Хлорофилл а и б разница

Разница между хлорофиллом А и В

Хлорофилл а и б разница

Хлорофилл A и B являются двумя основными типами хлорофилла, встречающимися в растениях и зеленых водорослях. Оба участвуют в процессе фотосинтеза. Оба хлорофилла A и B обнаружены в хлоропластах, связанных с интегральными мембранными белками в тилакоидной мембране.

главное отличие между хлорофиллом А и В их роль в фотосинтезе; хлорофилл А является основным пигментом, участвующим в фотосинтезе, тогда как хлорофилл В является вспомогательным пигментом, собирающим энергию для перехода в хлорофилл А.

Эта статья смотрит на,

1. Что такое хлорофилл А
      – определение, характеристики, роль в фотосинтезе
2. Что такое хлорофилл B
      – определение, характеристики, роль в фотосинтезе
3. В чем разница между хлорофиллом А и В

Что такое хлорофилл А

Зеленый пигмент, который отвечает за поглощение света, обеспечивая энергию для кислородного фотосинтеза, называется хлорофиллом А. Он содержится во всех растениях, зеленых водорослях и цианобактериях.

В хлорофилле А наиболее эффективно поглощающие длины волн спектра составляют 429 нм и 659 нм, которые отвечают за фиолетово-синий и оранжево-красный цвета соответственно. Хлорофилл А отражает сине-зеленый цвет, который отвечает за зеленый цвет большинства наземных растений.

Хлорофилл А является наиболее важным пигментом в фотосинтезе, который служит первичным донором электронов в цепи переноса электронов фотосинтеза. С другой стороны, он передает энергию света, захваченную в антенном комплексе, в фотосистемы P680 и P700, где специфические хлорофиллы присутствуют в тилакоидной мембране хлоропласта.

Хлорофилл А состоит из хлоринового кольца, где четыре атома азота окружают ион магния. Несколько боковых цепей и углеводородных хвостов также присоединены к кольцу хлорина. С-7-положение кольца хлорина связано с метильной группой в хлорофилле А. Структура хлорофилла А показана на Рисунок 1.

Рисунок 1: Хлорофилл А

Что такое хлорофилл B

Зеленый пигмент, который отвечает за сбор световой энергии и прохождение в хлорофилл А во время фотосинтеза, называется хлорофиллом В. Он содержится в растениях и зеленых водорослях.

В хлорофилле B наиболее эффективно поглощающие длины волн спектра составляют 455 нм и 642 нм, которые отвечают за фиолетовый и красный цвета соответственно. Хлорофилл B отражает желто-зеленый цвет.На наземных растениях большая часть хлорофилла B содержится в светозахватывающей антенне в фотосистеме P680.

Структура хлорофилла B в основном сходна с хлорофиллом A. Но положение C-7 хлорин-кольца связано с альдегидной группой в хлорофилле B.

Рисунок 2: Спектр поглощения хлорофилла A и B

Вклад в фотосинтез

Хлорофилл А: Хлорофилл А является основным пигментом, который улавливает солнечный свет для фотосинтеза.

Хлорофилл B: Хлорофилл B является вспомогательным пигментом, который собирает солнечный свет и переходит в хлорофилл А.

Диапазон поглощения

Хлорофилл А: Хлорофилл А поглощает свет в диапазоне от 430 до 660 нм.

Хлорофилл B: Хлорофилл B поглощает свет в диапазоне от 450 до 650 нм.

Эффективная поглощающая длина волны

Хлорофилл А: Длины волн, которые эффективно поглощаются хлорофиллом А, составляют 430 нм и 662 нм.

Хлорофилл B: Длина волны, которая эффективно поглощается хлорофиллом B, составляет 470 нм.

Поглощающий цвет

Хлорофилл А: Хлорофилл А поглощает фиолетово-синий и оранжево-красный свет спектра.

Хлорофилл B: Хлорофилл B поглощает оранжево-красный свет спектра.

Отражая цвет

Хлорофилл А: Хлорофилл А отражает сине-зеленый цвет.

Хлорофилл B: Хлорофилл B отражает желто-зеленый цвет.

Структурная разница

Хлорофилл А: Хлорофилл А содержит метильную группу в третьем положении своего хлоринового кольца.

Хлорофилл B: Хлорофилл B содержит альдегидную группу в третьем положении своего хлоринового кольца.

Химическая формула

Хлорофилл А: Химическая формула хлорофилла А является C55ЧАС72MgN4О5.

Хлорофилл B: Химическая формула хлорофилла B является C55ЧАС70MgN4 О6.

Молекулярный вес

Хлорофилл А: Молекулярная масса хлорофилла А составляет 839,51 г / моль.

