Klorofil a in b

Fundacija Wikimedia. 2010.

  • Klorofil a
  • Klorofil c1

Oglejte si, kaj je "klorofil b" v drugih slovarjih:

klorofil - klorofil... Pravopisni slovar-referenca

Klorofil a - Klorofil a... Wikipedia

Klorofil c1 - Splošno... Wikipedia

Klorofil d - Klorofil d... Wikipedia

Klorofil c2 - Klorofil c1 Splošno... Wikipedia

CHLOROPHYLL - grški, iz klora, zeleni in filon, list. Zeleni pigment v rastlinah. Razlaga 25.000 tujih besed, ki so se začele uporabljati v ruskem jeziku, s pomenom njihovih korenin. Mikhelson A.D., 1865. klorofil (gr. Chloros green + filonov list)...... Slovar tujih besed ruskega jezika

KLOROFIL - KLOROFIL, skupina zelenih pigmentov, ki jih vsebujejo KLOROPLASTI rastlin in ALG, ki absorbirajo svetlobo, potrebno za FOTOSINTEZO. Obstaja pet vrst klorofila: "a" najdemo v vseh fotosintetskih organizmih, razen bakterij, "b" v...... Znanstveni in tehnični enciklopedijski slovar

klorofil - a, m. klorofil f.<gr. kloros zelena + list filona. Sre Nemško Blattgrün. Ime zelenih pigmentov v rastlinah, ki absorbirajo svetlobno energijo in jo pretvorijo v kemično energijo. ALS 1. Ta tkanina je sestavljena iz ogromnega števila drobnih...... Zgodovinskega slovarja ruskih galicizmov

KLOROFIL - KLOROFIL, klorofil, mnogi drugi. ne, mož. (iz grškega chloros green in phyllon leaf) (bot.). Zelena barva snovi listov in drugih rastlinskih organov, ki rastlinam omogoča absorpcijo ogljika. Razlagalni slovar Ushakov. D.N. Ushakov......... obrazložitveni slovar Ushakov

KLOROFIL - KLOROFIL, ah, mož. (specialist.). Zeleni pigment rastlin. | prid. klorofil, oh, oh. Pojasnjevalni slovar Ozhegov. S.I. Ozhegov, N.Yu. Švedova. 1949 1992... Pojasnjevalni slovar Ozhegova

Klorofil a in b

Znanstvenik je iz rastlinskega lista izoliral fotosintetske pigmente. Po kakšni metodi bi jih lahko ločil? Na čem temelji ta metoda?

1) metoda kromatografije

2) metoda temelji na ločevanju pigmentov zaradi razlik v hitrosti gibanja pigmentov v topilu (mobilna faza v mirujoči fazi)

Prvič smo natančno razumeli zelene listne pigmente višjih rastlin, zahvaljujoč delu največjega ruskega botanika M.S. Barve (1872-1919). Razvil je kromatografsko metodo za ločevanje snovi in ​​izoliral listne pigmente v čisti obliki. Kromatografsko ločevanje snovi temelji na njihovi različni adsorpcijski sposobnosti. Ta metoda je bila široko uporabljena. GOSPA. Barva je izvleček iz pločevine prenašala skozi stekleno cev, napolnjeno s prahom - kredo ali saharozo (kromatografska kolona). Posamezne sestavine pigmentne mešanice so se razlikovale po stopnji adsorpcije in se premikale z različnimi hitrostmi, zaradi česar so bile koncentrirane v različnih conah kolone. Z razdelitvijo kolone na ločene dele (cone) in uporabo ustreznega sistema topil lahko vsak pigment izoliramo. Izkazalo se je, da listi višjih rastlin vsebujejo klorofil a in klorofil b ter karotenoide (karoten, ksantofil itd.). Klorofili, tako kot karotenoidi, niso topni v vodi, vendar so zelo topni v organskih topilih. Klorofili a in b se razlikujejo po barvi: klorofil a je modro-zelen, klorofil b pa rumeno-zelen. Vsebnost klorofila a v listih je približno trikrat večja od klorofila b.

Klorofil A in B 2020

Klorofil A proti B

Rastline in alge so živi organizmi, ki si lahko ustvarijo lastno hrano, živali pa si iz teh rastlin priskrbijo hrano. Ta postopek priprave hrane se imenuje fotosinteza in uporablja klorofil. Klorofil je zeleni pigment v rastlinah in algah, ki se v bistvu uporablja pri fotosintezi. Absorbira svetlobo in energijo modrih in rdečih delov elektromagnetnega spektra, ne absorbira pa zelenega dela vodnjaka, ki daje rastlinam zeleno barvo klorofila v rastlinah, nato pa se svetloba in energija preneseta v reakcijska centra dveh fotosistemov, Photosystem I in Photosystem II. Ti fotosistemi imajo reakcijske centre, P680 in P700, ki absorbirajo in porabijo energijo, ki jo dobijo iz drugih klorofilnih pigmentov. Fotosinteza uporablja dve vrsti klorofila, klorofil a in b, za pridobivanje energije. Klorofil A Klorofil A absorbira energijo iz modro-vijolične in oranžno-rdeče valovne dolžine pri 675 nm. Odseva zeleno svetlobo, ki daje klorofilu zeleni videz. To je zelo pomembno v energijski fazi fotosinteze, ker so za nadaljevanje fotosinteze potrebne molekule klorofila v molekuli. Je primarni fotosintetski pigment. Je reakcijsko središče antenske mreže, ki jo sestavljajo osnovni proteini, ki vežejo klorofil a na karotenoide. Organizmi, zlasti kisikovi fotosintetični, uporabljajo klorofil a in uporabljajo različne encime za biosintezo. Klorofil B Klorofil B absorbira energijo iz valovnih dolžin zelene svetlobe pri 640 nm. Je pomožni pigment, ki zbira energijo in jo prenaša v klorofil a. Prav tako uravnava velikost antene in se bolj absorbira kot klorofil a. Klorofil b dopolnjuje klorofil a. Njegov dodatek klorofilu a poveča absorpcijski spekter s povečanjem območja valovnih dolžin in razširitvijo spektra absorbirane svetlobe. Ko je svetlobe malo, rastline proizvedejo več klorofila b kot klorofila a, da povečajo svojo sposobnost fotosinteze. To je potrebno, ker molekule klorofila a zajemajo omejeno valovno dolžino, zato so potrebni dodatni pigmenti, kot je klorofil b, da zajamejo širši obseg svetlobe. Nato prenese ujeto svetlobo z enega pigmenta na drugega, dokler v reakcijskem središču ne doseže klorofila a. Klorofil a ne more učinkovito delovati brez pomoči klorofila b, klorofil b pa sam ne more učinkovito proizvesti dovolj energije. Ti dve vrsti klorofilov sta zato zelo pomembni v procesu fotosinteze. Najbolje sodelujeta. Povzetek 1. Klorofil a je glavni fotosintetski pigment, klorofil b pa pomožni pigment, ki shranjuje energijo in jo prenaša v klorofil a. 2. Klorofil a absorbira energijo iz modro-vijoličnih in oranžno-rdečih valovnih dolžin, medtem ko klorofil b absorbira energijo iz valovnih dolžin zelene svetlobe. 3. Klorofil a absorbira energijo pri 675 nm, klorofil b pa energijo pri 640 nm. 4. Klorofil b je bolj vpojen, klorofil a pa ne. 5. Klorofil a je reakcijsko središče antenskega sklopa glavnih beljakovin, klorofil b pa uravnava velikost antene.

