«Самое интересное из веществ во всем органическоммире»

  Так назвал хлорофилл вели-- кий Чарльз Дарвин, когда наш соотечественник Климент Аркадьевич Тимирязев рассказал ему о своих опытах с этим веществом. В то время, когда химическая природа процесса фотосинтеза представлялась весьма туманной, подобное утверждение было весьма ценным, поскольку привлекало внимание ученых к новой очень перспективной проблеме.

А сам термин «хлорофилл» был предложен в 1818 году французскими химиками П. Пельтье и Ж- Каван- ту. Он образован из греческих слов «хлорос» — зеленый и «филлон» — лист.
Выделить хлорофилл из листа несложно. Для этого измельчим листья любого растения ножницами, поместим в ступку, прильем немного спирта, разотрем и отфильтруем в чистую сухую пробирку. Если у вас нет под рукой ступки, кусочки листьев поместите в небольшую колбочку, влейте спирт и осторожно нагрейте на спиртовке. Очень быстро спирт окрасится в изумрудно-зеленый цвет из-за присутствия хлорофилла.
А теперь познакомимся с некоторыми свойствами этого пигмента. Поместите за пробиркой черную бумагу или какой-то темный предмет и направьте на нее яркий свет. Раствор хлорофилла отражает свет с измененной длиной волны, поэтому хлорофилл приобретает вишнево-красную окраску. Это явление носит название флуоресценции.
В чем причина флуоресценции хлорофилла? Кванты света падают на его молекулы, находящиеся в растворе, и вызывают их возбуждение. При этом электрон молекулы пигмента переходит на более высокий энергетический уровень. В растворе, в отличие от зеленого листа, энергия возбужденного электрона не расходуется на синтез органических веществ, поэтому этот электрон возвращается на прежний энергетический уровень, а избыток энергии испускается в виде квантов красного света. Видимый свет, как известно, состоит из разных лучей: фиолетовых, синих, голубых, зеленых, желтых, оранжевых, красных. Их окраска зависит от длины волны, которая увеличивается по направлению от синих к красным лучам солнечного спектра. А вот величина квантов и их энергетический потенциал изменяются при этом в противоположном направлении: кванты синих лучей значительно богаче энергией, чем кванты красных. Когда свет падает на молекулы хлорофилла, часть энергии квантов рассеивается в виде тепла, поэтому отраженные кванты несут меньший запас энергии, а длина волны света увеличивается, смещаясь в сторону длины волны красных лучей.

Вот почему мы видим красное свечение при освещении хлорофилла белым светом, то есть совокупностью разных лучей солнечного спектра.
Любопытно в связи с этим отметить, что на прекрасных фресках гениального Андрея
Рублева мы часто видим сочетание зеленого с красным: в складках зеленой одежды как бы скрываются красные отсветы.
Если вы имеете спектроскоп — несложный школьный прибор, в котором при помощи призмы видимый свет разлагается на составные компоненты, — то можно изучить спектр поглощения хлорофилла. Приложите пробирку с раствором хлорофилла к щели спектроскопа и загляните в окуляр, вы увидите мощную темную полосу поглощения в красной части спектра и менее выраженную в синей. Итак, хлорофилл поглощает красные и синие лучи спектра. А вот зеленые, беспрепятственно проходя через его раствор, сообщают ему свою окраску.
Отчего зависит зеленая окраска пигмента? Добавим в пробирку с вытяжкой хлорофилла несколько капель слабой соляной кислоты. Тотчас же окраска изменится иа оливково-бурую. "Что при этом произошло с хлорофиллом?
Уже давно установлено, что его молекула содержит атом магния. При взаимодействии с соляной кислотой он вытесняется из нее атомами водорода соляной кислоты. Можно предположить, что наличие атома магния и определяет зеленую окраску пигмента.
Теперь в ту же пробирку добавим небольшое количество ацетата меди или ацетата цинка и подогреем содержимое пробирки на спиртовке. Едва жидкость закипит, окраска раствора резко изменится — вместо оливковобурой она вновь станет изумрудно-зеленой. Что же при этом произошло? В молекуле хлорофилла на место атома магния при взаимодействии с соляной кислотой встал водород. В свою очередь, атомы водорода при добавлении ацетата меди или ацетата цинка и нагревании вытесняются атомами меди или цинка. Происходит восстановление металлоорганической связи. Следовательно, зеленая окраска хлорофилла определяется наличием в нем атома металла вне зависимости от того, будет ли это магний, медь или цинк.

Еще по теме «Самое интересное из веществ во всем органическоммире»:

1. ГОЛОВА — НЕ САМОЕ ВАЖНОЕ
2. 2-3. Параллелизмы и связь всего со всем. Биосфера
3. ПАТОМОРФОЛОГИЯ и ЦИТОПАТОЛОГИЯ ПРИ ВИРУСНЫХ БОЛЕЗНЯХ, ОБЩИХ ВСЕМ ИЛИ НЕСКОЛЬКИМ ВИДАМ ЖИВОТНЫХ
4.    Болезни обмена веществ
5. ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧВЫ
6. Влияние химических веществ. 
7. Прозрачность вещества
8. СОДЕРЖАНИЕ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ
9. Передвижение веществ и их обмен
10. СЛИЗИСТЫЕ (ОБВОЛАКИВАЮЩИЕ) ВЕЩЕСТВА
11. Поступление веществ в растение
12. Индуцирующие вещества
13. РОЛЬ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА
14. Создание органического вещества. 
15. ОТВЕШИВАНИЕ И ОТМЕРИВАНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
16. Доступность питательных веществ почвы
17. НЕЙРОЛЕПТИЧЕСКИЕ И ТРАНКВИЛИЗИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
18. 2.3.5. Внутриклеточный поток веществ