Gli scienziati sanno cosa sono i pigmenti vegetali: verde e viola, giallo e rosso. I pigmenti vegetali sono chiamati molecole organiche che si trovano nei tessuti, nelle cellule di un organismo vegetale: è grazie a tali inclusioni che acquisiscono colore. In natura, la clorofilla si trova più spesso di altre, che è presente nel corpo di qualsiasi pianta superiore. I carotenoidi forniscono tonalità arancioni, rossastre e giallastre.
E altri dettagli?
I pigmenti vegetali si trovano nei cromo-, cloroplasti. In totale, la scienza moderna conosce diverse centinaia di varietà di composti di questo tipo. Una percentuale impressionante di tutte le molecole scoperte è necessaria per la fotosintesi. Come hanno dimostrato i test, i pigmenti sono fonti di retinolo. Tonalità rosa e rosse, variazioni dei colori marroni e bluastri sono fornite dalla presenza di antociani. Tali pigmenti si osservano nella linfa delle cellule vegetali. Quando le giornate si accorciano durante la stagione fredda,i pigmenti reagiscono con altri composti presenti nel corpo della pianta, facendo cambiare il colore delle parti precedentemente verdi. Il fogliame degli alberi diventa luminoso e colorato - lo stesso autunno a cui siamo abituati.
Il più famoso
Forse quasi tutti gli studenti delle superiori conoscono la clorofilla, un pigmento vegetale necessario per la fotosintesi. Grazie a questo composto, un rappresentante del mondo vegetale può assorbire la luce del sole. Tuttavia, sul nostro pianeta, non solo le piante non possono esistere senza clorofilla. Come hanno dimostrato ulteriori studi, questo composto è assolutamente indispensabile per l'umanità, poiché fornisce una protezione naturale contro i processi tumorali. È stato dimostrato che il pigmento inibisce gli agenti cancerogeni e garantisce la protezione del DNA dalle mutazioni sotto l'influenza di composti tossici.
La clorofilla è il pigmento verde delle piante, che rappresenta chimicamente una molecola. È localizzato nei cloroplasti. È a causa di una tale molecola che queste aree sono colorate di verde. Nella sua struttura, la molecola è un anello di porfirina. A causa di questa specificità, il pigmento ricorda l'eme, che è un elemento strutturale dell'emoglobina. La differenza fondamentale è nell'atomo centrale: nell'eme, il ferro prende il suo posto; per la clorofilla, il magnesio è il più significativo. Gli scienziati hanno scoperto questo fatto per la prima volta nel 1930. L'evento si è verificato 15 anni dopo che Willstatter ha scoperto la sostanza.
Chimica e biologia
In primo luogo, gli scienziati hanno scoperto che il pigmento verde nelle piante è disponibile in due varietà, a cui sono stati dati i nomi di duele prime lettere dell'alfabeto latino. La differenza tra le varietà, anche se piccola, è ancora presente ed è più evidente nell'analisi delle catene laterali. Per la prima varietà, CH3 svolge il proprio ruolo, per il secondo tipo - CHO. Entrambe le forme di clorofilla appartengono alla classe dei fotorecettori attivi. Grazie a loro, la pianta può assorbire la componente energetica della radiazione solare. Successivamente sono stati identificati altri tre tipi di clorofilla.
Nella scienza, il pigmento verde nelle piante è chiamato clorofilla. Indagando sulle differenze tra le due principali varietà di questa molecola inerente alla vegetazione più alta, è emerso che le lunghezze d'onda che possono essere assorbite dal pigmento sono alquanto diverse per i tipi A e B. In effetti, secondo gli scienziati, le varietà si completano efficacemente ciascuna altro, fornendo così all'impianto la capacità di assorbire al massimo la quantità di energia richiesta. Normalmente, il primo tipo di clorofilla si osserva solitamente in una concentrazione tre volte superiore rispetto al secondo. Insieme formano un pigmento vegetale verde. Altri tre tipi si trovano solo in antiche forme di vegetazione.
