Природные органические пигменты. Пигменты растений

Растительные пигменты | Мир ботаники

Пигменты — 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 вaщество 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.

Статья прочитана 1985 раз(a).

mirbotaniki.ru

Природные органические пигменты | Наука

‎

Антоцианы придают некоторым цветам красный, пурпурный или фиолетовый цвет.

Природные органические пигме́нты (лат. pigmentum — краска) — традиционное название большой группы разнородных химических соединений, которые выполняют многие важные функции в организмах живых существ (например антоцианы, каротиноиды, меланин, хлорофилл, гемоглобин, билирубин и др.)

Ликопин придает помидорам оранжево-красный цвет, а хлорофилл определяет зелёный цвет листьев

Темнокожая женщина племени ати. Смуглая кожа, загар и чёрные волосы: их обуславливает защитный пигмент, меланин. Негроиды имеют наследственный мехинизм защиты от сильного солнечного облучения.

История изучения природных пигменты началась с химического, оптического, биологического и биохимического исследования хлорофилла, в конце 18 века. Сегодня биологические пигменты (биопигменты, биохромы [1]) — название несколько устаревшее, условное; так объединяют окрашенные биологически активные вещества. Их цвет, природа которого обусловлена характером хромофорных групп, спектром поглощения (или отражения) веществ, т.е. эффектом избирательного поглощения/отражения отдельных спектральных участков падающего света. Цвет, обусловленный пигментами в ряде случаев играет важную функциональную роль, например цвет хлорофилла - пигмента фотосинтеза (он определяет зелёную окраску растений) обусловлен поглощением красных лучей. В других случаях цвет вторичен и нефункционален, лишь напоминая о структуре вещества и его былых биохимических предшественниках (билирубин, стеркобилин). Биологические пигменты включают пигменты среды, синтезированные различные вещества, например порфирины, каротиноиды, антоцианы и бетаины и цветные пигменты. Многие биологические структуры, например кожа, радужка глаз, мех и волосы содержат пигменты группы меланина в специализированных клетках, названных хроматофорами.

Пигментация или интерференция? Править

Бабочка Морфо из Центральной Америки обладает отличительной переливчатой синей окраской благодаря интерференции, а не из-за пигментации.

Цвет в природе определяется не только пигментами. Переливы павлиньего пера, как и окраска большинства бабочек — всё это проявления интерференции света в естественных наноструктурах. Это явление аналогично эффекту иризации минералов.

Цвет пигмента отличается от «структурного», интерференционного цвета прежде всего тем, что он не зависит от угла падения света на объект. В то же время структурный цвет — результат избирательного отражения, обычно из-за многослойных прозрачных и полупрозрачных структур, что вызывает эффект иризации, переливчатости. Например, цвет крыльев бабочек нередко зависит от интерференции («структурный цвет»), хотя многие бабочки имеют клетки, которые содержат и пигменты.[2]

Физика и химия изменений видимой окраскиПравить

Изменение структуры и цвета гемоглобина в процессе поглощения кислорода (при оксигенации крови) и при выделении кислорода (дезоксигенация). (Компьютерное моделирование структурных превращений при химической реакции).

Наиболее распространённые группы природных пигментов Править

Пигменты фотосинтеза Править

Модель молекулы хлорофилла.

Пигменты сред живой и неживой природы включают разнообразие различных видов молекул, включая порфирины, каротиноиды, anthocyanins и betalains. Все биологические пигменты выборочно поглощают определенные длины волны света, отражая другие. Поглощённый свет, может использоваться биологической системой для протекания различных биохимических реакций. Отраженные длины волн определяют цвет, который воспринимается глазом. Пигменты в растениях также служат, для привлечения опылителей (пчёл, бабочек и др.).

Хлорофилл — первичный пигмент в средах; это — порфирин, который интенсивно поглощает желтые и синие длины волны спектра, отражая зеленый. Присутствие относительного изобилия хлорофилла, придает растениям их зеленый цвет. Все растительные и животные среды земли и зеленые морские водоросли обладают двумя формами этого пигмента: хлорофилл a и хлорофилл b. Водоросли, диатомовые водоросли, и другой фотосинтетический heterokonts содержат хлорофилл c вместо b, в то время как красные морские водоросли обладают только хлорофиллом a. Все хлорофиллы служат первичным использованием биологических средств, для поглощения света и использования его в процессах питания фотосинтез.

Каротиноиды — красный, оранжевый, или желтый tetraterpenoids. Они функционируют как дополнительные пигменты в биологических средах, помогая поддерживать процесс фотосинтеза, собирая длины волны света, не поглощенного хлорофиллом. Самые знакомые каротиноиды — каротин (оранжевый пигмент, найденный в моркови), lutein (желтый пигмент, найденный во фруктах и овощах), и lycopene (красный пигмент, ответственный за цвет помидоров). Каротиноиды выступают, как антиокислители и оказывают положительную роль для функционирования нормального зрения.