Хлорофилл B: Молекулярная масса хлорофилла B составляет 907,49 г / моль.

Вхождение

Хлорофилл А: Хлорофилл А содержится во всех растениях, водорослях и цианобактериях.

Хлорофилл B: Хлорофилл В содержится во всех растениях и зеленых водорослях.

Количество

Хлорофилл А: ¾ общего количества хлорофилла в растениях – хлорофилл А.

Хлорофилл B: ¼ общего количества хлорофилла в растениях – хлорофилл B.

Растворимость в полярных растворителях

Хлорофилл А: Растворимость хлорофилла А низкая в полярных растворителях. Хлорофилл А растворим в петролейном эфире.

Хлорофилл B: Растворимость хлорофилла B высока в полярных растворителях, таких как этанол и метанол, по сравнению с хлорофиллом A.

Роль

Хлорофилл А: Хлорофилл А присутствует в реакционном центре антенной решетки.

Хлорофилл B: Хлорофилл B регулирует размер антенны.

Заключение

Хлорофилл А и В являются двумя основными пигментами, участвующими в фотосинтезе. Хлорофилл А является основным пигментом фотосинтеза, улавливая энергию света и испуская высокоэнергетические электроны в две фотосистемы P680 и P700.

Хлорофилл B является вспомогательным пигментом, передавая захваченную энергию в хлорофилл A. Таким образом, основное различие между хлорофиллом A и B заключается в их функциях в фотосинтезе.

Хлорофилл А присутствует во всех фотосинтезирующих организмах на земле, придавая голубовато-зеленый цвет этим организмам. Хлорофилл В дает желтовато-зеленый цвет организмам.

Хлорофилл B является вспомогательным пигментом в процессе фотосинтеза, захвата и передачи высокоэнергетических электронов в хлорофилл А. Наиболее поглощающие длины волн хлорофилла А и В составляют 439 нм и 455 нм соответственно.

Ссылка: 1. Берг, Джереми М. «Поглощение света хлорофиллом индуцирует перенос электрона». Биохимия. 5-е издание. Национальная медицинская библиотека США, 1 января 1970 г. Веб. 07 апреля 2017 г. 2.Берг, Джереми М. Энергия воронки вспомогательных пигментов в реакционные центры. Биохимия. 5-е издание. Национальная медицинская библиотека США, 1 января 1970 г. Веб. 07 апреля 2017 г.

3. «Растения в действии». 1.2.2 – Спектры поглощения и фотосинтеза хлорофилла | Растения в действии. Н.п., н.д. Web. 07 апреля 2017 г.

Источник: //ru.strephonsays.com/difference-between-chlorophyll-a-and-b

Хлорофилл — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Хлорофилл а и б разница

* * *

ХЛОРОФИ́ЛЛ, (от греческого chloros — зеленый и phyllon — лист), зеленый пигмент растений, с помощью которого они улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез. В высших растениях и водорослях хлорофилл локализован в особых клеточных структурах — хлоропластaх и связан с белками и липидами этих структур.

Хлоропласты высших растений и зеленых водорослей содержат два типа хлорофиллов, близких по структуре молекул, — хлорофиллы a и b.Другие фотосинтезирующие водоросли и фотосинтезирующие бактерии имеют иной набор пигментов. Например, бурые и диатомовые водоросли, криптомонады и динофлагелляты содержат хлорофиллы a и c, красные водоросли — хлорофиллы а и d.

Следует отметить, что реальность существования хлорофилла d в красных водорослях оспаривается некоторыми исследователями, которые полагают, что он является продуктом деградации хлорофилла а. В настоящее время достоверно установлено, что хлорофилл d — основной пигмент некоторых фотосинтезирующих прокариотов.

Среди прокариотов цианобактерии (сине-зеленые водоросли) содержат только хлорофилл a, прохлорофитные бактерии — хлорофиллы a, b или c. Другие бактерии содержат аналоги хлорофилла — бактериохлорофиллы, которые локализованы в хлоросомах и хроматофорах. Известны бактериохлорофиллы а, b, c, d, e и g.

Основу молекулы всех хлорофиллов составляет магниевый комплекс порфиринового макроцикла (см. Порфирины), к которому присоединен высокомолекулярный спирт, обладающий гидрофобными свойствами, который придает хлорофиллам способность встраиваться в липидный слой фотосинтетических мембран. роль в улавливании и трансформации солнечной энергии в биосфере принадлежит хлорофиллу a.

