Mengapa rumput, serta daun di pohon dan semak-semak, berwarna hijau? Ini semua tentang klorofil. Anda dapat mengambil tali pengetahuan yang kuat dan membuat kenalan yang kuat dengannya.
Sejarah
Mari bertamasya singkat ke masa lalu yang relatif baru. Joseph Bieneme Cavantou dan Pierre Joseph Pelletier adalah orang-orang yang berjabat tangan. Ilmuwan telah mencoba untuk memisahkan pigmen hijau dari daun berbagai tanaman. Upaya dimahkotai dengan keberhasilan pada tahun 1817.
Pigmen itu bernama klorofil. Dari bahasa Yunani chloros, hijau, dan phyllon, daun. Terlepas dari hal di atas, pada awal abad ke-20, Mikhail Tsvet dan Richard Wilstetter sampai pada kesimpulan bahwa ternyata klorofil mengandung beberapa komponen.
Menggulung lengan bajunya, Willstetter mulai bekerja. Pemurnian dan kristalisasi mengungkapkan dua komponen. Mereka hanya disebut alfa dan beta (a dan b). Untuk karyanya di bidang penelitian zat ini pada tahun 1915, ia dianugerahi Hadiah Nobel.
Pada tahun 1940, Hans Fischer mengusulkan kepada dunia struktur akhir klorofil "a". Raja sintesis Robert Burns Woodward dan beberapa ilmuwan dari Amerika memperoleh klorofil yang tidak alami pada tahun 1960. Dan tabir kerahasiaan terbuka - munculnya klorofil.
Kimiaproperti
Rumus klorofil, ditentukan dari indikator eksperimental, terlihat seperti ini: C55H72O5 N4Mg. Desainnya mencakup asam dikarboksilat organik (klorofilin), serta alkohol metil dan fitol. Klorofilin adalah senyawa organologam yang terkait dengan magnesium porfirin dan mengandung nitrogen.
COOH
MgN4OH30C32
COOH
Klorofil terdaftar sebagai ester karena fakta bahwa bagian metil alkohol yang tersisa adalah CH3OH dan fitol C20H 39OH menggantikan hidrogen dari gugus karboksil.
Di atas adalah rumus struktur klorofil alfa. Jika diperhatikan dengan seksama, Anda dapat melihat bahwa beta-klorofil memiliki satu atom oksigen lagi, tetapi dua atom hidrogen lebih sedikit (gugus CHO bukannya CH3). Oleh karena itu, berat molekul alfa-klorofil lebih rendah daripada beta.
Magnesium mengendap di tengah partikel zat yang menarik bagi kita. Ini menggabungkan dengan 4 atom nitrogen dari formasi pirol. Sistem ikatan rangkap dasar dan ikatan rangkap bolak-balik dapat diamati pada ikatan pirol.
Pembentukan kromofor, yang berhasil masuk ke dalam komposisi klorofil - ini adalah N. Ini memungkinkan untuk menyerap sinar individu dari spektrum matahari dan warnanya, terlepas dari kenyataan bahwa pada siang hari matahari membakar seperti a nyala api, dan pada malam hari terlihat seperti bara yang membara.
Mari beralih ke ukuran. Inti porfirin berdiameter 10 nm, fragmen fitol ternyata panjangnya 2 nm. Dalam nukleus, klorofil adalah 0,25 nm, antaramikropartikel gugus nitrogen pirol.
Saya ingin mencatat bahwa atom magnesium, yang merupakan bagian dari klorofil, hanya berdiameter 0,24 nm dan hampir sepenuhnya mengisi ruang bebas antara atom-atom gugus pirol nitrogen, yang membantu inti molekul menjadi lebih kuat.
Dapat disimpulkan bahwa klorofil (a dan b) terdiri dari dua komponen dengan nama sederhana alfa dan beta.
Klorofil a
Massa relatif molekul adalah 893,52. Mikrokristal berwarna hitam dengan warna biru dibuat di tempat terpisah. Pada suhu 117-120 derajat Celcius, mereka meleleh dan berubah menjadi cair.
Dalam etanol, kloroform yang sama, dalam aseton, dan benzena mudah larut. Hasilnya mengambil warna biru-hijau dan memiliki ciri khas - fluoresensi merah yang kaya. Kurang larut dalam petroleum eter. Mereka tidak mekar sama sekali di dalam air.
Rumus alfa klorofil: C55H72O5N 4Mg. Zat dalam struktur kimianya diklasifikasikan sebagai klorin. Di dalam cincin, fitol terikat pada asam propionat, yaitu pada residunya.
Beberapa organisme tumbuhan, bukannya klorofil a, membentuk analognya. Di sini, gugus etil (-CH2-CH3) pada cincin pirol II digantikan oleh satu vinil (-CH=CH 2). Molekul seperti itu mengandung gugus vinil pertama di cincin satu, yang kedua di cincin dua.
Klorofil b
Rumus
Chlorophyll-beta adalah sebagai berikut: C55H70O6N 4Mg. Berat molekul suatu zatadalah 903. Pada atom karbon C3 pada cincin pirol dua, terdapat sedikit alkohol tanpa hidrogen –H-C=O, yang berwarna kuning. Inilah perbedaan dari klorofil a.
Kami berani mencatat bahwa beberapa jenis klorofil berada di bagian permanen khusus sel, penting untuk keberadaannya lebih lanjut, plastida-kloroplas.
Klorofil c dan d
Klorofil c. Porfirin klasik inilah yang membuat pigmen ini berbeda.
Pada alga merah, klorofil d. Ada yang meragukan keberadaannya. Diyakini bahwa itu hanya produk degenerasi klorofil a. Saat ini, kita dapat dengan yakin mengatakan bahwa klorofil dengan huruf d adalah pewarna utama dari beberapa prokariota fotosintesis.
Sifat Klorofil
Setelah penelitian yang panjang, muncul bukti bahwa ada perbedaan karakteristik klorofil yang ada dalam tanaman dan yang diekstraksi darinya. Klorofil pada tumbuhan berhubungan dengan protein. Pengamatan berikut membuktikan hal ini:
- Spektrum penyerapan klorofil dalam daun berbeda jika dibandingkan dengan yang diekstraksi.
- Tidak realistis untuk mendapatkan subjek deskripsi dari tanaman kering dengan alkohol murni. Ekstraksi berlangsung dengan aman dengan daun yang dibasahi dengan baik, atau air harus ditambahkan ke alkohol. Dialah yang memecah protein yang terkait dengan klorofil.
- Bahan yang diambil dari daun tanaman cepat hancur di bawahpengaruh oksigen, asam pekat, sinar cahaya.
Tapi klorofil pada tumbuhan tahan terhadap semua hal di atas.
Kloroplas
Tanaman klorofil mengandung 1% bahan kering. Ini dapat ditemukan di organel sel khusus - plastida, yang menunjukkan distribusinya yang tidak merata di tanaman. Plastida sel yang berwarna hijau dan mengandung klorofil disebut kloroplas.
Jumlah H2O dalam kloroplas berkisar antara 58 hingga 75%, kandungan bahan keringnya terdiri dari protein, lipid, klorofil dan karotenoid.
Fungsi Klorofil
Para ilmuwan telah menemukan kesamaan yang menakjubkan dalam susunan molekul klorofil dan hemoglobin, komponen pernapasan utama darah manusia. Bedanya, pada penjepit di tengah, magnesium terletak di pigmen asal tumbuhan, dan besi terletak di hemoglobin.
Selama fotosintesis, vegetasi planet ini menyerap karbon dioksida dan melepaskan oksigen. Berikut adalah fungsi lain dari klorofil. Dalam hal aktivitas, dapat dibandingkan dengan hemoglobin, tetapi jumlah dampaknya pada tubuh manusia agak lebih besar.
Klorofil adalah pigmen tumbuhan yang peka terhadap cahaya dan dilapisi warna hijau. Berikutnya adalah fotosintesis, di mana mikropartikelnya mengubah energi matahari yang diserap oleh sel tumbuhan menjadi energi kimia.
Seseorang dapat sampai pada kesimpulan berikut bahwa fotosintesis adalah sebuah proseskonversi energi matahari. Jika Anda memercayai informasi modern, telah diketahui bahwa sintesis zat organik dari gas karbon dioksida dan air menggunakan energi cahaya didekomposisi menjadi tiga tahap.
Tahap 1
Fase ini dicapai dalam proses dekomposisi fotokimia air, dengan bantuan klorofil. Oksigen molekuler dilepaskan.
Tahap 2
Ada beberapa reaksi redoks di sini. Mereka mengambil bantuan aktif dari sitokrom dan pembawa elektron lainnya. Reaksi terjadi karena energi cahaya ditransfer oleh elektron dari air ke NADPH dan membentuk ATP. Energi cahaya disimpan di sini.
Tahap 3
NADPH dan ATP yang sudah terbentuk digunakan untuk mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat. Energi cahaya yang diserap terlibat dalam reaksi tahap 1 dan 2. Reaksi yang terakhir, ketiga, terjadi tanpa partisipasi cahaya dan disebut gelap.
Fotosintesis adalah satu-satunya proses biologis yang terjadi dengan meningkatnya energi bebas. Secara langsung atau tidak langsung menyediakan perusahaan kimia yang tersedia untuk makhluk berkaki dua, bersayap, tidak bersayap, berkaki empat, dan organisme lain yang hidup di bumi.
Hemoglobin dan klorofil
Molekul hemoglobin dan klorofil memiliki struktur atom yang kompleks, tetapi pada saat yang sama mirip. Umum dalam struktur mereka adalah profin - cincin cincin kecil. Perbedaannya terlihat pada proses yang melekat pada profin, dan pada atom yang terletak di dalam: atom besi (Fe) dalam hemoglobin, dalam klorofilmagnesium (Mg).
Klorofil dan hemoglobin memiliki struktur yang serupa, tetapi membentuk struktur protein yang berbeda. Klorofil terbentuk di sekitar atom magnesium, dan hemoglobin terbentuk di sekitar besi. Jika Anda mengambil molekul klorofil cair dan melepaskan ekor fitol (rantai karbon 20), mengubah atom magnesium menjadi besi, maka warna hijau pigmen akan berubah menjadi merah. Hasilnya adalah molekul hemoglobin jadi.
Klorofil mudah dan cepat diserap, berkat kemiripannya. Baik mendukung organisme di kelaparan oksigen. Ini memenuhi darah dengan elemen jejak yang diperlukan, dari sini lebih baik mengangkut zat paling penting untuk kehidupan ke sel. Ada pelepasan tepat waktu bahan limbah, racun, produk limbah yang dihasilkan dari metabolisme alami. Memiliki efek pada leukosit yang tidak aktif, membangunkannya.
Pahlawan yang digambarkan, tanpa rasa takut atau celaan, melindungi, memperkuat membran sel, dan membantu jaringan ikat pulih. Manfaat klorofil termasuk penyembuhan borok yang cepat, berbagai luka dan erosi. Meningkatkan fungsi kekebalan tubuh, menyoroti kemampuan untuk menghentikan gangguan patologis molekul DNA.
Tren positif dalam pengobatan infeksi dan pilek. Ini bukan seluruh daftar perbuatan baik yang dianggap substansi.
