Синтезиран хлорофил - маслото

„Кой не знае, че с пробуждането на растителния живот през пролетта цялата природа облича зелено облекло, че можем да се движим с почти неограничено разнообразие от цветя и плодове въпреки различните почвени и климатични условия, но със същата, непроменена сянка зелена зеленина. Кой не знае, че загубата на този зелен цвят през есента е сигурен признак за скорошна хибернация или смърт. Всичко това е толкова вярно и толкова добре известно, че зеленото дори се е превърнало в символ на живот и надежда. "Климент Аркадиевич Тимирязев пише толкова поетично за зелената рокля на земята, за най-голямата тайна на природата, на която този талантлив руски учен е посветил целия си живот. Днес дори студент знае, че хлорофилът е зеленият цвят на растенията - специален пигмент.

Общото количество хлорофил в листата е ниско: около един процент (в зависимост от сухото тегло). Ролята му обаче е огромна. С помощта на хлорофил зеленото листо поглъща енергията на слънчевата светлина и я превръща в химическа енергия на органични съединения, които се образуват от неорганични вещества - въглероден диоксид и вода. Сложните трансформации в атмосферата отделят кислород, което прави възможно живеенето на земята. Този процес се нарича фотосинтеза.

Поради невероятните си свойства, хлорофилът отдавна привлича вниманието на учени от различни области: биолози, физици и химици.

К. А. Тимирязев има изключителна заслуга в изучаването на оптичните свойства на хлорофила и неговата физиологична роля. Въпреки че К. А. Тимирязев не знаеше точно химичните свойства на молекулата на хлорофила, той за първи път показа, че ролята му в растението не се ограничава до поглъщане на светлина, че хлорофилът като високоактивно химично съединение участва пряко в процеса на фотосинтеза.

К. А. Тимирязев направи интересно предположение (потвърдено по-късно експериментално) за общата химическа природа на червения кръвен пигмент (хемин) и хлорофила. Сходството на молекулите на хлорофил и хемин в кръвта е поразително. Тя ви позволява да говорите за хлорофила като биологично активно вещество, подобно на витамините в живота на животински организъм. Това е основата за използването на хлорофил в медицината и животновъдството като хематопоетичен агент и като лекарство, което ускорява зарастването на рани.

Стана възможно да се изследва състава на молекулата на хлорофила, след като руският ботаник М. С. Цвет предложи и разработи така наречения хроматографски метод за разделяне на смеси от различни вещества. ГОСПОЖИЦА. Цвет показа, че зеленият пигмент на листата не е хомогенен. Състои се от два компонента: хлорофил "а" (синьо-зелен) и хлорофил "б" (жълто-зелен). Количеството хлорофил "а" в листата обикновено е около три пъти по-голямо от "в".

Какъв е съставът и структурата на молекулата на хлорофила? Видна роля в тези изследвания принадлежи на германския химик Willstatter, който определя общия състав на хлорофила "a". Важна стъпка в изследването на хлорофила е дешифрирането на неговите продукти на делене, което се получава чрез последователно и внимателно излагане на слаби киселини и основи. В резултат на това лечение беше възможно да се отделят лесно свързани химични групи от молекулата на хлорофила и да се изолира съединението, което образува основното му ядро, етиопорфирин. Забележително е, че съединение като етиопорфирин също е в основата на червения кръвен пигмент хемин. По този начин е установено химическо сходство между двата най-важни пигмента от флората и фауната. Трябва да се каже, че освен общото на основния скелет на молекулите има и разлики: например, в сърцевината на молекулата на хемина има железен атом, а в хлорофила има магнезиев атом.

След като разбраха състава и свойствата на молекулата на хлорофила, химиците си поставиха задачата да я произведат изкуствено от най-простите суровини. Германският учен Ханс Фишер направи голям принос за осъществяването на този синтез. През 1940 г. той успява да получи един от най-близките предшественици на хлорофила, феопорфирин. Остана още една стъпка - да се синтезира съединение, наречено Feoforbide. А химиците отдавна знаят как да преминат от феофорбид към хлорофил. Създаването на този последен предшественик на хлорофила обаче се оказа много трудна задача, която не можеше да бъде решена дълго време. Едва през 1960 г. успяха химиците от Съединените американски щати (Удуърд с колеги) и Германия (Стрел, Калоянов и Колер), почти едновременно да синтезират феофорбид. Следователно за първи път хлорофилът е получен изкуствено. Не бива обаче да се мисли, че решен проблемът с изкуственото създаване на органични вещества, фотосинтезата е извършена извън растението.

Дълго време изследователите са имали достъп до препарати от чист хлорофил (изолирани от листа), но всички опити за възпроизвеждане на процесите в зеления лист с тяхно участие не са увенчани с успех. Учените са установили, че повече от един хлорофил участва в фотосинтезата, въпреки че той е най-важният от многото компоненти в клетката. Ензимите също играят голяма роля в работата на това микроскопично химическо съоръжение.

Известно е, че протеините (40–50%), включително протеини с каталитични свойства - ензими, липоиди (25–30%) и други биологично активни вещества, са част от хлоропластите, отговорни за фотосинтезата. Всички тези компоненти са в специфичен ред в хлоропласта: протеиновите слоеве се редуват с липидния и хлорофилния слой, сякаш образуват единен хлорофил-липопротеинов комплекс. Външно структурата на хлоропласта наподобява слоен кекс. Нарушаването на този ред води до загуба на способността за фотосинтезиране от листата, въпреки че молекулите на хлорофила и други вещества остават непокътнати. Но хлоропластът е унищожен - системата е отказала.

За да се възпроизведе структурата на хлоропласта и процесът, който се извършва в него с участието на хлорофил, учените все още не са се справили, но работата в тази посока се извършва много активно. Вече е възможно да се извършат определени етапи на фотосинтеза с хлоропласти, извлечени от клетката. Така че (ако използвате по-силни окислители от въглеродния диоксид), освобождавате кислород от водата. Опитите за намаляване на въглеродния диоксид и образуването на продукти, които пречат на синтеза на въглехидрати, водят до добри резултати.

Необходимо е да се мисли, че времето, когато тайната на фотосинтезата ще бъде разкрита до края и от въздуха и светлината, както каза К. А. Тимирязев, ще получим храна, не е далеч.

Хлорофилът от степен 5 по биология умира

Спестете време и не изключвайте рекламите с Knowledge Plus