Что такое хлорофилл: строение и функции. Формула хлорофилла и его роль в процессе фотосинтеза Что такое хлорофилл объяснение для детей кратко

В 30-х годах прошлого века ученые обнаружили, что зелёный пигмент, который участвует в фотосинтезе и придаёт растениям зелёный цвет, во многом схож с гемоглобином. Полезные свойства многих растений, таких как брокколи, шпинат, спирулина, ростки пшеницы, обусловлены наличием в них большого количества хлорофилла. Опыты с этим веществом проводили в клиниках США, Израиля, Японии. Все они подтвердили целый ряд его положительных действий. Сейчас в продаже появились БАДы с хлорофиллом. В их состав обычно входит производное этого вещества - хлорофиллин. Рассмотрим в этой статье, что же за вещество хлорофилл и как оно влияет на организм человека, а также чем отличаются от него его производные.

Описание и характеристика вещества

Высшие растения, водоросли и некоторые бактерии содержат в себе разные виды хлорофилла. Сейчас обнаружены четыре группы этого пигмента - а, b, с, d. Причем в фотосинтезе принимает участие только группа а. Формула а-хлорофилла C55 H72 O5 N4 Mg.

Основой химического строения хлорофиллов различных групп служит порфирин, представляющий собой соединение на основе атома магния, и присоединённый к нему высокомолекулярный гидрофобный спирт, который способствует встраиванию хлорофилла среди липидного слоя фотосинтетических мембран в хлоропластах растений. Поглощая солнечный свет, он преобразовывает его в энергию химических процессов в клетках растений.

Знаете ли вы? Впервые хлорофилл был полностью синтезирован американским ученым-химиком Р. Вудвордом в 1960 году . А пигменту, красящему листья в зелёный цвет, дали название «хлорофилл» французские химики П. Пельтье и Ж. Кавант ещё в 1817 году .

Структура этого растительного пигмента во многом схожа со структурой гемоглобина . Только в гемоглобине структура белка формируется вокруг молекулы железа, а в состав «зелёной крови растений» входят молекулы магния.

Является неустойчивым на солнце соединением, способным к окислению. Он растворим в жире, но не растворяется в воде.

Полезные свойства

Это вещество обладает рядом полезнейших свойств для организма человека. Самое важное из них - укреплять и защищать клетки от вредного действия канцерогенов уже на уровне ДНК. Это эффективный природный антиканцероген и антимутаген, что весьма актуально для современных людей, живущих не в самой чистой экологии и нередко потребляющих синтетические пищевые добавки.

Не зря зелень считается весьма полезным продуктом для организма, ведь наряду с множеством витаминов и полезных минералов в ней находится много хлорофилла.

Знаете ли вы? Не каждый человек может съесть за раз много зелени. Поэтому сейчас всё больше становятся популярными зелёные коктейли из различной садовой зелени (петрушка, укроп, сельдерей, шпинат, салат и прочие), молодой ботвы некоторых овощей, пророщенной зелени злаков и листьев лекарственных растений (крапива, мята, одуванчик и прочие). Зелень измельчают блендером вместе с фруктами в соотношении 4:6 и получают очень полезное смузи.

Для крови

Поскольку зелёный пигмент растений ненамного отличается от красного пигмента крови, то хлорофилл способствует повышению уровня гемоглобина. Он будет полезен людям с анемией, для восстановления после операций или травм. Витамин К, содержащийся в нём, способствует свертыванию крови.

Как антиоксидант

Он защищает клетку от окислительных реакций, так как имеет в наличии магний и антиоксиданты. Ко всему прочему помогает выработке ферментов, которые омолаживают и осветляют кожу, способствуют её регенерации.

Это вещество буквально омолаживает человека изнутри и входит в десятку продуктов против старения.

Противораковые

Преобразованный из хлорофилл используется современной медициной для фотодинамического лечения рака, поскольку при введении в кровь накапливается в злокачественных опухолях. При освещении в аэробных условиях они запускают реакции, разрушающие больные клетки. При этом используемое в таком лечении вещество не вредит здоровым клеткам, а, наоборот, защищает их.

Прием хлорофилла в БАДах или постоянное употребление продуктов, богатых этим веществом, является отличной профилактикой рака, поскольку:

защищает клетку от действия канцерогенов;
является антимутагеном;
выводит из организма многие токсины;
повышает иммунитет организма человека.

