Пигменты наземных растений. Пигменты растительного мира. Строение, физические и химические свойства хлорофилла.

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 

57. Роль пигментов в жизни растений. Пигменты наземных растений


Пигменты растений - Справочник химика 21

    Так, немецкий химик Рихард Вильштеттер (1872—1942) тщательно определил строение хлорофилла — зеленого пигмента растений, который позволяет использовать энергию солнечного света при превращении растениями углекислого газа в углеводы. [c.125]

    Хлорофилл — зеленый пигмент растений — состоит из смеси нескольких пигментов. При пропусканий раствора хлорофилла через колонку происходит сорбция и разделение пигментов в соответствии с их избирательной сорбируемостью. [c.295]

    М. С. Цвет при помощи открытого им метода доказал, в частности, неоднородность зеленого пигмента растений — хлорофилла. [c.111]

    Крахмал является продуктом фотосинтеза, происходящего в зеленых растениях при участии зеленого пигмента растений — хлорофилла — и солнечной энергии. В большом количестве содержится в клубнях карто ля (до 24%), в пшеничных зернах (64%), в зернах риса (до 75%), кукурузы (70%), из которых в промышленности и получают крахмал. [c.164]

    Методы хроматографии преимущественно применяют при анализе смесей и определении (а также выделении) примесей. Общий метод разделения газовых смесей, открытый русским ботаником М. С. Цветом (1903 г.), получил в настоящее время очень широкое применение и называется хроматографией. М. С. Цвет, изучая окраску различных растительных вытяжек красящим веществом хлорофиллом (сложный растительный пигмент), впервые применил для разделения окрашивающих пигментов растений своеобразный метод, который назвал хроматографией (греческое хромое — цвет, графо — пишу). В этом методе смесь (жидкий раствор, смесь газов) движется под влиянием какого-либо воздействия по адсорбенту. Так как различные [c.195]

    Хлорофилл — зеленый пигмент растений — состоит из смеси нескольких пигментов. При пропускании вытяжки из зеленого листа через сорбционную колонку происходит разделение пигментов в соответствии с избирательной адсорбируемостью, при этом химический состав пигментов не изменяется, что и позволяет использовать хроматографический метод для препаративного получения отдельных пигментов в чистом виде. [c.28]

    Ядро пиррола входит в состав важнейших природных соединений — гемоглобина и хлорофилла. Гемоглобин, присоединяя кислород и затем отдавая его, обеспечивает процесс дыхания у животных. Хлорофилл — зеленый пигмент растений, который поглощает солнечную энергию и обеспечивает осуществление фотосинтеза, построение растениями органических веществ из углекислоты воздуха. [c.131]

    Уникальными природными хромофорами являются зеленый пигмент растений хлорофилл и порфирин крови — протопорфирин Ре(П) [c.277]

    Необходимо подчеркнуть важную роль в качестве пигментов растений веществ, обладающих сильным поглощением в ближнем ультрафиолете. В отличие от глаз человека глаза многих других животных, преимущественно насекомых, чувствительны к УФ-свету и, следовательно, видят соединения, поглощающие его. [c.293]

    Каротин, как красно оранжевый пигмент зеленых растений, был открыт в 1831 г 13 течение 100 лет ученые различных стран рассматривали каротин как желтый пигмент и постоянный спутник зеленого пигмента растений, хлорофилла [c.80]

    Открыл этот метод русский ботаник Михаил Семенович Цвет (1872—1919). Исследуя пигменты растений. Цвет пропустил ра.-т-вор смеси очень мало различающихся по цвету пигментов через трубку, заполненную адсорбентом — порощкообразным карбонатом кальция, и промыл затем адсорбент чистым растворителем. Отдельные компоненты смеси при этом разделились и образовали цветные полосы. Цвет опубликовал статью с описанием открытого им метода разделения, который он назвал хроматографией ( цветописью ) . [c.129]

    Стереохимические свойства иона металла играют менее важную роль в циклообразовании, чем стереохимические свойства лиганда. Очень часто наблюдаются нетипичные для данного катиона конфигурации внутренней координационной сферы, а значит, и способы гибридизации его акцепторных орбиталей, если при этом возрастает устойчивость комплекса, например за счет увеличения числа связей между металлом и лигандом. Возникающие при этом конфигурации комплексов называют вынужденными. Например, в комплексе Pt + с р, р, "-триаминотриэтиламином N( h3 h3Nh3)3 четыре донорных атома азота занимают вершины тетраэдра, а не квадрата, являющегося обычной координационной фигурой для Pt +. В хлорофилле — зеленом пигменте растений — комплекс Mg + имеет необычную для этого катиона плос- [c.123]

    Магний среди металлов занимает особое место. Его плотность (1,729 г/см ) на /з меньше плотности алюминия, а прочность почти в 2 раза выше. Эти качества обеспечивают сплавам на основе магния ведущее место в авиастроении. Магний — серебристо-белый металл, довольно тягуч и может быть прокатан в тонкие листы. В природе магний широко распространен в виде соединений (восьмое место по содержанию в земной коре, или 1,87% по массе). Он имеет три стабильных изотопа Mg (78,60%), (10,11%), (11,29%). Основные минералы — магнезит Mg Oз, доломит МеСОзХ X СаСОз. Запасы их практически неисчерпаемы. В состав основных пород входят многие силикаты магния оливин, тальк, асбест и др. В гидросфере содержатся колоссальные запасы растворенных солей магния (уже сейчас магний добывают из морской воды). Зеленый пигмент растений — хлорофилл содержит 2,7% Мё. [c.147]

    Явление адсорбции газов и паров широко используется для очистки смесей от вредных примесей, для разделения смесей и их анализа. Получила большое развитие газовая хроматография, основанная на открытом М. С. Цветом (1903 г.) методе разделения смесей. В одном из вариантов этого метода — проявительной хроматографии— поток растворителя или несущего газа, содержащего смесь различных компонентов, двигается по адсорбенту. Каждый из комноиентов смеси отличается от других своей адсорбируемостью. Поэтому по мере движения смесь изменяет свой состав, и комионенты разделяются. Название хроматография связано с тем, что М. С. Цвет впервые использовал этот способ для разделения окрашивающих пигментов растений. [c.225]

    В 1903 г. русский ботаник М. С. Цвет предложил новый метод разделения сложных смесей веществ, названный им хроматографией (от греческого слова хроматос — цвет). Этот метод в соответствии с современной терминологией представлял собой жидкостную адсорбционную хроматографию на колонке, заполненной карбонатом кальция,разделяли пигменты растений. Подвижной фазой служил петролейный эфир. М. С. Цвет создал проявительный нариант хроматографии и заложил основы многоступенчатого сорбционного разделения сложных смесей, развил фронтальный вариант, связал все виды хроматографии единой теорией, впервые четко показал слоисный характер взаимодействия в системе сорбат — сорбент— растворитель и предложил способы смещения сорбционных равновесий. Однако предложенный метод практически не развивался до 30—40-х годов. [c.582]

