Синтезований хлорофіл - олія

"Хто не знає, що з пробудженням рослинного життя навесні вся природа одягає зелене вбрання, що ми можемо пересуватися з майже необмеженою різноманітністю квітів і фруктів, незважаючи на різні ґрунтові та кліматичні умови, але з однаковим незмінним відтінком зелена зелень. Хто не знає, що втрата цього зеленого кольору восени є вірною ознакою неминучої сплячки або смерті. Все це так правдиво і так добре відомо, що зелений колір навіть став символом життя і надії ". Климент Аркадійович Тімірязєв так поетично писав про зелену сукню землі, про найбільшу таємницю природи, якій цей талановитий російський учений присвятив все своє життя. Сьогодні навіть студент знає, що хлорофіл - це зелений колір рослин - особливий пігмент.

Загальна кількість хлорофілу в листі низька: близько одного відсотка (залежно від сухої маси). Однак його роль величезна. За допомогою хлорофілу зелений лист поглинає енергію сонячного світла і перетворює її в хімічну енергію органічних сполук, що виникають з неорганічних речовин - вуглекислого газу та води. Шляхом складних перетворень в атмосферу виділяється кисень, що дає можливість жити на землі. Цей процес називається фотосинтезом.

Через свої дивовижні властивості хлорофіл здавна привертав увагу вчених з різних галузей: біологів, фізиків та хіміків.

К. А. Тімірязєв має винятковий внесок у вивчення оптичних властивостей хлорофілу та його фізіологічної ролі. Хоча К. А. Тімірязєв точно не знав хімічних властивостей молекули хлорофілу, він вперше показав, що його роль у рослині не обмежується поглинанням світла, що хлорофіл як високоактивна хімічна сполука бере безпосередню участь у процесі фотосинтезу.

К. А. Тімірязєв зробив цікаве припущення (пізніше підтверджене експериментально) про загальну хімічну природу червоного пігменту крові (геміну) та хлорофілу. Подібність молекул хлорофілу та геміну в крові вражає. Це дозволяє говорити про хлорофіл як про біологічно активну речовину, як про вітаміни в житті тваринного організму. На цьому ґрунтується використання хлорофілу в медицині та тваринництві як гемопоетичного агента та як препарату, що прискорює загоєння ран.

Дослідити склад молекули хлорофілу стало можливим після того, як російський ботанік М. С. Цвіт запропонував і розробив так званий хроматографічний метод розділення сумішей різних речовин. РС. Цвіт показав, що зелений пігмент листа не однорідний. Складається з двох компонентів: хлорофілу "а" (синьо-зелений) та хлорофілу "б" (жовто-зелений). Кількість хлорофілу "а" в листі зазвичай приблизно втричі більша за "с".

Який склад і будова молекули хлорофілу? Помітна роль у цих дослідженнях належить німецькому хіміку Віллстаттеру, який визначив загальний склад хлорофілу "а". Важливим етапом у вивченні хлорофілу було розшифрування продуктів його поділу, яке було отримано шляхом послідовного та обережного впливу слабких кислот та лугів. В результаті такої обробки вдалося відокремити легкозв’язані хімічні групи від молекули хлорофілу та виділити сполуку, яка утворює його головне ядро, етіопорфірин. Примітно, що така сполука, як етіопорфірин, також є основою пігменту червоної крові геміну. Таким чином було встановлено хімічну схожість між двома найважливішими пігментами флори та фауни. Слід сказати, що крім спільності головного скелета молекул, існують і відмінності: наприклад, в ядрі молекули геміна є атом заліза, а в хлорофілі атом магнію.

Зрозумівши склад і властивості молекули хлорофілу, хіміки поставили перед собою завдання штучно виробляти її з найпростішої сировини. Німецький учений Ганс Фішер зробив великий внесок у здійснення цього синтезу. У 1940 р. Йому вдалося отримати один з найближчих попередників хлорофілу - феопорфірин. Залишився ще один крок - синтезувати сполуку під назвою Феофорбід. А хіміки давно знають, як перейти з феофорбіду на хлорофіл. Однак створення цього останнього попередника хлорофілу виявилося дуже важким завданням, яке довго не можна було вирішити. Лише в 1960 році хіміки Сполучених Штатів Америки (Вудвард з колегами) та Німеччини (Штрель, Калоянов та Коллер) домоглися майже одночасного синтезу феофорбідів. Тому вперше хлорофіл отримали штучно. Однак не слід думати, що вирішуючи проблему штучного створення органічної речовини, фотосинтез здійснювався поза рослиною.

Довгий час дослідники мали доступ до препаратів чистого хлорофілу (ізольовані з листя), але всі спроби відтворити процеси в зеленому листі за їх участю не увінчалися успіхом. Вчені виявили, що у фотосинтезі бере участь більше одного хлорофілу, хоча це найважливіший з багатьох компонентів клітини. Велику роль у роботі цього мікроскопічного хімічного об'єкту відіграють також ферменти.

Відомо, що білки (40–50 відсотків), включаючи білки з каталітичними властивостями - ферменти, ліпоїди (25–30 відсотків) та інші біологічно активні речовини, входять до складу хлоропластів, відповідальних за фотосинтез. У хлоропласті всі ці компоненти мають певний порядок: білкові шари чергуються з ліпідним та хлорофіліновим шарами, ніби вони утворюють єдиний хлорофіл-ліпопротеїновий комплекс. Зовні структура хлоропласту нагадує шаровий пиріг. Порушення цього порядку призводить до втрати здатності фотосинтезуватися листом, хоча молекули хлорофілу та інші речовини залишаються цілими. Але хлоропласт руйнується - система вийшла з ладу.

Для того, щоб відтворити структуру хлоропласту і процес, що здійснюється в ньому за участю хлорофілу, вченим ще не вдалося, але робота в цьому напрямку ведеться дуже активно. Вже можна проводити певні стадії фотосинтезу з хлоропластами, витягнутими з клітини. Отже (якщо ви використовуєте сильніші окислювачі, ніж вуглекислий газ), ви виділяєте кисень із води. Спроби зменшити вуглекислий газ та утворення продуктів, що перешкоджають синтезу вуглеводів, призводять до хороших результатів.

Слід думати, що час, коли секрет фотосинтезу буде розкритий до кінця і з повітря і світла, як сказав К. А. Тімірязєв, ми отримаємо їжу, не за горами.

Біологія хлорофіл 5 ступеня гине

Заощаджуйте час і не вимикайте рекламу за допомогою Knowledge Plus