Caratteristiche delle molecole
Studiando la struttura dei pigmenti vegetali, si è scoperto che entrambi i tipi di clorofilla sono molecole liposolubili. Le varietà sintetiche create nei laboratori si dissolvono in acqua, ma il loro assorbimento nel corpo è possibile solo in presenza di composti grassi. Le piante usano il pigmento per fornire energia per la crescita. Nella dieta delle persone, viene utilizzato a scopo di recupero.
Clorofilla, tipol'emoglobina può funzionare normalmente e produrre carboidrati quando è collegata alle catene proteiche. Visivamente, la proteina sembra essere una formazione senza un sistema e una struttura chiari, ma in re altà è corretta, ed è per questo che la clorofilla può mantenere stabilmente la sua posizione ottimale.
Caratteristiche dell'attività
Gli scienziati, studiando questo pigmento principale delle piante superiori, hanno scoperto che si trova in tutte le verdure: l'elenco include verdure, alghe, batteri. La clorofilla è un composto completamente naturale. Per natura, ha le qualità di un protettore e previene la trasformazione, la mutazione del DNA sotto l'influenza di composti tossici. Un lavoro di ricerca speciale è stato organizzato nell'Indian Botanical Garden presso l'Istituto di ricerca. Come hanno scoperto gli scienziati, la clorofilla ottenuta da erbe fresche può proteggere da composti tossici, batteri patologici e calma anche l'attività dell'infiammazione.
La clorofilla ha vita breve. Queste molecole sono molto fragili. I raggi del sole portano alla morte del pigmento, ma la foglia verde è in grado di generare nuove e nuove molecole che sostituiscono quelle che hanno servito i loro compagni. Nella stagione autunnale la clorofilla non viene più prodotta, quindi il fogliame perde il suo colore. Vengono alla rib alta altri pigmenti, precedentemente nascosti agli occhi di un osservatore esterno.
Non c'è limite alla varietà
La varietà di pigmenti vegetali nota ai ricercatori moderni è eccezionalmente ampia. Di anno in anno, gli scienziati scoprono sempre più nuove molecole. Relativamente recente condottogli studi hanno permesso di aggiungere altri tre tipi alle due varietà di clorofilla sopra menzionate: C, C1, E. Tuttavia, il tipo A è ancora considerato il più importante. Ma i carotenoidi sono anche più diversificato. Questa classe di pigmenti è ben nota alla scienza: è grazie a loro che le radici di carote, molte verdure, agrumi e altri doni del mondo vegetale acquisiscono sfumature. Ulteriori test hanno dimostrato che i canarini hanno piume gialle a causa dei carotenoidi. Danno colore anche al tuorlo d'uovo. A causa dell'abbondanza di carotenoidi, i residenti asiatici hanno un tono della pelle particolare.
Né l'uomo né i rappresentanti del mondo animale hanno caratteristiche biochimiche tali da consentire la produzione di carotenoidi. Queste sostanze compaiono sulla base della vitamina A. Lo dimostrano le osservazioni sui pigmenti vegetali: se il pollo non ha ricevuto vegetazione con il cibo, i tuorli d'uovo saranno di una tonalità molto debole. Se un canarino è stato nutrito con una grande quantità di cibo arricchito con carotenoidi rossi, le sue piume assumeranno una brillante tonalità di rosso.
Caratteristiche curiose: carotenoidi
Il pigmento giallo nelle piante è chiamato carotene. Gli scienziati hanno scoperto che le xantofille forniscono una tinta rossa. Il numero di rappresentanti di queste due tipologie noti alla comunità scientifica è in costante aumento. Nel 1947 gli scienziati conoscevano circa sette dozzine di carotenoidi e nel 1970 ce n'erano già più di duecento. In una certa misura, questo è simile al progresso delle conoscenze nel campo della fisica: prima conoscevano gli atomi, poi gli elettroni e i protoni, e successivamente hanno rivelatoparticelle ancora più piccole, per la designazione di cui vengono utilizzate solo lettere. Si può parlare di particelle elementari? Come hanno dimostrato i test dei fisici, è troppo presto per usare un termine del genere: la scienza non è stata ancora sviluppata nella misura in cui è stato possibile trovarli, se ce ne sono. Una situazione simile si è sviluppata con i pigmenti: di anno in anno vengono scoperte nuove specie e tipi, ei biologi sono solo sorpresi, incapaci di spiegare la natura multiforme.
