Wetenskaplikes weet wat plantpigmente is – groen en pers, geel en rooi. Plantpigmente word organiese molekules genoem wat in weefsels, selle van 'n plantorganisme voorkom - dit is te danke aan sulke insluitings dat hulle kleur kry. In die natuur word chlorofil meer dikwels gevind as ander, wat in die liggaam van enige hoër plant teenwoordig is. Oranje, rooierige toon, gelerige skakerings word deur karotenoïede verskaf.
En meer besonderhede?
Plantpigmente word in chromo-, chloroplaste aangetref. In totaal ken die moderne wetenskap 'n paar honderd variëteite van verbindings van hierdie tipe. 'n Indrukwekkende persentasie van alle ontdekte molekules word benodig vir fotosintese. Soos toetse getoon het, is pigmente bronne van retinol. Pienk en rooi skakerings, variasies van bruin en blouerige kleure word verskaf deur die teenwoordigheid van antosianiene. Sulke pigmente word in plantsel sap waargeneem. Wanneer die dae korter word gedurende die koue seisoen,pigmente reageer met ander verbindings wat in die liggaam van die plant voorkom, wat veroorsaak dat die kleur van die voorheen groen dele verander. Die blare van die bome word helder en kleurvol - dieselfde herfs waaraan ons gewoond is.
Die bekendste
Miskien weet byna elke hoërskoolleerling van chlorofil, 'n plantpigment wat nodig is vir fotosintese. As gevolg van hierdie verbinding kan 'n verteenwoordiger van die plantwêreld die lig van die son absorbeer. Op ons planeet kan egter nie net plante sonder chlorofil bestaan nie. Soos verdere studies getoon het, is hierdie verbinding absoluut onontbeerlik vir die mensdom, aangesien dit natuurlike beskerming teen kankerprosesse bied. Dit is bewys dat die pigment karsinogene inhibeer en DNS-beskerming teen mutasies onder die invloed van giftige verbindings waarborg.
Chlorofil is die groen pigment van plante, wat chemies 'n molekule voorstel. Dit is gelokaliseer in chloroplaste. Dit is as gevolg van so 'n molekule dat hierdie areas groen gekleur is. In sy struktuur is die molekule 'n porfirienring. As gevolg van hierdie spesifisiteit, lyk die pigment soos heem, wat 'n strukturele element van hemoglobien is. Die belangrikste verskil is in die sentrale atoom: in heem neem yster sy plek in; vir chlorofil is magnesium die belangrikste. Wetenskaplikes het hierdie feit die eerste keer in 1930 ontdek. Die gebeurtenis het plaasgevind 15 jaar nadat Willstatter die stof ontdek het.
Chemie en Biologie
Eers het wetenskaplikes gevind dat die groen pigment in plante in twee variëteite kom, wat name vir twee gegee isdie eerste letters van die Latynse alfabet. Die verskil tussen die variëteite, hoewel klein, is steeds daar, en is die meeste opvallend in die ontleding van sykettings. Vir die eerste variëteit speel CH3 hul rol, vir die tweede tipe - CHO. Beide vorme van chlorofil behoort tot die klas aktiewe fotoreseptore. As gevolg van hulle kan die plant die energie-komponent van sonstraling absorbeer. Daarna is nog drie tipes chlorofil geïdentifiseer.
In die wetenskap word die groen pigment in plante chlorofil genoem. Deur die verskille tussen die twee hoofvariëteite van hierdie molekule inherent aan hoër plantegroei te ondersoek, is gevind dat die golflengtes wat deur die pigment geabsorbeer kan word, ietwat verskil vir tipes A en B. Trouens, volgens wetenskaplikes komplementeer die variëteite elkeen effektief ander, waardeur die plant die vermoë bied om die vereiste hoeveelheid energie te maksimeer. Normaalweg word die eerste tipe chlorofil gewoonlik in 'n drie keer hoër konsentrasie as die tweede waargeneem. Saam vorm hulle 'n groen plantpigment. Drie ander tipes word slegs in antieke plantegroei aangetref.