KLOROFILI

KLOROFILI (od grškega chloros - zelen in fijon-list), narava. makroheterociklični. pigmenti, ki sodelujejo v procesu fotosinteze; pripadajo metaloporfirinom (glej. Porfirini).
Zelena barva rastlin je posledica prisotnosti klorofilov, lokaliziranih v znotrajceličnih organelah (kloroplasti ali kromatofori) v obliki peptidnih kompleksov.
Formalno so klorofili derivati ​​porfina, katerih molekule vsebujejo ciklopentanonski obroč, zgoščen z makrociklom porfirina, osrednjim atomom Mg in se razgradijo. namestniki; en ali dva pirolska obroča v molekulah sta delno hidrogenirana, glej na primer f-lu I. V pirolskem obroču D molekul klorofila so na preostanek propionskega k sebi običajno pritrjeni visoko-molekularni ostanki. izoprenoidni alkoholi, to rž dajejo klorofilom sposobnost, da se integrirajo v lipidne plasti kloroplastnih membran. Za klorofile, tako kot za porfirine, uporabite nomenklaturo IUPAC ali Fischer.

Klorofil b: R1 = CH = CH2., R2 = CHO, R3 = C2.Hpet, R4 = CH2.CH2.C (O) Y

Od višjih rastlin, alg in fotosintetskih bakterij je St. 50 razp. klorofili. Glavna pigmenti višjih rastlin in zelene alge - klorofili a in b. Osnova teh klorofilov je cikel dihidroporfirina (klorina), ki vsebuje preostali del fitolskega alkohola (CH3.)2.CH (CH2.)3.CH (CH3.) (CH2.)3.CH (CHz) (CH2.)3.C (CHs) = = CHCH2.ON.
Pri skupni vsebnosti klorofila 0,7-1,1 g na 1 kg zelene mase rastlin je razmerje klorofilov a in b običajno 3: 1 (odvisno od osvetljenosti, prisotnosti gnojil in drugih dejavnikov se lahko razlikuje od 2: 1 do 3,4 : 1, ki se uporablja za nadzor razvoja rastlin). Klorofila a in b oddajata hl. arr. iz listov koprive in špinače (ti klorofili so ločeni kromatografsko), klorofil a - tudi iz modrozelenih mikroalg, ki ne vsebujejo klorofila b.
Po strukturi je blizu klorofilu in njegovemu (S) -epimerju na atomu narave C-13 2. pigment klorofil a ', ki sodeluje tudi pri fotosintezi. Zamenjava etilne skupine na položaju 8 v klorofilih a in b z vinilom vodi do nastanka 8-vinil klorofilov a in b v listih sadik kumar; sodelovanje teh klorofilov pri fotosintezi še ni dokazano.

Klorofil c1.: Rl = CH3., R2 = C2.Hpet Klorofil s2.: R1 = CH3., R2 = CH = CH2. Klorofil s3.: R 1 = COOCH3., R2 = CH = CH2.
V središču BC a, b in g (t. I. BC lastno; ph-la III) je tetrahidroporfirinski makrocikel, ki kot etrske skupine (Y) vsebuje fitol, geranilgeraniol (CH3.)2.C = CH (CH2.)2.C (CH3.) = CH (CH2.)2.C (CH3.) = CH (CH2.)2.C (CH3.) = SNSN2.OH in 2,10-fitadienol (CHO2.CH (CH2.)3.C (CH3.) = CH (CH2.)2.CH (CH3.) (CH2.)3.C (CH3.) = SNSN2.OH - za BX a in b; BC g vsebuje ostanke farnezola
(CH3.)2.C = CH (CH2.)2.C (CH3.) = CH (CH2.)2.C (CH3.) = SNSN2.OH in geranilgeraniol. Ko sta BC a in b izolirana iz acetona ali metanola (zlasti v prisotnosti baz), epimerizirata na atomu C-13 2 s tvorbo BC epimerjev a in b.

Bakterioklorofil a: R1 = COCH3., R2 = CH3., R3 = C2.Hpet, R4 = CH2.CH2.C (0) Y, R5 = H

Bakterioklorofil b: R1 = COCH3., R2 = CH3., R3 + R5 = (= CHCH3.), R4 = CH2.CH2.C (O) Y

Bakterioklorofil g: R1 = CH = CH2., R2 = CH3., R3 + R5 = (= CHCH3.), R4 = CH2.CH2.C (O) Y

Za BC z, d in e (f-la IV), prvotno imenovanimi klorobij-klorofili, je značilna prisotnost makrocikla dihidroporfirina, a-hidroksietilne skupine na položaju 3, in razpad. alkil (iz C1. do Cpet) substituenti na položaju 8; etrske skupine (Y) - ostanki 2,6-fitadienola (CH3.)2.CH (CH2.)3.CH (CH3.) (CH2.)3.C (CH3.) = CH (CH2.)2.C (CH3.) = SNSN2.OH in 2,16,20-fitatrienol (CH3.)2.C = CH (CH2.)2.C (CH3.) = CH (CH2.)2.CH (CH3.) (CH2.)3. -C (CH3.) = SNSN2.ON.
X lorofili - močno talijo se intenzivno obarvani kristali od zelene do temno rdeče in črne; t. mn. klorofil a 117-121 ° C, klorofil b 124-125 ° C; t. razp. veliko klorofilov je več kot 300 ° C. Klorofili so dobro topni. pogl. arr. v polarni org. p-topila (DMSO, DMF, aceton, alkoholi, dietil eter), slabo v petroleteru, ne sol. v vodi. V UV-spektrih je za številne klorofile značilna prisotnost 400–430 (tako imenovani Soretov pas); celotni UV spektri so predstavljeni v tabeli.