Informazioni sulle funzioni
Gli scienziati coinvolti nei pigmenti delle piante superiori non possono ancora spiegare perché e perché la natura ha fornito una così ampia varietà di molecole di pigmento. È stata rivelata la funzionalità di alcune singole varietà. È stato dimostrato che il carotene è necessario per garantire la sicurezza delle molecole di clorofilla dall'ossidazione. Il meccanismo di protezione è dovuto alle caratteristiche dell'ossigeno singoletto, che si forma durante la reazione di fotosintesi come prodotto aggiuntivo. Questo composto è altamente aggressivo.
Un' altra caratteristica del pigmento giallo nelle cellule vegetali è la sua capacità di aumentare l'intervallo di lunghezze d'onda richiesto per il processo di fotosintesi. Al momento, tale funzione non è stata dimostrata esattamente, ma molte ricerche sono state fatte per suggerire che la prova finale dell'ipotesi non è lontana. I raggi che il pigmento vegetale verde non può assorbire vengono assorbiti dalle molecole del pigmento giallo. L'energia viene quindi diretta alla clorofilla per un'ulteriore trasformazione.
Pigmenti: così diversi
Tranne alcunivarietà di carotenoidi, pigmenti chiamati auroni, calconi hanno un colore giallo. La loro struttura chimica è per molti versi simile ai flavoni. Tali pigmenti non si trovano molto spesso in natura. Sono stati trovati in volantini, infiorescenze di oxalis e bocche di leone, forniscono il colore della coreopsis. Tali pigmenti non tollerano il fumo di tabacco. Se fumiga una pianta con una sigaretta, diventerà immediatamente rossa. La sintesi biologica che avviene nelle cellule vegetali con la partecipazione dei calconi porta alla generazione di flavonoli, flavoni, auroni.
Sia gli animali che le piante hanno melanina. Questo pigmento fornisce una sfumatura marrone ai capelli, è grazie ad esso che i ricci possono diventare neri. Se le cellule non contengono melanina, i rappresentanti del mondo animale diventano albini. Nelle piante, il pigmento si trova nella buccia dell'uva rossa e in alcune infiorescenze nei petali.
Blu e altro
La vegetazione ottiene la sua tinta blu grazie al fitocromo. È un pigmento vegetale proteico responsabile del controllo della fioritura. Regola la germinazione dei semi. È noto che il fitocromo può accelerare la fioritura di alcuni rappresentanti del mondo vegetale, mentre altri hanno il processo opposto di rallentamento. In una certa misura, può essere paragonato a un orologio, ma biologico. Al momento, gli scienziati non conoscono ancora tutti i dettagli del meccanismo d'azione del pigmento. È stato riscontrato che la struttura di questa molecola è regolata dall'ora del giorno e dalla luce, trasmettendo alla pianta informazioni sul livello di luce nell'ambiente.
Pigmento blu dentropiante - antociani. Tuttavia, ci sono diverse varietà. Gli antociani non solo danno un colore blu, ma anche rosa, spiegano anche i colori rosso e lilla, a volte scuro, viola intenso. La generazione attiva di antociani nelle cellule vegetali si osserva quando la temperatura ambiente scende, la generazione di clorofilla si interrompe. Il colore del fogliame cambia dal verde al rosso, rosso, blu. Grazie agli antociani, rose e papaveri hanno fiori scarlatti luminosi. Lo stesso pigmento spiega le sfumature delle infiorescenze di geranio e fiordaliso. Grazie alla varietà blu di antocianine, le campanule hanno il loro colore delicato. Alcune varietà di questo tipo di pigmento si osservano nell'uva, nel cavolo rosso. Gli antociani forniscono la colorazione di prugnole, prugne.
