Физиология растений - Лебедев С.И.
ISBN 5-10-000574-2
Скачать (прямая ссылка):
685, 705 и 720 нм. Вероятно, в хлоропластах есть несколько форм хлорофилла, имеющих различный характер связей белков с липидами, что влияет иа его оптические свойства. В толстом слое хлорофилла зеленые лучи гаснут, и он приобретает вишнево-красную окраску.
Солнечные лучи имеют разную длину волны, из них глаз человека воспринимает как свет лишь лучи с длиной волны 390—760 нм. Цвет всякого тела, в том числе хлорофилла и желтых пигментов, зависит от лучей, дополнительных к поглощенным. Следовательно, зеленый цвет хлорофилла зависит от непоглощенных зеленых лучей. Но зеленый цвет растений не является чисто-зеленым. Это смесь зеленого с красным, в чем можно убедиться, если смотреть на зеленый ландшафт через синее стекло, которое поглощает зеленые лучи и пропускает часть красных. При этом можно увидеть фантастический ландшафт с кораллово-красными лугами и лесами.
Сложную смесь пигментов можно разделить с помощью реакции Крауса, основанной на их различной растворимости в
спирте и бензине. К спиртовой вытяжке хлорофилла необходимо добавить бензин, в который перейдет хлорофилл, в нижнем спиртовом слое будут содержаться ксантофиллы. Если в делительную воронку прибавить гидрат окиси калия, то он, попадая в нижний спиртовой слой, образует спиртовую щелочь, при взбалтывании жидкости произойдет омыление хлорофилла. В группах СООСНз и СООС20Н39 место остатков метилового спирта и фитола займет калий, зеленый пигмент — производное хлорофилла — перейдет в нижний слой и смешается с ксантофиллами, а в верхнем слое останется только желтый пигмент— каротин; щелочные соли хлорофилла сохраняют цвет и флуоресценцию, поскольку центральное ядро молекулы хлорофилла не нарушено. Если с помощью кислоты вытеснить магний из молекулы хлорофилла и вместо него ввести водород, то образуется продукт бурой окраски — феофитин. Зеленую окраску можно восстановить, если вместо водорода ввести металл — медь, магний, железо, цинк.
При, постепенном расщеплении молекулы хлорофилла образуются порфирины, которые уже не содержат магния, но сохраняют все четыре пиррольных кольца, связанных между собой метановыми мостиками (—СИ — ). Одним из близких к ядру но своему строению соединений является этиопорфирин, который можно получить из гемоглобина крови. Так устанавливается связь между двумя важнейшими пигментами органического мира — гемоглобином и хлорофиллом.
ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
КАРОТИНОИДОВ, ИХ РОЛЬ В РАСТЕНИИ
К- А, Тимирязев, исследуя роль и значение хлорофилла, его физические й химические свойства, обратил внимание на связанные с. ним желтые пигменты — каротиноиды. Он писал, что ксантофилл — это вещество, которое появляется в этиолированных растениях раньше хлорофилла и сохраняется дольше в пожелтевших листьях. Несмотря на широкое распространение каротиноидов в природе и их важную роль, особенно каротина, для питания человека и животных, на желтые пигменты длительное время не обращали внимание при изучении обмена веществ в растении. Благодаря выдающимся работам К- А. Тимирязева, а также более поздним работам целой плеяды исследователей вопрос о роли хлоропластов и зеленого пигмента хлорофилла в основном решен, Этого нельзя сказать о кароти-ноидах, которые придают желтую или оранжевую окраску хромопластам и являются компонентами в пигментной системе хлоропластов.
Желтые пигменты — обязательные спутники зеленых пигментов, там, где обнаруживается хлорофилл, всегда имеются
'каротиноиды, В красной морской глубоководной водоросли филлофоре содержатся красные, зеленые и желтые пигменты. .Многим микроорганизмам, бактериям свойственны желтые пигменты, Каротиноиды широко распространены в природе, поэтому не случайно им' придается большое значение при изучении ¦фотосинтеза и других физиологических процессов.
Каротиноиды подразделяются на две большие группы: бескислородные и окисленные. К первой относятся а-, р-, "(-каротин (С40Н5б), являющиеся спутниками хлорофилла; л и копии (С40Н56), содержащийся в плодах томата, паслене, ягодах ландыша, цветках календулы; лепротин (CwHss), выделенный из бактерий Sarcina aurantiaca. 1<о второй группе ¦относятся ксантофиллы, а именно: л го теин (С40Н56О2), пли дигидроксикаротин,— постоянный спутник каротина; криптоксантин (С4оН5бО) — пигмент желтых зерен кукурузы, ¦содержащийся также в кожуре мандаринов, в плодах дынного дерева и зародышах пшеницы; микоксантин (С40Н54О) —* характерный пигмент слизистых грибов (дает темно-фиолетовые кристаллы); фукоксаитин (С40Н5вОб)—пигмент бурых водорослей; зеаксантин (С40Н56О2)—желтый пигмент семян кукурузы; рубиксантин (С40Н56О)—изомер криптоксантина, содержится в плодах шиповника; капеорубин и капсантин (С40Н56О4)—важнейший пигмент стручкового перца.
В кожице спелых плодов испанского перца обнаружено до 100 индивидуальных пигментов каротиноидов.
'Каротиноиды также подразделяются на группы по количеству углеродных атомов (с 40 углеродными атомами и меньше), К каротинондам, содержащим менее 40 углеродных атомов, относятся оксисоединепия: витамин А(СзоНзоО), кро-цетии — желтое красящее вещество шафрана, норбиксин и б и к с и н, обнаруженные в семенах биксы анатовой (Bixa orellana), азафрин, найденный в растении Escobedia. Из каротиноидов животного происхождения известны: а с т а з и н—красящее вещестйо морского паука и мо.рских звезд, эх и не но и — выделен из половых желез морского ежа, ретинен — продукт распада зрительного пурпура млекопитающих, л ю теин — пигмент яичного желтка птицы.
