидко, завдяки саме такій подібності. Добре підтримує організм при кисневому голодуванні. Насичує кров потрібними мікроелементами, звідси вона краще транспортує найважливіші для життя речовини до клітин. Відбувається своєчасний викид відпрацьованих матеріалів, токсинів, відходів, що виникають у результаті природного обміну речовин. Має вплив на сплячі лейкоцити, пробуджуючи їх. Описуваний герой без страху і докору захищає, зміцнює мембрани клітини, допомагає відновитися сполучної тканини. До заслуг хлорофілу можна віднести швидке загоєння виразок, різних ран і ерозій. Покращує імунну роботу, виділена здатність лікувати патологічні порушення молекул ДНК. Позитивна тенденція при лікуванні інфекційних і простудних захворювань. Це не весь перелік добрих справ розглянутого речовини.