    Флавоноиды — пигменты растений — представляют собой кристаллические вещества желтого или оранжевого цвета с высокой точкой плавления (например, для эриодиктиола 267° С, для гесперидина 26ГС, для рутина ]92°С), трудно растворимы в воде. Лучше других растворяется рутин [25]. Некоторые из них хорошо растворимы в щелочах (эриодиктиол), другие — в горячей уксусной кислоте (гесперидин). Катехины — конденсированные дубильные вещества. Они содержатся в зеленых листьях чая (не прошедших ферментацию) и в черном чае. Препарат танина из зеленых чайных листьев представляет собой бесцветный аморфный порошок, легко растворимый в воде и спирте. Аморфный танин из черного чая окрашен в красновато-бурый цвет. Из зеленых чайных листьев был также выделен (—)-эпикатехин в виде бесцветных кристаллов с температурой плавления 235—237° С [9]. [c.381]

    Витамин Ai (ретинол) образуется при расп1.еплении желто-оранжевых пигментов растений — каротинои-Лов — в печени и слизистой оболочке тонких кишок при участии фермента каротин азы [c.68]

    По существу, эти реакции обратны реакциям синтеза пирилие-ных солей (см. стр. 200) прежде они часто применялись для установления строения антоциановых пигментов растений (стр. 190). [c.188]

    Желтые пигменты растений относятся обычно к флавоно-лам. Наиболее распространенный из них — рутин, За-рамно-зил-О-глюкозильное производное кверцитина (см. диаграмму). Однако в мире растений встречается необозримое множество различных флавонолов, флавонов и родственных им -соединений. Хорошо известен флоридзин — дигидрохалкон из. коры грушевого дерева, яблони и других растений семейства розоцветных. Флоридзин широко используется в физиологических исследованиях, поскольку обладает способностью. специфически блокировать резорбцию глюкозы в почечных [c.567]

    Соединение двух молекул С15-фарнезилпирофосфата по типу голова к голове приводит к образованию Сзо-сквалена. Подобным же образом две молекулы Сго-геранилгеранилпирофосфата соединяются с образованием Сдо-фитоена — предшественника каротиноидных пигментов растений. Эти две важные реакции конденсации, по-видимому, существенно различаются по механизму. [c.571]

    Хлорофиллы. Зеленые пигменты растений - хлорофиллы имеют определенное родство с гемом (гемином) - красньпл пигментом крови. И гем и хлорофиллы откосятся к порфиринам. Порфирины - важнейшие органические компоненты биологических систем, имеющие в качестве основной структурной единицы гетероцикл пиррола (схема 14.15). Порфирины содержат в молекуле макроцикл порфина - циклическую тетрапиррольную структуру с метиленовыми мостиками. Порфирины различаются боковыми заместителями и способны образовывать комплексы (хелатные соединения) с металлами. Хлорофилл - зто М -порфириновый комплекс, а гем - Ре-порфириновый. Биологическая активность порфиринов зависит как от металла, образующего комплекс, так и от набора и расположения заместителей - метильных, этильных, виниль-иых групп и, главным образом, остатков пропионовой кислоты. [c.531]

    Особенно полезным источником информации о пигментах растений служит двухтомник под редакцией Гудвина (Good vin 1976), где содержится подробное описание химии, распространения, биосинтеза и функций главных классов растительных пигментов, а также имеются чрезвычайно ценные главы об экспериментальных методах, используемых для их изучения. Второе издание книги под редакцией Цзигана ( zygan, 1980) также в общем посвящено пигментам растений. Другие книги и статьи, посвященные более специальным аспектам, например  [c.31]

    Наиболее важными флавоноидными пигментами растений in vivo являются антоцианы (антоцианы представляют собой гликозиды, соответствующие им агликоны носят название [c.129]

    Термин меланин не несет информации о химической структуре пигментов, за исключением той, что они представляют собой полимеры с относительно высокой молекулярной массой. Были предприняты попытки различить и охарактеризовать отдельные классы меланиновых пигментов. Так, черные пигменты животных обычно называют э у меланинами, в то время как желто-коричневые разновидности известны под названием фео-меланинов. Имеющие некоторое сходство с ними не содержащие азота черные пигменты растений часто называют алломеланинами. [c.259]

    Соли пирилия [1,2], особенно перхлораты, тетрафторбораты и гексахлорани-монаты(У), представляют собой стабильные, но весьма реакционноспособные соединения. Чаще других используются перхлораты пирилия, поскольку они умерено растворимы. При использовании перхлоратов необходимо соблюдать осторожность, так как они, особенно в сухом состоянии, склонны разлагаться со взрывом. Катионы пирилия не обнаружены в живых организмах, хотя бен-зо[Л]пирилиевые системы присутствуют в пигментах растений (разд. 9.1.6). [c.201]

    Первоначальные исследования в области химии пиррола были связаны с дефадацией двух важных пигментов гема — пигмента крови, обеспечивающего процесс дыхания, и хлорофилла — зеленого пигмента растений, ответственного за процесс фотосинтеза [2] Разложение этих пигментов привело к получению смеси алкилпирролов. Хлорофилл и гем синтезируются в живой клетке из порфобилиногена, причем только ароматические пирролы играют черезвычайно важную роль в основном метаболизме [3,4]. [c.309]

    Современную синтетическую и теоретическую органическую химию отличает широкое применение физических методов, которые облегчают выяснение структуры соединения и исследование механизма реакции. Современная органическая химия вооружена множеством специфических приемов для введения определенных групп в органические соединения, эффективными методами для разделения смесей и очистки веществ. Стабильной теоретической базой органической химии являются электронная теория и представления квантовой химии. В настоящее время можно синтезировать почти любое сложное органическое соединение, теоретически можно предсказать существование новых необычных соединений. Синтезированы природные соединения с очень сложной структурой алкалоиды стрихнин и морфин, зеленый пигмент растений хлорофилл, витамин В12 (Р. Вудворд), полипептиды с более чем 30 остатками аминокислот например, гормон инсулин человека, состоящий из 51 остатка аминокислот (П. Зибер), рибонуклеиновые кислоты, состоящие из 50 и более нуклеозидов (Г. Корана). [c.12]