Антоцианины (буквально «синий цветок»), растворимые в воде флавоноидные пигменты, которые кажутся красными или синими, в зависимости от кислотности среды (pH). Они встречаются во всех тканях более высоких природных образований, обеспечивая цвет листьям, стебельным образованиям, корням, цветам, и плодам, хотя не всегда в достаточном количестве, чтобы быть примечательным. Anthocyanins пигменты являются самыми различимыми в лепестках цветов, где они могут составить целых 30 % сухого веса ткани. Они также ответственны за фиолетовый цвет, замеченный на обратной, не освещаемой стороне тропических растений, типа Tradescantia zebrina; на этих тканях растений, антоцианин ловит свет, который прошел сквозь лист и отражает его назад к областям, имеющим хлорофилл, чтобы максимизировать использование доступного света.

Betalains — красные или желтые пигменты. Как anthocyanins они растворимы в воде, но в отличие от anthocyanins они получены индолом составов, синтезируемые из тирозина. Этот класс пигментов найден только в Caryophyllales (включая кактус и амарант), и никогда не происходит на тканях с anthocyanins. Betalains ответственны за глубокий красный цвет например свеклы, и используются в коммерческих целях как пищевой краситель.

Пигменты у животных Править

Отличительная (защитная)пигментация бабочки монарха напоминает потенциальным хищникам, что это является ядовитым созданием

Пигменты типа меланина в коже животных, могут служить для защититы ткани от ультрафиолетовой радиации. Пигменты могут также помочь в сексуальном привлечении партнёра при воспроизводстве, идентифицируя разновидность и род животных потенциальным партнёром, или сигнализируя о готовности размножаться. Некоторые биологические структуры в животных, типа heme групп, окрашены в результате их специфического строения, и их цвет не служит этим функциям.

Считается, что некоторые cephalopods используют пигментированные хроматофоры для общения с сородичами.

Пигментация используется многими животными для защиты, посредством камуфляжа, мимикрии или предупреждающей окраски. Хамелеоны используют пигменты для маскировки, чтобы смешаться с окружающей их средой, управляя поглотительными уровнями пигментов своей кожи в видимой области спектра.

Болезни и состояния Править

Разнообразие болезней и нарушений, которые вызывают пигментацию, возникает как у людей, так и у животных, в виде отсутствия или потери пигментации (или клеток пигмента), или в виде их избытка — вырабатывания лишнего пигмента.

Альбинизм — наследственное нарушение, характеризующийся полной или частичной потерей меланина. Людей и животных, которые страдают от альбинизма, называют «альбиносами».
Чешуйчатый ихтиоз, также названный «болезнь масштаба рыбы», является унаследованным условием, при котором один признак проявляется лишним производством меланина. Также бывает кожа более темная, чем нормальная, и характеризуется затемненными, чешуйчатыми, сухими участками.
Melasma — состояние, в котором темно-коричневые участки пигмента появляются на лице, под влиянием гормональных изменений. Когда это происходит в течение беременности, это явление называют маской беременности.
Глазная пигментация — накопление пигмента в глазу, и может быть вызвана latanoprost лечением.[3]
Витилиго — условие, в котором наблюдается потеря на отдельных участках кожи меланоцитов - производящих пигмент меланин клеток.

Коммерческое применение пигментов Править

Некоторые природные растительные пигменты широко используются в качестве красок, хотя многие из них, несмотря на отличный цвет, недостаточно устойчивы или слишком дороги.

Пигменты у морских животных Править

Каротиноиды Править

Каротиноиды / Carotenoprotein[4]

Каротиноиды — самая широкая группа пигментов, найденных в природе. Более чем 600 различных видов каротиноидов найдены у животных и в растительных клетках. В клетках растений каротиноиды выполняют отчасти светозащитные функции, играют роль антиоксидантов, убирающих лишние свободные радикалы, образованные в процессе фотосинтеза. Этот пигмент обычно находится в хлоропласте клеток и другого фотосинтетического организма, типа морских водорослей, гриба, и некоторых бактерий. С другой стороны, животные неспособны к созданию их собственных каротиноидов. Таким образом, они полагаются на клетки для этих пигментов.

Каротиноиды формируют комплексы с белками, которые известны как carotenoproteins. Эти комплексы естесвенны среди морских животных. Сarotenoprotein-комплексы ответственны за различные цвета (красный, фиолетовый, синий, зеленый, и т. д.) у морских беспозвоночных для того, чтобы соединять ритуалы и камуфляж. Есть два главных типа carotenoproteins: Тип A и Тип B.

A-тип имеет каротиноиды (хромоген), которые являются stoichiometrically, связанным с простым белком (гликопротеин).
B-тип имеет каротиноиды, которые связаны с lipo белком, и обычно менее устойчиво.

В то время как A-тип обычно находится на поверхности (снарядов и кожи) морских беспозвоночных, то B-тип находится обычно в яйцах, яичниках, и крови. Цвета и характерное поглощение этих carotenoprotein комплексов основаны на химическом закреплении chromogen и подединиц белка.

Например, синий carotenoprotein, linckiacyanin имеет приблизительно 100—200 молекул каротиноида в каждый комплекс.[5] Кроме того, функции этих комплексов белка пигмента также изменяют их химическую структуру также. Carotenoproteins, которые являются в пределах фотосинтетической структуры, более обычны, но усложнены. Комплексы белка пигмента, которые являются вне фотосинтетической системы, менее обычны, но имеют более простую структуру. Например, есть только два из этих синих astaxanthin-белков[6] в медузе, Velella velella, содержит только приблизительно 100 каротиноидов в комплекс.