Luminoso e scuro
Pigmento giallo noto, che gli scienziati hanno chiamato antocloro. È stato trovato nella pelle dei petali di primula. L'antocloro si trova nelle primule, nelle infiorescenze di ariete. Sono ricchi di papaveri di varietà gialle e dalie. Questo pigmento dona un colore piacevole alle infiorescenze toadflax, frutti di limone. È stato identificato in alcune altre piante.
Anthofein è di natura relativamente rara. Questo è un pigmento scuro. Grazie a lui compaiono delle macchie specifiche sulla corolla di alcuni legumi.
Tutti i pigmenti luminosi sono concepiti dalla natura per la colorazione specifica dei rappresentanti del mondo vegetale. Grazie a questa colorazione, la pianta attira uccelli e animali. Ciò garantisce la diffusione dei semi.
Informazioni sulle celle e sulla struttura
Sto cercando di determinarequanto fortemente il colore delle piante dipende dai pigmenti, come sono disposte queste molecole, perché l'intero processo di pigmentazione è necessario, gli scienziati hanno scoperto che i plastidi sono presenti nel corpo della pianta. Questo è il nome dato ai piccoli corpi che possono essere colorati, ma sono anche incolori. Tali piccoli corpi sono solo ed esclusivamente tra i rappresentanti del mondo vegetale. Tutti i plastidi sono stati divisi in cloroplasti con una tinta verde, cromoplasti colorati in diverse varianti dello spettro rosso (comprese le tonalità gialle e di transizione) e leucoplasti. Questi ultimi non hanno sfumature.
Normalmente, una cellula vegetale contiene una varietà di plastidi. Gli esperimenti hanno dimostrato la capacità di questi corpi di trasformarsi da tipo a tipo. I cloroplasti si trovano in tutti gli organi vegetali colorati di verde. I leucoplasti sono più spesso osservati in parti nascoste dai raggi diretti del sole. Ce ne sono molti nei rizomi, si trovano nei tuberi, nelle particelle di setaccio di alcuni tipi di piante. I cromoplasti sono tipici per petali, frutti maturi. Le membrane tilacoidi sono arricchite in clorofilla e carotenoidi. I leucoplasti non contengono molecole di pigmento, ma possono essere un luogo per processi di sintesi, accumulo di composti nutritivi - proteine, amido e occasionalmente grassi.
Reazioni e trasformazioni
Studiando i pigmenti fotosintetici delle piante superiori, gli scienziati hanno scoperto che i cromoplasti sono colorati di rosso, a causa della presenza di carotenoidi. È generalmente accettato che i cromoplasti siano il passaggio finale nello sviluppo dei plastidi. Probabilmente compaiono durante la trasformazione dei leuco-, cloroplasti quando invecchiano. In gran partela presenza di tali molecole determina il colore del fogliame in autunno, nonché fiori e frutti luminosi e piacevoli per gli occhi. I carotenoidi sono prodotti da alghe, plancton vegetale e piante. Possono essere generati da alcuni batteri, funghi. I carotenoidi sono responsabili del colore dei rappresentanti viventi del mondo vegetale. Alcuni animali hanno sistemi di biochimica, grazie ai quali i carotenoidi si trasformano in altre molecole. La materia prima per tale reazione è ottenuta dal cibo.
Secondo le osservazioni dei fenicotteri rosa, questi uccelli raccolgono e filtrano la spirulina e alcune altre alghe per ottenere un pigmento giallo, da cui poi compaiono cantaxantina e astaxantina. Sono queste molecole che conferiscono al piumaggio degli uccelli un colore così bello. Molti pesci e uccelli, gamberi e insetti hanno un colore brillante dovuto ai carotenoidi, che si ottengono dalla dieta. Il beta-carotene si trasforma in alcune vitamine che vengono utilizzate a beneficio dell'uomo: proteggono gli occhi dalle radiazioni ultraviolette.