Это установили ученые из Японии, проведя ряд опытов и используя около 60 разных растений. Они обнаружили, что самым антиканцерогенным действием обладают растения, содержащие высокий уровень этого вещества.

Другие лечебные свойства

Зелёный пигмент растений имеет также ряд следующих целебных свойств:

уничтожает и угнетает патогенную микрофлору;
дезодорирующие свойства (для полости рта, кожи, пищеварительной системы и пр.);
детоксикация организма, так как связывает и выводит различные токсины, канцерогены;
улучшает и оздоравливает пищеварение;

снимает усталость, убирает бессонницу;
ощелачивает организм, повышает иммунитет;
прекрасно заживляет раны и ожоги;
лечит простуду, риниты и синуситы;
профилактика мочекаменной болезни;
лечение болезней полости рта;
необходим для костей;
поддерживает гормональный баланс.

Знаете ли вы? Известный медицинский препарат «Хлорофиллипт» является смесью хлорофиллов из листьев эвкалипта. Он применяется в медицине для лечения болезней верхних дыхательных путей .

Вред и побочные эффекты от применения добавок с хлорофиллом

Хлорофилл в природной форме считается полностью безвредным, и на данный момент по его применению не выявлено никаких противопоказаний. Но это вещество не стабильно. Для удобства потребления этого вещества был создан хлорофиллин - растворимый в воде экстракт хлорофилла, получаемый из люцерны и производимый фирмой NSP. Стабильность этому препарату придало то, что атом магния был заменен на атом меди.

Знаете ли вы? Хлорофилл применяется как пищевая добавка, которая используется в основном для окраски кондитерских изделий с регистрационным номером Е 140. Хлорофиллин применяется сейчас как пищевая краска Е 141.

Но относится к тяжелым металлам, поэтому при его приеме могут наблюдаться следующие побочные эффекты:

диарея и метеоризм (газообразования). Сопровождается расстройством желудка, при этом отмечаются боли и колики в верхней части живота;
Могут проявляться в виде сыпи, покраснения, зуда, отека (особенно в области лица и шеи), нарушения дыхательных функций;
обесцвечивание стула и мочи, а также языка. Приём препаратов, содержащих хлорофилл, может вызвать такое побочное явление, как обесцвечивание выделений. При этом хлорофилл может их немного окрашивать в зеленоватый цвет. После прекращения приёма данного препарата такое явление полностью исчезает.

При появлении вышеперечисленных побочных явлений нужно обязательно проконсультироваться с врачом. Беременным и кормящим грудным молоком женщинам желательно воздержаться от приема пищевых добавок, содержащих хлорофилл или хлорофиллин.

Желательно проконсультироваться с лечащим врачом по поводу использования синтетических аналогов и пищевых добавок на основе зелёного пигмента растений, особенно при наличии каких-либо хронических заболеваний.

Показания к применению

Благодаря свои полезным свойствам хлорофилл применяют для лечения следующих заболеваний:

- миокардиты, перикардиты, аритмия;
органов дыхательной системы - бронхит,

ХЛОРОФИЛЛЫ ХЛОРОФИЛЛЫ

(от греч. chloros - зелёный и...филл), зелёные пигменты растений, с помощью к-рых они улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез. Основу молекулы X. составляет Mg-порфириновый комплекс. Кроме того, имеются разл. заместители, напр. фитол, придающий молекуле X. способность встраиваться в липидный слой биол. мембран. В клетке молекулы X. сосредоточены в хлоропластах и хроматофорах; как и гемоглобины, X. физиологически активны только в связанной с белком форме. Существует неск. типов X. (X. а, b, с, d), отличающихся системой сопряжённых связей и заместителями (а следовательно, и спектрами поглощения). Высшие растения и водоросли содержат в качестве осн. пигмента X. а, в качестве сопровождающих (дополнительных) - X. b (высшие растения, зелёные водоросли), X. с (бурые и диатомовые водоросли), X. d (красные водоросли). Большая часть молекул X. поглощает энергию света (что сопровождается возбуждением молекул X., т. е. запасанием энергии внутри молекул) и передаёт её реакц. центрам фотосинтеза (миграция энергии), меньшая же часть включена в состав реакц. центров фотосинтеза и непосредственно участвует в фотохимич. реакциях. За счёт энергии поглощённого кванта X. реакц. центра осуществляет межмолекулярный перенос электрона - т. н. элементарный окислит.-восстановит, акт. В результате первичных процессов фотосинтеза образуются восстановленные продукты (НАД- Н, НАДФН), а также АТФ. Энергия, запасённая в этих соединениях, используется затем для биохимич. превращений углерода, входящих в цикл Калвина. Т. о., свет, поглощённый X., преобразуется в потенциальную химич. энергию органич. продуктов фотосинтеза. У фототрофных бактерий в фотосинтезе участвуют аналоги X.- бактерио-хлорофиллы. (см. ФОТОСИНТЕЗ).