Самый общий carotenoprotein — astaxanthin, который испускает фиолетовый-синое-зелений пигмент. Цвет Астаксантина сформирован, создавая комплексы с белками в определенном заказе. Например, crustochrin имеет приблизительно 20 astaxanthin молекул, связанных с белком. Когда комплексы взаимодействуют экситонным-экситонным взаимодействием, это понижает максимум спектральной поглощательной способности, изменяя различные цветные пигменты!

У омаров есть различные типы комплексов астраксантин-белок. Первый из них — crustacyanin (Макс. длина волны 632 нм), синий сланцем пигмент, найденный в щитке омара. Второй — crustochrin (Макс 409), желтый пигмент, который найден на внешнем слое щитка. Наконец, lipoglycoprotein и ovoverdin формируют яркий зеленый пигмент, который обычно присутствует во внешних слоях щитка и яиц омара.[7],[8]

Тетрапирролы Править

Tetrapyrroles [9] — следующая самая общая группа фотопигментов. Они имеют четыре кольца pyrrole, каждое кольцо, состоящее из C4h5NH. Главная роль tetrapyrroles — их связь в биологическом процессе окисления. Tetrapyrroles имеет главную роль в электронном транспорте и действует как замена для многих ферментов. Кроме того, они также играют роль в пигментации тканей морского организма.

Меланин Править

Меланин (Melanin [10]) — класс составов, который служит пигментом с различными структурами, ответственными за темные, коричневые, желтоватые фотопегменты пигменты у морских животных. Это произведено, поскольку тирозин аминокислоты преобразован в меланин, который найден в коже, волосах, и глазах. Полученный из аэробного окисления фенолов, они — полимеры.

Есть несколько различных типов меланинов, полагающих, что они являются совокупностью меньших составляющих молекул, типа азота, содержащего меланины. Есть два класса пигментов: черные и коричневые нерастворимые эвмеланины, которые получены из аэробного окисления тирозина в присутствии tyrosinase, и разрешимых щелочью phaeomelanins, которые располагаются от желтого цвета до красного коричневого цвета, являясь результатом отклонения eumelanin тропы через вмешательство цистеина и/или глутатнона. Eumelanins обычно находятся в коже и глазах. Несколько различных меланинов включают melanoprotein (темно-коричневый меланин, это сохранено в высоких концентрациях в мешочке чернил Сепии каракатицы Officianalis), echinoidea (найденный в долларах песка, и сердцах морских пострелов), holothuroidea (найденный в морских огурцах), и ophiuroidea (найденный в ломком и звездах змеи). Эти меланины — возможно полимеры, которые являются результатом повторного сцепления простого bi-polyfunctional monomdric промежуточные звенья, или высоких молекулярных масс. Составы benzothiazole и tetrahydroisoquinoline показывают акт систем как УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ-АБСОРБИРУЮЩИЕ составы. Есть несколько различных типов меланинов, как полагают, что они являются совокупностью меньших составляющих молекул, типа азота, содержащего меланины.

Биолюминесценция Править

Биолюминесценция может также использоваться, чтобы привлечь добычу. На удилище болтается светящийся придаток, в передней части его большие и зубастые челюсти в качестве приманки для рыб поменьше.

Биолюминесценция [11] — единственный источник света в глубоком море, морские животные испускают видимую световую энергию, названную биолюминесценцией, подмножество хемилюминесценции. Это — химическая реакция, в которой химическая энергия преобразована, чтобы осветить энергию. Оценено, что 90 % глубоководных животных производят своего рода биолюминесценцию. Полагая, что большая пропорция видимого легкого спектра поглощена перед достижением глубокого моря, большинство испускаемого света от морских животных является синим и зеленым. Однако, некоторые разновидности могут испустить красно-инфракрасный свет, и даже был род, который, как находят, испускает желтую биолюминесценцию. Орган, который является ответственным за эмиссию биолюминесценции, известен как photophores. Этот тип только присутствует в кальмаре и рыбе, и используется, чтобы осветить их брюшные поверхности, которые маскируют их силуэты от хищников. Использования photophores в морских животных отличаются, типа линз для того, чтобы управлять интенсивностью цвета, и интенсивности произведенного света. Кальмары имеют и photophores и хроматофоры, который управляет обоими из этих intensities. Другая вещь, которая является ответственной за эмиссию биолюминесценции, которая является очевидной во взрывах света, который медуза испускает, начинается с luciferin (photogen) и концы с легким эмитентом (photagogikon.) Luciferin, luciferase, соль, и кислород реагируют и объединение, чтобы создать единственную единицу, названную фотобелками, которые могут произвести свет когда реагируется с другой молекулой, типа Приблизительно +. Использование медузы это как защитный механизм; когда меньший хищник пытается пожрать медузу, это высветит ее огни, которые поэтому соблазнили бы большего хищника и выгнали бы меньшего хищника. Это также используется как сцепляющееся поведение.

