Хлорофилл это в биологии 7 класс кратко

Обновлено: 05.07.2024

Из курса средних классов ( 5-9 ) , я узнал , что такое "Хлорофилл" , из курса предмета "Биология";
Я рад с вами поделиться !
Хлорофилл - окрашивающий хлоропласты зеленый пигмент.
Желаю успехов в учении !

Написать правильный и достоверный ответ;
Отвечать подробно и ясно, чтобы ответ принес наибольшую пользу;
Писать грамотно, поскольку ответы без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок лучше воспринимаются.

Мореплаватель — имя существительное, употребляется в мужском роде. К нему может быть несколько синонимов.
1. Моряк. Старый моряк смотрел вдаль, думая о предстоящем опасном путешествии;
2. Аргонавт. На аргонавте были старые потертые штаны, а его рубашка пропиталась запахом моря и соли;
3. Мореход. Опытный мореход знал, что на этом месте погибло уже много кораблей, ведь под водой скрывались острые скалы;
4. Морской волк. Старый морской волк был рад, ведь ему предстояло отчалить в долгое плавание.

Хлорофилл является молекула производится растениями, водоросли и цианобактерии, которые помогают в преобразовании световой энергии в химические связи. Хлорофилл известен как пигмент или молекула, которая отражает одни волны света, а другие поглощает. Пигменты производят различные цвета в растение и животный мир. Хлорофилл – это зеленый пигмент, который отвечает за зеленый цвет растений и водорослей.

У растений есть две специфические формы хлорофилла: хлорофилл а и хлорофилл б. Каждая форма хлорофилла поглощает слегка различную длину волны света. Как видно на графике ниже, хлорофилл а поглощает темно-синие и темно-красные волны. Хлорофилл В поглощает голубую длину волны и красновато-оранжевую длину волны. Растения имеют обе формы хлорофилла, что позволяет им поглощать большинство длин волн синего цвета и большинство длин волн красного цвета. Большой провал в середине графика вблизи зеленых длин волн обусловлен отражением хлорофилла, а не поглощением зеленого света.

Функции хлорофилла

Хлорофилл в биосинтезе сахаров

Растения используют обе формы хлорофилла для сбора энергии от света. Хлорофилл концентрируется в тилакоидных мембранах хлоропластов. Хлоропласты являются органеллами, в которых фотосинтез происходит. Тилакоиды представляют собой небольшие мешочки мембраны, уложенные друг на друга. В эти мембраны встроены различные белки, которые окружают хлорофилл. Эти белки работают вместе, передавая энергию от света через хлорофилл и в связи АТФ – молекулы, передающей энергию клеткам. АТФ затем может быть использован в Цикл Кальвина или темный цикл, чтобы создать сахара.

Ряд белков, которые передают энергию от света и направляют ее в синтез сахаров, известны как фотосистемы. Весь процесс, как светлые, так и темные циклы вместе, известен как фотосинтез и происходит у растений, водорослей и некоторых бактерии, Эти организмы поглощают углекислый газ (CO2), воду (H2O) и солнечный свет для производства глюкозы. Они могут использовать эту глюкозу в процессе клеточное дыхание чтобы создать АТФ, или они могут объединить глюкозу в более сложные молекулы для хранения.

Хлорофилл в производстве кислорода

Побочным продуктом фотосинтеза является кислород. Растения могут использовать этот кислород для клеточного дыхания, но они также выделяют избыток кислорода в воздух. Этот кислород позволяет многим не-растениям также дышать, поддерживая жизнь на Земле. Кислород вырабатывается в первой части светового цикла фотосинтеза. Растения расщепляют молекулы воды с образованием электронов, ионов водорода и двухатомного кислорода (O2). Электроны снабжают цепь переноса электронов что стимулирует производство АТФ. Кислород выпускается в воздух. Таким образом вырабатывается весь кислород, которым мы дышим.