.(Источник: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. - 2-е изд., исправл. - М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)

хлорофи́ллы

Зелёные пигменты растений. По химической природе – сложные полициклические соединения, в молекулу которых входит атом магния. Содержатся в хлоропластах , а у водорослей и некоторых фотосинтезирующих бактерий – в хроматофорах . Связаны с белками и липидами биологических мембран. С помощью хлорофиллов растения улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез , в процессе которого энергия поглощаемого света превращается в энергию химических связей молекул органических веществ. Количество хлорофиллов в листьях зависит от вида растений и условий произрастания.

.(Источник: «Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Гл. ред. А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006.)

Смотреть что такое "ХЛОРОФИЛЛЫ" в других словарях:

Зеленые пигменты растений и ряда фототрофных микроорганизмов, с помощью которых (вместе с комплексом каротиноидов) они улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез. Основу X. составляет магний–порфириновый комплекс и ряд… … Словарь микробиологии

хлорофиллы - – координационные соединения магния (II) и лигандов порфириновой природы … Краткий словарь биохимических терминов

- (от греч. chloros зеленый и phyllon лист), прир. макрогетероциклич. пигменты, участвующие в процессе фотосинтеза; относятся к металлопорфиринам (см. Порфирины). Зеленая окраска растений обусловлена присутствием X., локализованных во… … Химическая энциклопедия

ХЛОРОФИЛЛЫ - (от греч. chloros зелёный и phyllon лист) , зелёные пигменты р ний, с помощью к рых они улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез. Основу структуры молекулы X. составляет магний порфириновый комплекс. X. локализованы в… … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь

ХЛОРОФИЛЛЫ - зеленые пигменты растений; содержатся в хлоропластах. Количество X. в листьях колеблется от 0,6 до 1, 2 % к сухой массе листа в зависимости от вида растения, положения листа на растении, условий минерального питания и т. д. Биологическое значение … Словарь ботанических терминов

хлорофиллы - (от греч. chlōrós зелёный и phýllon лист), зелёные пигменты растений, с помощью которых они улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез. Основу структуры молекулы X. составляет магний порфириновый комплекс. X.… … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь - Структура хлорофилла c1 и c2 Хлорофилл (от греч. χλωρός, «зелёный» и φύλλον, «лист») зелёный пигмент, обусловливающий окраску растений в зелёный цвет. При его участии осуществляется процесс фотосинтеза. По химическому строению хлорофиллы … … Википедия

Ученые обнаружили удивительное сходство в строении молекулы хлорофилла и гемоглобина - основного питательного пигмента крови человека.

Хлорофилл - зеленый пигмент растений (различают 4 вида хлорофилла - a, b, c,d) который осуществляет фотосинтез.

Это процесс поглощения двуокиси углерода из воздуха, и превращении солнечной энергии в химические связипрежде всего, углеводородов (крахмала, сахаров).

Поразительно, но в процессе фотосинтеза происходит также выделение кислорода.

Это и есть зеленое чудо Природы.

Первые научные данные о клиническом применении хлорофилла были опубликованы в 1940 году в профессиональном журнале "Американский хирургический журнал" 49. Было научно доказано ускорение процессов регенерации ткани после 5 оперативных вмешательств.

Но к сожалению, это было время увлечения антибиотиками, и не только фармацевтические компании, но и врачи отдавали им предпочтение.

Но не только местное применение хлорофилла - Chlorophyll Liquid привлекло ученых -медиков. Одно из самых удивительных свойств хлорофилла - это антибактериальное действие, причем не имеет значения идет ли речь банальной простуде, остром синусите или хроническом воспалении, в том числе, хронической кожной язве или эрозии шейки матки. Всегда клиницисты отмечают определенные положительные сдвиги. И это при полной безопасности использования хлорофилла как местно, так и во внутрь.

