Tại sao cỏ, cũng như lá trên cây và bụi, có màu xanh lục? Đó là tất cả về chất diệp lục. Bạn có thể nắm bắt một sợi dây kiến thức vững chắc và làm quen với anh ấy.
Lịch sử
Chúng ta hãy thực hiện một chuyến du ngoạn ngắn vào quá khứ tương đối gần đây. Joseph Bieneme Cavantou và Pierre Joseph Pelletier là những người bắt tay nhau. Các nhà khoa học đã cố gắng tách sắc tố xanh ra khỏi lá của nhiều loại cây khác nhau. Những nỗ lực đã đạt được thành công vào năm 1817.
Sắc tố được đặt tên là diệp lục. Từ chloros Hy Lạp, màu xanh lá cây và phyllon, lá. Bất chấp những điều trên, vào đầu thế kỷ 20, Mikhail Tsvet và Richard Wilstetter đã đưa ra kết luận rằng hóa ra chất diệp lục có chứa một số thành phần.
Xắn tay áo, Willstetter bắt tay vào việc. Quá trình tinh chế và kết tinh cho thấy hai thành phần. Chúng được gọi đơn giản là alpha và beta (a và b). Vì công việc của mình trong lĩnh vực nghiên cứu chất này vào năm 1915, ông đã được long trọng trao giải Nobel.
Năm 1940, Hans Fischer đề xuất với thế giới cấu trúc cuối cùng của chất diệp lục "a". Vua tổng hợp Robert Burns Woodward và một số nhà khoa học từ Mỹ đã thu được chất diệp lục không tự nhiên vào năm 1960. Và thế là bức màn bí mật được mở ra - sự xuất hiện của chất diệp lục.
Hóa chấtthuộc tính
Công thức diệp lục, được xác định từ các chỉ số thực nghiệm, có dạng như sau: C55H72O5 N4Mg. Thiết kế bao gồm axit dicarboxylic hữu cơ (chlorophyllin), cũng như rượu metylic và phytol. Chlorophyllin là một hợp chất cơ kim liên quan đến magiê porphyrin và chứa nitơ.
COOH
MgN4OH30C32
COOH
Chất diệp lục được liệt kê là este do các phần còn lại của rượu metylic là CH3OH và phytol C20H39OH đã thay thế hydro của các nhóm cacboxyl.
Trên đây là công thức cấu tạo của diệp lục alpha. Nhìn kỹ, bạn có thể thấy beta-chlorophyll có thêm một nguyên tử oxy, nhưng ít hơn hai nguyên tử hydro (nhóm CHO thay vì CH3). Do đó, trọng lượng phân tử của alpha-chlorophyll thấp hơn trọng lượng của beta.
Magiê định cư ở giữa hạt của chất mà chúng ta quan tâm. Nó kết hợp với 4 nguyên tử nitơ của sự hình thành pyrrole. Hệ thống các liên kết đôi cơ bản và xen kẽ có thể được quan sát thấy trong các liên kết pyrrole.
Sự hình thành Chromophore, phù hợp thành công với thành phần của chất diệp lục - đây là N. ngọn lửa, và vào buổi tối, nó trông giống như những cục than cháy âm ỉ.
Hãy chuyển sang kích thước. Lõi porphyrin có đường kính 10 nm, đoạn phytol dài 2 nm. Trong nhân, diệp lục có kích thước 0,25 nm, giữacác vi hạt của nhóm nitơ pyrrole.
Tôi muốn lưu ý rằng nguyên tử magiê, là một phần của chất diệp lục, chỉ có đường kính 0,24 nm và gần như lấp đầy hoàn toàn không gian trống giữa các nguyên tử của nhóm nitơ pyrrole, giúp lõi của phân tử mạnh hơn.
Có thể kết luận rằng chất diệp lục (a và b) bao gồm hai thành phần dưới cái tên đơn giản là alpha và beta.
Diệp lục a
Khối lượng tương đối của phân tử là 893,52. Các vi tinh thể có màu đen pha màu xanh lam được tạo ra trong quá trình tách biệt. Ở nhiệt độ 117-120 độ C, chúng tan chảy và chuyển thành chất lỏng.