Mолекулярный вес хлорофилла a 893, 52. В изолированном состоянии хлорофилл образует черно-голубые микрокристаллы, которые плавятся с образованием жидкости при 117-120°С. Хлорофилл а легко растворяется в диэтиловом эфире, этаноле, ацетоне, хлороформе, бензоле, пиридине. Растворы хлорофилла а имеют сине-зеленую окраску и обладают сильной красной флуоресценцией.

Главные максимумы спектра поглощения разбавленных растворов хлорофилла а в диэтиловом эфире — 429 и 660 нм. По химической струкутре хлорофилл а относится к хлоринам (дигидропорфиринам), так как одно из его пиррольных колец (кольцо IV) гидрировано по С17-С18 связи. В IV пиррольном кольце к остатку пропионовой кислоты присоединен высокомолекулярный спирт фитол.

Некоторые растения, вместо или наряду с хлорофиллом a, синтезируют его аналог, в котором этильная группа (—CH2—CH3) во II пиррольном кольце замещена винильной группой (—CH=CH2). Молекула такого хлорофилла имеет две винильных группы, одну в кольце I, другую — в кольце II.

Хлорофилл b отличается от хлорофилла a тем, что боковым заместителем у углеродного атома C3 во II пиррольном кольце вместо метильной является альдегидная группа —Н—С=О. В молекуле хлорофилла с пиррольные кольца не гидрированы, т. е. этот пигмент является классическим порфирином.

Хлорофилл d и бактериохлорофидды c, d, e и g также относятся к группе хлоринов, а бактериохлорофиллы а и b-группе бактериохлоринов (тетрагидропорфиринам), так как в их молекулах II и IV пиррольные кольца гидрированы по С7-С8 и С17-С18 связям.

Указанные хлорофиллы различаются также структурой боковых заместителей и высокоатомного спирта, присоединенного к тетрапиррольному макроциклу.

По химической структуре хлорофиллы родственны природным комплексам порфиринов, содержащим железо цитохромам, красящему веществу крови — гему, а также простетическим группам некоторых ферментов — пероксидаз и каталазы.Возможность экстракции зеленых пигментов листьев спиртом была известна уже французскому ученому Ж. Сенебье в 1782-1800 гг. В 1817 г. французские химики П.

Пельтье и Ж. Кованту назвали зеленый спиртовый раствор смеси растительных пигментов хлорофиллом. Экспериментальные доказательства того, что поглощенный хлорофиллом свет приводит к фотосинтезу, были получены в параллельных исследованиях российского ученого К. А. Тимирязева и немецкого ученого Н. Мюллера в 1872-1876 гг.

Это представление стало общепринятым после работ немецкого ученого Рейнке (1884-1885 гг.). Многие исследователи пытались найти способы очистки зеленых пигментов и определения их химической структуры. В частности, российский ботаник И. П. Бородин в 1882 описал получение производного хлорофилла — кристаллического этилхлорофиллида при действии этанола на листья.

Эти исследования были подтверждены и продолжены российским исследователем Н. А. Монтеверде в 1893. Задача выделения чистых зеленых пигментов была решена в 1906-1908 гг. российским ученым М. С. Цветом с помощью разработанного им хроматографического метода. Цвет показал, что зеленый пигмент растений является смесью двух пигментов, названных позже хлорофиллами а и b.

Химическую структуру хлорофилла а выяснили немецкие ученые Р. Вильштеттер, А. Штоль (1913) и Х. Фишер (1940). Фишер начал работы по химическому синтезу хлорофилла, а полный синтез хлорофилла был выполнен американским химиком Р. Вудвордом в 1960.

Способность хлорофиллов in vitro к обратимому переносу электрона под действием света была экспериментально установлена в работах российского ученого А. А. Красновского в 1948-1950 гг. и последующих работах его школы. Обратимые фотопревращения хлорофилла в фотосинтезирующих клетках были первоначально обнаружены голландскими исследователями Л. М. Н.

Дейзенсом (1952) на примере бактериохлорофилла пурпурных бактерий и затем Б. Коком на хлорофилле хлоропластов (1956-1957 гг.).

Эти работы послужили основой для понимания функции хлорофилла в фотосинтетическом аппарате.

Биосинтез хлорофилла осуществляется в полиферментных комплексах (так называемых центрах биосинтеза), локализованных, вероятно, в строме хлоропластов.

Основной путь биосинтеза хлорофилла определяется конденсацией двух молекул 5-аминолевулиновой кислоты с образованием порфириногена — производного пиррола, который в результате ряда ферментативных превращений дает соединение, содержащее порфириновое ядро — протопорфирин IX.

Из протопорфирина образуется содержащий атом магния протохлорофиллид, являющийся непосредственным предшественником хлорофилла. Путем последующих реакций восстановления и присоединения фитола из протохлорофиллида образуется хлорофилл.