Так в 1976 году израильские ученые провели успешные опыты на мышах с экспериментальной моделью острого панкреатита, причем использовались различные виды введения хлорофилла. Ранее ученые из Японии также доказали эффективность хлорофилла- Chlorophyll Liquid при различных инфекционных заболеваниях. Однако до сих пор механизм антибактериального действия полностью не установлен.

Не менее интригующими выглядят результаты исследований, проведенных учеными в штате Техас (США) в 1979 году. По стандартной методике мышам прививали опухоль толстой кишки. У мышей, которым давали пищу с экстрактом хлорофилла, опухоль не развивалась. Это еще раз доказывает старую истину, что употребление овощей предупреждает развитие раковых заболеваний и, прежде всего, кишечника.

Надо отдать должное стоматологам из штата Мичиган (США), которые в течении 2-х десятилетий изучали влияние хлорофилла на микроэкологию полости рта. Доктор Роберт Нара разработал программу профилактики кариеса зубов с использованием зуб в фотосинтезе, имеет непосредственное отношение к продукции кислорода. Вероятно, именно кислород является сильнейшим антибактериальным агентом. Что и былодоказано на практике в отношении бактерий, вызывающих кариес.

Знаменитый Поль Брэгг, открывший первый магазин здорового питания в США, еще в конце 30-х годов писал, что американцы буквально задыхаются. Недостаток кислорода вызывает преждевременное старение организма. Людям, которым не хватает кислорода, ложатся спать усталыми и такими же просыпаются. Они страдают от головных болей, запоров, несварения желудка, болей в мышцах, ревматизма, болей в спине, болей в ступнях, кариеса, пародонтоза, пониженного зрения и слуха, потери памяти, ангины, бронхита, астмы, синусных инфекций.

Брэгг утверждал, что эти болезни и потеря нормальных функций организма преследуют таких людей с юности и не расстаются с ними до преждевременной старости и смерти.

Кислород играет важную роль в обмене веществ, улучшает кровообращение, усвоение питательных веществ, пищеварение и выделение. Он помогает очищать кровь, обеспечивает организму возможность восстановиться и укрепить свою иммунную систему, свою естественную защиту от болезней. Кроме того, он успокаивающе и в то же время стимулирующее влияет на нашу нервную систему.

ОБОГАЩЕНИЕ ОРГАНИЗМА КИСЛОРОДОМ - КЛЮЧ К ЖИЗНИ.

Снижение уровня кислорода в воздухе ведет к всемирному ухудшению здоровья. Именно снижение уровня кислорода, а не глобальное потепление, является настоящей опасностью, возникшей перед человечеством.

Человеческий организм был предназначен для жизни в атмосфере с 38% содержанием кислорода. Снижением его уровня вдвое очень беспокоит ученых.

Все млекопитающие, кроме Хомо сапиенс, во время болезни придерживаются зеленой диеты. Целительная сила зеленых растений известна с незапамятных времен. Это объясняется содержанием в них большого количества хлорофилла. Преобразуя энергию солнечного света,хлорофилл играет очень важную роль в жизни растений.

Поэтому хлорофилл способен оказывать на кровь воздействие сходное с действием гемоглобина:

повышать уровень кислорода,
ускорять азотистый обмен.

Хлорофилл укрепляет клеточные мембраны, способствует формированию соединительных тканей, что помогает в заживлении эрозий, язв, открытых ран.

Хлорофилл усиливает иммунную функцию организма, ускоряя фагоцитоз.

Кроме этих удивительных качеств, хлорофилл способен предотвращать патологические изменения молекул ДНК.

Некоторые исследователи считают, что хлорофилл блокирует первый этап превращения здоровых клеток в раковые. Таким образом, он является еще и антимутагеном.

В составе хлорофилла имеется витамин К, что делает его прекрасным средством для профилактики мочекаменной болезни, так как он сдерживает образование кристаллов оксалата кальция в моче.

Хлорофилл выводит из организма токсины, а также действует как слабое мочегонное средство.

Он обладает дезодорирующим свойством, в частности удаляет неприятный запах изо рта. Повышает функцию щитовидной и поджелудочных желез. Помогает при анемических состояниях, регулирует кровяное давление, усиливает работу кишечника, снижает нервозность.

Хлорофилл необходим людям, по каким-либо причинам получающим мало солнечного света, - офисным работникам и всем тем, кто безвыездно живет в крупных городах.

Водорастворимый экстракт Хлорофилла- Chlorophyll Liquid от NSP получен из люцерны и называется хлорофиллином.

Кроме использования в качестве биологически активной добавки, жидкий хлорофилл может применяться для спринцевания при трихомонадном кольпите, а также для полоскания носоглотки при ЛОР-патологии.

Краткое описание действия жидкого Хлорофилла компании НСП:

Останавливает рост бактерий в ранах, анаэробных бактерий и грибков в кишечнике.
Уничтожает неприятный запах изо рта и уменьшает запах тела.
Выводит излишки лекарственных препаратов, борется с токсинами, дезактивирует многие канцерогены.
Останавливает кариес и воспаление десен (при использовании в качестве аппликаций).
Противодействует следующим заболеваниям: простуда, ангина, тонзилит, диорея, гингивит, язва желудка и кишечника, различные кожные воспаления, артрит и т.д.
Участвует в синтезе клеток крови.
Способствует восстановлению тканей.
Противодействует радиационному поражению.
Поддерживает здоровую кишечную флору.
Активирует действие ферментов, участвующих в синтезе витамина К.
Усиливает выработку молока у кормящих матерей.
Состав -1 чайная ложка (5 мл)

Жидкий хлорофилл - 15 мг

Раствор ароматизирован ментоловым маслом.

Применение: принимать по 1 чайной ложке, разведенной в стакане воды, два раза в день.

Введение

Белки – высокомолекулярные азотосодержащие органические вещества, молекулы которых построены из остатков аминокислот. Белки составляют до половины и более сухой массы живой клетки.

Состав белков по химическим элементам: C, O, H, N, иногда S. В белках встречаются также элементы Fe, Cu, Zn и др. Но не химические элементы являются «буквами алфавита», из которых складывается всё многообразие «слов» – молекул белков. Такими структурными элементами белков природа выбрала простые соединения -- -аминокислоты.

Все белки состоят в основном из 20 -аминокислот.

По составу белки делятся на простые и сложные. Простые состоят только из аминокислотных остатков. Сложные белки отличаются от простых наличием простетической группы. Сложный белок, утративший простетическую группу, называют анобелком. Сложные белки подразделяют на классы в зависимости от состава и структуры простетической группы

название сложных белков простетическая группа

металлопротеины атомы металлов

гемопротеины железопорфирин

фосфопротеины фосфатные группы

гликопротеины алигосахариды, простые сахара

протеогликаны полисахариды

лигопротеины липиды

нуклеопротены ДНК или РНК

Белки относятся к высокомолекулярным соединения, в состав которых входят сотни и даже тысячи аминокислотных остатков, объединённых в макромолекулярную структуру. Молекулярная масса белков колеблется от 6000 до 1000000 дальтон и выше в зависимости от количества отдельных полипептидных цепей в составе единой молекулярной структуры белка. Такие полипептидные цепи получили название субъединиц. Их молекулярная масса варьируется в широких пределах: от 6000 до 100000 и более дальтон.

Хлорофилл

Хлорофилл относится к классу белков. Хлорофилл представляет собой «одно из интереснейших веществ на земной поверхности» (Ч. Дарвин), так как благодаря ему возможен синтез органических веществ из неорганических C и .

Важнейшую роль в процессе фотосинтеза играет зелёный пигмент – хлорофилл. Французские учёные Пелетье и Кавенту (1818) выделили из листьев зелёное вещество и назвали его хлорофиллом (от греч. «хлорос» – зелёный и «филлон» – лист). В настоящее время известно около 10 хлорофиллов. Они отличаются по химическому строению, окраске, распространению среди живых организмов. У всех высших растений содержатся хлорофиллы а и b. Хлорофилл с содержится в диатомовых водорослях, хлорофилл d – в красных водорослях. Кроме того, известны четыре бактериохлорофилла, содержащиеся в клетках фотосинтезирующих бактерий. В клетках зелёных бактерий содержатся бактериохлорофиллы с и d. В клетках пурпурных бактерий – бактериохлорофиилы а и b. Основными пигментами, без которых фотосинтез не идёт, являются хлорофилл а для зелёных растений и бактериохлорофилл для бактерий.

В первые точное представление и пигментах зелёного листа было получено благодаря работам крупнейшего русского ботаника М. С. Цвета. Он выделил пигменты листа в чистом виде и разработал новый хроматографический метод разделения веществ. Метод этот в дальнейшем получил широкое применение, как в биохимии, так и в чисто химических исследованиях.

Хлорофиллы а и b различаются по цвету. Хлорофилл а имеет сине-зелённый оттенок, а хлорофилл b – жёлто-зелёный. Содержание хлорофилла а в листе примерно в три раза больше по сравнению с хлорофиллом b.

Условия образования хлорофилла.

Образование хлорофилла осуществляется в 2 фазы: первая фаза – темновая, во время которой образуется предшественник хлорофилла – протохлорофилл, а вторая – световая, при которой из протохлорофилла на свету образуется хлорофилл. Для образования хлорофилла необходимо наличие железа. При недостатке железа получаются растения, характеризующиеся бледными полосами и слабой зелёной окраской листьев. Образование хлорофилла зависит от температуры. Оптимальная температура для накопления хлорофилла 26-30 С. Как и следовало ожидать, от температуры зависит лишь образование протохлорофилла (темновая фаза). При наличии уже образовавшихся протохлорофиллов процесс зеленения (световая фаза) идёт с одинаковой скоростью независимо от температуры. На скорость образования хлорофилла оказывает влияние содержания воды. Сильное обезвоживание проростков приводит к полному прекращению образования хлорофилла. Особенно чувствительно к обезвоживанию образование протохлорофилла.

Ещё В. И. Палладин обратил внимание на необходимость углеводов для протекания процесса зеленения. Именно с этим связано то, что зеленение проростков на свету зависит от их возраста. После 7-9-дневного возраста способность к образованию хлорофилла у таких проростков резко падает. При опрыскивании сахарозой проростки снова начинают интенсивно зеленеть.

Важнейшее значение для образования хлорофилла имеют условия минерального питания. Прежде всего, необходимо достаточное количества железа. При недостатке железа даже листья взрослых растений теряют окраску. Это явление названо хлорозом. Железо – необходимый катализатор образования хлорофилла. Оно необходимо на этапе синтеза δ-аминолевулиновой кислоты из глицерина и сукцинил-КоА, а также синтеза протопорфирина. Большое значение для обеспечения синтеза хлорофилла имеет нормальное снабжение растений азотом и магнием, так как оба эти элемента входят в состав хлорофилла. При недостатке меди хлорофилл легко разрушается. Это, по-видимому, связано с тем, что медь способствует образованию устойчивых комплексов между хлорофиллом и соответствующими белками.

Исследования процесса накопления хлорофилла у растений в течение вегетационного периода показало, что максимальное содержание хлорофилла приурочено к началу цветения. Есть даже мнение, что повышение образования хлорофилла может быть использовано как индикатор, указывающий на готовность растений к цветению. Синтез хлорофилла зависит от деятельности корневой системы. Так, при прививках содержание хлорофилла в листьях привоя зависит от свойств корневой системы подвоя. Возможно, что влияние корневой системы связано с тем, что там образуются гормоны (цитокинины). У двудомных растений большим содержанием хлорофилла характеризуются листья женских особей.

Химические свойства хлорофилла.

По химическому составу хлорофилл представляет сложный эфир дикарбоновой кислоты хлорофинилла. Хлорофинилл представляет собой азотосодержащее металлоорганическое соединение, относящееся к магний-порфиринам. В центре молекуле хлорофилла расположен атом магния, который соединён с четырьмя азотами пиррольных группировок. В пиррольных группировках хлорофилла имеется система чередующихся двойных и простых связей. Это и есть хромофорная группа хлорофилла, обуславливающая его окраску.

Наличие магния обнаруживается легко. Стоит только подействовать на спиртовую вытяжку хлорофилла слабым раствором соляной или какой-нибудь другой кислоты, чтобы определить магний. При этом произойдёт изменение окраски – вытяжка приобретает жёлто-бурый оттенок. Хлорофилл без магния получил название феофитина:

В молекуле феофитина сравнительно легко ввести обратно какой-нибудь металл и восстановить металлоорганическую связь. Для этого к раствору феофитина прибавляют уксуснокислую медь или уксуснокислый цинк и нагревают. Цинк или медь входят в молекулу хлорофилла, и вытяжка становится опять зелёного цвета.

Химическая формула была установлена в 1913 году немецкими биохимиками Р. Вильштеттером и А. Штоллем. Им удалось её установить, последовательно отщепляя от молекулы хлорофилла отдельные её части действием кислот и щелочей, а в дальнейшем и нагреванием под давлением. До этих работ в физиологии растений считалось, что хлорофилл содержит железо, а не магний. Они же окончательно доказали и наличие двух хлорофиллов – а и b.

Эти же работы сделали образование кристаллического хлорофилла. Вильштеттер и Штолль показали, что имеющийся в зелёных листьях фермент хлорофиллаза отщепляет спирт фитол и на его место становится остаток этилового или метилового спирта. Такие соединения получили название хлорофиллидов. Если фитол замещается остатком этилового спирта, то полученное соединение называется этилхлорофиллидом.

Оптические свойства хлорофилла.

Хлорофилл поглощает солнечную энергию и направляет её на химические реакции, которые не могут протекать без энергии, получаемой извне. Раствор хлорофилла в проходящем свете имеет зелёный цвет, но при увеличении толщины слоя или концентрации хлорофилла он приобретает красный цвет.

Хлорофилл поглощает свет не сплошь, а избирательно. При пропускании из семи видимых цветов, которые постепенно переходят друг в друга. При пропускании белого света через призму и раствор хлорофилла на полученном спектре наиболее интенсивное поглощение будет в красных и сине-фиолетовых лучах. Зелёные лучи поглощаются мало, поэтому в тонком слое хлорофилл имеет в проходящем свете зелёный цвет. Однако с увеличением концентрации хлорофилла полосы поглощения расширяются (значительная часть зелёных лучей также поглощается) и без поглощения проходит только часть крайних красных. Спектры поглощения хлорофилла а и b очень близки.

В отражённом свете хлорофилл, кажется вишнёво-красным, так как он излучает поглощённый свет с изменением длины его волны. Это свойство хлорофилла называется флюоресценцией.

Часть накопленных в процессе фотосинтеза углеводов теряется. Однако все попытки искусственно ингибировать фотодыхание приводили к общему снижению интенсивности фотосинтеза. На современном этапе развития физиологии растений принято считать, что основное значение фотодыхания заключается в его защитной роли. Сбрасывая таким образом избыточную энергию, растение избегает разрушения фотосистем, ...

Как в результате их жизнедеятельности азот, находящийся в виде соединений, недоступных для усвоения растениями, превращается в соли азотной кислоты, которые хорошо ими усваиваются. 2. Биосинтез белков Любая живая клетка способна синтезировать белки, и эта способность представляет одно из наиболее важных и характерных ее свойств. С особенной энергией идет биосинтез белков в период роста и...

Перенос фосфорила с аде-ниновой "головы" нуклеотида на фосфатный "хвост" должен сопровождаться его стабилизацией, поскольку весьма лабильный фосфоамид заменяется на менее лабильный фосфоангидрид (рис. 1). Стадии 2 и 3 гипотетичны и призваны объяснить механизм синтеза АТФ под действием ультрафиолетового света в опытах С. Понамперумы и сотрудников . АДЕНИНСОДЕРЖАЩИЕ КОФЕРМЕНТЫ Аденин...

При его участии происходит фотосинтез . По химическому строению хлорофиллы - магниевые комплексы различных тетрапирролов . Хлорофиллы имеют порфириновое строение и близки гему .

Хлорофилл зарегистрирован в качестве пищевой добавки Е140 .

Когда фотон соответствующей длины волны попадает на него, ион магния в молекуле хлорофилла возбуждается, и электрон переносит следующую молекулу в каскад фотосинтеза, где электрон входит в цепь электронного транспорта . Таким образом, энергия фотона в конечном итоге используется для создания богатых энергией органических веществ, особенно АТФ .