    Зеленый пигмент растений хлорофилл содержит в частично гидрированном порфиновом цикле комплексно связанный магний. Один остаток пропионовой кислоты этерифицирован спиртом фитолом С оНздОН. Из растений выделены хлорофилл а (сине-черные кристаллы) и хлорофилл Ь (темно-зеленые кристаллы). Хлорофилл оптически активен. Структуру хлорофиллов установили Р. Виллштет- [c.666]

    К классу терпенов относятся некоторые природные гликозиды (сапонины), желтые и оранжевые пигменты растений (каро-тиноиды, ксантофиллы), каучук, продукты живицы и ряд других веществ. [c.694]

    Желтые и красные пигменты растений и животных пр>едстав-ляют собой в основном тетратерпены. Благодаря работам швейцарских ученых Л. Цехмайстера, О. Ислера, П. Каррера оии были подробно изучены и некоторые из иик синтезированы. Среди тетратерпенов наиболее известны каротины (провитамины А) (см. с. 670), ксантофиллы, ликопины и ксантины, используемые в качестве красителей в пищевой промышленности. [c.701]

    Хлорофиллы — зеленые пигменты растений, которые в качестве простетической группы входят в состав хлоропластов. Представляют собой магнийпорфириновые комплексы  [c.342]

chem21.info

Пигменты

Для того чтобы свет мог оказывать влияние на растительный организм и, в частности, быть использованным в процессе фотосинтеза, необходимо его поглощение фоторецепторамипигментами. Пигменты - это окрашенные вещества, которые поглощают свет определенной длины волны. Непоглощенные участки солнечного спектра отражаются, что и обусловливает окраску пигментов. Так, зеленый пигмент хлорофилл поглощает красные и синие лучи, тогда как зеленые лучи в основном отражаются. Видимая часть солнечного спектра включает длины волн от 400 до 700 нм. Пигменты, сконцентрированные в пластидах, можно разделить на три группы: хлорофиллы, фикобилины, каротиноиды.

Важнейшую роль в процессе фотосинтеза играют зеленые пигменты

— хлорофиллы. В настоящее время известно около десяти хлорофиллов. Они отличаются по химическому строению, окраске, распространению среди живых организмов. У всех высших зеленых растений содержатся хлорофиллы а иb.

Хлорофилл с содержится в диатомовых водорослях, хлорофиллd — в красных водорослях. Кроме того, известны четыре бактериохлорофилла (a, b, c, d), содержащиеся в клетках фотосинтезирующих бактерий. В клетках зеленых бактерий содержатся бактериохлорофиллыс иd, в клетках пурпурных бактерий — бактериохлорофиллыа иb. Основными пигментами, без которых фотосинтез не идет, являются хлорофилла для зеленых растений и бактериохлорофиллы для бактерий.

Впервые точное представление о пигментах зеленого листа высших растений было получено благодаря работам крупнейшего русского ботаника М. С. Цвета (1872—1919).Он разработал новый хроматографический метод разделения веществ и выделил пигменты листа в чистом виде. Оказалось, что листья высших растений содержат четыре пигмента — два хлорофилла (а и b) и два каротиноида (каротин и ксантофилл).

Хлорофиллы, так же как и каротиноиды, нерастворимы в воде, но хорошо растворимы в органических растворителях. Хлорофиллы a иb различаются по цвету: хлорофилла имеет синезеленый оттенок, a хлорофиллb —желто-зеленый.Содержание хлорофиллаа в листе примерно в три раза больше по сравнению с хлорофилломb.

По химическому строению хлорофиллы — сложные эфиры дикарбоновой органической кислоты - хлорофиллина и двух остатков спиртов - фитола и метилового.

Хлорофилл обладает способностью к флуоресценции. Флуоресценция, представляет собой свечение тел, возбуждаемое освещением и продолжающееся очень короткий промежуток времени (10-8—10-9 с). Свет, испускаемый при флуоресценции, имеет всегда большую длину волны по сравнению с поглощенным. Это связано с тем, что часть поглощенной энергии выделяется в виде тепла, хлорофилл обладает красной флуоресценцией.

Образование хлорофилла зависит от:

температуры. Оптимальная температура для накопления хлорофилла26—30°С.

содержание воды. Сильное обезвоживание проростков приводит к полному прекращению образования хлорофилла.

содержания углеводов. Они необходимы для протекания процесса зеленения.

условия минерального питания. Прежде всего, необходимо достаточное количество железа. При недостатке железа листья даже взрослых растений теряют окраску. Это явление названо хлорозом.

Исследование процесса накопления хлорофилла у растений в течение вегетационного периода показало, что максимальное содержание хлорофилла приурочено к началу цветения.

деятельности корневой системы. Так, при прививках содержание хлорофилла в листьях привоя зависит от свойств корневой системы подвоя. Возможно, что влияние корневой системы связано с тем, что там образуются гормоны (цитокинины).

Лист окрашен в зеленый цвет за счет пигмента - хлорофилла

Наряду с зелеными пигментами в хлоропластах и хроматофорах содержатся пигменты, относящиеся к группе каротиноидов.

Каротиноиды — это желтые и оранжевые пигменты синтезируемые бактериями, грибами, высшими растениями. Каротиноиды содержатся во всех высших растениях и у многих микроорганизмов. Это самые распространенные пигменты с разнообразными

функциями.

 

 

 

Каротиноиды,

содержащие

кислород,

получили

название ксантофиллов.

Основными представителями каротиноидов у высших растений

являются два

пигмента —

β-каротин (оранжевый) C40H56

и

ксантофилл

(желтый)

С40Н56О2.

Каротин

состоит

из

8 изопреновых остатков. При разрыве углеродной цепочки пополам и образовании на конце спиртовой группы каротин превращается в 2 молекулы витамина А.

Структура β - каротина

β-каротин имеет два максимума поглощения, соответствующие длинам волн 482 и 452 нм. Красные лучи, поглощаемые хлорофиллами, каротиноиды не поглощают. Каротиноиды, в отличие от хлорофилла, не обладают способностью к флуоресценции. Подобно хлорофиллу каротиноиды в хлоропластах и хроматофорах находятся в виде нерастворимых в воде комплексов с белками.

Физиологическая роль каротиноидов

Уже тот факт, что каротиноиды всегда присутствуют в хлоропластах, позволяет считать, что они принимают участие в процессе фотосинтеза. Однако, не отмечено ни одного случая, когда в отсутствие хлорофилла этот процесс осуществляется. В настоящее время установлено, что каротиноиды, поглощая определенные участки солнечного спектра, передают энергию этих лучей на молекулы хлорофилла. Тем самым они способствуют использованию лучей, которые хлорофиллом не поглощаются.