В строящем риф коралле и актиниях, они fluoresce; свет поглощен в одной длине волны, и повторно испускается в другом. Эти пигменты могут действовать как естественные солнцезащитные крема, помощь в фотосинтезе, служить предупреждением окраски, привлекать помощников, предупреждать конкурентов, или смущать хищников.

Следует заметить, что Биолюминесценция проявляется не только у морских животных. Способность клеток светиться при воздействии фотонов лучей света в настоящее время используется учёными при флюоресцентной микроскопии, например, при исследовании живых клеток сетчатки глаза. При флюоресцентной микроскопии сетчатки птиц (цыплёнка) колбочки и палочки светились разными цветами своими жировыми капельками (фиолетовым, синим, зелёным, красным).

ХроматофорыПравить

Хроматофоры — цветной пигмент, активно и быстро изменяющий окраску биологических клеток, которые непосредственно стимулируются центральными моторными нейронами. Они прежде всего используются для быстрой экологической адаптации к маскировке. Процесс изменения цветного пигмента их кожи полагается на единственную высоко развитую клетку хроматофора и много мускулов, нервы, глии и клетки кожи. Хроматофоры заключают и содержат пузырьки, который хранит три различных жидких пигмента. Каждый цвет обозначен тремя типами ячеек хроматофора: erythrophores, melanophores и xanthophores.

Первый тип — erythrophores, который содержит красноватые пигменты, типа каротиноидов и pteridines.
Второй тип — melanophores, который содержит черные и коричневые пигменты, типа меланинов.
Третий тип — xanthophores, который содержит желтые пигменты в формах каротиноидов.

Различные цвета сделаны комбинацией различных слоев хроматофоров. Эти клетки обычно располагаются ниже кожи или измеряют животных, есть две категории цветов, произведенных ячейкой — biochrome и schematochromes.

Biochromes — цвета, химически формирующих микроскопические, естественные пигменты. Их химический состав создан, чтобы взять в небольшом количестве цвета света и отразить остальные. И напротив, schematochromes (структурные цвета) — цвета, созданные легкими изменениями от бесцветной поверхности и преломлений тканями. Schematochromes действуют как призмы, преломляя и рассеивая видимый свет к среде, которая в конечном счете отражает определенную комбинацию цветов. Эти категории определены движением пигментов в пределах хроматофоров. Физиологические цветные изменения краткосрочны и быстры. Они найдены в рыбах, и — следствие ответа животного на изменение в окружающей среде. Напротив, морфологические цветные изменения — долгосрочные изменения, которые происходят в различных стадиях животного, и приводит к изменению чисел хроматофоров. Чтобы изменять цветные пигменты, прозрачность, или непрозрачность, ячейки изменяются в форме и размере, и распространяют или заключают их внешнее покрытие.

Фотозащитные пигментыПравить

Фотозащитные пигменты — пигменты создаваемые от УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫХ-A и УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫХ-B лучей морских животных и развились, чтобы иметь составы, которые поглощают УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ свет и средство как солнцезащитный крем. Mycosporine-подобные аминокислоты (МААС) могут поглотить УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ лучи в 310—360 нм. Меланин — другой известный УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ ЗАЩИТНИК. Каротиноиды и фотопигменты оба косвенно действуют как фотозащитные пигменты, поскольку они подавляют свободныt радикалы кислорода. Они также добавляют фотосинтетические пигменты, которые поглощают легкую энергию в синей области.

Защитная роль пигментовПравить

Защитная роль пигментов — известно, что животные используют их цветные образцы, чтобы отпугивать хищников, однако, наблюдалось, что пигмент губки подражал химикату, который вовлекал регулирование линьки amphipod, который, как известно, охотился на губки. Так, всякий раз, когда, что amphipod ест губку, химические пигменты предотвращают линьку, и в конечном счете умирает amphipod.

Экологическое влияние на цветПравить

Экологическое Влияние на Цвет — когда окраска у беспозвоночных изменяется в зависимости от глубины, водной температуры, источника пищи, водных потоков, географического местоположения, светового освещения и отложений осадков. Например, количество каротиноида, который уменьшается у актиния при более глубоком погружении в океан. Таким образом, морская жизнь, которая проживает на более глубоких водах, является менее блестящей, чем у организмов, которые живут в хорошо освещенных областях из-за сокращения пигментов. В колониях колониального ascidian-cyanophyte симбиоза цоколь Trididemnum, их цвета отличаются и зависят от светового режима, в котором они живут. Колонии, которые выставлены полному солнечному свету, тяжело твердеют, более толсты, и белы. По контрасту колонии, которые живут в заштрихованных областях, имеют больше phycoerythrin (пигмент, который поглощает зеленый цвет) по сравнению с phycocyanin (пигмент, который поглощает красный), более тонкий, и являются фиолетовыми. Фиолетовый цвет в заштрихованных колониях происходит главным образом из-за phycobilin пигмента морских водорослей, означая, что изменение подвергания в свете изменяет цвета этих колоний.

Адаптивная окраскаПравить

Aposematism — окраска предупреждения, чтобы сигнализировать потенциальным хищникам, чтобы их избежать. Во многих chromodrorid nudibranchs они рбразуются из неприятных и ядовитых химикалий, испускаемых от губок и хранят их в их repugnatorial гландах (расположенный вокруг края мантии). Хищники nudibranchs учились избегать их определенный nudibranchs основанный на их ярких цветных образцах. Добыча также защищает себя их ядовитыми составами в пределах от разнообразия органических и неорганических составов.