Преимущества хлорофилла

Из-за хлорофилла возможна вся жизнь на Земле. Первым преимуществом хлорофилла является сахар, получаемый в процессе АТФ, который стимулируется хлорофиллом. Растения, как первичные производители, производят основу пищевой цепи. Все другие организмы в пищевой цепи зависят от сахара, который растения создают для поддержания жизни. Хотя главные хищники в пищевой цепи никогда не могут есть одно растение, они наверняка питаются травоядными. Эти травоядные только едят растения, а также растут и создают мускул переваривая и используя питательные вещества для растений. Накопление этих питательных веществ в природе было бы невозможно без хлорофилла. Вторым преимуществом, реализуемым всеми организмами, является кислород. Хотя хлорофилл не производит непосредственно кислород, хлорофилл и комплекс белков, он связан с переносом электронов в молекулы, такие как АТФ и NADPH, который может удерживать энергию в связях. Потребность в электронах для управления этим процессом приводит к расщеплению молекул воды и образованию кислорода. Этот кислород выделяется в атмосферу. Растения, водоросли и цианобактерии производят весь кислород в атмосфере. Все другие животные и большинство растений нуждаются в этом кислороде, чтобы выжить.

фотосистемы – Ряд белков и пигментов, которые передают энергию коэнзимам, таким как NADPH и ATP, которые обеспечивают энергию для многих клеточных реакций.
Пигмент – Молекулы, которые отражают одни волны света, а другие поглощают.
тилакоидов – Ряд мембранных мешочков, присутствующих в хлоропластах, которые содержат фотосистемы и другие белки, участвующие в световых реакциях.
хлоропластов – Органеллы, отвечающие за фотосинтез.

викторина

1. Ученые из НАСА пытаются выращивать овощи в космосе. У них есть огни для выращивания овощей, которые бывают разных длин волн. Какие длины волн света следует использовать для выращивания овощей?A. 400-500 нмB. 500-600 нмC. 700-800 нм

Ответ на вопрос № 1

верно. Чтобы ответить на этот вопрос, обратитесь к первой картинке в статье. Поглощение или количество света, которое поглощает каждая длина волны, показано разноцветными линиями. Высокая абсорбция означает, что пигмент может передавать энергию с этой длины волны. Область 500-600 нм имеет очень низкое поглощение, а длина волны 700-800 нм выше диапазона, на который реагирует хлорофилл. Следовательно, диапазон 400-500 нм имеет наибольшую оптическую плотность. Овощи в этом диапазоне смогут использовать энергию, излучаемую светом.

2. Облака в атмосфере могут фильтровать свет с определенной длиной волны. В солнечные дни больше красного света попадает на поверхность Земли. В пасмурные дни больше синего света. Почему растениям важно иметь хлорофилл а и хлорофилл b?A. Оба необходимы для совместной работы по производству сахара.B. В определенные дни, различные длины волн могут обеспечить энергию.C. Растения содержат оба случайно.

Ответ на вопрос № 2

В верно. Переменное количество света, присутствующего на поверхности Земли, требует, чтобы растения имели пигменты, которые могут работать с различными качествами света. Если бы у растений была только одна или другая версия хлорофилла, они не могли бы функционировать в определенные дни и погибали бы. Обе версии хлорофилла позволяют им использовать различные среды и условия.

3. Растения содержат другие пигменты помимо хлорофилла, два из которых – ксантофилл и каротин. Эти пигменты отражают не зеленый, а красный и желтый. У растений, которые теряют свои листья осенью, листья становятся зелеными до красных, желтыми и коричневыми осенью. Если ксантофилл и каротин присутствуют все время, почему листья осенью только красные и желтые?A. Хлорофилл растворяется осенью, оставляя только красные и желтые пигменты.B. Холодные температуры позволяют красным и желтым пигментам отражать свет.C. Солнечный свет меняется осенью, раскрывая красный и желтый цвета.

Ответ на вопрос № 3

верно. С уменьшением количества света в осенние месяцы растения перестают вырабатывать хлорофилл, так как они дремлют на зиму. Как и все молекулы, хлорофилл начинает растворяться через некоторое время. Ксантофилл и каротин растворяются дольше и остаются в лист долго ведь хлорофилл ушел. Хотя хлорофилл обычно побеждает красный и желтый, без него можно увидеть только эти цвета.

