Что такое хлорофилл: строение и функции

Из нашей статьи вы узнаете, что такое хлорофилл. Именно это вещество определяет зеленый цвет растений и является необходимым условием для синтеза углеводов, а следовательно, их питания. Но хлорофилл играет важное значение и в жизни животных. Какое? Давайте разберемся вместе.

Что такое хлорофилл

В переводе с греческого языка этот биологический термин означает "зеленый лист". Хлорофилл - зеленый пигмент или красящее вещество. Именно он определяет цвет листьев, молодых побегов, незрелых плодов и других частей растения. Главная функция хлорофилла - осуществление процесса фотосинтеза. Суть этого процесса заключается в синтезе глюкозы и неорганических веществ. А происходит он в пластидах, содержащих молекулы хлорофилла.

История открытия

О том, что такое хлорофилл, впервые стало известно в конце 19-го века. Его удалось выделить из листьев двум французским химикам - фармацевтам Жозефу Кованту и Пьеру Пеллетье. В начале 20-го века было установлено, что это вещество состоит из двух компонентов. Этот факт опытным путем независимо друг от друга доказали в 1900 году русский ботаник Михаил Цвет и немецкий биохимик Рихард Вильштеттер. Эти частицы были названы а и б частицами. За это открытие Вильштеттер был удостоен Нобелевской премии.

Эту награду получил также Ханс Фишер, который установил структурную формулу хлорофилла. Искусственно синтезировать это вещество удалось Роберту Вудворду в 1960 году.

Нахождение в природе

Хлорофилл содержат все организмы, которые являются автотрофами. Прежде всего это растения всех систематических групп. Так, все водоросли питаются автотрофно. Поэтому они могут обитать только на глубине, на которую проникает солнечный свет. А содержат ли хлорофилл водоросли, таллом которые окрашен в красный, бурый или золотистый цвет? Безусловно. Просто, кроме зеленого пигмента в их клетках содержатся еще и красящие вещества других цветов. Они и определяют окраску водоросли, но функцию фотосинтеза выполняет именно хлорофилл.

Кроме растений, зеленый пигмент содержат фотоавтотрофные бактерии и простейшие животные. К примеру, эвглена зеленая. Этот одноклеточный организм содержит один большой хлоропласт. При отсутствии необходимых для фотосинтеза условий эвглена переходит к гетеротрофному способу питания.

Механизм синтеза

Образование хлорофилла в клетках - очень сложный процесс. Он состоит из 15 последовательных реакций, протекающих в 3 этапа. Проходят они сначала в темноте, а потом на свету.

Сначала из исходных веществ, которыми служат ацетат и глицин, образуется протохлорофиллид. Это происходит в темновую фазу. Далее на свету это вещество присоединяет водород, в результате чего образуется хлорофиллид. Следующий этап снова идет в темноте. Путем соединения с фитолом синтезируется хлорофилл. Особенностью данного вещества является его неустойчивость к свету.

Что такое хлорофилл с точки зрения химии? Это производное вещества порпорфирина, имеющего два карбонильных заместителя. При слабой кислотной обработке из молекулы хлорофилла удаляется магний, и он превращается в какфеофитин. Это пигмент темно-голубого цвета с воскоподобной структурой.

Что такое фотосинтез

Растения не даром называют посредниками между солнцем и землей. Только они способны к преобразованию энергии с выделением жизненно важного вещества - кислорода. Такой процесс и называется фотосинтезом. В его ходе из углекислого газа и воды на свету происходит образование моносахарида глюкозы и кислорода.

Какова роль хлорофилла в этом процессе? Зеленый пигмент поглощает и передает солнечную энергию. Другими словами, хлорофилл действует, как антенна. Входя в состав светособирающих комплексов, он сначала поглощает солнечную энергию, а потом резонансным путем передает ее к реакционным центрам фотосистем.

Применение

Хлорофилл - это не только природный компонент растений. К примеру, его используют в качестве натурального пищевого красителя. Это вещество имеет регистрационный номер Е140. Его часто можно увидеть на упаковках с кондитерскими изделиями. Недостатком этого вещества является нерастворимость в воде, что ограничивает область его применения.

Что такое хлорофилл с номером Е141? Это производное данного вещества, которое также используется в качестве пищевого красителя. Его также называют хлофиллин медный комплекс или тринатриевая соль. Его преимуществами являются устойчивость к кислой среде, хорошая растворимость в воде и спиртовых растворах. Даже при продолжительном хранении хлофиллин сохраняет изумрудно-зеленый цвет. Ограничивающим фактором его использования является высокое содержание меди и тяжелых металлов.

Поскольку хлорофилл содержит магний, это вещество полезно и для организма человека. Его можно употреблять как в жидкой фармацевтической форме, так и в виде зеленых листовых овощей. Богаты хлорофиллом шпинат, капуста брокколи, люцерна, ростки пшеницы и ячменя, крапива и петрушка.

Систематическое употребление жидкого хлорофилла способствует повышению количества эритроцитов. Дело в том, что это вещество имеет сходную структуру с гемоглобином. Их единственное отличие - металл. Гемоглобин содержит железо, а хлорофилл - магний. Поэтому они способствуют улучшению транспортировки кислорода к тканям и органам.

Итак, хлорофилл - это зеленый пигмент или красящее вещество. Он содержится в зеленых частях растений, клетках некоторых бактерий и одноклеточных животных. Функция хлорофилла заключается в обеспечении фотосинтеза - процесса синтеза органических веществ из минеральных за счет энергии света.