Физиологическая роль пигментовПравить

Фотопигменты морских животных преследуют несколько различных целей, кроме защитных ролей. Некоторые пигменты, как известно, защищают от УФ - излучения (см. фотозащитные пигменты.) В nudibranch Nembrotha Kubaryana, tetrapyrrole пигмент 13, как находили, был мощным антибактериальным агентом. Также в этом существе, tamjamines A, B, C, E, и F (изображают 79a-e) показан антибактериальный препарат, предназначен для антиопухолей и для иммунодепрессивных действий.

Sesquiterpenoids признаны за их синие и фиолетовые цвета, но они также показывают различные биологические активности, типа антибактериального, immunoregulating, антибактериальный препарат, и цитостатический, так же выступает в качестве запрещающей деятельности против разделения клетки в оплодотворенном морском постреле и ascidian яйцах. Несколько других пигментов показали, чтобы быть цитостатическим. Фактически, два новых каротиноида, которые были изолированы из губки Phakellia stelliderma, показали умеренную цитотоксичность против клеток лейкемии мыши. Другие пигменты с медицинской причастностью включают scytonemin, topsentins, и debromohymenialdisine имеют несколько ведущих составов в области воспаления, ревматического артрита и osteoarthritis соответственно. Есть свидетельство, что topsentins являются мощными посредниками immunogenic инфляции, и topsentin и scytonemin — мощные ингибиторы нейрогенного воспаления.

↑ http://www.britannica.com/EBchecked/topic/65803/biochrome accessed 27 July 2010
↑ http://en.wikipedia.org/wiki/Biological_pigment
↑ Rang, H. P. (2003). Pharmacology. Edinburgh: Churchill Livingstone. ISBN 0-443-07145-4. Page 146
↑ Nadakal , A. M.. «Carotenoids and Chlorophyllic Pigments in the Marine Snail, Cerithidea Californica Haldeman, Intermediate Host for Several Avian Trematodes.» Marine Biological Laboratory. JSTOR, n.d. Web. 26 May 2010. <http://www.jstor.org/pss/1538938>.
↑ Milicua, JCG. «Structural characteristics of the carotenoids binding to the blue carotenoprotein from Procambarus clarkii.» Structural characteristics of the carotenoids binding to the blue carotenoprotein from Procambarus clarkii. N.p., 25 Oct. 1984. Web. 24 May 2010. <resources.metapress.com/pdf-preview.axd?code=l163k1j75x721w72&size=largest>.
↑ Zagalsky, P.. «Colouration in Marine Invertebrates» A central role for astaxanthin complexes." Crustacean. N.p., n.d. Web. 25 May 2010. <srs.dl.ac.uk/Annual_Reports/AnRep01_02/pdf/08_09%20Crustacyanin.pdf>.
↑ ZAGALSKY, Peter F. . «The lobster carapace carotenoprotein, a-crustacyanin.» A possible role for tryptophan in the bathochromic spectral shift of protein-bound astaxanthin. N.p., n.d. Web. 25 May 2010. <www.biochemj.org/bj/274/0079/2740079.pdf>.
↑ CHANG, KENNETH. «The New York Times > Science > Yes, It’s a Lobster, and Yes, It’s Blue.» The New York Times — Breaking News, World News & Multimedia. NY Times, 15 Mar. 2005. Web. 24 May 2010. <http://www.nytimes.com/2005/03/15/science/15blue.html>.
↑ Schmidt-Danner, Claudia. " BIOSYNTHESIS OF PORPHYRIN COMPOUNDS." Tetrapyrroles. N.p., n.d. Web. 25 May 2010. <www3.cbs.umn.edu/BMBB/faculty/csd/HTML/research_tetrapyrroles.htm>.
↑ Bandaranayake, Wickramasinghe. "The nature and role of pigments of marine invertebrates ." Natural Products Report. Cambridge, n.d. Web. 25 May 2010. <www.rsc.org/delivery/_ArticleLinking/DisplayArticleForFree.cfm?doi=b307612c&JournalCode=NP>.
↑ Webexhibits. "Bioluminescence | Causes of Color." WebExhibits. Web. 02 June 2010. <http://www.webexhibits.org/causesofcolor/4ADA.html>.

Бриттон Г. Биохимия природных пигментов. — Москва: Мир, 1986. — 422 с. — 3050 экз.
Всеволодов Н. Н. Биопигменты — фоторегистраторы: фотоматериал на бактериородопсине. — Москва: Наука, 1999. — 224 с. — (Теоретическая и прикладная биофизика). — ISBN 5-02-003930-6.
Конев С. В., Волотовский И. Д. Ввведение в молекулярную фотобиологию. — Минск: Наука и техника, 1971. — 230 с.

ru.science.wikia.com

Зеленый пигмент растения. Хлорофилл — зеленый пигмент растений

Зеленый пигмент растения - это хлорофилл. С его помощью растительность обретает соответствующий цвет. Еще в школе учат детей, что это вещество занимает важную роль в процессе фотосинтеза. Таким образом, растения не смогут существовать без него.