Kenmerke van molekules
Deur die struktuur van plantpigmente te bestudeer, is gevind dat beide tipes chlorofil vetoplosbare molekules is. Sintetiese variëteite wat in laboratoriums geskep word, los in water op, maar hul absorpsie in die liggaam is slegs moontlik in die teenwoordigheid van vetterige verbindings. Plante gebruik pigment om energie vir groei te verskaf. In die dieet van mense word dit gebruik vir die doel van herstel.
Chlorofil, sooshemoglobien kan normaal funksioneer en koolhidrate produseer wanneer dit aan proteïenkettings verbind word. Visueel lyk dit of die proteïen 'n formasie is sonder 'n duidelike sisteem en struktuur, maar dit is eintlik korrek, en dit is hoekom chlorofil sy optimale posisie stabiel kan behou.
Aktiwiteitskenmerke
Wetenskaplikes wat hierdie hoofpigment van hoër plante bestudeer het, het gevind dat dit in alle groentes voorkom: die lys sluit groente, alge, bakterieë in. Chlorofil is 'n heeltemal natuurlike verbinding. Van nature het dit die eienskappe van 'n beskermer en verhoed die transformasie, mutasie van DNA onder die invloed van giftige verbindings. Spesiale navorsingswerk is in die Indiese Botaniese Tuin by die Navorsingsinstituut georganiseer. Soos wetenskaplikes ontdek het, kan chlorofil wat van vars kruie verkry word, beskerm teen giftige verbindings, patologiese bakterieë, en kalmeer ook die aktiwiteit van inflammasie.
Chlorofil is van korte duur. Hierdie molekules is baie broos. Die son se strale lei tot die dood van die pigment, maar die groen blaar is in staat om nuwe en nuwe molekules te genereer wat diegene vervang wat hul kamerade gedien het. In die herfsseisoen word chlorofil nie meer geproduseer nie, dus verloor die blare sy kleur. Ander pigmente kom na vore, voorheen verborge vir die oë van 'n eksterne waarnemer.
Daar is geen beperking op verskeidenheid nie
Die verskeidenheid plantpigmente wat aan moderne navorsers bekend is, is buitengewoon groot. Van jaar tot jaar ontdek wetenskaplikes al hoe meer nuwe molekules. Relatief onlangs uitgevoerstudies het dit moontlik gemaak om nog drie tipes by die twee variëteite van chlorofil hierbo genoem te voeg: C, C1, E. Tipe A word egter steeds as die belangrikste beskou. Maar karotenoïede is selfs meer divers. Hierdie klas pigmente is welbekend aan die wetenskap - dit is te danke aan hulle dat wortelwortels, baie groente, sitrusvrugte en ander gawes van die plantwêreld skakerings kry. Bykomende toetse het getoon dat kanaries geel vere het as gevolg van karotenoïede. Hulle gee ook kleur aan die eiergeel. As gevolg van die oorvloed van karotenoïede, het Asiatiese inwoners 'n eienaardige velkleur.
Nie die mens nóg verteenwoordigers van die dierewêreld het sulke kenmerke van biochemie wat die produksie van karotenoïede moontlik maak nie. Hierdie stowwe verskyn op die basis van vitamien A. Dit word bewys deur waarnemings oor plantpigmente: as die hoender nie plantegroei met kos ontvang het nie, sal die eiergele van 'n baie swak skaduwee wees. As 'n kanarie 'n groot hoeveelheid kos gevoer is wat met rooi karotenoïede verryk is, sal sy vere 'n helder rooi skakering aanneem.
Nuuskierige kenmerke: Karotenoïede
Die geel pigment in plante word karoteen genoem. Wetenskaplikes het gevind dat xantofille 'n rooi tint gee. Die aantal verteenwoordigers van hierdie twee tipes wat aan die wetenskaplike gemeenskap bekend is, neem voortdurend toe. In 1947 het wetenskaplikes omtrent sewe dosyn karotenoïede geweet, en teen 1970 was daar reeds meer as tweehonderd. In 'n mate is dit soortgelyk aan die vooruitgang van kennis op die gebied van fisika: eers het hulle geweet van atome, toe elektrone en protone, en daarna onthulselfs kleiner deeltjies, vir die benaming waarvan slegs letters gebruik word. Is dit moontlik om oor elementêre deeltjies te praat? Soos die toetse van fisici getoon het, is dit te vroeg om so 'n term te gebruik - die wetenskap is nog nie ontwikkel in die mate dat dit moontlik was om hulle te vind, indien enige nie. 'n Soortgelyke situasie het ontwikkel met pigmente - van jaar tot jaar word nuwe spesies en tipes ontdek, en bioloë is net verbaas, nie in staat om die veelsydige aard te verduidelik nie.
Meer oor funksies
Wetenskaplikes wat betrokke is by die pigmente van hoër plante kan nog nie verduidelik hoekom en hoekom die natuur so 'n wye verskeidenheid pigmentmolekules verskaf het nie. Die funksionaliteit van sommige individuele variëteite is aan die lig gebring. Dit is bewys dat karoteen nodig is om die veiligheid van chlorofilmolekules teen oksidasie te verseker. Die beskermingsmeganisme is te danke aan die kenmerke van enkelsuurstof, wat tydens die fotosintese-reaksie as 'n bykomende produk gevorm word. Hierdie verbinding is hoogs aggressief.
Nog 'n kenmerk van die geel pigment in plantselle is sy vermoë om die golflengte-interval wat nodig is vir die fotosinteseproses te verhoog. Op die oomblik is so 'n funksie nie presies bewys nie, maar baie navorsing is gedoen wat daarop dui dat die finale bewys van die hipotese nie ver is nie. Die strale wat die groen plantpigment nie kan absorbeer nie, word deur die geel pigmentmolekules geabsorbeer. Die energie word dan na chlorofil gerig vir verdere transformasie.
Pigmente: so anders
Behalwe vir sommigevariëteite van karotenoïede, pigmente genoem aurone, chalcones het 'n geel kleur. Hul chemiese struktuur is in baie opsigte soortgelyk aan flavone. Sulke pigmente kom nie baie gereeld in die natuur voor nie. Hulle is gevind in pamflette, bloeiwyses van oxalis en leeubekkies, hulle verskaf die kleur van coreopsis. Sulke pigmente verdra nie tabakrook nie. As jy 'n plant met 'n sigaret berook, word dit dadelik rooi. Biologiese sintese wat in plantselle plaasvind met die deelname van chalkone lei tot die generering van flavonole, flavone, aurone.
Beide diere en plante het melanien. Hierdie pigment gee 'n bruin tint aan die hare, dit is te danke daaraan dat die krulle swart kan word. As die selle nie melanien bevat nie, word verteenwoordigers van die dierewêreld albino's. By plante word die pigment in die skil van rooi druiwe en in sommige bloeiwyses in die blomblare aangetref.
Blou en meer
Vegetasie kry sy blou tint danksy fitochroom. Dit is 'n proteïen plantpigment wat verantwoordelik is vir die beheer van blom. Dit reguleer saadontkieming. Dit is bekend dat fitochroom die blom van sommige verteenwoordigers van die plantwêreld kan versnel, terwyl ander die teenoorgestelde proses het om te vertraag. In 'n mate kan dit vergelyk word met 'n horlosie, maar biologies. Op die oomblik weet wetenskaplikes nog nie al die besonderhede van die werkingsmeganisme van die pigment nie. Daar is gevind dat die struktuur van hierdie molekule volgens tyd van die dag en lig aangepas word, wat inligting oor die vlak van lig in die omgewing na die plant oordra.
Blou pigment inplante - antosianien. Daar is egter verskeie variëteite. Antosianiene gee nie net 'n blou kleur nie, maar ook pienk, dit verklaar ook die rooi en lila kleure, soms donker, ryk pers. Aktiewe generering van antosianiene in plantselle word waargeneem wanneer die omgewingstemperatuur daal, die generering van chlorofil stop. Die kleur van die blare verander van groen na rooi, rooi, blou. Danksy antosianiene het rose en papawers helder skarlakenrooi blomme. Dieselfde pigment verduidelik die skakerings van geranium- en koringblombloeiwyses. Danksy die blou verskeidenheid antosianien het blouklokke hul delikate kleur. Sekere variëteite van hierdie tipe pigment word waargeneem in druiwe, rooikool. Antosianiene verskaf kleuring van slopes, pruime.