По данным русского исследователя Д. И. Сапожникова, на свету происходит взаимопревращение ксантофиллов, что сопровождается выделением кислорода. Спектр действия этой реакции совпадает со спектром поглощения хлорофилла, что позволило высказать предположение об ее участии в процессе разложения воды и выделения кислорода при фотосинтезе.

studfiles.net

Пигменты растительного мира. Строение, физические и химические свойства хлорофилла.

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 8Следующая ⇒

Биологические пигменты (биохромы) — окрашенные вещества, входящие в состав тканей организмов. Цвет пигментов определяется наличием в их молекулах хромофорных групп, избирательно поглощающих свет в определённой части видимого спектра солнечного света. Пигментная система живых существ — звено, связывающее световые условия окружающей среды и обмен веществ организма. Биологические пигменты играют важную роль в жизнедеятельности живых существ.

Группы биологических пигментов: Каротиноиды—содержатся в растениях, устойчивых к пониженным температурам. Когда хлорофилл исчерпывается в холодное время года, листья приобретают заметную жёлтую или оранжевую окраску за счёт пролонгированного действия пигмента каротиноида. Каротиноиды защищают растения от пагубного действия солнечного света, принимая УФ-излучения солнца на себя, трансформируя в энергию и передавая её хлорофиллу.

К каротиноидам относятся такие пигменты, как:- каротин - жёлто-оранжевый пигмент, - гематохром – красный пигмент,

- ксантофилл – желтый пигмент- ликопин – красный, красно-оранжевый пигмент,- лютеин – желтый пигмент, и другие.

Порфирины В эту группу входят биологические пигменты, в составе которых присутствует порфириновый комплекс.К этой группе относятся также растительные пигменты — хлорофилл (зеленый пигмент) , феофитин и т. п. Как правило, пигменты этого класса участвуют в фотохимических процессах, а также являются ферментами, задействованными в обмене веществ. Их роль как собственно красителей второстепенна

Антоцианы- придают растениям окраску в диапазоне от розовой, красной, сиреневой, до синей и тёмно-фиолетовой. Антоцианы образуются в процессах гидролиза крахмала. Усиленное образование антоцианов в клетках растения происходит при снижениях температур окружающей среды, при остановках синтеза хлорофилла, при интенсивном освещении УФ-лучами, при недостатке фосфора, необходимого для ввязывания гидролизованных крахмалом сахаров. При этом окраска листьев растений изменяется от зелёных до красных и синих цветов.

Фитохром- голубой растительный пигмент белкового строения, контролирует процессы цветения и прорастания семян. У одних растений ускоряя цветение, у других - задерживая. Фитохром играет роль "биологических часов" растения, механизм действия пока не изучен. Известно, что строение пигмента меняется в зависимости от светлого и тёмного времени суток, сигнализируя об этом растению. Фитохром связан с клеточными мембранами и встречается практически во всех органах растения.

Меланин- пигмент, встречающийся как в клетках растений, так и животных. В частности, он придаёт чёрный и коричневый цвет волосам. Отсутствие меланина в клетках делает животных и человека альбиносами.Структура молекул меланина жидкокристаллическая. Пигмент является сильным антиоксидантом. Синтетически продуцированный меланин в водных растворах оказывает на растение удивительные свойства - ускоряет рост и созревание плодов, редуцирует деятельность камбия, ускоряет прорастание семян

Антохлор - пигмент жёлтого цвета. Встречается в клетках кожици лепестков первоцвета (баранчики, примула), льнянки, жёлтого мака, георгины, в плодах лимонов и других растениях.

Антофеин - редко встречающийся пигмент тёмного цвета. Вызывает окраску пятен на крыльях венчика у русских бобов (Faba vulgaris).

Хлорофилл— зелёный пигмент, обусловливающий окраску хлоропластов растений в зелёный цвет. При его участии осуществляется процесс фотосинтеза. По химическому строению хлорофиллы — магниевые комплексы различных тетрапирролов. Хлорофиллы имеют порфириновое строение и структурно близки гему. По химическому строению хлорофиллы — сложные эфиры дикарбоновой органической кислоты — хлорофиллина и двух остатков спиртов — фитола и метилового. Эмпирическая формула — C55H7205N4Mg. Хлорофиллин представляет собой азотсодержащее металлорганическое соединение, относящееся к магнийпорфиринам.

 

формула хлорофиллина:

 

Химические свойства.

Хлорофилл содержит четыре соединенных между собой остатка пиррола, которые образуют порфириновое ядро. Порфириновое ядро связано двумя основными и двумя дополнительными валентностями с атомом магния.

Вместе с тем структурная формула хлорофилла а свидетельствует о том, что хлорофилл представляет собой сложный эфир двуосновной кислоты и двух спиртов – метилового и высокомолекулярного непредельного спирта фитола, являющегося производным изопрена. Именно наличие остатка фитола в хлорофилле придает последнему липидные свойства, проявляющиеся в его растворимости в жировых растворителях. При настаивании зеленых листьев в этиловом спирте можно заметить образование в клетках зеленых кристаллов. Кристаллы эти представляют собой этилхлорофиллид – продукт замещения остатка фитола в хлорофилле остатком этилового спирта. Расщепление сложноэфирной связи между карбоксильной группой молекулы хлорофилла и остатком фитола с последующим замещением этого последнего остатком этилового спирта происходит под действием особого фермента – хлорофиллазы.

Физические свойства.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.

Читайте также:

lektsia.com

Растительные пигменты - Химия и микробиология - Лепесток

Растительные пигментыПигменты - красящие вещества, придающие цвет растениям.

Меланин - пигмент, встречающийся как в клетках растений, так и животных. В частности, он придаёт чёрный и коричневый цвет волосам. Отсутствие меланина в клетках делает животных и человека альбиносами.

Структура молекул меланина жидкокристаллическая. Пигмент является сильным антиоксидантом. Синтетически продуцированный меланин в водных растворах оказывает на растение удивительные свойства - ускоряет рост и созревание плодов, редуцирует деятельность камбия, ускоряет прорастание семян. В организме животных меланин обладает иммуномодулированием и генопротекторной защитой. В растениях содержится в кожуре красных сортов винограда, лепестках некоторых цветков.

Фитохром - голубой растительный пигмент белкового строения, контролирует процессы цветения и прорастания семян. У одних растений ускоряя цветение, у других - задерживая. Фитохром играет роль "биологических часов" растения, механизм действия пока не изучен. Известно, что строение пигмента меняется в зависимости от светлого и тёмного времени суток, сигнализируя об этом растению. Phyton - от греческого растение, сhrom - цвет, краска. Обнаружил меланин американский учёный - биохимик У. Батлер в проросшем в темноте турнепсе, в его семядолях. Это вещество регулирует синтез белковых молекул (ДНК, РНК), образование хлорофилла, каротиноидов, антоцианов, органических фосфатов, витаминов. Если хлорофилл можно сравнить со схожими по строению клетками крови - эритроцитами, то фитохром подлежит образному сравнению с мозгом и памятью растения. Фитохром связан с клеточными мембранами и встречается практически во всех органах растения.