Но в последнее время считается, что этот пигмент можно использовать для здоровья человека. Существует информация, что жидкий хлорофилл продается в аптеке, приобретение его не составляет большого труда. Считается, что он сможет помочь в лечении многих болезней. Но обладает ли на самом деле это вещество целительными свойствами?

Что такое хлорофилл?

Уже говорилось, что хлорофилл - зеленый пигмент растения, придающий ему соответствующую окраску. Это важный элемент в жизнедеятельности растительности, требующийся для фотосинтеза. Хлорофилл имеет особый химический состав: атом магния окружают атомы азота, водорода, углерода и кислорода.

Почти сотню лет назад Ханс Фишер сделал удивительное открытие. Он заметил, что имеют сходство химические структуры хлорофилла и гемоглобина. Отличие состоит в том, что вместо магния гемоглобин содержит железо. Из-за этого пигмент хлорофилл начали называть кровью растений. Многих ученых заинтересовало это вещество, они начали его исследовать. Некоторым захотелось использовать его в медицине.

Использование хлорофилла

Зеленый пигмент растения на сегодня применяют в качестве пищевой добавки. Она больше известна как Е-140. С ее помощью заменяют красители, которые используют для кондитерских изделий. Производным хлорофилла является тринатриевая соль. Ее используют в промышленности пищевых продуктов в качестве красителя, названа она Е-141.

Не могли ученые не обращать внимания на то, что структура гемоглобина так похожа на хлорофилл. Из-за этого его применяют не только для пищевых добавок. На сегодняшний день выпускается экстракт зеленого пигмента. Его называют жидкий хлорофилл и применяют в медицине в качестве целительного средства. Но полезен ли он на самом деле?

Обещания производителей относительно жидкого хлорофилла

На сегодня привлекает интерес к себе жидкий хлорофилл. Растение содержит зеленый пигмент, который используется для этой биологической добавки. Средство привлекло людей, желающих поправить здоровье. Производитель, который его выпускает, считает, что препарат благотворно влияет на организм, так как строение пигмента очень схоже с гемоглобином.

хлорофилл растение Покупателям рассказывается информация, что жидкий хлорофилл имеет такие свойства:

Выводит шлаки, токсины из организма.
Регулирует уровень гормонов, которые находятся в крови.
С ним кислотно-щелочной баланс всегда будет в норме.
Кровь насыщается минералами, полезными веществами, витаминами.
Регенерация тканей, обмен веществ происходят быстрее.
Иммунитет улучшается.
Он способен помочь в некоторых гинекологических патологиях.

Мнение специалистов

Эта пищевая добавка представлена как антибиотик природного происхождения, который способен оказать чрезвычайное лечебное воздействие. С его помощью можно лечить болезни, а также заниматься профилактикой. Но что думают об этом специалисты?

Мнения врачей разделились:

Противники предполагают, что применять жидкий хлорофилл - это бессмысленное дело из-за того, что вещество не способно усвоиться в организме человека полноценно. Теории про целительные свойства они также опровергают.
Но есть специалисты, которые подтверждают некоторые лечебные свойства препарата. Они заметили, что он действительно выводит шлаки, укрепляет иммунную и сердечно-сосудистую системы.

Однозначного мнения не существует. Из-за этого каждый человек самостоятельно решает, нужно ли ему это средство. Но, кроме этого, зеленый пигмент растения нужен для очищения воздуха, что важно для жизни человека.

Фотосинтез

Одно точно известно, что помочь насытить воздух кислородом может хлорофилл. Фотосинтез - сложный процесс, где участвуют растения, энергия солнца. Происходит химическая реакция, с помощью которой из углекислого газа появляется кислород. Только этот процесс жизнедеятельности всего на планете использует энергию солнца.

пигмент хлорофилл Улавливают солнечный свет фотоавтотрофы. Такой процесс происходит в растениях, в некоторых водорослях и одноклеточных. Несмотря на то что фотосинтез осуществляют низшие жизненные сущности, половина работы выпадает на растения.

Наземные представители растительности получают воду через корни, которая необходима для данного процесса. На поверхности листьев есть небольшие отверстия, через которых поступает углекислота. В процессе всего этого освобождается кислород. Без хлорофилла этот процесс невозможен, так как именно этот зеленый пигмент растения поглощает солнечную энергию.

хлорофилл фотосинтез Хотя существует и бесхлорофилльный фотосинтез. Он был замечен у солелюбивых бактерий, вмещающих светочувствительный фиолетовый пигмент. Последний способен поглощать свет. Но это единичный случай. В основном участие принимает хлорофилл.

Свойства хлорофилла, открытые наукой

Зеленый пигмент начали плотно изучать в науке. Было доказано, что жидкий хлорофилл способствует регенерации клеток. Но сделать мощный антибиотик все-таки не удалось, поэтому отдавалось предпочтение таблеткам.

Но большого прогресса достигли исследования в стоматологии. Заинтересовавшись целебными свойствами хлорофилла, его изучали, заметили положительное влияние на ротовую полость. Роберт Нар изобрел программу, с помощью которой можно было бороться с кариесом. Была выпущена зубная паста, в составе которой был хлорофилл. Как известно, этот зеленый пигмент активно участвует в фотосинтезе, с помощью которого производится кислород. А это мощный агент, устраняющий бактерии, в том числе и те, которые провоцируют кариес. Из-за этого паста заслужила признание, так как показала отличный результат.

Также были положительными исследования, с помощью которых выявилось, что пигмент борется с панкреатитом, если принимать его внутрь.

зеленый пигмент растения это Итак, хлорофилл играет важную роль в жизни не только растений, а и всех людей. С его помощью происходит фотосинтез, выделяется кислород, необходимый человеку. Также жидкий хлорофилл начали применять в медицине. Многие исследования показали высокий результат.

fb.ru

Лекция - Растительные пигменты. - Биология

www.ronl.ru

Пигменты — органические соединения, присутствующие в клетках и тканях растений и окрашивающие их.Расположены пигменты в ХЛОРОПЛАСТАХ и хромопластах. Известно более 150 стойких пигментов. Многие из них важны для ФОТОСИНТЕЗА и являются источником витамина А. Аротиноиды- окрашивают растения в желтый, оранжевый или красный цвет. Флавоны и флавонолы – одни из самых распространенных растительных пигментов. Нет растения, где бы они ни были обнаружены.В природе флавоны и флавонолы являются основными пигментами, обеспечивающими желтую цветовую гамму плодов и цветов. Много этих красителей и в других органах растений, хотя там желтая окраска маскируется другими пигментами. Разнообразие оттенков желтого цвета достигается как изменением концентрации флавонов и флавонолов, так и присутствием в соке растений солей кальция и магния, увеличивающих интенсивность окраски. Халконы и ауроны- другие красители желтого цвета – близки по строению к флавонам. Встречаются они значительно реже. Среди известных нам растений эти пигменты можно обнаружить в листьях и цветах кислицы, кореопсиса и львиного зева. Как и некоторые люди, эти красители совершенно не переносят курильщиков и краснеют, если их окуривать сигаретным дымом. Отдельного упоминания заслуживают халконы еще и потому, что во многих случаях именно из них в процессе биосинтеза в растениях образуются флавоны, флавонолы и ауроны. 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 вåщество 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. Эфирные масла растений — представляют собой чаще бесцветные или желтоватые прозрачные жидкости, чуть реже — темно-коричневые, красные, зеленые или синие, зеленовато-синие. Запах эфирных масел всегда специфический и ароматный. Вкус у эфирных масел — пряный, острый, жгучийи зависит от растения, из которого они получены. Плотность большинства эфирных масел меньше единицы, а некоторые, например, гвоздичное масло тяжелее воды. Эфирные масла практически не растворимы в воде. Если взбалтать эфирное масло с водой образуется эмульсия, и вода приобретает специфический запах и вкус эфирного масла. Почти все эфирные масла хорошо растворимы в спирте, в жирных маслах, в минеральных маслах и смешиваются во всех пропорциях с хлороформом, эфиром. Реактив Судан III окрашиваетэфирные масла растений в оранжевый цвет. Температура кипения эфирных масел составляет от 40 0С, причем фракция монотерпенов кипит при 150-190 0С, фракция сесквитерпенов при 230-300 0С. Эфирные масла растений оптически активны. Реакция масел нейтральная или слегка кислая. Эфирные масла растений перегоняются с водяным паром, причем монотерпены перегоняются хорошо, сесквитерпены – хуже. При охлаждении эфирных масел некоторые компоненты выкристаллизовываются (ментол, тимол, камфора). Твердую часть эфирного масла называют стеароптен, жидкую – элеоптен.

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

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

Пигменты растений - Справочник химика 21

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]

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]

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]

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 листа

Для того чтобы свет мог оказывать влияние на растительный организм и, в частности, быть использованным в процессе фотосинтеза, необходимо его поглощение фоторецепторами-пигментами. Пигменты — вещества, имеющие окраску. Видимая часть спектра представлена длинами воли от 400 до 800 им. Органические вещества, поглощающие свет с длиной волны менее 400 им, кажутся бесцветными.

Хлорофиллы

Выделенное из листьев зеленое вещество назвали хлорофиллом (от греч. «хлорос» — зеленый и «филлон» — лист). В настоящее время известно около 10 хлорофиллов. Они отличаются по химическому строению, окраске, распространению среди живых организмов. У всех высших зеленых растений содержатся хлорофиллы а и b. Хлорофилл с содержится в диатомовых водорослях, хлорофилл d — в красных водорослях. Кроме того, известны четыре бактериохлорофилла (а, b, сиd), содержащиеся в клетках фотосинтезирующих бактерий., В клетках зеленых бактерий содержатся бактериохлорофиллы с и d. В клетках пурпурных бактерий — бактериохлорофиллы а и b. Основными пигментами, без которых фотосинтез не идет, являются хлорофилл а для зеленых растений и бактериохлорофилл для бактерий. Впервые точное представление о пигментах зеленого листа было получено благодаря работам крупнейшего русского ботаника М. С. Цвета. Он выделил пигменты листа в чистом виде и разработал новый хроматографический метод разделения веществ. Хлорофиллы а и Ъ различаются по цвету. Хлорофилл а имеет сине-зеленый оттенок, а хлорофилл Ъ — желто-зеленый. Содержание хлорофилла а в листе примерно в три раза больше по сравнению с хлорофиллом Ъ.