Klorofil a in b - kako se razlikujeta?

Klorofili so heterociklični pigmenti, ki rastline obarvajo zeleno. Iz rastlin in bakterij je bilo izoliranih 50 različnih vrst klorofilov, vendar največ rastlin vsebuje klorofilov A in B. Za razjasnitev tega vprašanja je bil nemški znanstvenik Richard Wilsteter v začetku 20. stoletja nagrajen z Nobelovo nagrado. Za študij te snovi je bila leta 1960 podeljena druga Nobelova nagrada. Prejel ga je ameriški znanstvenik Robert Woodworth za prvo sintezo tega pigmenta na svetu v laboratoriju..

Klorofil je glavna naprava za spravilo svetlobe v zelenih rastlinah. Absorbira svetlobo in pretvori svetlobno energijo v elektronsko in jo prenese v druge molekule. Fotosinteza je edini mehanizem v biosferi za proizvodnjo energije. Domneva se, da je fotosinteza na Zemlji nastala pred 3,5 milijardami let.

Klorofil A

Ko se sprosti, se spremeni v majhne črne kristale, ki pri temperaturi 120 stopinj postanejo tekoči. Ko se ti kristali raztopijo v alkoholu, postane zelen..

V rastlinah je 2,8-krat več pigmenta A kot pigmenta B. Tip A velja za vsestranski pigment. Vrste A najdemo v vseh vrstah alg. Določa smer in hitrost fotosinteze v rastlini..

Ruski znanstvenik Kliment Timiryazev je fotosintezo označil za čudež, ki določa življenje na planetu in najpomembnejši dejavnik razvoja rastlinskega sveta. Pigment A je najpomembnejši sestavni del vseh reakcij za pretvorbo sončne energije v kemične reakcije.

Klorofil B

Ta vrsta pigmenta velja za regulator rastlinske produktivnosti in razvoja. Če primanjkuje vrste B, pride do zamude v cvetenju in zmanjšanja rastlinskih listov ter njihovega prezgodnjega staranja. Za kmetijstvo to pomeni zmanjšanje rastlinske biomase in zmanjšanje njihovega pridelka..

Ker se količina pigmenta B zmanjšuje s pomanjkanjem sončne svetlobe, slabo vreme z nekaj sončnimi dnevi privede do zmanjšanja pridelka.

Klorofil B velja za dodaten pigment v živih celicah. Ta pigment B rastlinskim celicam omogoča uporabo širšega obsega svetlobnih valovnih dolžin za fotosintezo..

Pomen pigmenta B poudarjajo del spektra sončne svetlobe, na katerega se odziva, in njegova povečana vloga pri fotosintezi.

Kako so si podobni?

Oba klorofila v listju sta v povezavi z beljakovinami. Takšen kompleks, skupen rastlinam, se imenuje klorogibin. V živih celicah so klorofili vključeni v reverzibilne procese fotoredukcije in fotooksidacije..

Klorofili absorbirajo svetlobo skozi proces fotosinteze. Te molekule so skozi evolucijo postale najpomembnejši vir fotokemičnih reakcij. Sposobni so absorbirati energijo sončnih žarkov in jo shraniti ter nato pretvoriti v kemično energijo.

Glavni del molekule klorofila je atom magnezija, saj je glavni del molekule hemoglobina atom železa. Atom magnezija se nahaja v središču porfirinskega obroča, ki je strukturna osnova molekule klorofila. Poleg tega obroča ima molekula "rep" 20 atomov ogljika. Klorofil B se razlikuje od klorofila A po tem, da ima v tem ogljikovem "repu" še 1 atom kisika.

Obe vrsti sta topni v organskih topilih, najpogosteje pa sta raztopljeni v acetonu in alkoholu. Njihove rešitve so zelo nestabilne in jih ni mogoče shraniti. Raztopine klorofila v maščobah so bolj stabilne. Zelena pigmenta A in B, ko sta izpostavljena kislini, izgubljata zeleno barvo, pri izpostavljenosti alkalijam pa razpadata v alkohol in alkalno sol.

Klorofil A, ki ga najdemo tako v višjih kot v nižjih rastlinah, igra glavno vlogo pri fotosintezi. Vsebnost pigmenta B se poveča pri tistih rastlinah, ki rastejo v senci ali na slabo osvetljenem mestu.

Ker je zeleni pigment koncentrat sončne energije, njegovi izvlečki spodbujajo delovanje hematopoeze in delo kardiovaskularnega sistema v človeškem telesu. Izvlečki zelenega pigmenta imajo izrazit antibakterijski učinek. Zdravilni izvlečki te snovi so pridobljeni iz lucerne.

Razlike med klorofilom A in klorofilom B in njihova medsebojna primerjava

Klorofil B najdemo le v višjih rastlinah. Klorofil A najdemo v algah. Majhna razlika je v sestavi njihovih molekul in v dolžini svetlobnih valov, ki jih absorbirajo..

Zaradi formilnega radikala, ki ga vsebuje rep molekul B, namesto metilnega radikala, kot v molekulah A, različno reagirajo na spekter sončne svetlobe. Pigment B absorbira zeleni del in del modrega spektra, pigment A pa zeleni in del rumenega dela sončnega spektra.

Primerjava absorpcijskih spektrov

Pigment A je zgodovinski del fotosinteze. Ti procesi v algah so se začeli z njim. Procesi fotosinteze so bili tako intenzivni, da so korenito vplivali na sestavo zemeljske atmosfere..

Pigment B je rezultat evolucije, snovi, ki je potrebna za rast in razvoj višjih rastlin. Živalski svet in kot krona njegovega razvoja - Homo sapiens, bi lahko nastal šele po pojavu in razvoju velikega števila višjih rastlin.

Klorofil a in b - kako se razlikujeta?

Klorofil A

Ko se sprosti, se spremeni v majhne črne kristale, ki pri temperaturi 120 stopinj postanejo tekoči. Ko se ti kristali raztopijo v alkoholu, postane zelen..

V rastlinah je 2,8-krat več pigmenta A kot pigmenta B. Tip A velja za vsestranski pigment. Vrste A najdemo v vseh vrstah alg. Določa smer in hitrost fotosinteze v rastlini..

Ruski znanstvenik Kliment Timiryazev je fotosintezo označil za čudež, ki določa življenje na planetu in najpomembnejši dejavnik razvoja rastlinskega sveta. Pigment A je najpomembnejši sestavni del vseh reakcij za pretvorbo sončne energije v kemične reakcije.

Klorofil B

Ta vrsta pigmenta velja za regulator rastlinske produktivnosti in razvoja. Če primanjkuje vrste B, pride do zamude v cvetenju in zmanjšanja rastlinskih listov ter njihovega prezgodnjega staranja. Za kmetijstvo to pomeni zmanjšanje rastlinske biomase in zmanjšanje njihovega pridelka..

Ker se količina pigmenta B zmanjšuje s pomanjkanjem sončne svetlobe, slabo vreme z nekaj sončnimi dnevi privede do zmanjšanja pridelka.

Klorofil B velja za dodaten pigment v živih celicah. Ta pigment B omogoča rastlinskim celicam, da za fotosintezo uporabljajo širši spekter valovnih dolžin svetlobe.

Pomen pigmenta B poudarjajo del spektra sončne svetlobe, na katerega se odziva, in njegova povečana vloga pri fotosintezi.

Kako so si podobni?

Oba klorofila v listju sta v povezavi z beljakovinami. Takšen za rastline skupen kompleks se imenuje klorogibin. V živih celicah so klorofili vključeni v reverzibilne procese fotoredukcije in fotooksidacije..

Klorofili absorbirajo svetlobo skozi proces fotosinteze. Te molekule so skozi evolucijo postale najpomembnejši vir fotokemičnih reakcij. Sposobni so absorbirati energijo sončnih žarkov in jo shraniti ter nato pretvoriti v kemično energijo.

Glavni del molekule klorofila je atom magnezija, saj je glavni del molekule hemoglobina atom železa. Atom magnezija se nahaja v središču porfirinskega obroča, ki je strukturna osnova molekule klorofila. Poleg tega obroča ima molekula "rep" 20 atomov ogljika. Klorofil B se od klorofila A razlikuje po tem, da ima v tem ogljikovem "repu" 1 atom kisika več.

Obe vrsti sta topni v organskih topilih, najpogosteje pa sta raztopljeni v acetonu in alkoholu. Njihove rešitve so zelo nestabilne in jih ni mogoče shraniti. Raztopine klorofila v maščobah so bolj stabilne. Zelena pigmenta A in B, ko sta izpostavljena kislini, izgubljata zeleno barvo, pri izpostavljenosti alkalijam pa razpadata v alkohol in alkalno sol.

Klorofil A, ki ga najdemo tako v višjih kot v nižjih rastlinah, igra glavno vlogo pri fotosintezi. Vsebnost pigmenta B se poveča pri tistih rastlinah, ki rastejo v senci ali na slabo osvetljenem mestu.

Ker je zeleni pigment koncentrat sončne energije, njegovi izvlečki spodbujajo delovanje hematopoeze in delo kardiovaskularnega sistema v človeškem telesu. Izvlečki zelenega pigmenta imajo izrazit antibakterijski učinek. Zdravilni izvlečki te snovi so pridobljeni iz lucerne.

Razlike med klorofilom A in klorofilom B in njihova medsebojna primerjava

Klorofil B najdemo le v višjih rastlinah. Klorofil A najdemo v algah. Majhna razlika je v sestavi njihovih molekul in v dolžini svetlobnih valov, ki jih absorbirajo..

Zaradi formilnega radikala, ki ga vsebuje rep molekul B, namesto metilnega radikala kot v molekulah A reagirajo drugače na spekter sončne svetlobe. Pigment B absorbira zeleni del in del modrega spektra, pigment A pa zeleni in del rumenega dela sončnega spektra.

Primerjava absorpcijskih spektrov

Pigment A je zgodovinski del fotosinteze. Ti procesi v algah so se začeli z njim. Procesi fotosinteze so bili tako intenzivni, da so korenito vplivali na sestavo zemeljske atmosfere..

Pigment B je rezultat evolucije, snovi, ki je potrebna za rast in razvoj višjih rastlin. Živalski svet in kot krona njegovega razvoja - Homo sapiens, bi lahko nastal šele po pojavu in razvoju velikega števila višjih rastlin.

KLOROFIL

KLOROFIL, sklop barvil (pigmentov), ​​ki ga najdemo v "zrnih klorofila" - kloroplastih zelenih rastlin. X. se izvleče iz listov okrožja z etilnim alkoholom, da smaragdno-zeleno raztopino, ki vsebuje mešanico zelenih in rumenih pigmentov. Ruski botanik M. S. Tsvet je s pomočjo kromatografske metode, ki jo je razvil sam, pokazal, da je zeleno barvilo višjih regij sestavljeno iz 2 zelenih pigmentov - klorofila a in klorofila b. Rumeni pigmenti - karotenoidi so predstavljeni s karoteni (α in β) in več ksantofili (luteol, violoksantil itd.). Značilnost pigmentov kloroplasta je njihova sposobnost absorpcije določenih svetlobnih žarkov; klorofila a in b močneje absorbirata rdeče in modre žarke, karotenoidi pa modre (slika 1).

Slika: 1. Absorpcija svetlobne energije v različnih delih spektra: 1 - vsi pigmenti lista; 2 - klorofil a in b; 3 - karotenoidi

KA Timiryazev je dokazal, da X. z absorbiranjem sončnih žarkov usmerja njihovo energijo v kemično. delo na primarni tvorbi organske snovi iz vode in ogljikovega dioksida (glej Fotosinteza).

Slika: 2. Strukturna formula klorofila a. Zaprti sistem konjugiranih dvojnih in enostavnih vezi je poudarjen s krepkimi črtami

Prisotnost samo karotenoidov v plastidah (na primer v etioliranih listih) ne zadošča za fotosintezo. Pri tem imata odločilno vlogo klorofila a in b. Toda v njihovi prisotnosti karotenoidi aktivno sodelujejo tudi pri fotosintezi. Za zelene pigmente (ustrezen klorofil), izločene iz listov v raztopine, je značilna sled. kem. Lastnosti. Klorofili a in b so estri dvobaznih kislin klorofilinov a in b (kar ustreza klorofilom a in b) in alkoholi: fitol in metil. Klorofilini so derivati ​​kompleksnih spojin - porfinov, sestavljeni iz 4 pirolnih jeder (I - IV), ki so povezani z mostički - CH (α, β, γ, δ) in zaprti v obroču. Osrednji položaj v tem obroču zavzema atom magnezija, povezan z atomi dušika. Strukturna formula klorofila a je prikazana na sl. 2. Klorofil b se od klorofila a razlikuje po tem, da namesto metilne skupine CH3. pri atomu ogljika 3 ima aldehidno skupino

Osnovne optične lastnosti X. so posledica prisotnosti zaprtega cikličnega sistema konjugiranih dvojnih in enostavnih vezi ter atoma magnezija. V procesu fotosinteze X., ki absorbira svetlobno energijo, postane aktiven in sodeluje v redoks reakcijah, prenosu vodika, sprejemu iz vode in prehodu skozi sistem katalizatorjev za zmanjšanje ogljikovega dioksida.

V živih celicah listov se X. nahaja v kloroplastih, v slednjih - v najmanjših vključkih večplastne strukture - v zrnih. Tu so molekule X povezane z beljakovinskimi molekulami. Ker je X. vezan na beljakovine, ga primerjamo z encimi, ki so običajno sestavljeni iz aktivne (protetične) skupine in beljakovinskega nosilca. Rumene pigmente - karotenoide najdemo tudi skupaj s klorofili v granulah kloroplasta.

Listi višje cvetočih okolišev vsebujejo približno 0,2 - 1,0% klorofila a in 0,05 - 0,4% klorofila b na suho maso.

Listi cvetočih revirjev, gojeni v temi, vsebujejo le brezbarvnega predhodnika X., iz katerega se na svetlobi hitro tvori X, listi pa postanejo zeleni. Ob pomanjkanju železa, dušika ali magnezija nastane malo X. S hudimi motnjami aparata, ki nosi klorofil, t.i. kloroza (glej) okrožje. R-niya zelo občutljivo reagira na raven prehrane z dušikom; pomanjkanje dušikove prehrane zlahka zazna bledo rumeno-zelena barva listov. Razmere osvetlitve imajo velik vpliv na kopičenje X.: senčna in nenaklonjena območja, ki živijo v slabih svetlobnih razmerah, v podrasti, v gostih travnatih sestojih, gojenih v zaprtih prostorih, običajno vsebujejo več X. To jim omogoča, da bolje uporabljajo šibko svetlobo za fotosintezo. Nasprotno, na območjih z močno sončno osvetlitvijo (stepe, puščave, gorska območja) območja običajno vsebujejo sorazmerno malo X., ki ščiti njihove liste pred pretirano absorpcijo svetlobne energije. Svetloljubna in svetlobna območja pa fotosintezo izvajajo nič manj in celo bolj intenzivno kot senčna in senčnoljubna, ki vsebujejo veliko klorofila. To je posledica dejstva, da imajo svetlobe in svetlobe ljubeče r-nije večje asimilacijske številke, to pomeni, da asimilirajo več ogljikovega dioksida na enoto klorofila..

Na jug. okrožja z intenzivno razsvetljavo in nezadostno oskrbo z vodo se včasih izkažejo za bolj produktivne bledo zelene oblike obdelanih okolišev (na primer sladkorna pesa), ki vsebujejo manj X. kot intenzivno zelene. Če pa je zmanjšana vsebnost X. v listih rezultat K.-l. pomanjkanje ali patologija (npr. kloroza, albinizem, pomanjkanje dušika, železa, klorotičnost pri nenormalno šibki svetlobi), potem zmanjšana vsebnost X. vodi do oslabitve fotosinteze. V teh primerih povečanje vsebnosti X. na normo poveča fotosintezo in donosi..

Klorofil in vse alge imajo najvišje območje. Njegova prisotnost v okrožju je predpogoj za izvajanje normalne fotosinteze. Rjave, modrozelene, diatomeji, rdeče alge nimajo klorofila b.

Nekatere (zelene in vijolične) bakterije, ki izvajajo fotosintezo (ali fotoredukcijo) z uporabo drugih spojin (H2.S, H2., organske snovi itd.), imajo bakterioklorofilni pigment, strukturno soroden klorofilu a.

Literatura: Godnee T., Zgradba klorofila in možni načini njegovega tvorjenja v rastlini (Poročano na 6. letnem branju Timiryazev 28. aprila 1945), M., 1947; Bubbenet E., Rastlina in klorofil, M.-L., 1951 (Serija: Rezultati in problemi sodobne znanosti); Timiryazev K., Izbrana dela o klorofilu in asimilaciji svetlobe z rastlinami, [M.], Akademija znanosti ZSSR, 1948; Tsvet M., Kromatografska in adsorpcijska analiza "Izbrana dela, [M.-L.], 1946. Glej tudi Fotosinteza.

  1. Kmetijska enciklopedija. T. 5 (T - Z) / ur. Kolegij: P. P. Lobanov (poglavja ur.) [In drugi]. Tretja izdaja, popravljena - M., Državna založba kmetijske literature, M. 1956, str. 663

Klorofili

Najpomembnejšo vlogo v procesu fotosinteze imajo zeleni pigmenti - klorofili. Francoski znanstveniki P.J. Peletier in J. Cavent (1818) sta iz listov izolirala zeleno snov in jo poimenovala klorofil (iz grškega "chloros" - zelen in "phillon" - list). Trenutno je znanih približno deset klorofilov. Razlikujejo se po kemijski strukturi, barvi, porazdelitvi med živimi organizmi. Vse višje rastline vsebujejo klorofila a in b. Klorofil c najdemo v diatomejih, klorofil d v rdečih algah. Poleg tega so znani štirje bakterioklorofili (a, b, c in d), ki jih vsebujejo celice fotosintetskih bakterij. Celice zelenih bakterij vsebujejo bakterioklorofila c in d, celice vijoličnih bakterij pa bakterioklorofila a in b. Glavna pigmenta, brez katerih ne poteka fotosinteza, sta klorofil za zelene rastline in bakterioklorofil za bakterije. Prvič smo natančno razumeli zelene listne pigmente višjih rastlin, zahvaljujoč delom največjega ruskega botanika M.S. Barve (1872-1919). Razvil je novo kromatografsko metodo za ločevanje snovi in ​​izoliral listne pigmente v čisti obliki. Kromatografsko ločevanje snovi temelji na njihovi različni adsorpcijski sposobnosti. Ta metoda je bila široko uporabljena. GOSPA. Barva je izvleček iz pločevine prenašala skozi stekleno cev, napolnjeno s prahom - kredo ali saharozo (kromatografska kolona). Posamezne sestavine pigmentne mešanice so se razlikovale po stopnji adsorpcije in se premikale z različnimi hitrostmi, zaradi česar so bile koncentrirane v različnih conah kolone. Z razdelitvijo kolone na ločene dele (cone) in uporabo ustreznega sistema topil lahko vsak pigment izoliramo. Izkazalo se je, da listi višjih rastlin vsebujejo klorofil a in klorofil b ter karotenoide (karoten, ksantofil itd.). Klorofili, tako kot karotenoidi, niso topni v vodi, vendar so zelo topni v organskih topilih. Klorofili a in b se razlikujejo po barvi: klorofil a je modro-zelen, klorofil b pa rumeno-zelen. Vsebnost klorofila a v listih je približno trikrat večja od vsebnosti klorofila b.

Klorofil a in b

Najpomembnejšo vlogo v procesu fotosinteze imajo zeleni pigmenti - klorofili. Francoski znanstveniki P.J. Peletier in J. Cavent (1818) sta iz listov izolirala zeleno snov in jo poimenovala klorofil (iz grškega "chloros" - zelen in "phillon" - list). Trenutno je znanih približno deset klorofilov. Razlikujejo se po kemijski strukturi, barvi, porazdelitvi med živimi organizmi. Vse višje rastline vsebujejo klorofila a in b. Klorofil c najdemo v diatomejih, klorofil d v rdečih algah. Poleg tega so znani štirje bakterioklorofili (a, b, c in d), ki jih vsebujejo celice fotosintetskih bakterij. Celice zelenih bakterij vsebujejo bakterioklorofila c in d, celice vijoličnih bakterij pa bakterioklorofila a in b.

Glavna pigmenta, brez katerih ne poteka fotosinteza, sta klorofil za zelene rastline in bakterioklorofil za bakterije. Prvič smo natančno razumeli zelene listne pigmente višjih rastlin, zahvaljujoč delom največjega ruskega botanika M.S. Barve (1872-1919). Razvil je novo kromatografsko metodo za ločevanje snovi in ​​izoliral listne pigmente v čisti obliki. Kromatografsko ločevanje snovi temelji na njihovi različni adsorpcijski sposobnosti. Ta metoda je bila široko uporabljena. GOSPA. Barva je izvleček iz pločevine prenašala skozi stekleno cev, napolnjeno s prahom - kredo ali saharozo (kromatografska kolona). Posamezne sestavine pigmentne mešanice so se razlikovale po stopnji adsorpcije in se premikale z različnimi hitrostmi, zaradi česar so bile koncentrirane v različnih conah kolone. Z razdelitvijo kolone na ločene dele (cone) in uporabo ustreznega sistema topil lahko vsak pigment izoliramo. Izkazalo se je, da listi višjih rastlin vsebujejo klorofil a in klorofil b ter karotenoide (karoten, ksantofil itd.). Klorofili, tako kot karotenoidi, niso topni v vodi, vendar so zelo topni v organskih topilih. Klorofili a in b se razlikujejo po barvi: klorofil a je modro-zelen, klorofil pa rumeno-zelen. Vsebnost klorofila a v listih je približno trikrat večja od vsebnosti klorofila b.

Po kemijski strukturi so klorofili estri dikarboksilne organske kisline - klorofilina in dveh alkoholov - fitola in metila. Empirična formula je C55H7205N4Mg. Klorofilin je organometalna spojina, ki vsebuje dušik in spada med magnezijeve porfirine.

V klorofilu vodik karboksilnih skupin nadomestijo ostanki dveh žganih pijač - metil CH3OH in fitola C20H39OH, zato je klorofil ester.

Klorofil b se razlikuje od klorofila a po tem, da vsebuje dva manj atoma vodika in en atom kisika več (namesto skupine CH3 skupina CHO). V zvezi s tem je molekulska masa klorofila a 893 in klorofila b 907. V središču molekule klorofila je atom magnezija, ki je povezan s štirimi atomi dušika pirolskih skupin. Pirolske skupine klorofila imajo sistem izmeničnih dvojnih in enostavnih vezi. Ta N je kromoforna skupina klorofila, ki določa absorpcijo nekaterih žarkov sončnega spektra in njegovo barvo. Premer jedra porfirina je 10 nm, dolžina fitolskega ostanka pa 2 nm. Razdalja med dušikovimi atomi pirolskih skupin v jedru klorofila je 0,25 nm. Zanimivo je, da je premer atoma magnezija 0,24 nm. Tako magnezij skoraj v celoti zapolni prostor med dušikovimi atomi pirolskih skupin. To jedru molekule klorofila daje dodatno moč..

Ena od posebnosti strukture klorofila je prisotnost v njegovi molekuli poleg štirih heterociklov še ene ciklične skupine s petimi atomi ogljika - ciklopentanona. Ciklopentanski obroč vsebuje zelo reaktivno keto skupino. Obstajajo dokazi, da se v postopku enolizacije molekuli klorofila na mestu te keto skupine doda voda. Molekula klorofila je polarna, njeno jedro porfirina ima hidrofilne lastnosti, konec fitola pa je hidrofoben. Ta lastnost molekule klorofila določa njeno specifično lokacijo v membranah kloroplasta. Porfirinski del molekule je vezan na beljakovine, fitolska veriga pa je potopljena v lipidno plast.

Klorofil, pridobljen iz lista, zlahka reagira tako s kislinami kot z alkalijami. Pri interakciji z alkalijo se klorofil umilni, zaradi česar nastaneta dva alkohola in alkalna sol klorofilinske kisline.

