Syntetizovaný chlorofyl - olej

„Kto nevie, že s jarným prebudením života rastlín si celá príroda oblečie zelenú výbavu, že sa dokážeme pohybovať s takmer neobmedzenou rozmanitosťou kvetov a plodov napriek rôznym pôdnym a klimatickým podmienkam, ale s rovnakým nezmeneným odtieňom zelené lístie. Kto nevie, že strata tejto zelenej farby na jeseň je istým znakom hroziaceho zimného spánku alebo smrti. To všetko je také pravdivé a známe, že zelená sa dokonca stala symbolom života a nádeje. “Kliment Arkadyevich Timirjazev tak poeticky písal o zelených šatách Zeme, o najväčšom tajomstve prírody, ktorému tento talentovaný ruský vedec zasvätil celý život. Dnes už aj študent vie, že chlorofyl je zelená farba rastlín - špeciálny pigment.

Celkové množstvo chlorofylu v liste je nízke: okolo jedného percenta (na základe suchej hmotnosti). Jeho úloha je však obrovská. Zelený list pomocou chlorofylu absorbuje energiu slnečného žiarenia a premieňa ju na chemickú energiu organických zlúčenín, ktoré vznikajú z anorganických látok - oxidu uhličitého a vody. Komplexnými transformáciami do atmosféry sa uvoľňuje kyslík, ktorý umožňuje žiť na zemi. Tento proces sa nazýva fotosyntéza.

Vďaka svojim úžasným vlastnostiam už chlorofyl dlho upozorňoval vedcov z rôznych oblastí: biológov, fyzikov a chemikov.

KA Timiryazev má mimoriadne zásluhy pri štúdiu optických vlastností chlorofylu a jeho fyziologických úloh. Aj keď KA Timiryazev presne nepoznal chemické vlastnosti molekuly chlorofylu, prvýkrát ukázal, že jeho úloha v rastline sa neobmedzuje iba na absorpciu svetla, že chlorofyl ako vysoko aktívna chemická zlúčenina je priamo zapojený do procesu fotosyntézy.

KA Timiryazev urobil zaujímavý predpoklad (neskôr experimentálne potvrdený) o všeobecnej chemickej podstate červeného krvného farbiva (hemínu) a chlorofylu. Podobnosť molekúl chlorofylu a hemínu v krvi je pozoruhodná. Umožňuje vám hovoriť o chlorofyle ako o biologicky aktívnej látke, ako sú vitamíny v živote živočíšneho organizmu. Toto je základ pre použitie chlorofylu v medicíne a pri chove zvierat ako krvotvorného prostriedku a ako liečiva, ktoré urýchľuje hojenie rán.

Štúdium zloženia molekuly chlorofylu bolo možné po tom, čo ruský botanik M. S. Tsvet navrhol a vyvinul takzvanú chromatografickú metódu na separáciu zmesí rôznych látok. PANI. Tsvet ukázal, že listový zelený pigment nie je homogénny. Skladá sa z dvoch zložiek: chlorofyl „a“ (modrozelený) a chlorofyl „b“ (žltozelený). Množstvo chlorofylu „a“ v liste je zvyčajne asi trikrát väčšie ako „c“.

Aké je zloženie a štruktúra molekuly chlorofylu? Významná úloha v týchto štúdiách patrí nemeckému chemikovi Willstatterovi, ktorý určil celkové zloženie chlorofylu „a“. Dôležitým krokom v štúdiu chlorofylu bolo dešifrovanie jeho produktov štiepenia, ktoré sa získavali dôsledným a starostlivým vystavením slabým kyselinám a zásadám. Výsledkom tohto ošetrenia bolo možné oddeliť ľahko viazané chemické skupiny od molekuly chlorofylu a izolovať zlúčeninu, ktorá tvorí jej hlavné jadro, etioporfyrín. Je pozoruhodné, že zlúčenina ako etioporfyrín je tiež základom heminového farbiva červenej krvi. Tak bola zistená chemická podobnosť medzi dvoma najdôležitejšími pigmentmi flóry a fauny. Je potrebné povedať, že okrem zhody hlavnej kostry molekúl existujú aj rozdiely: napríklad v jadre molekuly hemínu je atóm železa a v chlorofyle atóm horčíka.

Po pochopení zloženia a vlastností molekuly chlorofylu si chemici stanovili úlohu umelo ju vyrobiť z najjednoduchších surovín. K implementácii tejto syntézy významne prispel nemecký vedec Hans Fisher. V roku 1940 sa mu podarilo získať jedného z najbližších predchodcov chlorofylu, feoporfyrínu. Zostal ešte jeden krok - syntetizovať zlúčeninu zvanú Feoforbide. A chemici už dlho vedia, ako prejsť z feoforbidu na chlorofyl. Vytvorenie tohto posledného predchodcu chlorofylu sa však ukázalo ako veľmi ťažká úloha, ktorá sa dlho nedala vyriešiť. Až v roku 1960 uspeli chemici zo Spojených štátov amerických (Woodward so spolupracovníkmi) a Nemecka (Strehl, Kaloyanov a Koller) takmer súčasne so syntézou feoforbidu. Preto sa po prvýkrát umelo získal chlorofyl. Jeden by si však nemal myslieť, že tým sa vyriešil problém umelého vytvárania organických látok, fotosyntéza sa uskutočňovala mimo závod.

Po dlhú dobu mali vedci prístup k čistým chlorofylovým prípravkom (izolovaným z listov), ale všetky pokusy reprodukovať procesy v zelenom liste s ich účasťou neboli korunované úspechom. Vedci zistili, že na fotosyntéze sa podieľa viac ako jeden chlorofyl, aj keď je to najdôležitejšia z mnohých zložiek v bunke. Enzýmy tiež zohrávajú veľkú úlohu v práci tohto mikroskopického chemického zariadenia.

Je známe, že bielkoviny (40–50 percent), vrátane bielkovín s katalytickými vlastnosťami - enzýmy, lipoidy (25–30 percent) a ďalšie biologicky aktívne látky, sú súčasťou chloroplastov zodpovedných za fotosyntézu. Všetky tieto zložky sú v chloroplaste v špecifickom poradí: proteínové vrstvy sa striedajú s lipidovými a chlorofylovými vrstvami, akoby tvorili jediný komplex chlorofyl-lipoproteín. Navonok štruktúra chloroplastov pripomína vrstvený koláč. Porušenie tohto poriadku vedie k strate schopnosti fotosyntézy listom, aj keď molekuly chlorofylu a ďalšie látky zostávajú nedotknuté. Ale chloroplast je zničený - systém zlyhal.

Aby sa reprodukovala štruktúra chloroplastu a proces, ktorý sa v ňom uskutočňuje za účasti chlorofylu, vedci to zatiaľ nezvládli, ale práca v tomto smere sa vykonáva veľmi aktívne. Určité stupne fotosyntézy je už možné uskutočniť s chloroplastmi extrahovanými z bunky. Takže (ak používate silnejšie oxidačné činidlá ako oxid uhličitý), uvoľňujete kyslík z vody. Pokusy o zníženie oxidu uhličitého a tvorbu produktov, ktoré bránia syntéze sacharidov, vedú k dobrým výsledkom.

Je potrebné si myslieť, že čas, kedy bude tajomstvo fotosyntézy odhalené až do konca a zo vzduchu a svetla, ako povedala KA Timiryazev, budeme prijímať jedlo, nie je ďaleko.

Chlorofyl biologického stupňa 5 zomiera

Ušetrite čas a nevypínajte reklamy pomocou aplikácie Knowledge Plus