Rosso e verde
Parlando dei pigmenti fotosintetici delle piante superiori, va notato che possono assorbire i fotoni delle onde luminose. Si noti che ciò vale solo per la parte dello spettro visibile all'occhio umano, cioè per una lunghezza d'onda nell'intervallo 400-700 nm. Le particelle vegetali possono assorbire solo quanti che hanno riserve di energia sufficienti per la reazione di fotosintesi. L'assorbimento è responsabilità esclusiva dei pigmenti. Gli scienziati hanno studiato le più antiche forme di vita nel mondo vegetale: batteri, alghe. È stato stabilito che contengono diversi composti che possono accettare la luce nello spettro visibile. Alcune varietà possono ricevere onde luminose di radiazioni che non vengono percepite dall'occhio umano, da un blocco vicino all'infrarosso. Oltre alle clorofille, tale funzionalità è assegnata dalla natura alla batteriorodopsina, le batterioclorofille. Gli studi hanno dimostrato l'importanza per le reazioni di sintesi di ficobiline, carotenoidi.
La diversità dei pigmenti fotosintetici vegetali varia da gruppo a gruppo. Molto è determinato dalle condizioni in cui vive la forma di vita. I rappresentanti del mondo vegetale superiore hanno una varietà di pigmenti più piccola rispetto alle varietà evolutivamente antiche.
Di cosa si tratta?
Studiando i pigmenti fotosintetici delle piante, abbiamo scoperto che le forme vegetali superiori hanno solo due varietà di clorofilla (menzionate in precedenza A, B). Entrambi questi tipi sono porfirine che hanno un atomo di magnesio. Sono prevalentemente inclusi nei complessi di raccolta della luce che assorbono l'energia luminosa e la dirigono verso i centri di reazione. I centri contengono una percentuale relativamente piccola della clorofilla totale di tipo 1 presente nella pianta. Qui hanno luogo le interazioni primarie caratteristiche della fotosintesi. La clorofilla è accompagnata dai carotenoidi: come hanno scoperto gli scienziati, di solito ne esistono cinque varietà, non di più. Questi elementi raccolgono anche luce.
Essendo disciolti, le clorofille, i carotenoidi sono pigmenti vegetali che hanno bande strette di assorbimento della luce che sono abbastanza distanti l'una dall' altra. La clorofilla ha la capacità di agire in modo più efficaceassorbono le onde blu, possono funzionare con quelle rosse, ma catturano la luce verde molto debolmente. L'espansione e la sovrapposizione dello spettro sono fornite da cloroplasti isolati dalle foglie della pianta senza troppe difficoltà. Le membrane di cloroplasti differiscono dalle soluzioni, poiché i componenti coloranti sono combinati con proteine, grassi, reagiscono tra loro e l'energia migra tra collettori e centri di accumulo. Se consideriamo lo spettro di assorbimento della luce di una foglia, risulterà essere ancora più complesso, levigato di un singolo cloroplasto.
Riflessione e assorbimento
Studiando i pigmenti di una foglia di una pianta, gli scienziati hanno scoperto che una certa percentuale della luce che colpisce la foglia viene riflessa. Questo fenomeno è stato diviso in due varietà: specchio, diffuso. Dicono del primo se la superficie è lucida, liscia. La riflessione del foglio è prevalentemente formata dal secondo tipo. La luce filtra nello spessore, si disperde, cambia direzione, poiché sia nello strato esterno che all'interno del foglio ci sono superfici di separazione con diversi indici di rifrazione. Effetti simili si osservano quando la luce passa attraverso le cellule. Non c'è un forte assorbimento, il percorso ottico è molto maggiore dello spessore della lastra, misurato geometricamente, e la lastra è in grado di assorbire più luce del pigmento da essa estratto. Le foglie assorbono anche molta più energia rispetto ai cloroplasti studiati separatamente.
Poiché ci sono diversi pigmenti vegetali - rispettivamente rosso, verde e così via - il fenomeno di assorbimento non è uniforme. La lastra è in grado di percepire la luce di diverse lunghezze d'onda, ma l'efficienza del processo è eccellente. La più alta capacità di assorbimento del fogliame verde è inerente al blocco viola dello spettro, rosso, blu e blu. La forza di assorbimento non è praticamente determinata dalla concentrazione delle clorofille. Ciò è dovuto al fatto che il mezzo ha un elevato potere di diffusione. Se si osservano pigmenti in alta concentrazione, l'assorbimento avviene vicino alla superficie.