Стадия восстановления предшественника осуществляется у высших растений на свету, причем включает две последовательные фотохимические реакции, у низших растений — в темноте. Показано, что существуют два параллельных пути биосинтеза хлорофилла, приводящие к образованию моновинил- и дивинилхлорофиллов a.

Общее содержание хлорофилла в хлоропластах обычно составляет около5% на сухую массу. Более 99% хлорофилла находится в составе светособирающих пигмент-белковых комплексов, которые выполняют функцию антенны, т. е. поглощают солнечную энергию или акцептируют ее от вспомогательных пигментов — каротиноидов или фикобилинов, а затем транспортируют к реакционным центрам (см.

Фотосинтез). Менее 1% хлорофилла находится в составе реакционных центров, которые осуществляют запуск цепи фотосинтетического транспорта электронов. У высших растений и водорослей существуют два типа реакционных центров, соответствующих двум фотосистемам хлоропластов (фотосистемы I и фотосистемы II).

Реакционные центры ФС I содержат только хлорофилл а, реакционные центры ФС II — хлорофилл а и его безмагниевый аналог — феофитин. Хлорофиллы в и с не входят в состав реакционных центров, выполняя функцию светособирающих антенн.

Спектральный анализ показывает, что состояние хлорофилла в фотосинтетическом аппарате существенно отличается от состояния изолированного хлорофилла в растворах из-за пигмент-пигментных и пигмент-белковых взаимодействий. Например, хлорофилл a образует в фотосинтетическом аппарате не менее 10 различных спектральных форм.

Поглощая квант света, изолированная молекула хлорофилла переходит в возбужденное синглетное состояние (время жизни около 5 нс) и затем дезактивируется с испусканием кванта флуоресценции (квантовый выход — 20-40%) или заселением долгоживущего (время жизни 1-3 мс) триплетного состояния (квантовый выход — 40-60%).

Возбужденные светом молекулы хлорофилла способны переносить электрон от молекулы донора на молекулу акцептора. В растворах хлорофилла этот процесс происходит, главным образом, за счет активности триплетного состояния, так как время жизни и концентрация триплетных молекул в растворах значительно больше, чем синглетных.

В фотосинтетическом аппарате за счет наличия организованной структуры энергия возбуждения хлорофилла антенны эффективно захватывается хлорофиллом реакционных центров. Первичными акцепторами возбуждения служат пигменты P680 в реакционных центрах ФС II и P700 — в реакционных центрах ФС I, которые, по-видимому, являются специально организованными димерами хлорофилла.

Возбужденные молекулы этих димеров отдают электрон соответствующим акцепторам, включенным в структуру реакционных центров, и тем самым запускают процесс фотосинтетического транспорта электрона.

Скорость захвата энергии возбуждения хлорофиллом реакционных центров и ее трансформации в энергию разделенных зарядов очень велика, и поэтому завершается за очень короткое время — 10-50 пс.

Вследствие этого разделение зарядов осуществляется синглетно-возбужденными молекулами хлорофилла, а образование триплетных состояний, как значительно более медленный процесс, подавлено примерно на 2 порядка величины. Однако триплетные молекулы хлорофилла образуются в результате обратной рекомбинации разделенных зарядов в реакционных центрах при их перегрузке, т. е. при отсутствии достаточно быстрого оттока электронов из реакционных центров в электрон-транспортную цепь. Кроме хлорофилла антенны и реакционных центров, существует также свободный хлорофилл, который не включен в процессы фотосинтетического транспорта энергии и заряда и эффективно образует триплетное состояние при фотовозбуждении. Концентрация этого хлорофилла составляет несколько десятых долей процента.

В результате запускаемого хлорофиллом электронного транспорта высшие растения, водоросли, цианобактерии и прохлорофитные бактерии осуществляют фоторазложение воды с выделением в атмосферу газообразного кислорода, образование АТФ и фиксацию СО 2 с образованием углеводов. Таким образом свет, поглощенный хлорофиллом, преобразуется в потенциальную химическую энергию органических продуктов фотосинтеза и молекулярного кислорода.

Производные хлорофилла используются в медицине и ветеринарии для фотодинамической терапии рака. Эффект основан на том, что при введении этих соединений в кровь больных раком людей или животных пигменты в большей степени накапливаются в раковых опухолях, чем в окружающих тканях.

При освещении в аэробных условиях пигменты передают энергию кислороду, переводя его в возбужденное синглетное состояние. Синглетный кислород, обладая высокой реакционной способностью, разрушает липидные и белковые компоненты раковых клеток, приводя к их уничтожению.

Описано бактерицидное и антиоксидантное действие хлорофилла, а также применение хлорофилла для окраски мыла, масел, жиров, кремов, алкогольных и безалкогольных напитков, косметики, одеколона, духов, в качестве дезодоранта и в других целях.

  • «Chlorophylls» ed. H. Scheer, CRC Press, Boca Raton, Ann Arbor, Boston, London, 1991.
  • Биологические мембраны. т. 15, No 5, 1998.
  • Красновский А. А. Преобразование энергии света при фотосинтезе. Молекулярные механизмы. М., 1974.
  • Биологические мембраны. 1998. Т. 15, № 5.
  • The Chlorophylls / Ed. by L. P. Vernon, G. L. Seely. New York; London, 1966.
  • Chlorophylls / Ed. by H. Scheer. Boston; London, 1991.
  • Андрианова Ю. Е. Хлорофилл и продуктивность растений. – М.: Наука, 2000.
  • Dailey Harry A. Biosynthesis of heme and chlorophylls. – New York etc.: McGraw-Hill, Cop. 1990.
  • Беляева О. Б. Фотобиосинтез хлорофилла. – М.: Изд-во МГУ, 1989.

Источник: //megabook.ru/article/%D0%A5%D0%BB%D0%BE%D1%80%D0%BE%D1%84%D0%B8%D0%BB%D0%BB

ХЛОРОФИЛЛЫ

Хлорофилл а и б разница

АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЭЮЯ

ХЛОРОФИЛЛЫ (от греч. chloros – зеленый и phyllon -лист), прир. макрогетероциклич. пигменты, участвующие в процессе фотосинтеза; относятся к металлопорфиринам (см. Порфирины).

Зеленая окраска растений обусловлена присутствием хлорофиллов, локализованных во внутриклеточных органеллах (хлоропластах или хроматофорах) в виде пептидных комплексов.

Формально хлорофиллы представляют собой производные порфина, молекулы к-рых содержат циклопентаноновое кольцо, конденсированное с порфириновым макроциклом, центральный атом Mg и разл. заместители; одно или два пиррольных цикла в молекулах частично гидрированы, см., напр., ф-лу I.

В пиррольном кольце D молекул хлорофиллов к остатку пропионовой к-ты обычно присоединены остатки высокомол. изопреноидных спиртов, к-рые придают хлорофиллам способность встраиваться в липидные слои мембран хлоропластов. Для хлорофиллов, как и для порфиринов, используется номенклатура ИЮПАК или Фишера.

Хлорофилл a: R1 = СН — СН2, R2 = СН3, R3 = С2Н5, R4 = CH2CH2C(0)Y

Хлорофилл b: R1 = СН = СН2, R2 = СНО, R3 = C2H5, R4 = CH2CH2C(O)Y

Хлорофилл d: R1 = СНО, R2 = СН3, R3 = С2Н5, R4 = CH2CH2C(O)Y

Из высших растений, водорослей и фотосинтезирующих бактерий выделено и структурно охарактеризовано св. 50 разл. хлорофиллов. Осн. пигменты высших растений и зеленых водорослей – хлорофиллы а и b. Основа этих хлорофиллов- дигидропорфириновый (хлориновый) цикл, содержащий в качестве эфирных групп (Y) остаток спирта фитола (СН3)2СН(СН2)3СН(СН3)(СН2)3СН(СНз)(СН2)3С(СНз) = = СНСН2ОН.

При общем содержании хлорофиллов 0,7-1,1 г на 1 кг зеленой массы растений соотношение хлорофиллов а и b обычно составляет 3:1 (в зависимости от освещенности, наличия удобрения и др. факторов может колебаться от 2:1 до 3,4:1, что используется для контроля за развитием растений). Хлорофиллы а и b выделяют гл. обр.

из листьев крапивы и шпината (разделяют эти хлорофиллы хроматографически), хлорофилл а – также из синезеленых микроводорослей, не содержащих хлорофилла b.
Близок по структуре к хлорофиллу а его (S)-эпимер по атому С-132 -прир. пигмент хлорофилл а', также участвующий в фотосинтезе.

Замена этильной группы в положении 8 в хлорофиллах а и b на винильную приводит к 8-винилхлорофиллам а и b, обнаруженным в листьях огуречной рассады; участие этих хлорофиллов в фотосинтезе пока не доказано.
Из бурых и диатомовых водорослей выделены хлорофиллы а и с, из красных морских водорослей – хлорофиллы а и d.
Хлорофиллы группы с (c1, с2 и c3, ф-ла II) в отличие от др.

хлорофиллов содержат негидрированный порфириновый макроцикл и остаток неэтерифицированной акриловой к-ты. Находясь в морских водорослях в виде белковых комплексов, хлорофиллы этой группы выполняют в фотосинтезе роль светособирающих антенн.
В большинстве фотосинтезирующих бактерий обнаружены бактериохлорофиллы (БХ), отличающиеся от хлорофилла а типом макроцикла и замещающими группами в цикле.

Они имеют несколько модификаций: так, из пурпурных бактерий выделены БХ а и b, из зеленых бактерий – БХ а, с, d и е, из серных бактерий – БХ с, d и е; обнаружены также фотосинтезирующие бактерии, содержащие БХ g.

Хлорофилл c1: Rl = CH3, R2 = C2H5 Хлорофилл с2: R1= CH3, R2 = CH = CH2 Хлорофилл с3: R1 = СООСН3, R2=CH=CH2
В основе БХ a, b и g (т. наз.

собственно БХ; ф-ла III) лежит тетрагидропорфириновый макроцикл, содержащий в качестве эфирных групп (Y) остатки фитола, геранилгераниола (СН3)2С = СН(СН2)2С(СН3) = СН(СН2)2С(СН3) = СН(СН2)2С(СН3) = СНСН2ОН и 2,10-фитадиенола (СНO2СН(СН2)3С(СН3) = СН(СН2)2СН(СН3)(СН2)3С(СН3) = СНСН2ОН – для БХ а и b; БХ g содержит остатки фарнезола
(СН3)2С = СН(СН2)2С(СН3) = СН(СН2)2С(СН3) = СНСН2ОН и геранилгераниола. При выделении из ацетона или метанола (особенно в присут. оснований) БХ а и b эпимеризуются по атому С-132 с образованием эпимеров БХ а' и b'.

Бактериохлорофилл a: R1 = СОСН3, R2 = СН3, R3 = С2Н5, R4 = CH2CH2C(0)Y, R5 = Н

Бактериохлорофилл b: R1 = СОСН3, R2 = СН3, R3 + R5= (=СНСН3), R4 = CH2CH2C(O)Y

Бактериохлорофилл g: R1 = СН = СН2, R2 = CH3, R3+ R5 = (= CHCH3), R4 = CH2CH2C(O)Y

Для БХ с, d и е (ф-ла IV), первоначально называемых хлоробиум-хлорофиллами, характерно наличие дигидропорфиринового макроцикла, a-гидроксиэтильной группы в положении 3 и разл.

алкильных (от С1 до С5) заместителей в положении 8; эфирные группы (Y) – остатки 2,6-фитадиенола (СН3)2СН(СН2)3СН(СН3)(СН2)3С(СН3) = СН(СН2)2С(СН3) = СНСН2ОН и 2,16,20-фитатриенола (CH3)2C = СН(СН2)2С(CH3) = СН(СН2)2СН(СH3)(СН2)3 -С(СН3) = СНСН2ОН.

Хлорофиллы- высокоплавкие интенсивно окрашенные кристаллы от зеленого до темно-красного и черного цветов; т. пл. хлорофилла а 117-121 °С, хлорофилла b – 124-125 °С; т. разл. многих хлорофиллов более 300 °С. Хлорофиллы хорошо раств. гл. обр. в полярных орг.

р-рителях (ДМСО, ДМФА, ацетон, спирты, диэтиловый эфир), плохо -в петролейном эфире, не раств. в воде. В УФ спектрах для многих хлорофиллов характерно наличие 400-430 (т. наз. полоса Соре); полные УФ спектры представлены в табл.

Бактериохлорофилл с: R1 = СН3, R2 = С2Н5, R3 = СН3, R4 = CH2CH2C(O)Y, R5 = СН3

Бактериохлорофилл d: R1 =CH3, R2 = C2H5-C5H11, R3= C2H5, R4 = CH2CH2C(O)Y, R5 = H

Бактериохлорофилл e: R1 = CHO, R2 = C2H5-C5H11, R3 = C2H5, R4 = CH2CH2C(O)Y, R5 = CH3

НЕКОТОРЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ХЛОРОФИЛЛОВ И БАКТЕРИОХЛОРОФИЛЛОВ

ПигментПриродный источникЭлектронный спектр, нм ( x 10-3 или отношение интенсивностей к основному пику)
Хлорофилл аВсе аэробные организмы662(90), 516(15), 578(8), 534(4), 430(118), 410(76)
Хлорофилл bЗеленые растения, водоросли644(56), 595(12), 549(6), 455(159), 430(57)
Хлорофилл с1Бурые водоросли628(1,0)*, 578(0,6), 444(9,9)
Хлорофилл с2Бурые водоросли629(1,0)*, 582(1 ,2), 448(14,1)
Хлорофилл с3Бурые водоросли626(1,0)*, 585(3,8), 451(32,1)
Хлорофилл dХлорелла
Бактериохлорофилл аПурпурные бактерии773(91), 697(9), 577(21), 530(3), 391(48), 358(73)
Бактериохлорофилл bПурпурные бактерии794(100), 676(18), 578(25), 408(78), 368(81)
Бактериохлорофилл gАзотфиксирующие бактерии763(1,0)*, 575(0,4), 470(0,5), 418(1,9), 408(2,0)
Бактериохлорофилл сЗеленые и бурые бактерии668(64), 624(14), 574(11), 431(100), 384(65), 356(56)
Бактериохлорофилл dЗеленые и бурые бактерии654(61), 608(17), 424(100), 408(87), 330(45)
Бактериохлорофилл еЗеленые и бурые бактерии647(34), 592(19), 458(100), 337(48)

* В скобках даны интенсивности, выраженные относительно пика в красной области, принятого за единицу.

Под действием к-т и оснований хлорофиллы легко подвергаются структурным изменениям. Так, обработка слабыми р-рами к-т приводит к удалению центрального иона Mg с образованием феофитинов. Конц. НС1 наряду с Mg отщепляет фитол с образованием феофорбидов; раскрытие циклопентанонового кольца под действием конц. щелочи приводит к хлоринам.

При обработке слабыми щелочами хлорофиллы постепенно теряют сложноэфирные группы, сохраняя центральный ион металла; при этом образуются хлорофиллиды и хлорофиллины. Аналогичные превращения претерпевают также и бактериохлорофиллы.
Вышеописанные р-ции на примере хлорофилла а приведены на схеме 1.
Осн.

пути биосинтеза хлорофиллов: конденсация двух молекул аминолевулиновой к-ты с образованием порфобилиногена (ф-ла V), к-рый в результате ряда ферментативных превращений дает протопорфирин (VI). Из последнего образуется непосредственный предшественник хлорофилла- хлорофиллид, содержащий атом Mg.

Путем последующих р-ций восстановления и присоединения остатков спиртов из него образуется хлорофилл. Стадия восстановления хлорофиллида осуществляется у высших растений на свету, у низших – в темноте.

Синтез хлорофилла а – одно из замечательных достижений в области орг. химии. Полный синтез включает 46 стадий. Его осн. этапы представлены схемами 2, 3. Первый этап заключается в последоват.

синтезе порфирина VII из четырех пирролов -предшественников колец A-D молекулы хлорофилла через два дипир-ролилметана (схема 2). Второй этап – превращение порфирина VII в триметиловый эфир хлорина е6 (VIII) с транс-конфигурацией при атомах С-17 и С-18 (т. наз.

пурпуриновая р-ция; схема 3), послед. циклизация к-рого приводит к хлорофиллу а. Полный синтез хлорофилла а осуществил Р. Вудворд в 1960.

Лит.: Итоги науки и техники, сер. Современные проблемы лазерной физики, т. 3, М., 1990; Дайзенхофер И., Михель Х., Фотосинтетический реакционный центр пурпурной бактерии, пер. с нем., М., 1990; Woodward R. В., “Pure Appl.Chem.”, 1960, №2, p. 383; Woodward R.B. [а. о.], “Tetrahedron”, 1990, v. 46, № 22, p. 7599-7659; Chlorophylls, ed. by H. Scheer, L., 1991; см. также лит. при ст. Порфирины.

А. Ф. Миронов.
АБВГДЕЖЗИКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЭЮЯ Еще по теме:

  • Хлорофилл – биохимический справочник

Источник: //www.xumuk.ru/encyklopedia/2/5058.html

Хлорофилл a и b — чем они отличаются?

Хлорофилл а и б разница

Хлорофиллы являются гетероциклическими пигментами, это они окрашивают растения в зеленый цвет. Из растений и бактерий выделено 50 различных видов хлорофиллов, но наибольшее количество в растениях содержится хлорофиллов А и Б.

За выяснение этого вопроса немецкому ученому Рихарду Вильштетеру в начале 20-го века дали Нобелевскую премию. За исследования этого вещества была выдана вторая Нобелевская премия в 1960 году.

Ее получил американский ученый Роберт Вудворт за первый в мире синтез этого пигмента в условиях лаборатории.

Хлорофилл — главное светособирающее устройство зеленых растений. Он поглощает свет и преобразует световую энергию в электронную и передает ее другим молекулам. Фотосинтез единственный механизм биосферы для получения энергии. Считается, что фотосинтез появился на Земле 3,5 миллиарда лет назад.