Helder en donker
Bekende geel pigment, wat wetenskaplikes antochlor genoem het. Dit is gevind in die vel van blomblare. Anthochlor word aangetref in primrose, rambloeiwyses. Hulle is ryk aan papawers van geel variëteite en dahlias. Hierdie pigment gee 'n aangename kleur aan paddavlas bloeiwyses, suurlemoenvrugte. Dit is in sommige ander plante geïdentifiseer.
Anthofein is relatief skaars van aard. Dit is 'n donker pigment. Danksy hom verskyn spesifieke kolle op die blomkroon van sommige peulgewasse.
Alle helder pigmente word deur die natuur bedink vir die spesifieke kleur van verteenwoordigers van die plantwêreld. Danksy hierdie kleur lok die plant voëls en diere. Dit verseker die verspreiding van sade.
Meer oor selle en struktuur
Probeer vasstelhoe sterk die kleur van plante afhang van pigmente, hoe hierdie molekules gerangskik is, waarom die hele proses van pigmentasie nodig is, het wetenskaplikes ontdek dat plastiede in die plantliggaam voorkom. Dit is die naam wat gegee word aan klein lyfies wat gekleur kan wees, maar ook kleurloos is. Sulke klein lyfies is slegs en uitsluitlik onder verteenwoordigers van die plantwêreld. Alle plastiede is verdeel in chloroplaste met 'n groen tint, chromoplaste wat in verskillende variasies van die rooi spektrum gekleur is (insluitend geel en oorgangsskakerings), en leukoplaste. Laasgenoemde het geen skakerings nie.
Normaalweg bevat 'n plantsel een verskeidenheid plastiede. Eksperimente het die vermoë van hierdie liggame getoon om van tipe tot tipe te transformeer. Chloroplaste word in alle groenbevlekte plantorgane aangetref. Leukoplaste word meer dikwels waargeneem in dele wat weggesteek is vir die direkte strale van die son. Daar is baie van hulle in risome, hulle word gevind in knolle, sifdeeltjies van sommige soorte plante. Chromoplaste is tipies vir blomblare, ryp vrugte. Tilakoïedmembrane is verryk in chlorofil en karotenoïede. Leukoplaste bevat nie pigmentmolekules nie, maar kan 'n plek wees vir sinteseprosesse, ophoping van voedingstofverbindings - proteïene, stysel, soms vette.
Reaksies en transformasies
Wetenskaplikes het die fotosintetiese pigmente van hoër plante bestudeer en gevind dat chromoplaste rooi gekleur is as gevolg van die teenwoordigheid van karotenoïede. Dit word algemeen aanvaar dat chromoplaste die finale stap in die ontwikkeling van plastiede is. Hulle verskyn waarskynlik tydens die transformasie van leuko-, chloroplaste wanneer hulle ouer word. Grootliksdie teenwoordigheid van sulke molekules bepaal die kleur van blare in die herfs, sowel as helder, aangename blomme en vrugte. Karotenoïede word deur alge, plantplankton en plante geproduseer. Hulle kan gegenereer word deur sommige bakterieë, swamme. Karotenoïede is verantwoordelik vir die kleur van lewende verteenwoordigers van die plantwêreld. Sommige diere het stelsels van biochemie, waardeur karotenoïede in ander molekules omskep word. Die grondstof vir so 'n reaksie word uit voedsel verkry.
Volgens waarnemings van pienk flaminke, versamel en filtreer hierdie voëls spirulina en 'n paar ander alge om 'n geel pigment te verkry, waaruit kantaksantien, astaxantien dan verskyn. Dit is hierdie molekules wat voëlverekleed so 'n pragtige kleur gee. Baie visse en voëls, krewe en insekte het 'n helder kleur as gevolg van karotenoïede, wat uit die dieet verkry word. Betakaroteen word omskep in sommige vitamiene wat tot menslike voordeel gebruik word - hulle beskerm die oë teen ultraviolet bestraling.