Химические свойства хлорофилла

По химическому строению хлорофилл — это сложный эфир дикарбоновой органической кислоты — хлорофиллина и двух остатков спиртов — фитола и метилового. Хлорофиллин представляет собой азотсодержащее металлорганическое соединение, относящееся к магний-порфиринам. В центре молекулы хлорофилла расположен атом магния, который соединен с четырьмя азотами пиррольных группировок. В пиррольных группировках хлорофилла имеется система чередующихся двойных и простых связей. Это и есть хромофорная группа хлорофилла, обусловливающая его окраску.

Расстояние между атомами азота пиррольных группировок в ядре хлорофилла составляет 0,25 нм. Интересно, что диаметр атома магния равен 0,24 нм. Таким образом, магний почти полностью заполняет пространство между атомами азота пиррольных группировок. Это придает ядру молекулы хлорофилла дополнительную прочность. Еще К. А. Тимирязев обратил внимание на близость химического строения двух важнейших пигментов: зеленого — хлорофилла листьев и красного — гемина крови. Действительно, если хлорофилл относится к магний-порфиринам, то гемин — к железопорфиринам. Сходство это не случайно и служит еще одним доказательством единства всего органического мира.

Одной из специфических черт строения хлорофилла является наличие в его молекуле, помимо четырех гетероциклов, еще одной циклической группировки из пяти углеродных атомов — циклопентанона. В циклопептанонном кольце содержится кетогруппа, обладающая большой реакционной способностью. Есть данные, что в результате процесса эполизации по месту этой кетогруппы к молекуле хлорофилла присоединяется вода.

Извлеченный из листа хлорофилл легко реагирует как с кислотами, так и со щелочами. При взаимодействии со щелочью происходит омыление хлорофилла, в результате чего образуются два спирта и щелочная соль хлорофиллина. В интактном живом листе от хлорофилла может отщепляться фитол под воздействием фермента хлорофиллазы. При взаимодействии со слабой кислотой извлеченный хлорофилл теряет зеленый цвет, образуется соединение феофитин, у которого атом магния в центре молекулы замещен на два атома водорода.

Хлорофилл в живой интактной клетке обладает способностью к обратимому окислению и восстановлению. Способность к окислительно-восстановительным реакциям связана с наличием в молекуле хло рофилла сопряженных двойных связей. Эти связи фиксированы не прочно, и при их перемещении азот пиррольных ядер может окисляться (отдавать электрон) или присоединять электрон (восстанавливаться).

Молекула хлорофилла полярна, ее порфириновое ядро обладает гидрофильными свойствами, а фитольный конец — гидрофобными. Это свойство молекулы хлорофилла обусловливает определенное расположение ее в мембранах хлоропластов. Исследования показали, что свойства хлорофилла, находящегося в листе и извлеченного из листа, различны, так как в листе он находится в комплексном соединении с белком подобно гемоглобину крови. Это доказывается следующими данными: 1. Спектр поглощения хлорофилла, находящегося в листе, иной по сравнению с извлеченным хлорофиллом. 2. Хлорофилл невозможно извлечь абсолютным спиртом из сухих листьев. Экстракция протекает успешно, только если листья увлажнить или к спирту добавить воды. 3. Выделенный из листа хлорофилл легко подвергается разрушению под влиянием самых разнообразных воздействий (повышенная кислотность, кислород и даже свет). Между тем в листе хлорофилл достаточно устойчив ко всем перечисленным факторам. Следует заметить, что связь между хлорофиллом и белком несколько иного характера, чем между гемином и белком. Установлено, что для гемоглобина характерно постоянное соотношение — на 1 молекулу белка приходится 4 молекулы гемина. Между тем соотношение между хлорофиллом и белком различно (от 3 до 10 молекул хлорофилла на 1 молекулу белка). Это соотношение претерпевает изменения в зависимости от типа растений, фазы их развития, условий среды. Связь между молекулами белка и хлорофиллом осуществляется путем нестойких комплексов, образующихся при взаимодействии кислых групп белковых молекул и азота пиррольных колец. Чем выше содержание дикарбоновых аминокислот в белке, тем лучше идет их комплексирование с хлорофиллом. Блокирование карбоксильных групп в белке сильно уменьшает его способность к связыванию с хлорофиллом. Белки, связанные с хлорофиллом, характеризуются низкой изоэлектрической точкой (3,7—4,9). Молекулярная масса этих белков порядка 68 тыс.

Важным свойством молекул хлорофилла является их способность к взаимодействию друг с другом. В результате этого происходит их переход из мономерной в агрегированную форму, которая может возникнуть в результате взаимодействия двух и более молекул при их близком расположении друг к другу. В процессе образования хлорофилла его состояние в живой клетке закономерно меняется. При этом и происходит его агрегация.

studfiles.net

Сведения об образовательной организации

Полезные ссылки

Безопасность

Противодействие коррупции

Доступная среда

Карта сайта

НСОКО