Под микроскопом хлорофилл концентрируется внутри организмов в структурах, называемых хлоропласты - показаны здесь сгруппированы внутри растительных клеток.

Растения воспринимаются как зеленые, потому что хлорофилл поглощает в основном синие и красные волны и отражает зеленый цвет.

Есть несколько типов хлорофилла, но все они хлорин магний лиганд что составляет правую часть этой диаграммы.

Наиболее сильно хлорофиллы поглощают свет в синяя часть из электромагнитный спектр а также красная часть. [3] И наоборот, он плохо поглощает зеленые и почти зеленые части спектра, которые он отражает, создавая зеленый цвет хлорофилл-содержащих тканей. В фотосистемах зеленых растений существуют два типа хлорофилла: хлорофилл а и б. [4]

Содержание

История

Хлорофилл был впервые выделен и назван Джозеф Бьенэме Кавенту и Пьер Жозеф Пеллетье в 1817 г. [5] Наличие магний в хлорофилле был открыт в 1906 г., [6] и был первым обнаружением этого элемента в живой ткани. [7]

После первоначальной работы, проделанной немецким химиком Ричард Вильштеттер с 1905 по 1915 год, общая структура хлорофилла а был разъяснен Ганс Фишер в 1940 г. К 1960 г., когда большая часть стереохимия хлорофилла а был известен, Роберт Бернс Вудворд опубликовал полный синтез молекулы. [7] [8] В 1967 году последнее оставшееся стереохимическое выяснение было завершено Ян Флеминг, [9] а в 1990 году Вудворд с соавторами опубликовали обновленный синтез. [10] Хлорофилл f было объявлено о присутствии в цианобактерии и другие кислородные микроорганизмы, образующие строматолиты в 2010; [11] [12] молекулярная формула C₅₅ЧАС₇₀О₆N₄Mg и структура (2-формил) -хлорофилл а были выведены на основе ЯМР, оптических и масс-спектров. [13]

Фотосинтез

Абсорбция спектры свободного хлорофилла а ( синий ) и б ( красный ) в растворителе. Спектры молекул хлорофилла немного изменены. in vivo в зависимости от конкретных взаимодействий пигмент-белок.

Хлорофилл жизненно важен для фотосинтез, что позволяет растениям поглощать энергию из свет. [14]

Молекулы хлорофилла расположены внутри и вокруг фотосистемы которые встроены в тилакоид мембраны хлоропласты. [15] В этих комплексах хлорофилл выполняет три функции. Функция подавляющего большинства хлорофилла (до нескольких сотен молекул на фотосистему) заключается в поглощении света. Сделав это, эти же центры выполняют свою вторую функцию: передачу этой световой энергии посредством резонансная передача энергии к определенной паре хлорофилла в центр реакции фотосистем. Эта пара влияет на конечную функцию хлорофиллов, разделение зарядов, что приводит к биосинтезу. фотосистема II и фотосистема I, у которых есть свои отдельные реакционные центры, названные P680 и P700, соответственно. Эти центры названы по длине волны (в нанометры) их максимума поглощения красного пика. Идентичность, функция и спектральные свойства типов хлорофилла в каждой фотосистеме различны и определяются друг другом и окружающей их белковой структурой. После извлечения из белка в растворитель (например, ацетон или же метанол), [16] [17] [18] эти пигменты хлорофилла можно разделить на хлорофилл а и хлорофилл b.

Функция реакционного центра хлорофилла - поглощать световую энергию и передавать ее другим частям фотосистемы. Поглощенная энергия фотона передается электрону в процессе, называемом разделением зарядов. Удаление электрона из хлорофилла - это реакция окисления. Хлорофилл отдает электрон высокой энергии ряду молекулярных промежуточных продуктов, называемых электронная транспортная цепь. Заряженный реакционный центр хлорофилла (P680 + ) затем восстанавливается обратно в основное состояние, принимая электрон, оторванный от воды. Электрон, уменьшающий P680 + в конечном итоге происходит за счет окисления воды до O₂ и H + через несколько промежуточных звеньев. Эта реакция заключается в том, как фотосинтезирующие организмы, такие как растения, производят O₂ газа, и является источником практически всех O₂ в атмосфере Земли. Фотосистема I обычно работает последовательно с Фотосистемой II; таким образом, P700 + Фотосистема I обычно восстанавливается, поскольку она принимает электрон через множество промежуточных продуктов в тилакоидной мембране, электронами, поступающими, в конечном счете, из Фотосистемы II. Однако реакции переноса электронов в тилакоидных мембранах сложны, и источник электронов, используемый для восстановления P700 + может изменяться.