Rooi en groen
Praat van die fotosintetiese pigmente van hoër plante, moet daarop gelet word dat hulle fotone van liggolwe kan absorbeer. Daar word opgemerk dat dit slegs van toepassing is op die deel van die spektrum wat vir die menslike oog sigbaar is, dit wil sê vir 'n golflengte in die reeks van 400-700 nm. Plantdeeltjies kan slegs kwanta absorbeer wat genoeg energiereserwes het vir die fotosintese reaksie. Die absorpsie is uitsluitlik die verantwoordelikheid van die pigmente. Wetenskaplikes het die oudste vorme van lewe in die plantwêreld bestudeer – bakterieë, alge. Daar is vasgestel dat hulle verskillende verbindings bevat wat lig in die sigbare spektrum kan aanvaar. Sommige variëteite kan liggolwe van bestraling ontvang wat nie deur die menslike oog waargeneem word nie - van 'n blok naby infrarooi. Benewens chlorofille, word sulke funksionaliteit van nature aan bakterorodopsien, bakteriochlorofille, toegeken. Studies het die belangrikheid getoon vir die reaksies van sintese van phycobilins, karotenoïede.
Die diversiteit van plantfotosintetiese pigmente verskil van groep tot groep. Baie word bepaal deur die toestande waarin die lewensvorm leef. Verteenwoordigers van die hoër plantwêreld het 'n kleiner verskeidenheid pigmente as evolusionêr antieke variëteite.
Waaroor gaan dit?
Deur die fotosintetiese pigmente van plante te bestudeer, het ons gevind dat hoër plantvorme slegs twee variëteite van chlorofil het (vroeër genoem A, B). Albei hierdie tipes is porfiriene wat 'n magnesiumatoom het. Hulle is oorwegend ingesluit in lig-oes komplekse wat ligenergie absorbeer en dit na reaksiesentrums lei. Die sentrums bevat 'n relatief klein persentasie van die totale tipe 1-chlorofil wat in die plant teenwoordig is. Hier vind die primêre interaksies kenmerkend van fotosintese plaas. Chlorofil word vergesel van karotenoïede: soos wetenskaplikes gevind het, is daar gewoonlik vyf variëteite van hulle, nie meer nie. Hierdie elemente versamel ook lig.
Om opgelos te word, chlorofille, karotenoïede is plantpigmente wat smal ligabsorpsiebande het wat redelik ver van mekaar af is. Chlorofil het die vermoë om die mees effektieweabsorbeer blou golwe, hulle kan met rooies werk, maar hulle vang groen lig baie swak op. Spektrumuitbreiding en oorvleueling word verskaf deur chloroplaste wat sonder veel moeite van die blare van die plant geïsoleer is. Chloroplastmembrane verskil van oplossings, aangesien die kleurkomponente met proteïene, vette gekombineer word, met mekaar reageer, en energie migreer tussen versamelaars en akkumulasiesentrums. As ons die ligabsorpsiespektrum van 'n blaar in ag neem, sal dit selfs meer kompleks blyk te wees, glad gemaak as 'n enkele chloroplast.
Refleksie en absorpsie
Na die bestudering van die pigmente van 'n plantblaar, het wetenskaplikes gevind dat 'n sekere persentasie van die lig wat die blaar tref, weerkaats word. Hierdie verskynsel is in twee variëteite verdeel: spieël, diffuus. Hulle sê oor die eerste as die oppervlak blink, glad is. Die weerkaatsing van die vel word hoofsaaklik deur die tweede tipe gevorm. Lig sypel in die dikte in, verstrooi, verander van rigting, aangesien daar beide in die buitenste laag en binne-in die plaat skeidingsvlakke met verskillende brekingsindekse is. Soortgelyke effekte word waargeneem wanneer lig deur selle beweeg. Daar is geen sterk absorpsie nie, die optiese pad is baie groter as die dikte van die plaat, meetkundig gemeet, en die plaat is in staat om meer lig te absorbeer as die pigment wat daaruit onttrek word. Blare absorbeer ook baie meer energie as chloroplaste wat afsonderlik bestudeer is.
Omdat daar verskillende plantpigmente is – onderskeidelik rooi, groen ensovoorts – is die absorpsieverskynsel ongelyk. Die vel is in staat om lig van verskillende golflengtes waar te neem, maar die doeltreffendheid van die proses is uitstekend. Die hoogste absorpsievermoë van groen blare is inherent aan die violetblok van die spektrum, rooi, blou en blou. Die sterkte van absorpsie word feitlik nie bepaal deur hoe gekonsentreerd die chlorofille is nie. Dit is te wyte aan die feit dat die medium 'n hoë strooikrag het. As pigmente in hoë konsentrasie waargeneem word, vind absorpsie naby die oppervlak plaas.
