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叶绿素是什么意思,叶绿素是什么

发布时间:2023-07-11 11:31:44编辑:温柔的背包来源:

叶绿素是什么意思,叶绿素是什么

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叶绿素是高等植物和所有其他光合生物中含有的一种绿色色素。叶绿素有很多种,如叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c和叶绿素d、细菌的叶绿素和氯霉素的叶绿素等。与食物相关的叶绿素a和叶绿素b主要存在于高等植物中。化学组成

叶绿素的分子结构19世纪初,俄罗斯化学家、色谱法创始人M.C. Tsvet用吸附色谱法证明高等植物叶片中的叶绿素有两种成分。经过多年的努力,德国的H. Fischer弄清楚了叶绿素复杂的化学结构。1960年,美国R.B .伍德沃德领导的实验室合成了叶绿素a。至此,叶绿素的分子结构已经确定。

叶绿素分子由两部分组成:核心部分是卟啉环,功能是吸光;另一部分是长脂肪烃侧链,叫做植醇,用来将叶绿素插入类囊体膜。与含铁的血红素基团不同,叶绿素卟啉环含有一个镁原子。叶绿素分子通过卟啉环中单双键的变化吸收可见光。叶绿素之间的结构差异很小。

例如,叶绿素a和叶绿素b的区别仅在于吡咯环上的附加基团:前者是甲基,后者是甲醛。细菌叶绿素和叶绿素a的区别在于卟啉环I上的乙烯基被酮基取代,环II上的一对双键被氢化。

具有化学性质的高等植物叶绿体中的叶绿素主要有叶绿素a和叶绿素b,它们不溶于水,但溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿等有机溶剂。叶绿素a的分子式:c 55h 72 o 5n 4mg;叶绿素b的分子式为C55H70O6N4Mg。在颜色上,叶绿素a是蓝绿色,叶绿素b是黄绿色。化学上,叶绿素是叶绿酸的酯,可以发生皂化反应。叶绿素是一种二羧酸,其中一个羧基被甲醇酯化,另一个被植醇酯化。

叶绿素分子包含一个卟啉环的“头”和一个叶绿醇的“尾”。镁原子位于卟啉环的中心,倾向于带正电荷,而与之缔合的氮原子倾向于带负电荷,所以卟啉具有极性、亲水性,能与蛋白质结合。叶醇是由四个异戊二烯单元组成的二萜,是亲脂性的脂肪链,决定了叶绿素的脂溶性。

叶绿素不参与氢转移或氢氧化还原,只以电子转移(电子得失引起的氧化还原)和共轭转移(直接能量转移)的形式参与能量转移。

卟啉环中的镁原子可以被氢离子、铜离子和锌离子取代。当叶子用酸处理时,氢离子很容易进入叶绿体,取代镁原子形成脱镁叶绿素,使叶子变成褐色。脱镁叶绿素容易与铜离子结合形成铜叶绿素,颜色比以前更稳定。人们常根据这一原理用醋酸铜处理绿色植物标本。

叶绿素是亲脂的脂肪链,决定了叶绿素分子的脂溶性,使其溶于丙酮、乙醇、乙醚等有机溶剂。由于结构的差异,叶绿素a是蓝绿色的,叶绿素b是黄绿色的。在光照下容易被氧化变色。叶绿素是二羧酸的酯,用碱皂化。

叶绿素不是很稳定,会被光、酸、碱、氧、氧化剂分解。在酸性条件下,叶绿素分子很容易失去卟啉环中的镁,成为脱镁叶绿素。叶绿素溶液可以进行一些类似光合作用的反应,使一些化合物在光照下氧化或还原。人工制备的叶绿素膜在光照下可以产生光电势和光电流,还可以催化一些氧化还原反应。光合作用

光合作用是指绿色植物通过叶绿体将二氧化碳和水的光能转化为化学能,储存在有机物中,并释放出氧气的过程。光合作用的第一步是光能被叶绿素吸收并电离。产生的化学能暂时储存在三磷酸腺苷(ATP)中,最后二氧化碳和水转化为碳水化合物和氧气。

1864年,德国科学家萨克斯做了一个实验:把绿叶放在黑暗中几个小时,为了消耗叶子中的营养物质。然后将刀片的一半露出来,另一半遮住。一段时间后,用碘蒸气处理叶片,发现叶片阴面的一半颜色没有变化,而露出的一半是深蓝色。这个实验成功地证明了绿叶在光合作用中产生淀粉。

1880年,德国科学家恩格尔曼用水绵进行了光合作用的实验:将装有水绵和好氧细菌的临时包装放在无空气、黑暗的环境中,然后用极细的光束照射水绵。通过显微镜观察发现,好氧细菌只集中在叶绿体被光束照射的位置附近。如果临时包装完全暴露在光线下,好氧细菌将集中在叶绿体的所有受光部分周围。

恩格尔曼的实验证明,氧气是从叶绿体中释放出来的,叶绿体是绿色植物进行光合作用的地方。

将一片脱去淀粉的紫罗兰叶片放在阳光下数小时之后用碘试剂检测,可以发现只有叶片上绿色的区域变色而白色区域没有,也就是说只有绿色区域有淀粉存在。这显示了光合作用在缺乏叶绿素的情况下无法进行,叶绿素存在是光合作用的必要条件。

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