История открытия

В природе

Синтез

Свойства и функция при фотосинтезе

В процессе фотосинтеза молекула хлорофилла претерпевает изменения, поглощая световую энергию, которая затем используется в фотохимической реакции взаимодействия углекислого газа и воды с образованием органических веществ (как правило, углеводов):

XCO 2 + xH 2 O → h ν (CH 2 O) x + xO 2 {\displaystyle {\ce {xCO2 + xH2O ->[{\ce {h\nu}}] (CH2O)_x + xO2}}}

После передачи поглощенной энергии молекула хлорофилла возвращается в исходное состояние.

Хотя максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550 нм (где находится и максимум чувствительности глаза), поглощается хлорофиллом преимущественно синий , частично - красный свет из солнечного спектра (чем и обуславливается зелёный цвет отражённого света).

Растения могут использовать и свет с теми длинами волн, которые слабо поглощаются хлорофиллом. Энергию фотонов при этом улавливают другие фотосинтетические пигменты, которые затем передают энергию хлорофиллу. Этим объясняется разнообразие окраски растений (и других фотосинтезирующих организмов) и её зависимость от спектрального состава падающего света .

Химическая структура

Хлорофиллы можно рассматривать как производные протопорфирина - порфирина с двумя карбоксильными заместителями (свободными или этерифицированными). Так, хлорофилл a имеет карбоксиметиловую группу при С 10 , фитоловый эфир пропионовой кислоты - при С 7 . Удаление магния , легко достигаемое мягкой кислотной обработкой, дает продукт, известный как феофитин . Гидролиз фитоловой эфирной связи хлорофилла приводит к образованию хлорофиллида (хлорофиллид, лишенный атома металла , известен как феофорбид a).

Все эти соединения интенсивно окрашены и сильно флуоресцируют , исключая те случаи, когда они растворены в органических растворителях в строго безводных условиях. Они имеют характерные спектры поглощения , пригодные для качественного и количественного определения состава пигментов. Для этой же цели часто используются также данные о растворимости этих соединений в соляной кислоте , в частности для определения наличия или отсутствия этерифицированных спиртов. Хлороводородное число определяется как концентрация HCl (%, масс./об.), при которой из равного объёма эфирного раствора пигмента экстрагируется 2 / 3 общего количества пигмента. «Фазовый тест» - окрашивание зоны раздела фаз - проводят, подслаивая под эфирный раствор хлорофилла равный объём 30%-го раствора KOH в MeOH. В интерфазе должно образовываться окрашенное кольцо. С помощью тонкослойной хроматографии можно быстро определять хлорофиллы в сырых экстрактах.

Хлорофиллы неустойчивы на свету; они могут окисляться до алломерных хлорофиллов на воздухе в метанольном или этанольном растворе.

Хлорофиллы образуют комплексы с белками in vivo и могут быть выделены в таком виде. В составе комплексов их спектры поглощения значительно отличаются от спектров свободных хлорофиллов в органических растворителях.

Хлорофиллы можно получить в виде кристаллов . Добавление H 2 O или Ca 2+ к органическому растворителю способствует кристаллизации .

	Хлорофилл a	Хлорофилл b	Хлорофилл c1	Хлорофилл c2	Хлорофилл d	Хлорофилл f
Формула	C 55 H 72 O 5 N 4 Mg	C 55 H 70 O 6 N 4 Mg	C 35 H 30 O 5 N 4 Mg	C 35 H 28 O 5 N 4 Mg	C 54 H 70 O 6 N 4 Mg	C 55 H 70 O 6 N 4 Mg
C2 группа	-CH 3	-CH 3	-CH 3	-CH 3	-CH 3	-CHO
C3 группа	-CH=CH 2	-CH=CH 2	-CH=CH 2	-CH=CH 2	-CHO	-CH=CH 2
C7 группа	-CH 3	-CHO	-CH 3	-CH 3	-CH 3	-CH 3
C8 группа	-CH 2 CH 3	-CH 2 CH 3	-CH 2 CH 3	-CH=CH 2	-CH 2 CH 3	-CH 2 CH 3
C17 группа	-CH 2 CH 2 COO-Phytyl	-CH 2 CH 2 COO-Phytyl	-CH=CHCOOH	-CH=CHCOOH	-CH 2 CH 2 COO-Phytyl	-CH 2 CH 2 COO-Phytyl
C17-C18 связь	Одинарная	Одинарная	Двойная	Двойная	Одинарная	Одинарная
Распространение	Везде	Большинство наземных растений	Некоторые водоросли	Некоторые водоросли	Цианобактерии	Цианобактерии