Хлорофилл и виды хлорофилла.
Что такое хлорофилл?
Хлорофилл — это зелёный пигмент, содержащийся в растениях, водорослях и цианобактериях и используемый для фотосинтеза. Изучение формулы и структуры хлорофилла помогает нам понять, как растения используют световую энергию для фотосинтеза. Структура хлорофилла включает в себя порфириновое кольцо — большое стабильное кольцо, состоящее из атомов цикла и азота, с ионом магния в центре.
Значение хлорофилла.
Хлорофилл — это группа зелёных пигментов, содержащихся в хлоропластах растений, водорослей и некоторых цианобактерий. Эти пигменты играют важную роль в фотосинтезе — процессе, в ходе которого энергия света преобразуется в химическую энергию, используемую живыми организмами.
Хлорофилл наиболее эффективно излучает свет в сине-фиолетовой форме и усиливает воздействие электромагнитного излучения, отражая при этом зелёный свет, который придаёт растениям характерный зелёный цвет. Этот пигмент необходим для преобразования солнечной энергии в форму, которую могут использовать живые организмы, поддерживая энергетический поток в экосистемах .
Хлорофиллметр листа ССМ200 (N-тестер зеленого лсита)
Хлорофилл содержится во многих организмах.
• Растения:
Содержится в хлоропластах растительных клеток, особенно в листьях, придавая растениям зелёный цвет.
• Водоросли:
Присутствует в клетках как пресноводных, так и морских водорослей, позволяя им вырабатывать энергию посредством фотосинтеза.
• Цианобактерии:
Прокариотические организмы, содержащие хлорофилл и играющие важную роль в выработке кислорода.
• Фитопланктон:
Микроскопические организмы в океанах и пресноводных водоёмах, включая водоросли и цианобактерии, играют решающую роль в водной пищевой цепи.
• Некоторые протисты:
Некоторые простейшие, такие как эвглена. Они содержат хлорофилл и осуществляют фотосинтез, способствуя первичному производству в различных средах.
Структура хлорофилла
Хлорофилл — это зелёный пигмент, содержащийся в хлоропластах. Он играет ключевую роль в фотосинтезе, улавливая световую энергию солнца. Структура хлорофилла сложна и состоит из нескольких отдельных компонентов:
1. Порфириновое кольцо:
• Основная структура хлорофилла — порфириновое кольцо, большое стабильное кольцо, состоящее из атомов углерода и азота. Эта кольцевая структура похожа на гемовую группу, обнаруженную в гемоглобине, но с ионом магния (Mg²⁺) в центре вместо железа.
2. Ион магния (Mg²⁺):
• В центре порфиринового кольца находится ион магния. Этот центральный ион магния имеет решающее значение для способности молекулы хлорофилла поглощать световую энергию.
3. Фитоловый хвост:
• К порфириновому кольцу прикреплён длинный гидрофобный фитол. Этот хвост прикрепляет молекулу хлорофилла к тилакоидной мембране внутри хлоропласта, позволяя ей быть частью фотосинтетических комплексов.
4. Боковые цепи:
• Порфириновое кольцо имеет различные боковые цепи, включая метильные (CH₃), этильные (C₂H₅) и формильные (CHO) группы. Эти боковые цепи влияют на абсорбционные свойства хлорофилла, позволяя ему эффективно улавливать свет.
Формула хлорофилла
Наиболее распространённый хлорофилл, встречающийся в растениях, хлорофилл а, имеет следующую химическую формулу:
C₅₅H₇₂O₅N₄Mg
Вот расшифровка формулы:
• C₅₅: 55 атомов углерода
• H₇₂: 72 атома водорода
• О₅: 5 атомов кислорода
• N₄: 4 атома азота
• Мг: 1 атом магния
Различные типы хлорофилла:
Хлорофилл А
Он содержится во всех высших растениях и является основным пигментом, используемым в фотосинтезе. Он также присутствует в некоторых водорослях, цианобактериях и анаэробных фототрофах. Хлорофилл a поглощает фиолетово-синий и оранжево-красный свет, отражая сине-зелёный.
Хлорофилл В
Этот пигмент содержится в зелёных растениях и действует как вспомогательный пигмент для хлорофилла a. Он поглощает оранжево-красный свет и отражает жёлто-зелёный свет. Хлориновое кольцо хлорофилла b содержит группу CHO, тогда как хлорофилл a содержит группу CH3.
Хлорофилл С
В основном встречается в морских водорослях, таких как бурые водоросли, диатомовые водоросли и динофлагелляты. Он имеет уникальное порфириновое кольцо и может быть классифицирован как хлорофилл c1, c2 и c3, каждый из которых имеет разный химический состав и скорость поглощения.
Хлорофилл D
Присутствует в красных водорослях и цианобактериях, которые живут на большой глубине и используют красный свет для фотосинтеза.
Хлорофилл Е
Редкий пигмент, обнаруженный в некоторых золотистых водорослях. Он был обнаружен в ксантофитах (жёлто-зелёных водорослях).
Хлорофилл F
Недавно было обнаружено, что хлорофилл F поглощает инфракрасный свет, который находится за пределами видимого диапазона. Его функция всё ещё изучается.
Заключение – Структура хлорофилла
Хлорофилл, пигмент, отвечающий за яркий зелёный цвет растений, играет жизненно важную роль в фотосинтезе, основе жизни на Земле. Его сложная структура позволяет ему улавливать солнечный свет и преобразовывать его в полезную энергию. Хлорофилл существует в различных формах, каждая из которых обладает немного отличающимися свойствами поглощения света, которые вносят свой вклад в общий процесс фотосинтеза. Хотя исследования его потенциальной пользы для здоровья продолжаются, значение хлорофилла в поддержании жизни и экосистем остаётся неоспоримым.