Антоцианы - придают растениям окраску в диапазоне от розовой, красной, сиреневой, до синей и тёмно-фиолетовой. Антоцианы образуются в процессах гидролиза крахмала и по своему происхождению являются безазотистыми соединениями, близким к глюкозидам - соединениям сахара с неуглеводной частью. Усиленное образование антоцианов в клетках растения происходит при снижениях температур окружающей среды, при остановках синтеза хлорофилла, при интенсивном освещении УФ-лучами, при недостатке фосфора, необходимого для ввязывания гидролизованных крахмалом сахаров. При этом окраска листьев растений изменяется от зелёных до красных и синих цветов. Антоцианы хорошо растворимы в воде и присутствуют в соке вакуолей. Диапазон цветов изменяется благодаря наличию в растении всего трёх моделей антоцианов, различных между собой числом гидроксильных групп. Вариации в пропорциях этих пигментов в растениях дают разную окраску лепестков. В зависимости от кислотности (рН) среды сока вакуолей, антоциан придаёт ту или иную окраcку. В кислой среде он обычно имеет красные тона, например, у герани, гортензии, фиалок. В щелочной эти растения приобретают сине-голубые тона. Если же к синему или фиолетовому раствору антоциана прибавить кислоту, раствор снова станет розовым. Опытным путём это легко проверить на растениях, подбирая в качестве подкормок те или иные микроэлементы, изменяющие кислотность жидкости вакуолей. Если к нейтральному раствору антоциана добавить очень слабый щелочной раствор - получается голубое окрашивание, при более концентрированном растворе щелочи окрашивание перейдёт в жёлто-зелёное. Красная окраска - у маков, роз, герани, синяя - у васильков, голубая - у колокольчиков обусловлена наличием пигмента антоциана. Плоды винограда, слив, терна, краснокочанной капусты, свеклы окрашены антоцианом. Считается, что антоциан защищает растения от низких температур, от вредного воздействия солнечного цвета на цитоплазму.

Антохлор - пигмент жёлтого цвета. Встречается в клетках кожици лепестков первоцвета (баранчики, примула), льнянки, жёлтого мака, георгины, в плодах лимонов и других растениях.

Антофеин - редко встречающийся пигмент тёмного цвета. Вызывает окраску пятен на крыльях венчика у русских бобов (Faba vulgaris).

Каротиноиды - содержатся в растениях, устойчивых к пониженным температурам. Когда хлорофилл исчерпывается в холодное время года, листья приобретают заметную жёлтую или оранжевую окраску за счёт пролонгированного действия пигмента каротиноида. Каротиноиды защищают растения от пагубного действия солнечного света, принимая УФ-излучения солнца на себя, трансформируя в энергию и передавая её хлорофиллу. С помощью такой передачи хлорофилл регулирует процессы фотосинтеза. В доказательство того, что каротиноиды присутствуют в листьях постоянно наравне с хлорофиллом, послужит следующий эксперимент: к спиртовой вытяжке хлорофилла прилить бензина 1:1, взболтать смесь и дать отстояться, смесь расслоится. Нижний слой из спирта имеет жёлтую окраску и содержит жёлтый пигмент ксантофилл. Верхний бензиновый слой зелёного цвета и содержит хлорофилл и каротин. Оранжево-красный цвет растениям даёт пигмент каротин, жёлтую - ксантофилл. Эти пигменты имеют белково-липоидную основу. Эти пигменты обнаружены в плодах помидоров, апельсинов, мандаринов, в корне моркови. Основная роль этих пигментов- придать растениям яркую привлекательную окраску, привлекая птиц и животных для разнесения семян. Цветы с оранжево-жёлтой окраской - лютик, настурция.

pesok-deshevo.narod.ru

57. Роль пигментов в жизни растений. Предмет, задачи и методы физиологии растений

Похожие главы из других работ:

Биоморфологические особенности эфиромасличных растений Крыма и перспективы их использования

4. Экологическая роль эфиромасличных растений в Крыму

Экология (от греч. пйкпт -- дом, жилище, хозяйство, обиталище, местообитание, родина и льгпт -- понятие, учение, наука) -- наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой...

Влияние Солнца на жизнь Земли

2. Роль Солнца в жизни Земли. Солнечный ветер и солнечная радиация

Солнце играет очень большую роль в жизни нашей планеты. Оно источник света и тепла на Земле. Испарение воды, выпадение осадков, течение рек, бури, грозы, засуши и все другие явления, обусловливающие климат и погоду на Земле...

Микробиология и личная гигиена

1. Роль микробов в природе и жизни человека. Использование микробиологических процессов в промышленности и сельском хозяйстве

Микробиологические исследования находят широкое применение не только в микробиологии и др. областях биологии (например, в цитологии, генетике, биохимии, радиобиологии), но и в медицине, сельском хозяйстве и др. Цель...

Образование планеты Земля

3. Возникновение атмосферы и гидросферы Земли и их роль в появлении жизни

...

Общая характеристика актиний

6.Экология (роль кораллов в жизни планеты)

Полипы играют огромную роль в очищении морской воды от взвешенных органических частиц. Коралловый известняк в некоторых странах используется в строительстве. Отдельные виды кораллов высоко ценятся как материал для различных украшений...

Особенности строения клетки

4. Структура и функции устьичного аппарата растений. Роль кутикулярной транспирации

Для соприкосновения листа с атмосферой имеются поры-устьица. Устьице - это отверстие (щель), ограниченное двумя замыкающими клетками. Устьица встречаются у всех наземных органов растения, но больше всего у листьев...

Природа биологического познания

5. Роль философской рефлексии в развитии наук о жизни

В наше время для дальнейшего развития биологических наук особенного необходимо философское осмысления мира живого...

Роль микроорганизмов в круговороте химических элементов в природе

1. Роль микроорганизмов в круговороте азота в природе. Азотное питание прокариот с различными типами жизни

Круговорот азота в природе складывается из трех основных процессов: 1)фиксация азота атмосферы; 2)нитрификация-окисление азота; 3) денитрификация (гниение) - восстановление азота...

Роль микроорганизмов в круговороте химических элементов в природе

3. Роль микроорганизмов в круговороте кислорода. Типы жизни прокариот, основанные на окислительном фосфолировании

Молекулярный кислород микроорганизмы используют в процессе дыхания и окисления неорганических веществ. Выделяют кислород в атмосферу некоторые фотосинтезирующие бактерии (цианобактерии и прохролофиты)...