Trong etanol, cloroform giống nhau, trong axeton và benzen dễ dàng hòa tan. Kết quả thu được có màu xanh lam-xanh lục và có một tính năng đặc biệt - huỳnh quang màu đỏ đậm. Tan kém trong ete dầu mỏ. Chúng hoàn toàn không nở trong nước.
Công thức alpha diệp lục: C55H72O5N4Mg. Chất trong cấu trúc hóa học của nó được phân loại là clo. Trong vòng, phytol được gắn với axit propionic, cụ thể là với dư lượng của nó.
Một số sinh vật thực vật, thay vì diệp lục a, lại tạo thành chất tương tự của nó. Ở đây, nhóm etyl (-CH2-CH3) trong vòng pyrrole II được thay thế bằng một nhóm vinyl (-CH=CH2). Một phân tử như vậy chứa nhóm vinyl đầu tiên ở vòng một, nhóm thứ hai ở vòng hai.
Diệp lục b
Công thức diệp lục-beta như sau: C55H70O6N4Mg. Khối lượng phân tử của một chấtlà 903. Ở nguyên tử cacbon C3trong vòng hai của pyrrole có một ít ancol không tạo ra hiđro –H-C=O, có màu vàng. Đây là sự khác biệt so với diệp lục a.
Chúng tôi dám lưu ý rằng một số loại diệp lục tố cư trú trong các bộ phận đặc biệt lâu dài của tế bào, rất quan trọng cho sự tồn tại sau này của nó, plastids-lục lạp.
Chất diệp lục c và d
diệp lục c. Chất porphyrin cổ điển là thứ làm nên sự khác biệt của sắc tố này.
Trong tảo đỏ, diệp lục d. Một số nghi ngờ sự tồn tại của nó. Người ta tin rằng nó chỉ là sản phẩm thoái hóa của diệp lục a. Hiện tại, chúng ta có thể tự tin nói rằng chất diệp lục có chữ d là chất nhuộm màu chính của một số sinh vật nhân sơ quang hợp.
Tính chất của diệp lục
Sau khi nghiên cứu lâu dài, bằng chứng đã xuất hiện cho thấy có sự khác biệt về đặc điểm của chất diệp lục có trong cây và chiết xuất từ nó. Chất diệp lục trong thực vật được kết nối với protein. Các quan sát sau đây chứng minh điều này:
- Quang phổ hấp thụ của chất diệp lục trong lá khác với khi được chiết xuất.
- Lấy đề tài tả cây khô ngâm với rượu nguyên chất là viển vông. Việc chiết xuất tiến hành một cách an toàn với những chiếc lá được làm ẩm tốt, hoặc nên thêm nước vào rượu. Chính cô ấy là người phá vỡ protein liên kết với chất diệp lục.
- Vật liệu được lấy ra từ lá cây nhanh chóng bị phá hủy dướiảnh hưởng của oxy, axit đậm đặc, tia sáng.
Nhưng chất diệp lục trong thực vật có khả năng chống lại tất cả những điều trên.
Lục lạp
Thực vật diệp lục chứa 1% chất khô. Nó có thể được tìm thấy trong các bào quan đặc biệt của tế bào - plastids, cho thấy sự phân bố không đồng đều của nó trong thực vật. Plastids của các tế bào có màu xanh lục và có chất diệp lục trong chúng được gọi là lục lạp.
Lượng H2O trong lục lạp dao động từ 58 đến 75%, hàm lượng chất khô bao gồm protein, lipid, diệp lục và carotenoit.
Chức năng của diệp lục
Các nhà khoa học đã phát hiện ra sự giống nhau đáng kinh ngạc trong sự sắp xếp của các phân tử diệp lục và hemoglobin, thành phần hô hấp chính của máu người. Sự khác biệt là ở phần tiếp giáp gọng kìm ở giữa, magiê nằm trong sắc tố có nguồn gốc thực vật và sắt nằm trong huyết sắc tố.
Trong quá trình quang hợp, thảm thực vật trên hành tinh hấp thụ khí cacbonic và thải ra khí oxy. Đây là một chức năng tuyệt vời khác của chất diệp lục. Về hoạt động, nó có thể được so sánh với hemoglobin, nhưng mức độ tác động lên cơ thể con người có phần lớn hơn.