Электронный поток, создаваемый пигментами хлорофилла реакционного центра, используется для перекачки H + ионов через тилакоидную мембрану, создавая хемиосмотический потенциал, используемый в основном в производстве АТФ (запасенная химическая энергия) или для снижения НАДФ + к НАДФН. НАДФН - универсальный агент используется для снижения CO₂ на сахара, а также другие биосинтетические реакции.

Хлорофилл-белковые комплексы реакционного центра способны непосредственно поглощать свет и выполнять процессы разделения зарядов без помощи других пигментов хлорофилла, но вероятность того, что это происходит при данной интенсивности света, мала. Таким образом, все другие хлорофиллы в фотосистеме и белки антенного пигмента совместно поглощают световую энергию и направляют ее в реакционный центр. Помимо хлорофилла а, есть и другие пигменты, называемые вспомогательные пигменты, которые встречаются в этих антенных комплексах пигмент-белок.

Химическая структура

Хлорофиллы многочисленны по типу, но все они определяются наличием пятого кольца за четырьмя пирролоподобными кольцами. Большинство хлорофиллов классифицируются как хлорины, которые являются сокращенными родственниками порфирины (нашел в гемоглобин). Они имеют общий путь биосинтеза с порфиринами, включая их предшественник. уропорфириноген III. В отличие от гемов, у которых железо в центре тетрапиррол кольцо, связывают хлорофиллы магний. Для структур, изображенных в этой статье, некоторые из лиганды прикреплен к Mg 2+ центр опущены для ясности. Хлориновое кольцо может иметь различные боковые цепи, обычно в том числе длинные. фитол цепь. Наиболее распространенная форма у наземных растений - хлорофилл. а.

Содержание

1 История открытия
2 В природе
3 Синтез
4 Свойства и функция при фотосинтезе
5 Химическая структура
6 Применение

История открытия

В 1817 году Жозеф Бьенеме Каванту и Пьер Жозеф Пеллетье выделили из листьев растений зелёный пигмент, который они назвали хлорофиллом. В 1900-х годах Михаил Цвет и Рихард Вильштеттер независимо обнаружили, что хлорофилл состоит из нескольких компонентов. Вильтштеттер очистил и кристаллизовал два компонента хлорофилла, названные им хлорофиллами а и b и установил брутто-формулу хлорофилла а. В 1915 году за исследования хлорофилла ему была вручена Нобелевская премия. В 1940 Ханс Фишер, получивший в 1930 Нобелевскую премию за открытие структуры гема, установил химическую структуру хлорофилла a. Его синтез был впервые осуществлен в 1960 Робертом Вудвордом, а в 1967 была окончательно установлена его стереохимическая структура.

В природе

Хлорофилл присутствует во всех фотосинтезирующих организмах — высших растениях, водорослях, сине-зелёных водорослях (цианобактериях), фотоавтотрофных простейших (протистах) и бактериях.

Некоторые высшие растения, наоборот, лишены хлорофилла (как, например, петров крест).

Синтез

Синтезирован Робертом Вудвордом в 1960 году.

Синтез включает в себя 15 реакций, которые можно разделить на 3 этапа. Исходными веществами для синтеза хлорофилла являются глицин и ацетат. На первом этапе образуется аминолевулиновая кислота. На втором этапе происходит синтез одной молекулы протопорфирина из четырёх пиррольных колец. Третий этап представляет собой образование и превращение магнийпорфиринов.

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):

После передачи поглощенной энергии молекула хлорофилла возвращается в исходное состояние.

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 C₁₀, фитоловый эфир пропионовой кислоты — при С₇. 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).

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 H₂O или Ca 2+ к органическому растворителю способствует кристаллизации.

Читайте также: