магний
магний и есть ключевой атом, без которого фотосинтез невозможен.
Щас расскажу все последовательно, с доисторических времен
Сначала, конечно люди знали только то что животные и люди поедают растения. Также заметили, что все животные на земле, пусть даже и через друг друга - питаются растениями, например лев хоть и ест ланей - лани все же жрут кусты. Волк оленя валит - а тот травкой питается. Все сводится к растениям.
По второму закону термодинамики - какая-то энергия в процессе поглощения одними живыми сушествами других - теряется (теплом вываливается). Поэтому если бы все животные жрали друг друга, то через десяток поколений все вымерли бы. А почему мы до сих пор тусуем? А потому, что _подавляющее_ большинство животных - травокуры, ээ, травоеды. А растения - они умудряются синтезировать такие сложные вещества как липиды, протеины и углеводы из чего? Простейших соединений, типа воды и углекислоты. Именно зеленые растения, они преобразуют энергию солнца в энергию сложных соединений, а все-все остальные живчики на планете этим и питаютца, так что очевидно то, что тигр питается энергией слонца, пусть и с помощью такого свето-химического адаптера, как зеленое растение+коза, которая эту траву жрет все свободное время, что не спит и не бегает от тигров.
Но народ этого не знал, люди блуждали по каменным, бронзовым векам, потом темное средневековье с мыслями "На то воля Божья, чтоб дерево появлялося из земели-матушки" но наконец наука стала выходить вперед.
И вот в 17м веке один дядя по имени Жан Баптист ван Хельмонт из Фламандии (эт такая смешная часть бельгии, где почему-то говорят на нидерландском языке, так что это свой чувак), тот самый дядя который придумал слово "газ" и предложил отмечать температуру точками таянья льда и кипения воды (по Цельсию 0 - 100 градусов) решил он проверить, из чего же на самом деле растет растишка?
Ну, он логически подумал, чо растение просто вытягивает все из земли - тот самый объем, который потом само занимать станет. Ну, логично вроде. Он взял большой горшок, засыпал туда земли из огороду (тогда еще в супермаркетах не продавался "Сад Чудес"), затем взвесил горшок, записал. Потом посадил туда иву (по некоторым сомнительным данным - коноплю, а некоторые историки утверждают что коку), потом ее вырастил и взвесил снова. Он (да и все остальные) конечно ожидали что вес будет тем же, т е земли должно стать ровно на столько меньше, сколько станет весить большая ива (конопля, кока). Но земли меньше не стало(конечно ива взяла какие-то элементы, но обыкновенными весами это количество не обнаружишь, тем более такими допотопными, 17 века)! Вам то щас все известно но для него это какой был шок! И он тогда решил, что весь строительный материал растение берет из воды, коим он, конечно, постоянно поливал растиша. Имейте ввиду, что тогда вообще не знали ни формулу воды, ни состав воздуха, ни про азот, только открыли какое-то вещество, которое называли "горючий воздух" (что впоследствии оказалось водородом) по кислород понятия не имели - короче в реальных потемках сидели. Но все же частично Хельмонт был прав - растение во многом состоит из воды, но даже если иву потом высушить - она будет весить больше, чем ушло из земли. Так и из чего же эта ива? "На то воля Божья, чтобы ивушка из ничего возникла" - написал Хельмонт последней строчкой в своем докладе, захлопнул тетрадь и пошел изобретать термометр.
И только через лет сто один английский физиолог Стефан Хейлц заявил, что все вот это "сухое" тело растения появляется из... воздуха! вот тешились над ним наверно современники )
Но еще спустя 50 лет голландский физик Ян Инген-хос опытным путем доказал, что из воздуха, он даже точно указал что это - углекислый газ. Потом он проэксперементировал с растением (уж он-то, голландец, точно коноплю растил!) в темноте, и заметил что углекислый газ в замкнутом колпаке не уменьшается, мало того - растение дохнуть начало. Значит чтобы усваивать углекислоту, траве нужен свет. В то же самое время химик Джозеф Пристли открыл "огненный воздух" и обратил внимание на то, что трава этот "огненный воздух" выделяет при светосинтезе (то есть "фото", что и значит "свет"). (Потом через нескоко лет поняли, что этот "огненный воздух" в основном учавствует в окислительных процессах, поэтому его назвали "рождающий кислоту", то есть кратко - кислород или по гречески - оксиген). А в самом начале 19-го века Теодор, швейцарский химик, безупречно доказал что вода точно входит в состав растения, подтвердив хельмонтовы предположения.
Ну, вроде многое прояснилось.
Далее - в середине 19-го века французский инженер Буссингаль тоже решил поэксперементировать. Он приготовил такую почву, в которой вообще нет органических соединений, продемострировал всем, что действительно, растение растет питаясь углекислотой из воздуха. Но все же если в субстрате нет азота, то растение дохнет (что показалось странным - ведь воздух почти на 80% состоит из азота, в то время как углекислоты в нем - всего 0.03%!!! че бы растению и азот из воздуха тогда не брать? Ан нет, вот такое вот оно загадочное,
).
И тут вдруг все прояснилось - растению вообще никакая органика не нужна! Буссингаль (и еще большая свора химиков) стали все тщательно-претщательно проверять и выяснили, что растение из навоза, которое замешивают в землю - берет только неорганические соли, такие как нитраты и фосфаты, а вся остальная органика растению нах не нужна! Во как! И тут эта свора химиков устроила пропаганду в сельском хозяйстве - хватит нас коримть навозом! Он мало того что воняет, полно микробов, из него часто в растение попадает взякая зараза. И когда с этим разобрались и стали растить на химических удобрениях (которые эта свора химиков и предоставила) - люди стали гораздо меньше болеть всякой дрянью.
Что-ж, теперь люди познали, что растения не только дают всем пищу, но и обогащает воздух кислородом, причем для них кислород - это просто отходы, а для нас - мед (один чувак, которого звали Евгений Рабинович (американский биохимик, но родом из России-матушки) даже заморочился и подсчитал: в течение года зеленое месиво нашей планеты, включая водоросли и одноклеточные морские растения, соединяет 150 миллиардов тонн углерода из углекислого газа с 25-ю миллиардами тонн водорода из воды, выпукивая при этом 400 миллиардов тонн кислорода).
Так, мы все ближе к магнию )))
Хорошо, мы теперь знаем как этот фотосинтез работает внешне. А что же там внутри?
Что-ж, в 1817 году во Франции Пельете и Кавенти, два биохимика (те самые, что первые экстрагировали и описывали всякие органические соединения вроде кофенина, стрихинина и др. вещества растительного происхождения) - заморочились и выделили ак им показалось, самый важный компонент растения - именно тот, что и красит их все в зеленый цвет, и назвали они его по-гречески "зеленый лист", то есть "хлорофилл". В 1865 году немецких ботаник Захс прояснил еще кое-что - растение на самом деле неравномерно раскрашенно в зеленый - оно мутновато прозрачное с довольно далеко друг от друга отстоящих зеленых точечек, которые были названы - хлоропласты.
Теперь нам понятно, что процесс фотосинтеза происходит в этих хлоропластах, и также мы знаем, то делает это хлорофилл. Но тем не менее когда пробовали его выделить в чистом виде в лаборатории - он никакого фотосинтеза не давал. Так как же быть?
Тут приходит на ум сравнить эти хлоропласты с митохондриями животных (поскольку функции у них очень похожи). Внешне конечно хлоропласт как правило больше митохондрий (в 2-3 раза, не считая огроменных хлоропластов, например, в одноклеточных растениях, где он только один).
Если посмотреть мельче и сравнить их структуры, то хлоропласт оказывается гораздо сложнее устроен, чем митохондрия. Он полностью заполнен многочисленными мембранами, тянущимися на весь хлоропласт - они называются "пластинки". В некоторых местах эти пластинки утолщены - их назвали "граны". В гранах (и только в них!) как раз и содержится хлорофилл.
Ну все, мельче люди не могли долго смотреть, пока не изобрели электронный микроскоп. Посмотрев в сие чудо техники на "гран" (то самое утолщение в пластинке) - увидели, что гран состоит из плиточек - наподобие плиток в ванной. И каждая такая плиточка содержит в себе 200-300 молекул хлорофилла. Вот эти плитки:
А в 1954 наконец-то удалось провести реальный фотосинтез в пробирке. Мериканский биохимик Даниель Арнон тщательно поработав с листьями шпината, наконец получил неповрежденные хлоропласты, которые отлично фотосинтезировали сложные молекулы!
Далее изучая хлоропласты, он заметил что помимо хлорофилла они содержат всякие вещества, расположенные в строжайшем порядке - если их порядок по каким-либо причинам хоть чучуть нарушается - пиздец фотосинтезу. Мало того, потом еще и обнаружили цитохромы, которые также содержатся и в митохондриях, что еще раз доказывает подобие хлоропластов и митохондрий. Именно с помощью цитохрома внутри хлоропласта и преобразуется энергия солнца в АТФ, и делает он это несколькими следующими друг за другом окислительным фосфорилированием.
ОК, теперь вернемся к началу 20-го века.
Уже несколько десятков лет, с открытия хлорофилла, ученые ломали голову над его структурой. Возбужденный идеей подобия хлоропластов и митохондрий, немец Рихард Вильштеттер установил центральный атом хлорофилла - им оказался магний. Но больше он ничего не выяснил, впрочем, тем не менее он получил Нобеля по химии в 1915-м (правда не только за магний в хлоропласте, он еще и открыл хромотографию). После этого Вильштеттер со своим коллегой бил голову над структурой хлорофилла, но им удалось открыть только стукруру гема. И только новое поколение ученых сумело это сделать.
В 1930-х годах наконец-то увидели в хлорофилле очень похожее на гем поририновое кольцо, и единственное исключительное отличие составлял только атом магния вместо железа.
Этот умозрительный в то время вывод безоговорочно подтвердил величайший ум современности Роберт Вудвард, талантливейший химик-синтетик, который синтезировал огромное количество органических соединений. И его талант не обошел стороной хлорофилл - в 1960 году он наконец-то синтезировал вещество, которое абсолютно полностью соответствует хлорофиллу (в 65-м он получил нобеля по химии).
Итак, хлорофилл:
Видите Мг посередине? То-то же )))
взято с олк
магний и есть ключевой атом, без которого фотосинтез невозможен.
Щас расскажу все последовательно, с доисторических времен
Сначала, конечно люди знали только то что животные и люди поедают растения. Также заметили, что все животные на земле, пусть даже и через друг друга - питаются растениями, например лев хоть и ест ланей - лани все же жрут кусты. Волк оленя валит - а тот травкой питается. Все сводится к растениям.
По второму закону термодинамики - какая-то энергия в процессе поглощения одними живыми сушествами других - теряется (теплом вываливается). Поэтому если бы все животные жрали друг друга, то через десяток поколений все вымерли бы. А почему мы до сих пор тусуем? А потому, что _подавляющее_ большинство животных - травокуры, ээ, травоеды. А растения - они умудряются синтезировать такие сложные вещества как липиды, протеины и углеводы из чего? Простейших соединений, типа воды и углекислоты. Именно зеленые растения, они преобразуют энергию солнца в энергию сложных соединений, а все-все остальные живчики на планете этим и питаютца, так что очевидно то, что тигр питается энергией слонца, пусть и с помощью такого свето-химического адаптера, как зеленое растение+коза, которая эту траву жрет все свободное время, что не спит и не бегает от тигров.
Но народ этого не знал, люди блуждали по каменным, бронзовым векам, потом темное средневековье с мыслями "На то воля Божья, чтоб дерево появлялося из земели-матушки" но наконец наука стала выходить вперед.
И вот в 17м веке один дядя по имени Жан Баптист ван Хельмонт из Фламандии (эт такая смешная часть бельгии, где почему-то говорят на нидерландском языке, так что это свой чувак), тот самый дядя который придумал слово "газ" и предложил отмечать температуру точками таянья льда и кипения воды (по Цельсию 0 - 100 градусов) решил он проверить, из чего же на самом деле растет растишка?
Ну, он логически подумал, чо растение просто вытягивает все из земли - тот самый объем, который потом само занимать станет. Ну, логично вроде. Он взял большой горшок, засыпал туда земли из огороду (тогда еще в супермаркетах не продавался "Сад Чудес"), затем взвесил горшок, записал. Потом посадил туда иву (по некоторым сомнительным данным - коноплю, а некоторые историки утверждают что коку), потом ее вырастил и взвесил снова. Он (да и все остальные) конечно ожидали что вес будет тем же, т е земли должно стать ровно на столько меньше, сколько станет весить большая ива (конопля, кока). Но земли меньше не стало(конечно ива взяла какие-то элементы, но обыкновенными весами это количество не обнаружишь, тем более такими допотопными, 17 века)! Вам то щас все известно но для него это какой был шок! И он тогда решил, что весь строительный материал растение берет из воды, коим он, конечно, постоянно поливал растиша. Имейте ввиду, что тогда вообще не знали ни формулу воды, ни состав воздуха, ни про азот, только открыли какое-то вещество, которое называли "горючий воздух" (что впоследствии оказалось водородом) по кислород понятия не имели - короче в реальных потемках сидели. Но все же частично Хельмонт был прав - растение во многом состоит из воды, но даже если иву потом высушить - она будет весить больше, чем ушло из земли. Так и из чего же эта ива? "На то воля Божья, чтобы ивушка из ничего возникла" - написал Хельмонт последней строчкой в своем докладе, захлопнул тетрадь и пошел изобретать термометр.
И только через лет сто один английский физиолог Стефан Хейлц заявил, что все вот это "сухое" тело растения появляется из... воздуха! вот тешились над ним наверно современники )
Но еще спустя 50 лет голландский физик Ян Инген-хос опытным путем доказал, что из воздуха, он даже точно указал что это - углекислый газ. Потом он проэксперементировал с растением (уж он-то, голландец, точно коноплю растил!) в темноте, и заметил что углекислый газ в замкнутом колпаке не уменьшается, мало того - растение дохнуть начало. Значит чтобы усваивать углекислоту, траве нужен свет. В то же самое время химик Джозеф Пристли открыл "огненный воздух" и обратил внимание на то, что трава этот "огненный воздух" выделяет при светосинтезе (то есть "фото", что и значит "свет"). (Потом через нескоко лет поняли, что этот "огненный воздух" в основном учавствует в окислительных процессах, поэтому его назвали "рождающий кислоту", то есть кратко - кислород или по гречески - оксиген). А в самом начале 19-го века Теодор, швейцарский химик, безупречно доказал что вода точно входит в состав растения, подтвердив хельмонтовы предположения.
Ну, вроде многое прояснилось.
Далее - в середине 19-го века французский инженер Буссингаль тоже решил поэксперементировать. Он приготовил такую почву, в которой вообще нет органических соединений, продемострировал всем, что действительно, растение растет питаясь углекислотой из воздуха. Но все же если в субстрате нет азота, то растение дохнет (что показалось странным - ведь воздух почти на 80% состоит из азота, в то время как углекислоты в нем - всего 0.03%!!! че бы растению и азот из воздуха тогда не брать? Ан нет, вот такое вот оно загадочное,
).И тут вдруг все прояснилось - растению вообще никакая органика не нужна! Буссингаль (и еще большая свора химиков) стали все тщательно-претщательно проверять и выяснили, что растение из навоза, которое замешивают в землю - берет только неорганические соли, такие как нитраты и фосфаты, а вся остальная органика растению нах не нужна! Во как! И тут эта свора химиков устроила пропаганду в сельском хозяйстве - хватит нас коримть навозом! Он мало того что воняет, полно микробов, из него часто в растение попадает взякая зараза. И когда с этим разобрались и стали растить на химических удобрениях (которые эта свора химиков и предоставила) - люди стали гораздо меньше болеть всякой дрянью.
Что-ж, теперь люди познали, что растения не только дают всем пищу, но и обогащает воздух кислородом, причем для них кислород - это просто отходы, а для нас - мед (один чувак, которого звали Евгений Рабинович (американский биохимик, но родом из России-матушки) даже заморочился и подсчитал: в течение года зеленое месиво нашей планеты, включая водоросли и одноклеточные морские растения, соединяет 150 миллиардов тонн углерода из углекислого газа с 25-ю миллиардами тонн водорода из воды, выпукивая при этом 400 миллиардов тонн кислорода).
Так, мы все ближе к магнию )))
Хорошо, мы теперь знаем как этот фотосинтез работает внешне. А что же там внутри?
Что-ж, в 1817 году во Франции Пельете и Кавенти, два биохимика (те самые, что первые экстрагировали и описывали всякие органические соединения вроде кофенина, стрихинина и др. вещества растительного происхождения) - заморочились и выделили ак им показалось, самый важный компонент растения - именно тот, что и красит их все в зеленый цвет, и назвали они его по-гречески "зеленый лист", то есть "хлорофилл". В 1865 году немецких ботаник Захс прояснил еще кое-что - растение на самом деле неравномерно раскрашенно в зеленый - оно мутновато прозрачное с довольно далеко друг от друга отстоящих зеленых точечек, которые были названы - хлоропласты.
Теперь нам понятно, что процесс фотосинтеза происходит в этих хлоропластах, и также мы знаем, то делает это хлорофилл. Но тем не менее когда пробовали его выделить в чистом виде в лаборатории - он никакого фотосинтеза не давал. Так как же быть?
Тут приходит на ум сравнить эти хлоропласты с митохондриями животных (поскольку функции у них очень похожи). Внешне конечно хлоропласт как правило больше митохондрий (в 2-3 раза, не считая огроменных хлоропластов, например, в одноклеточных растениях, где он только один).
Если посмотреть мельче и сравнить их структуры, то хлоропласт оказывается гораздо сложнее устроен, чем митохондрия. Он полностью заполнен многочисленными мембранами, тянущимися на весь хлоропласт - они называются "пластинки". В некоторых местах эти пластинки утолщены - их назвали "граны". В гранах (и только в них!) как раз и содержится хлорофилл.
Ну все, мельче люди не могли долго смотреть, пока не изобрели электронный микроскоп. Посмотрев в сие чудо техники на "гран" (то самое утолщение в пластинке) - увидели, что гран состоит из плиточек - наподобие плиток в ванной. И каждая такая плиточка содержит в себе 200-300 молекул хлорофилла. Вот эти плитки:
А в 1954 наконец-то удалось провести реальный фотосинтез в пробирке. Мериканский биохимик Даниель Арнон тщательно поработав с листьями шпината, наконец получил неповрежденные хлоропласты, которые отлично фотосинтезировали сложные молекулы!
Далее изучая хлоропласты, он заметил что помимо хлорофилла они содержат всякие вещества, расположенные в строжайшем порядке - если их порядок по каким-либо причинам хоть чучуть нарушается - пиздец фотосинтезу. Мало того, потом еще и обнаружили цитохромы, которые также содержатся и в митохондриях, что еще раз доказывает подобие хлоропластов и митохондрий. Именно с помощью цитохрома внутри хлоропласта и преобразуется энергия солнца в АТФ, и делает он это несколькими следующими друг за другом окислительным фосфорилированием.
ОК, теперь вернемся к началу 20-го века.
Уже несколько десятков лет, с открытия хлорофилла, ученые ломали голову над его структурой. Возбужденный идеей подобия хлоропластов и митохондрий, немец Рихард Вильштеттер установил центральный атом хлорофилла - им оказался магний. Но больше он ничего не выяснил, впрочем, тем не менее он получил Нобеля по химии в 1915-м (правда не только за магний в хлоропласте, он еще и открыл хромотографию). После этого Вильштеттер со своим коллегой бил голову над структурой хлорофилла, но им удалось открыть только стукруру гема. И только новое поколение ученых сумело это сделать.
В 1930-х годах наконец-то увидели в хлорофилле очень похожее на гем поририновое кольцо, и единственное исключительное отличие составлял только атом магния вместо железа.
Этот умозрительный в то время вывод безоговорочно подтвердил величайший ум современности Роберт Вудвард, талантливейший химик-синтетик, который синтезировал огромное количество органических соединений. И его талант не обошел стороной хлорофилл - в 1960 году он наконец-то синтезировал вещество, которое абсолютно полностью соответствует хлорофиллу (в 65-м он получил нобеля по химии).
Итак, хлорофилл:
Видите Мг посередине? То-то же )))
взято с олк