V nepoškodovanem živem listu se lahko fitol odcepi od klorofila pod vplivom encima klorofilaze. Pri interakciji s šibko kislino ekstrahirani klorofil izgubi zeleno barvo, nastane feofitinska spojina, v kateri atom magnezija v središču molekule nadomestita dva atoma vodika.

Klorofil v živi intaktni celici je sposoben reverzibilne fotooksidacije in fotoredukcije. Jedra dušikovega pirola lahko oksidiramo (podarimo elektron) ali reduciramo (pritrdimo elektron).

Študije so pokazale, da so lastnosti klorofila v listu in iz njega pridobljenega lista različne, saj je v listu v kompleksni spojini z beljakovino. To dokazujejo naslednji podatki:

  • Absorpcijski spekter klorofila v listih se razlikuje od spektra absorbiranega klorofila.
  • Klorofila ni mogoče ekstrahirati z absolutnim alkoholom iz suhih listov. Ekstrakcija je uspešna le, če liste navlažimo ali alkoholu dodamo vodo, ki uniči vez med klorofilom in beljakovinami..
  • Klorofil, izoliran iz lista, se zlahka uniči pod vplivom najrazličnejših vplivov (visoka kislost, kisik in celo svetloba).

Medtem je klorofil v listu precej odporen na vse zgoraj navedene dejavnike. Za hemoglobin je značilno konstantno razmerje - na 1 beljakovinsko molekulo pride 4 molekule hemina. Medtem je razmerje med klorofilom in beljakovinami različno in se spreminja glede na vrsto rastlin, fazo njihovega razvoja, okoljske razmere (od 3 do 10 molekul klorofila na 1 molekulo beljakovin). Povezavo med beljakovinskimi molekulami in klorofilom izvajajo nestabilni kompleksi, ki nastanejo med interakcijo kislih skupin beljakovinskih molekul in dušika pirolskih obročev. Večja kot je vsebnost dikarboksilnih aminokislin v beljakovinah, boljše je njihovo kompleksiranje s klorofilom (T. N. Godnev).

Pomembna lastnost molekul klorofila je njihova sposobnost medsebojnega medsebojnega delovanja. Prehod iz monomerne v agregirano obliko je nastal kot posledica interakcije dveh ali več molekul, ko sta si blizu. V procesu tvorbe klorofila se njegovo stanje v živi celici spremeni naravno. Zdaj je bilo dokazano, da je klorofil v plastidnih membranah v obliki pigmentno-lipoproteinskih kompleksov z različno stopnjo agregacije..

KLOROFILI

KLOROFILI (grško chloros green + list filona) - rastlinski pigmenti, pa tudi nekateri mikroorganizmi, s pomočjo katerih se zajame energija sončne svetlobe in izvede proces fotosinteze. Klorofili, ki sodelujejo pri fotosintezi (glej), igrajo ogromen biol. vlogo.

Obstajajo štiri vrste klorofilov: a, b, c in d. Višje rastline vsebujejo klorofila a in b, rjave in diatomeji vsebujejo klorofile a in c, rdeče alge pa klorofil d. Poleg tega nekatere fotosintetske bakterije vsebujejo analoge klorofila - bakterioklorofile. Molekule klorofila temeljijo na magnezijevem kompleksu porfirinskega cikla (glej Porfirini). Preostanek polihidričnega alkoholnega fitola je pritrjen na enega od pirolskih obročev, zaradi česar so se klorofili lahko integrirali v lipidno plast kloroplastne membrane.

Izolacijo klorofilov v čisti obliki in njihovo ločitev na dve komponenti (klorofili a in b) je prvi izvedel ruski botanik MS Tsvet z uporabo njegove kromatografske metode (glej). Dokazal je tudi, da klorofile v rastlinskih listih spremljajo številni rumeni spremljevalci - karotenoidi (glej). Strukturno formulo klorofilov je leta 1940 ustanovil Fischer (N. Fischer) M. V. Nentsky in njegovi učenci so dokazali kemijo. razmerje hemoglobina (glej) in klorofilov rastlin. Pri preučevanju fiziološke vloge klorofilov so bile zelo pomembne študije K. A. Timiryazeva. Popolno sintezo klorofilov sta leta 1960 neodvisno drug od drugega naredila M. Strell in R. B. Woodword.

Klorofili so glavna sestavina pigmentnega aparata višjih rastlin, mahov, alg in fotosintetskih bakterij. Njihova vsebnost v rastlinah je odvisna od vrste rastline, oskrbe z mineralno hrano in drugih pogojev. Količina klorofilov v rastlinah se giblje od 1,7 do 5% glede na suho maso. Njihova koncentracija na listni površini določa intenzivnost absorpcije svetlobe v rastlini, če raven klorofila ne presega 2 mg / dm 2. Pri vsebnosti klorofila 3 mg / dm 2 in več se koeficient absorpcije svetlobe približa 97-100% in ni odvisen od količine pigmenta.

V celicah zelenega lista se klorofili nahajajo v posebnih organelih - plastidah, imenovanih tudi zrna klorofila ali kloroplasti. Vsak kloroplast rastline Mnium medium ima prostornino 4,1 X 10 -11 cm 3 in vsebuje 1,3 * 10 9 molekul klorofila, omejen z dvojno lipoproteinsko membrano in napolnjen z beljakovinsko stromo. Izmenjujoče se plošče beljakovinskih in barvnih pigmentno-lipidnih plasti tvorijo vključke v stromi (grana). Razdalje med molekulami pigmenta v tankih mono- ali bimolekularnih plasteh so majhne; vsaka od para molekul je lahko povezana z encimi tipa citokroma (glej citokrome), ki lahko dajo elektron klorofilu, druga pa s sprejemnikom elektronov, kot je ferredoksin.

Proces fotosinteze se začne z absorpcijo kvanta svetlobe v pigmentnem sistemu rastline. Sodelovanje vmesnih sistemov v verigi prenosa elektronov je prikazano na diagramu:

kjer je X - klorofil, CIT - citokromi, PD - feredoksin, PL - flavinski sistemi, hv - svetlobni kvant.

Proces migracije energije med različnimi oblikami klorofila je zelo pomemben v delujoči fotosintetski enoti. Aktivno delujoča fotosintetska enota vsebuje 200–400 molekul klorofila, ki delujejo kot en sam sistem za ujemanje svetlobe, ki absorbira en kvant svetlobe. V enem ciklu dela se na vsakih 3000 molekul klorofila sprosti ena molekula kisika. Ugotovljeno je bilo, da spektralno različne oblike klorofila tvorijo lestvico ravni energije, po kateri absorbirana energija "teče" v reakcijske centre. Spektralne študije so omogočile, da se klorofilne oblike razdelijo v tri glavne skupine (kratkovalovni, dolgovalovni in vmesni) v skladu z njihovo vlogo pri absorpciji in prenosu energije.

V fotosintetskih bakterijah so našli tudi podcelične delce, ki vsebujejo bakterioklorofil. To so sploščeni diski s premerom 100 nm, imenovani kromatofori..

Strukture pigmentno-beljakovinskih kompleksov pri organizaciji fotosintetskih membran različnih organizmov, vključno z bakterijami, algami in višjimi rastlinami, so podobne. V kloroplastih se sintetizirajo klorofilno-beljakovinski kompleksni polipeptidi; so sestavljeni iz glavnega polipeptida s pomolom. teža (masa) 73 000 in trije mladoletniki z molekulsko maso (maso) 47 000, 30 000 in 15 000 enot.

Sinteza in obnova pigmenta v rastočem zelenem tkivu poteka zelo hitro. S starostjo tkiva se proces biosinteze klorofila upočasni. Na prvih stopnjah biosinteze klorofila s kondenzacijo dveh molekul δ-aminolevulinske kisline nastane porfo-bilinogen - derivat pirola, ki kot rezultat vrste transformacij daje spojino, ki vsebuje jedro porfirina - protoporfirin. Iz protoporfirina se tvori neposredni predhodnik klorofila, protoklorofilid, ki vsebuje magnezijev atom. Nato po dodatku polihidričnega alkoholnega fitola nastane klorofil.

Faze od porfobilinogena do protoporfirina in od protoporfirina do klorofila a potekajo po eni od dveh shem:

Prva reakcija prevladuje v listih etioliranih (torej gojenih v temi) rastlin, druga pa v zelenih. Končne stopnje biosinteze pigmentnega aparata se pospešijo s sodelovanjem enega samega poliencimskega kompleksa klorofil-sintetaze. V zvezi s tem je naravna odvisnost biosinteze klorofila od hitrosti sinteze beljakovin in njene inhibicije z zaviralci sinteze beljakovin. Tudi sinteza pigmentov se upočasni z znižanjem temperature in se popolnoma ustavi pri temperaturah pod –2 °, medtem ko se fotosinteza nadaljuje pri negativnih temperaturah, do –24 °. Postopek je moten zaradi pomanjkanja železa in presežka mangana.

Klorofil b nastaja zaporedno skozi klorofil a z oksidacijo. Transformacijska reakcija poteka v svetlobi; vmesna stopnja je tvorba encimsko-beljakovinskega kompleksa.

Obstajajo znaki odvisnosti hitrosti reakcije od delovanja verige prenosa elektronov in s tem tudi hitrosti tvorbe NADPH in NADH kot darovalcev vodika. Faze sinteze na mestu vključitve magnezija, pretvorba Mg-porfirinov in fitolska esterifikacija ostankov nroionske kisline IV pirolskega obroča ostajajo nejasne..

Sposobnost zelenih rastlin, da med fotosintezo tvorijo kompleksne organske snovi iz ogljikovega dioksida in vode, je odvisna od prisotnosti klorofilov v njih. Poleg tega vsebnost pigmentov klorofil a in klorofil b ni odvisna od geografskih značilnosti območja. Na vsebnost klorofila a bolj vplivajo fiziološke in okoljske razmere kot na vsebnost klorofila b..

Opisane so spremembe klorofilov v rastlinski ontogeniji. Njihova vsebnost se povečuje v fazi loščenja, v fazi cvetenja in vezanja plodov. Raven klorofila lahko uporabimo za določanje pripravljenosti rastlin za cvetenje. Po končanih rastnih procesih se kopičenje klorofila ustavi in ​​v kloroplastu pride do obnove molekul pigmenta, ne da bi bilo to povezano s tvorbo novih kloroplastov..

Načelo fotosenzibilnega učinka klorofilov med fotosintezo je utemeljil K.A. Klorofil v različnih fazah lahko služi kot fotokemični dajalec ali akceptor elektronov.

Ker imajo tetrapirolne strukture, ki vsebujejo kompleksno vezan atom železa, pomembno vlogo pri tkivnem dihanju sesalcev (glej hemoglobin), klorofil in njegovi kovinski derivati ​​(tj. Spojine, v katerih se namesto magnezija vnašajo baker, železo, cink, kadmij ali srebro) uporablja se v medicini kot antihipoksična sredstva. Derivati ​​kovin klorofila imenujemo "feofitinati". Njihov antihipoksični učinek je povezan s strukturo tetrapirola in prisotnostjo kovinskega atoma. V vodi topni klorofilni pripravki delujejo protibakterijsko in protivirusno, zlasti Ag-feofitinat. Hematopoetske, tonične lastnosti so značilne za natrijev klorofilin, ki se uporablja tudi kot biostimulant.


Bibliografija: T. N. Godnev klorofil, Njegova zgradba in tvorba v rastlini, Minsk, 1963, bibliogr.; Krasnovsky A. A. Ravni svetlobne regulacije fotosinteze, v knjigi: Teoretični temelji fotosintetske produktivnosti, ur. A. A. Ničiporoviča, str. 23, M., 1972; Metzler D. E. Biokemija, kemijske reakcije v živi celici, trans. iz angleščine, t. 1-2, M., 1980; Problemi biosinteze klorofila, ur. A. A. Shlyka, Minsk, 1971; Shlyk AA Presnova klorofila v zeleni rastlini, Minsk, 1965, bibliogr.; E igenberg K. Y., Sg o a s-m u n W. R. a. Chan S. I. Klorofil a v dvoslojnih membranah, Biochim. biophys. Acta, v. 679, str. 353, 1982; Presnovne poti, ur. D. M. Greenberg, v. 2, N. Y. - L., 1967; Olson J. M. Organizacija klorofila v zelenih fotosintetskih bakterijah, Biochim. biophys. Acta, v. 594, str. 33, 1980.


P. A. Verbolovich, V. P. Verbolovich.