Роль микроорганизмов в круговороте химических элементов в природе

5. Роль микроорганизмов в круговороте углерода в природе. Углеродное питание прокариот с различными типами жизни

Круговорот углерода складывается из двух взаимосвязанных процессов: 1) потребление углекислоты атмосферного воздуха аутотрофными микробами; 2) возвращения, пополнения запасов углекислоты в атмосфере...

Роль микроорганизмов в круговороте химических элементов в природе

7. Роль микроорганизмов в эволюции жизни на Земле

Согласно современным представлениям жизнь есть результат эволюции материи. Взгляды на происхождение жизни, ее развитие и сущность имеет длинную историю...

Способы выделения ингибиторов из растения

1.1 Тормозители прорастания из плодов и семян и их роль в расселении растений

Представления о существовании в плодах и семенах растений веществ, задерживающих прорастание, сложились уже давно. Практикам известно...

Стадии дыхания семян злаковых

1. Значение дыхания в жизни растений

Дыхание -- один из центральных процессов обмена веществ растительного организма. Выделяющаяся при дыхании энергия тратится как на процессы роста, так и на поддержание в активном состоянии уже закончивших рост органов растения...

Ультрафиолет как стресс-фактор для растений

2.4 Влияние УФ радиации на содержание фотосинтетических пигментов

Хорошо известно, что основной жизненный процесс растений - фотосинтез - экологически весьма лабилен...

Фотосинтез и необходимые для него условия

Роль голосеменных растений в растительном покрове. Их использование и охрана

Голосеменные растения (лат. Gymnospermae) - группа семенных растений, к которой относятся хвойные и им подобные растения. Ныне живущие голосемянные подразделяются на четыре класса: саговниковые, гнетовые, гинкговые и хвойные...

bio.bobrodobro.ru

Роль пигментов в жизни растений

Весь процесс, обеспечивающий создание в растениях различных цветов, на первый взгляд может представиться весьма простым. Однако существующие в природе многочисленные расцветки и тона являются результатом сложного взаимодействия основных пигментов в различных сочетаниях со средой. Зависят они и от порядка размещения естественных красителей в растительных тканях. Современными исследованиями установлено, что естественные красители (в основном из группы фенолов), содержащиеся в различных частях растений, играют большую роль в их жизни. 

Наличие в клетках растений красящих веществ помогает им наиболее эффективно поглощать и использовать солнечные лучи. Все пигменты растений представляют собой избирательно работающие физико-химические фильтры - ловушки солнечного света. Если хлорофилл листьев поглощает только красные и сине-фиолетовые лучи, используемые в процессе фотосинтеза для образования сложных органических соединений из простых минеральных веществ почвы и воздуха, то ярко-окрашенные цветки, благодаря содержанию в них разнообразных пигментов, улавливают лучи иной длины волны и превращают их в другие формы энергии. Эти формы энергии используются растениями для созревания пыльцы и яйцеклеток, синтеза ароматических веществ, повышения температуры в органах размножения, что ускоряет течение обменных процессов. Хлорофиллы

Важную роль в процессе фотосинтеза играет зеленый пигмент — хлорофилл. Французские ученые Пелетье и Кавенту (1818) выделили из листьев зеленое вещество и назвали его хлорофиллом (от греч. «хлорос» — зеленый и «филлон» — лист).

Хлорофилл (от греч. chloros — зеленый и phyllon — лист), зеленый пигмент растений, с помощью которого они улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез, т. е. превращают солнечную энергию в энергию химических связей органических соединений. Содержится и в фотосинтезирующих организмах других видов — водорослях и бактериях. С точки зрения химического строения хлорофилл неоднороден. Существуют различные типы хлорофиллов. Основой химического строения всех хлорофиллов является сложное циклическое соединение — порфирин, содержащий центральный атом Mg и многоатомный гидрофобный спиртовый остаток.

Физико-химические свойства хлорофилла. 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 (—Ch3—Ch4) во II пиррольном кольце замещена винильной группой (—CH=Ch3). Молекула такого хлорофилла имеет две винильных группы, одну в кольце I, другую — в кольце II.

Структурная формула хлорофиллаРис.1. Структурная формула хлорофилла

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 бактериохлорофиллы 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.

Состояние и функция хлорофилла в хлоропластах. 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 СО2 с образованием углеводов. Таким образом свет, поглощенный хлорофиллом, преобразуется в потенциальную химическую энергию органических продуктов фотосинтеза и молекулярного кислорода.

Фикобилины

Сине-зеленые водоросли (цианобактерии), красные морские водоросли и некоторые морские криптомонады помимо хлорофилла а и каротиноидов содержат пигменты фикобилины. Наиболее известные представители фикобилинов — фикоэритробилины и фикоцианобилины. Первые преобладают у красных водорослей, вторые — у сине-зеленых.

Структура и свойства фикобилинов. По структуре фикобилины. (от греч. «phycos» — водоросль и лат. bilis — желчь) относятся к группе желчных пигментов — билинов (у животных представитель этой группы — билирубин). Это тетрапирролы с открытой цепью, имеющие систему конъюгированных двойных и одинарных связей. В своем составе они не содержат атомов магния или других металлов, а также фитола.У фикоцианобилина пиррольные кольца соединены между собой метиновыми мостиками. I и IV пирролы имеют по одной карбонильной группе. Пиррольные кольца содержат следующие боковые радикалы: четыре метильных (у C1,3,6,7), винильную (у С2), этильную (у С8) и два остатка пропионовой кислоты (у С4 и С5).

Фикобилины являются хромофорными группами фикобилипротеинов — глобулиновых белков, с которыми в отличие от хлорофиллов они связаны прочными ковалентными связями. Фикобилипротеины делятся на три основные группы; 1) фикоэритрины — белки красного цвета с максимумом поглощения от 498 до 568 нм, 2) фикоцианины — сине-голубые белки с максимумами поглощения от 585 до 630 нм, 3) аллофикоцианины — синие белки с максимумами поглощения от 585 до 650 нм. Все эти хромопротеины обладают флуоресценцией с максимумами 575 — 578, 635 — 647 и 660 нм соответственно. Фикобилипротеины водорастворимы, в клетках водорослей они локализованы в фшобилисомах — гранулах, расположенных на наружной поверхности фотосинтетических ламелл.