Chất diệp lục là một sắc tố thực vật nhạy cảm với ánh sáng và có màu xanh lục. Tiếp theo là quá trình quang hợp, trong đó các vi hạt của nó chuyển đổi năng lượng của mặt trời được các tế bào thực vật hấp thụ thành năng lượng hóa học.
Người ta có thể đi đến kết luận sau rằng quang hợp là một quá trìnhchuyển đổi quang năng. Nếu bạn tin tưởng vào thông tin hiện đại, có thể nhận thấy rằng quá trình tổng hợp các chất hữu cơ từ khí carbon dioxide và nước sử dụng năng lượng ánh sáng được phân hủy thành ba giai đoạn.
Giai đoạn1
Giai đoạn này được thực hiện trong quá trình phân hủy quang hóa nước, với sự hỗ trợ của chất diệp lục. Ôxy phân tử được giải phóng.
Giai đoạn2
Ở đây có một số phản ứng oxy hóa khử. Chúng nhận được sự hỗ trợ tích cực của các cytochromes và các chất mang điện tử khác. Phản ứng xảy ra do năng lượng ánh sáng được chuyển bởi các electron từ nước đến NADPH và tạo thành ATP. Năng lượng ánh sáng được lưu trữ ở đây.
Giai đoạn3
NADPH và ATP đã được hình thành được sử dụng để chuyển carbon dioxide thành carbohydrate. Năng lượng ánh sáng được hấp thụ tham gia vào các phản ứng của giai đoạn 1 và 2. Phản ứng cuối cùng, thứ ba, xảy ra mà không có sự tham gia của ánh sáng và được gọi là tối.
Quang hợp là quá trình sinh học duy nhất xảy ra với năng lượng tự do ngày càng tăng. Trực tiếp hoặc gián tiếp cung cấp doanh nghiệp hóa chất sẵn có cho các loài có hai chân, có cánh, không cánh, bốn chân và các sinh vật khác sống trên trái đất.
Hemoglobin và diệp lục
Hemoglobin và phân tử diệp lục có một cấu trúc nguyên tử phức tạp, nhưng đồng thời tương tự nhau. Phổ biến trong cấu trúc của chúng là một profin - một vòng gồm các vòng nhỏ. Sự khác biệt được nhìn thấy trong các quá trình gắn với profin và trong các nguyên tử nằm bên trong: nguyên tử sắt (Fe) trong hemoglobin, trong chất diệp lụcmagiê (Mg).
Chất diệp lục và hemoglobin có cấu trúc tương tự nhau, nhưng tạo thành cấu trúc protein khác nhau. Chất diệp lục được hình thành xung quanh nguyên tử magiê và hemoglobin được hình thành xung quanh sắt. Nếu bạn lấy một phân tử chất diệp lục lỏng và ngắt kết nối đuôi phytol (chuỗi 20 carbon), thay đổi nguyên tử magie thành sắt, thì màu xanh lục của sắc tố sẽ chuyển sang màu đỏ. Kết quả là một phân tử hemoglobin đã hoàn thành.
Chất diệp lục được hấp thụ dễ dàng và nhanh chóng, chỉ nhờ vào sự tương đồng như vậy. Hỗ trợ tốt cho một sinh vật trong tình trạng đói oxy. Nó làm bão hòa máu với các nguyên tố vi lượng cần thiết, từ đây nó vận chuyển tốt hơn các chất quan trọng nhất cho sự sống đến các tế bào. Có sự giải phóng kịp thời các chất cặn bã, chất độc, các chất cặn bã từ quá trình chuyển hóa tự nhiên. Có tác động lên bạch cầu không hoạt động, đánh thức chúng.
Người hùng được mô tả, không sợ hãi hay trách móc, bảo vệ, củng cố màng tế bào và giúp các mô liên kết phục hồi. Công dụng của chất diệp lục bao gồm chữa lành nhanh chóng các vết loét, các vết thương và vết ăn mòn khác nhau. Cải thiện chức năng miễn dịch, làm nổi bật khả năng ngăn chặn các rối loạn bệnh lý của các phân tử DNA.
Xu hướng tích cực trong điều trị các bệnh truyền nhiễm và cảm lạnh. Đây không phải là toàn bộ danh sách những việc làm tốt của bản chất được xem xét.