Хлорофилл A

При его выделении превращается в маленькие кристаллы черного цвета, которые становятся жидкими при температуре 120 градусов. При растворении в спирте этих кристаллов он окрашивается в зеленый цвет.

Пигмента A в растениях больше, чем пигмента Б в 2,8 раза. Вид A считается универсальным пигментом. Вид А встречается у всех видов водорослей. Он определяет направление и скорость фотосинтеза в растении.

Русский ученый Климент Тимирязев называл фотосинтез чудом определяющим жизнь на планете и важнейшим фактором, двигающим эволюцию растительного мира. Пигмент A важнейшее составляющее всех реакций по переводу энергии солнечных лучей в химические реакции.

Хлорофилл B

Этот вид пигмента считается регулятором продуктивности и развития растений. Если наблюдается недостаток вида B, идет задержка цветения и уменьшения листьев растений и преждевременное их старение. Для сельского хозяйства это означает уменьшение биомассы растений и снижение их урожайности.

Так как количество пигмента B уменьшается при недостатке солнечного света, плохая погода с небольшим количеством солнечных дней ведет к уменьшению урожаев сельскохозяйственных культур.

Хлорофилл B считается дополнительным пигментом живых клеток. Данный пигмент Б позволяет растительным клеткам использовать более широкий диапазон световых волн для фотосинтеза.

Важность пигмента B подчеркивается той частью спектра солнечного света, на которую он реагирует и его увеличенной ролью в фотосинтезе.

Чем они схожи

Оба хлорофилла в листве находятся в соединении с белками. Такой обычный для растений комплекс называется хлорогибином. В живых клетках хлорофиллы участвуют в обратимых процессах фотовосстановления и фотоокисления.

Хлорофиллы поглощают свет, осуществляя процесс фотосинтеза. На протяжении эволюции эти молекулы стали важнейшим источником фотохимических реакций. Они способны поглощать энергию лучей Солнца и запасать ее, а затем преобразовывать в химическую энергию.

Главной частью молекулы хлорофилла является атом Магния, как главной частью молекулы гемоглобина является атом Железа.

Атом магния находится в центре порфиринового кольца, являющегося структурной основой молекулы хлорофилла. Кроме этого кольца молекула имеет «хвост» из 20 атомов углерода.

Хлорофилл B отличается от хлорофилла A тем, что в этом углеродном «хвосте» у него на 1 атом кислорода больше.

Оба вида растворимы в органических растворителях, однако чаще всего их растворяют в ацетоне и спирте. Растворы их очень нестойкие и хранению не подлежат. Более стойкими являются растворы хлорофилла в жирах. Зеленые пигменты А и B при воздействии кислоты теряют зеленый цвет, а при воздействии щелочи распадаются на спирт и щелочную соль.

Главную роль в фотосинтезе играет хлорофилл A, который имеется и у высших и у низших растений. пигмента Б увеличивается у тех растений, которые растут в тени или в недостаточно освещенном месте.

Так как зеленый пигмент является концентратом солнечной энергии, его экстракты стимулируют в организме человека функцию кроветворения и работу сердечно-сосудистой системы. Экстракты зеленого пигмента обладают выраженным антибактериальным действием. Лечебные экстракты этого вещества получают из люцерны.

Главным источником хлорофилла в питании являются свежие зелень и зеленые овощи. При хранении содержание этого пигмента резко уменьшается. Так как оба вида пигмента не растворяются в воде, необходимо сопровождать прием зеленой пищи небольшим количеством масла.

Хлорофилл B содержится только в высших растениях. Хлорофилл А содержится в водорослях. Небольшая разница есть в составе их молекул и в длине поглощаемых ими волн света.

Из-за формильного радикала, содержащегося в «хвосте» молекул B, вместо метильного радикала, как у молекул А, они реагируют по разному на спектр солнечного света. Пигмент B поглощает зеленую часть и часть синей полосы спектра, а пигмент А поглощает зеленую и часть желтой полосы спектра солнечных лучей.

Сравнение спектров поглощения

Пигмент A – это историческая часть фотосинтеза. С него начинались эти процессы в водорослях. Процессы фотосинтеза шли настолько интенсивно, что коренным образом влияли на состав земной атмосферы.

Пигмент B – это результат эволюции, вещество необходимое для роста и развития высших растений. Животный мир, и как венец его развития — человек разумный, смогли возникнуть только после появления и развития большого количества высших растений.

Источник: //vchemraznica.ru/xlorofill-a-i-b-chem-oni-otlichayutsya/

Советы Артролога
Добавить комментарий