Тепер в ту ж пробірку додамо|добавлятимемо| невелику кількість| ацетату міді або ацетату| цинку і підігріємо вміст| пробірки на спиртівці|. Тільки|тільки| рідина закипить|, забарвлення|фарбування| розчину різко зміниться — замість оливково-бурого він знов|знову| стане смарагдово-зеленим|. Що ж при цьому відбулося? У молекулі хлорофілу на місце|місце-милю| атома магнію при взаємодії з|із| соляною кислотою встав водень. У свою чергу|своєю чергою|, атоми водню при додаванні| ацетату міді або ацетату| цинку і нагріванні витісняються| атомами міді або цинку. Відбувається|походить| відновлення| металоорганічного зв'язку. Отже, зелене забарвлення|фарбування| хлорофілу визначається| наявністю в ньому атома металу незалежно від того, чи буде це магній|, мідь або цинк.
Спектри поглинання
Вперше|уперше| інтенсивність фотосинтезу| в різних променях спектру досліджував фізик Добені. У 1836 році він зробив дуже важливе|поважне| відкриття|: зелений лист|аркуш| може| фотосинтезувати в окремих| променях спектру, причому залежно від характеру| променів він йде з|із| неоднаковою швидкістю. Але на питання, в яких саме променях спектру фотосинтез протікає найбільш інтенсивно|, Добені відповів невірно|. Добені прийшов до висновку, що інтенсивність| фотосинтезу пропорційна| яскравості світла, а найбільш яскравими променями у той час вважалися|лічили| жовті.
Тим часом твердження|затвердження| суперечило|перечило| закону збереження| енергії. Адже жовті промені, мало поглинаються хлорофілом. Чи можуть вони бути головною рушійною силою процесу фотосинтезу?
Тімірязев стверджував, що яскравість променів залежить від суб'єктивного| сприйняття світла оком (сині промені здаються|видаються| нам неяскравими, а жовті навпаки) і тому не може визначати| інтенсивність засвоєння вуглекислого газу зеленими рослинами. Найбільш дієвими| в процесі фотосинтезу| можуть бути тільки|лише| ті промені, які поглинаються хлорофілом. Тімірязев| показав, що найактивніше фотосинтез йде в червоних променях спектру, які| інтенсивніше| інших поглинаються хлорофілом. У напрямку| до зеленої частини|частки| спектру інтенсивність фотосинтезу слабшає|. У зелених променях вона мінімальна. У синьо-фіолетовій частині|частці| спостерігається новий підйом інтенсивності фотосинтезу. Таким чином, Тімірязев встановив, що максимум засвоєння листком|аркушем| вуглекислого газу співпадає|збігається| з|із| максимумом поглинання світла хлорофілом|.
Пігменти рослин
Зміна забарвлення|фарбування| листя| — одна з перших прикмет осені. Берези, ясени і липи жовтіють, рожевіє листя бересклету, яскраво-червоно-червоним стає візерункове листя горобини, оранжевим і багряним листя осик. Чим же обумовлено це кольрове| різноманіття?
У листі рослин разом| із|із| зеленим хлорофілом містяться|утримуються| інші пігменти. Для того, щоб переконатися в цьому, виконується|проробимо| простий дослід|дослід|. Перш за все|передусім| приготуємо витяжку| хлорофілу. Разом з хлорофілом в спирті| знаходяться|перебувають| також жовті пігменти. Щоб|аби| розділити їх, невелику кількість спиртової| витяжки|витягу| наливають в пробірку|, додають|добавлятимемо| дві краплі|краплини| води і близько 4 милілітрів| бензину|. Вода вводиться|запроваджує| для того, щоб легше відбувалося|походило| розшарування| двох рідин. Закривши пробірку пробкою|корком| або пальцем, слід енергійно струсити її. Незабаром можна відмітити|помітити|, що нижній (спиртовий|) шар забарвився в золотисто-жовтий| колір|цвіт|, а верхній| (бензиновий) — в смарагдово-зелений. Зелений колір| бензину пояснюється|тлумачить| тим, що хлорофіл краще розчиняється| в бензині, ніж в спирті, тому при струшуванні| він зазвичай|звично| повністю|цілком| переходить в бензиновий шар.
Золотисто-жовте забарвлення спиртового шару пов'язане з присутністю ксантофіллу, речовини, нерозчинної в бензині. Його формула С40Н56О2. По хімічній природі ксантофіл близький до каротину, тому їх об'єднують в одну групу — каротиноїдів. Але каротин також є в листі зелених рослин, тільки він, як і хлорофіл, краще розчиняється в бензині, тому ми не бачимо його: інтенсивно-зелене забарвлення хлорофілу «забиває» жовтий колір каротину, і ми не розрізняємо його, як раніше ксантофіл в спиртовій витяжці. Щоб побачити каротин, потрібно перетворити зелений пігмент в з'єднання, нерозчинне в бензині. Цього можна досягти за допомогою лугу. У пробірку, де відбулося відділення ксантофілу, додамо шматочок лугу (КОН або NаОН). Пробірку закриємо пробкою і ретельно збовтаємо її вміст. Після розшарування рідин можна побачити, що картина розподілу пігментів змінилася: нижній спиртовий шар забарвився в зелений колір, а верхній — бензиновий — в жовто-оранжевий, характерний для каротину.
Ці досліди наочно|наглядний| свідчать| про те, що в зеленому листі|аркуші| одночасно з хлорофілом| присутні жовті пігменти — каротиноїди.
При настанні|наступі| холодів утворення нових молекул хлорофілу не відбувається|походить|, а старі швидко руйнуються. Каротиноїди ж стійкі до низьких температур, тому| восени ці пігменти стають добре помітними. Вони і додають|наділяють| листю багатьох| рослин золотисто-жовтий| і оранжевий відтінок.
Яке ж значення каротиноїдів| в житті рослин? Встановлено|установлений|, що ці пігменти захищають хлорофіл від фоторуйнування. Крім того, поглинаючи енергію синіх променів| сонячного спектру, вони передають її на хлорофіл. Це дозволяє зеленим рослинам| ефективніше використовувати| сонячну енергію для синтезу органічної речовини|.
Етапи фотосинтезу
Етапи фотосинтезу: фотофізичний, фотохімічний, хімічний (ензиматичний).
На першому етапі відбувається|походить| поглинання квантів світла пігментами, їх перехід в збуджений стан|достаток| і передача енергії до інших молекул фотосистеми. На другому етапі відбувається|походить| розділення|поділ| зарядів в реакційному центрі, перенесення|перенос| електронів по фотосинтетичному електронтранспортному| ланцюгу|цепу|, що закінчується синтезом АТФ і НАДФ·Н. Перші два етапи разом називають світлозалежною| стадією фотосинтезу.
Третій етап відбувається|походить| вже без обов'язкової участі світла і включає біохімічні реакції синтезу органічних речовин з використанням енергії, накопиченої на світлозалежній| стадії. Найчастіше як такі реакції розглядається|розглядує| цикл Кальвіна і глюконеогенез, утворення цукрів| і крохмалю з|із| вуглекислого газу повітря.
Світлова стадія
В ході світлової стадії фотосинтезу утворюються високоенергетичні продукти: АТФ і НАДФ·Н, що використовується як відновник. Як побічний продукт виділяється кисень. Загалом роль світлових реакцій фотосинтезу полягає в тому, що в світлову фазу синтезуються молекула АТФ і молекули-переносники протонів, тобто НАДФ·Н2.
Хлорофіл має два рівні збудження (з|із| цим пов'язана наявність двох максимумів на спектрі його поглинання): перший пов'язаний з переходом на вищий енергетичний рівень електрона системи зв'язаних подвійних зв'язків, другий — із|із| збудженням неспарених електронів азоту і магнію порфіринового| ядра. При незмінному спіні|спіні| електрона формуються синглетні перший і другий збуджений стан|достаток|, при зміненому — триплетний.
Завантажити реферат