Значение фикобилинов. Максимумы поглощения света у фикобилинов находятся между двумя максимумами поглощения у хлорофилла: в оранжевой, желтой и зеленой частях спектра (см. рис. 4.3). Значение такого распределения максимумов поглощения становится понятным, если вспомнить оптические свойства воды, которая поглощает прежде всего длинноволновые лучи. На глубине 34 м в морях и океанах полностью исчезают красные лучи, на глубине 177 м — желтые, на глубине 322 м — зеленые и, наконец, на глубину свыше 500 м не проникают даже синие и фиолетовые лучи. В связи с таким изменением качественного состава света в верхних слоях морей и океанов обитают преимущественно зеленые водоросли, глубже — сине-зеленые и еще глубже — водоросли с красной окраской. В. Т. Энгельман назвал это явление хроматической комплементарной адаптацией водорослей. По его наблюдениям (1881 — 1884), наиболее интенсивная ассимиляция С02 у водорослей с различной окраской соответствует максимумам поглощения света пигментными системами этих водорослей.

Русский исследователь Н. М. Гайдуков (1903) экспериментально показал, что если культуру синезеленой водоросли Oscillaria sancta выращивать на свету разного спектрального состава, то у нее развивается дополнительная (комплементарная) окраска. При освещении зеленым светом водоросли становятся оранжево-красными, а при дейтвии красных лучей — зелеными. В настоящее время известно, что эти изменения цвета клеток связаны с изменениями в синтезе фикобилинов, принимающих участие в процессе фотосинтеза. Таким образом, у водорослей фикобилины — дополнительные пигменты, выполняющие вместо хлорофилла b функции светособирающего комплекса. Около 90% энергии света, поглощенного фикобилинами, передается на хлорофиллы а. Явление хроматической комплементарной адаптации обнаружено далеко не у всех видов синезеленых и красных водорослей. У многих из них адаптация к изменяющемуся спектральному составу света обеспечивается изменением количества и состава хлорофиллов а.

Экологическое значение спектрально-различных форм пигментов у фотосинтезирующих организмов.Пигментные наборы фотосинтезирующих организмов позволяют им использовать весь диапазон длин волн падающей на Землю солнечной энергии. Обращает внимание большое различие в спектрах поглощения у представителей разных групп фотосинтезирующих организмов и прежде всего существенные сдвиги в максимумах поглощения хлорофиллов в красной области спектра. Несомненно экологическое значение этого явления, позволяющего избегать конкуренции за свет между разными группами фотосинтезирующих организмов. Что же касается эволюции спектров поглощения хлорофиллов, то очевидна тенденция к перемещению в более коротковолновую часть спектра с более высоким энергетическим уровнем.

Значение фикобилинов — поглощать лучи определенного участка спектра. Максимумы поглощения света у фикобилинов находятся между двумя максимумами поглощения у хлорофилла: в оранжевой, желтой и зеленой частях спектра. Значение такого распределения максимумов поглощения становится понятным, если вспомнить оптические свойства воды, которая поглощает прежде всего длинноволновые лучи. На глубине 34 м в морях и океанах полностью исчезают красные лучи, на глубине 177 м — желтые, на глубине 322 м — зеленые и, наконец, на глубине свыше 500 м не проникают даже синие и фиолетовые лучи. В связи с этим изменением качественного состава света в верхних слоях морей и океанов обитают преимущественно зеленые водоросли, глубже сине-зеленые и еще глубже водоросли с красной окраской. Такое явление В. Т. Энгельман назвал хроматической комплементарной адаптацией водорослей.

У водорослей фикобилины — дополнительные пигменты, выполняющие вместо хлорофилла б функции светособирающего комплекса. Около 90% энергии света, поглощенного фикобилинами, передается на хлорофилл а. Кроме фикобилинов, участвующих в фотосинтезе у водорослей, у всех растений имеется другой фикобилин — фитохром, являющийся фиторецептором для восприятия красного и дальнего красного света и выполняющий регуляторные функции.

Каротиноиды

Это большая группа пигментов желтого, оранжевого и красного цвета. Каротиноиды широко распространены в природе: их обнаружено больше трехсот. Однако в фотосинтезе участвуют лишь некоторые из них. Имеют в своей структуре изопреновую цепь из четырех метилбутадиеновых остатков, разделенных в середине CH=CH-группой, и одно или два циклогексеновых β-иононовых кольца на концах цепи. Каротиноиды делятся на каротины — ненасыщенные углеводороды и ксантофиллы — кислородсодержащие каротиноиды, имеющие гидрокси-, метокси-, карбокси-, кето-и эпоксигруппы. Синтезируются высшими растениями, грибами и бактериями; животные их не образуют, а используют для синтеза витамина А. Широко распространены в растениях α-, β- и γ-каротины, ликопин, зеаксантин, виолаксантин, флавоксантин и др. В значительных количествах каротиноиды накапливаются в корнеплодах моркови, плодах шиповника, рябины обыкновенной, смородины, облепихи, томатов, абрикоса, тыквы, цветках календулы, листьях шпината, салата, крапивы. Наибольшую биол. активность проявляет β-каротин, в результате гидролитического расщепления которого в животном организме вырабатываются две молекулы витамина А, из остальных — одна молекула.

Поглощение света каротиноидами, а следовательно, их окраска обусловлены наличием конъюгированных двойных связей. β-каротин имеет два максимума поглощения, соответствующие длинам волн 482 и 452 нм. Красные лучи, поглощаемые хлорофиллами, каротиноидами не поглощаются. Каротиноиды в отличие их от хлорофилла не обладают способностью к флюоресценции. Подобно хлорофиллу, каротиноиды в хлоропластах вступают во взаимодействие с белками.

Каротиноиды играют существенную роль в процессе фотосинтеза, участвуя в реакциях эпоксидации и образуя многочисленные кислородные производные. Они также участвуют в процессах дыхания и роста растений, переноса активного кислорода, фиксации света, стимулируют окислительно-восстановительные и генеративные процессы. В растениях они находятся в хромо- и хлоропластах в жирорастворимом состоянии или в виде водорастворимых белковых комплексов.

Они поглощают определенные участки спектра света и передают энергию на хлорофилл, одновременно защищая молекулу хлорофилла от необратимого фотоокисления. Возможно, каротиноиды принимают участие в кислородном обмене при фотосинтезе. У высших растений, мхов, зеленых и бурых водорослей осуществляется светозависимое взаимопревращение ксантофиллов. Примером может служить виолаксантиновый цикл.

Виолаксантиновый циклРис.2. Виолаксантиновый цикл

Значение виолаксантинового цикла остается невыясненным. Возможно, он служит для устранения излишков кислорода. Производные каротиноидов — витамин А, ксантоксин, действующий подобно АБК. Хромопротеин родопсин, обнаруженный у некоторых галофитных бактерий, поглощая свет, функционирует в качестве Н+-помпы. Хромофорной группой бактериородопсина является ретиональ-альдегидная форма витамина А.

Физиологическая роль каротиноидов. Уже тот факт, что каротиноиды всегда присутствуют в хлоропластах, позволяет считать, что они принимают участие в процессе фотосинтеза. Однако не отмечено ни одного случая, когда в отсутствие хлорофилла этот процесс осуществляется. В настоящее время установлено, что каротиноиды, поглощая определенные участки солнечного спектра, передают энергию этих лучей на молекулы хлорофилла. Тем самым они способствуют использованию лучей, которые хлорофиллом не поглощаются. Физиологическая роль каротиноидов не ограничивается их участием в передаче энергии на молекулы хлорофилла. По данным русского исследователя Д.И. Сапожникова, на свету происходит взаимопревращение ксантофиллов (виолаксантин превращается в зеаксантин), что сопровождается выделением кислорода. Спектр действия этой реакции совпадает со спектром поглощения хлорофилла, что позволило высказать предположение об ее участии в процессе разложения воды и выделения кислорода при фотосинтезе.

Имеются данные, что каротиноиды выполняют защитную функцию, предохраняя различные органические вещества, в первую очередь молекулы хлорофилла, от разрушения на свету в процессе фотоокисления. Опыты, проведенные на мутантах кукурузы и подсолнечника, показали, что они содержат протохлорофиллид (темновой предшественник хлорофилла), который на свету переходит в хлорофилл а, но разрушается. Последнее связано с отсутствием способности исследованных мутантов к образованию каротиноидов. Ряд исследователей указывают, что каротиноиды играют определенную роль в половом процессе у растений. Известно, что в период цветения высших растений содержание каротиноидов в листьях уменьшается. Одновременно оно заметно растет в пыльниках, а также в лепестках цветков.

По мнению П. М. Жуковского, микроспорогенез тесно связан с метаболизмом каротиноидов. Незрелые пыльцевые зерна имеют белую окраску, а созревшая пыльца — желто-оранжевую. В половых клетках водорослей наблюдается дифференцированное распределение пигментов. Мужские гаметы имеют желтую окраску и содержат каротиноиды. Женские гаметы содержат хлорофилл. Высказывается мнение, что именно каротин обусловливает подвижность сперматозоидов. По данным В. Мевиуса, мате­ринские клетки водоросли хламидомонады образуют половые клетки (гаметы) первоначально без жгутиков, в этот период они еще не могут передвигаться в воде. Жгутики образуются только после освещения гамет длинноволновыми лучами, которые улавливаются особым каротиноидом — кроцетином.  



biofile.ru

РАСТИТЕЛЬНЫЕ ПИГМЕНТЫ - это... Что такое РАСТИТЕЛЬНЫЕ ПИГМЕНТЫ?

 РАСТИТЕЛЬНЫЕ ПИГМЕНТЫ РАСТИТЕЛЬНЫЕ ПИГМЕНТЫ, органические соединения, присутствующие в клетках и тканях растений и окрашивающие их. Наиболее распространенным из растительных пигментов является зеленый пигмент - ХЛОРОФИЛЛ, который имеется у всех высших растений. АРОТИНОИДЫ окрашивают растения в желтый, оранжевый или красный цвет. Расположены пигменты в ХЛОРОПЛАСТАХ и хромопластах. Известно более 150 стойких пигментов. Многие из них важны для ФОТОСИНТЕЗА и являются источником витамина А. Антоцианы, отвечающие за розовый, красный, голубой и бурый цвета, находятся в клеточном СОКЕ растений. Осенью укорачивание дня и понижение температуры приводят к соединению этих пигментов с другими веществами, что вызывает окрашивание листвы деревьев в яркие цвета. см. также ПИГМЕНТАЦИЯ.

Научно-технический энциклопедический словарь.

  • РАСТЕНИЯ
  • РАСТРОВЫЙ ПРОСВЕЧИВАЮЩИЙ МИКРОСКОП

Смотреть что такое "РАСТИТЕЛЬНЫЕ ПИГМЕНТЫ" в других словарях:

  • Пигменты — (техн.). П. называются различного рода красящие веществакак естественные, так и искусственные, в значительных количествахупотребляемый при крашении изделий из волокнистых веществ (пряжи,тканей, бумаги и пр.), кожи, металлов и других предметов.… …   Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

  • Пигменты (техн.) — П. называются различного рода красящие вещества, как естественные, так и искусственные, в значительных количествах употребляемые при крашении изделий из волокнистых веществ (пряжи, тканей, бумаги и пр.), кожи, металлов и других предметов. Число… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • Пигменты — (техн.) П. называются различного рода красящие вещества, как естественные, так и искусственные, в значительных количествах употребляемые при крашении изделий из волокнистых веществ (пряжи, тканей, бумаги и пр.), кожи, металлов и других предметов …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • РАСТИТЕЛЬНЫЕ МАСЛА — жирные (жиры растительные), продукты, извлекаемые из растит. сырья и состоящие в осн. из триглицеридов высших жирных к т. Осн. источники Р. м, масличные растения (масличные культуры). Р. м. содержатся также в косточках нек рых плодовых деревьев… …   Химическая энциклопедия

  • Биологические пигменты — У этого термина существуют и другие значения, см. Пигмент. Хлоропласты в клетках …   Википедия

  • СССР. Растительные ресурсы —         Растительные ресурсы составляют часть природных богатств СССР. Это его флора и разнообразная равнинная и горная (зональная и интразональная) растительность. Велика роль пищевых и кормовых растений, они служат сырьём для промышленности и… …   Большая советская энциклопедия

  • Клеи растительные — – декстрины – получают в результате обработки крахмала кислотой или нагреванием его при температуре 150 200°С. Применяются в красочных веществах, клеевых шпаклевках, грунтовках, для наклеивания бумажных обоев. [Словарь строительных материалов и… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • черные пигменты —     Красящим началом является аморфный углерод. Лучшие сорта получают обжиганием углеродосодержащих веществ при недостаточном доступе воздуха. В зависимости от сжигаемых материалов Ч. П. подразделяются на растительные (виноградная Ч., Ч.… …   Словарь иконописца

  • МОЧА — (урина, urina), жидкость, отде ляемая почками и выделяемая из организ ма наружу через систему мочевыводящих путей. СМ. удаляются из организма почти все азотистые продукты обмена веществ (за исключением небольших количеств, поступающих в пот и в… …   Большая медицинская энциклопедия

  • Чернила — Какими чернилами писали на папирусе древние римляне, осталось до сих пор неизвестным в точности. Вероятно, их окрашивающее вещество была сажа: при раскопках в Геркулануме найдена была чернильница, содержавшая смесь сажи с маслом, а некоторые… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

dic.academic.ru


Смотрите также

Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта