|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
NAJWAŻNIEJSZE ODKRYCIA NAUKOWE
Fotosynteza. Historia i istota odkryć naukowych
Katalog / Najważniejsze odkrycia naukowe Przez kilka lat francuscy chemicy Peltier (1788–1842) i Cavantoux (1795–1877) pracowali razem. Ta owocna współpraca doprowadziła do odkrycia strychniny i brucyny. Największą chwałę przyniosło im odkrycie chininy, pewnego lekarstwa na malarię. W 1817 roku naukowcy opublikowali „Notatkę o zielonej materii liści”. To Peltier i Kavant odkryli chlorofil, substancję nadającą wszystkim roślinom zielony kolor. To prawda, że nie przywiązywali do tego zbytniej wagi. Naukowcy oblali świeże liście alkoholem. Alkohol zmienił kolor na zielony, a liście stały się zupełnie bezbarwne. Ponadto Peltier i Kavantu umyli uzyskaną półpłynną zieloną masę wodą. Po usunięciu zanieczyszczeń rozpuszczalnych w wodzie suszyli je i uzyskiwali zielony proszek. Naukowcy nazwali tę substancję chlorofilem (z greckiego „chloros” - zielony i „phyllon” - liść). Rozpoczęło się. Wilstetter (1872–1942), syn kupca tekstylnego, niemieckiego biochemika, swoje zainteresowania naukowe związał z barwnikami roślinnymi (m.in. chlorofil). W 1913 roku wraz ze swoim najbliższym uczniem Arthurem Stollem opublikował fundamentalne dzieło „Badania nad chlorofilem”. W 1915 roku Wilstetter otrzymał za tę pracę Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii. Wyniki naukowe szkoły Wilstetter były znaczące. Timiryazev napisał później, że praca Willstettera „pozostanie jeszcze przez długi czas punktem wyjścia w dalszych badaniach nad chlorofilem, a przyszły historyk odnotuje w tych badaniach dwa okresy – przed Willstetterem i po nim”. „Przede wszystkim Wilstetter”, pisze Yu G Chirkov, „wyróżnił dwie zasady w zieleni - chlorofil a (jest najważniejszy) i chlorofil b. Drugie osiągnięcie: Wilstetter ustalił skład chemiczny cząsteczki chlorofilu. Spodziewano się obecności węgla, wodoru, azotu i tlenu w chlorofilu. Ale magnez był niespodzianką dla naukowców! Chlorofil był pierwszym związkiem w żywej tkance zawierającym ten pierwiastek. I wreszcie trzecia: Wilstetter postanowił ustalić, czy wszystkie rośliny mają ten sam chlorofil? W końcu, ile różnych roślin jest na planecie, jak bardzo różnią się ich warunki życia, więc czy naprawdę wszystkie kosztują tyle samo, że tak powiem, standardową cząsteczkę chlorofilu? I tu Willstetter ponownie pokazał swój naukowy charakter. Ani współcześni, ani potomkowie nie powinni mieć nawet cienia wątpliwości co do wiarygodności uzyskanych przez niego faktów! Gigantyczna praca trwała całe dwa lata. W Zurychu, gdzie pracował wówczas Wilstetter, liczni asystenci dostarczali ciemność roślin z różnych miejsc. Rośliny lądowe i wodne, z dolin i zboczy górskich, z północy i południa, z rzek, jezior i mórz. Z każdej uzyskanej próbki wyekstrahowano chlorofil i dokładnie przeanalizowano jego skład chemiczny”. W rezultacie naukowiec był przekonany, że skład chlorofilu jest wszędzie taki sam! Za czerwony kolor krwi odpowiada hem. Zarówno hem, jak i chlorofil są oparte na porfinie. „… Hans Fischer studiował hem na początku” — zauważa Chirkov. przymocowany do ośmiu rogów porfinu… Praca Fishera nad dekodowaniem i syntezą hemu została ukoronowana Nagrodą Nobla. Ale naukowiec nie chciał spocząć na laurach: teraz był zafascynowany tajemnicą chlorofilu. Szybko ustalono: podstawą chlorofilu jest nadal ta sama porfiryna IX, jednak zamiast atomu żelaza „przeplata się” w niej atom magnezu (obecność tego ostatniego udowodnił Wilstetter) ... ... Kontynuując swoje badania naukowe, Fisher przekonał się, że w miejscu, gdzie cząsteczka hemu ma trójwęglowy ogon, przy cząsteczce chlorofilu wystaje ogromny ogon - dwudziestowęglowy łańcuch zwany fitolem... Teraz w każdym podręczniku fizjologii roślin można znaleźć „portret” tej słynnej cząsteczki. Wzór strukturalny chlorofilu zajmuje całą stronę. Chociaż jego prawdziwe wymiary są niezwykle skromne - 30 angstremów ... Cząsteczka chlorofilu jest podobna do kijanki: ma płaską kwadratową głowę (chlorofilina) i długi ogon (fitol). W środku głowy, jak oko cyklopa lub diament w koronie królewskiej, pyszni się atom magnezu. Jeśli oderwiemy ogon fitolowy od kijanki i zastąpimy atom magnezu atomem żelaza, otrzymamy hem. I jak za dotknięciem czarodziejskiej różdżki kolor pigmentu zmieni się: zielony zmieni się w czerwony! Amerykański Draper, a następnie Anglik Daubeny oraz Niemcy Sachs i Pfeffer w wyniku eksperymentów doszli do wniosku, że fotosynteza zachodzi najintensywniej w żółtych promieniach słonecznych. Rosyjski naukowiec Timiryazev nie zgodził się z tą opinią. Kliment Arkadyevich Timiryazev (1843–1920) urodził się w starej szlacheckiej rodzinie. Chłopiec otrzymał wykształcenie podstawowe w domu. Następnie Klemens wstąpił na wydział przyrodniczy Wydziału Fizyki i Matematyki Uniwersytetu w Petersburgu. Studenci nauk przyrodniczych zawsze charakteryzowali się sentymentami demokratycznymi, a ten wydział był uważany za tradycyjny początek drogi rosyjskich raznochintsy. Na drugim roku Timiryazev odmówił podpisania zobowiązania, że nie będzie angażował się w działalność antyrządową. Za to został wydalony z uniwersytetu. Biorąc jednak pod uwagę wybitne zdolności młodzieńca, pozwolono mu kontynuować naukę jako wolontariusz. Ponieważ w Rosji kariera naukowa Timiriazewa okazała się zamknięta z powodu jego nierzetelności, zaraz po ukończeniu studiów wyjechał za granicę. Młody naukowiec pracuje w laboratoriach największych biologów francuskich – P. Berthelota i J. Bussingaulta, a także odbywa staż w Niemczech u fizyka Kirchhoffa i fizjologa Helmholtz. Na jednym z niemieckich uniwersytetów uzyskuje stopień doktora. Po powrocie do Rosji Timiryazev rozpoczął pracę w Akademii Rolniczo-Leśnej Pietrowski. W 1871 roku, po obronie rozprawy „Analiza widmowa chlorofilu”, został wybrany profesorem nadzwyczajnym w Akademii Rolniczej Pietrowskiego. Dziś ta akademia nosi imię Timiryazev.W 1875 r. po obronie pracy doktorskiej „O asymilacji światła przez roślinę” Timiryazev został profesorem zwyczajnym. Pierwsza książka Timiryazeva poświęcona jest popularyzacji idei Karol Darwin. Był praktycznie pierwszym, który otworzył ich na rosyjską naukę i jako pierwszy wprowadził darwinizm jako program nauczania dla studentów. Timiryazev poświęcił większość swojego życia na badanie chlorofilu. Jego genialna książka Życie roślin (1878) doczekała się kilkudziesięciu wydań w językach rosyjskim i obcym. W nim, na żywych przykładach, pokazał, jak zielona roślina żywi się, rośnie, rozwija się i rozmnaża. Timiryazev posiadał rzadki dar popularyzatora naukowca, który potrafił w bardzo prosty sposób wyjaśnić zjawiska naukowe nawet niedoświadczonemu czytelnikowi. Aby obalić wniosek, że maksimum fotolizy występuje w promieniach żółtych i udowodnić, że maksimum to występuje w promieniach czerwonych, Timiryazev przeprowadza całą serię starannie przemyślanych eksperymentów. On sam tworzy najdokładniejsze narzędzia do praktycznego udowadniania poprawności swoich teoretycznych wniosków. Timiryazev wykazał, że błędne wnioski Drapera były wynikiem błędnie ustawionych eksperymentów. Niezbędnym warunkiem powodzenia tych eksperymentów jest czystość widma. Aby widmo było czyste, to znaczy aby każda sekcja była wyraźnie oddzielona od innych, szczelina, przez którą przechodzi wiązka światła, nie może być szersza niż 1-1,5 milimetra. Wykorzystując znane wówczas metody analizy gazów, Draper zmuszony był zastosować szczelinę o średnicy do 20 milimetrów. W rezultacie widmo okazało się wyjątkowo nieczyste. W tym przypadku największe wymieszanie promieni miało miejsce w środkowej, żółto-zielonej części, która z tej, lekko zabarwionej na żółto, stała się prawie biała. To tutaj Draper znalazł maksymalny efekt fotosyntezy. Timiryazevowi udało się w swoich eksperymentach wyeliminować błąd popełniony przez Drapera. W swoich badaniach nad względnym znaczeniem różnych promieni widma w procesie fotosyntezy, przeprowadzonych latem 1868 roku, osiąga to za pomocą tak zwanych filtrów świetlnych. W tym przypadku badanie intensywności fotosyntezy w różnych promieniach światła słonecznego przeprowadza się nie w widmie, ale w oddzielnych promieniach, odizolowanych od reszty promieni za pomocą kolorowych cieczy. Timiryazev zdołał ustalić, że chlorofil najpełniej pochłania promienie czerwone. To właśnie w tych promieniach odkrył również najwyższą intensywność fotosyntezy, co wskazywało na decydującą rolę chlorofilu w badanym zjawisku. Ujawniając błędność eksperymentów Drapera, Timiryazev doskonale zrozumiał jednocześnie, że dokładne wyniki potwierdzające jego hipotezę o zależności fotosyntezy od stopnia pochłaniania tych promieni przez zielony liść i od ilości ich energii można uzyskać tylko za pomocą eksperymentów przeprowadzonych bezpośrednio w widmie. Po opracowaniu całej gamy badań w tym zakresie Timiryazev przede wszystkim zwraca uwagę na badanie właściwości chlorofilu. Badania Timiryazewa wyraźnie pokazały, jak sam powiedział, „kosmiczną rolę roślin”. Nazwał roślinę pośrednikiem między słońcem a życiem na naszej planecie. „Zielony listek, a raczej mikroskopijne zielone ziarnko chlorofilu, to ognisko, punkt w przestrzeni świata, do którego z jednego końca wpływa energia słońca, a z drugiego wywodzą się wszelkie przejawy życia na ziemi. roślina jest pośrednikiem między niebem a ziemią.To prawdziwy Prometeusz, który ukradł ogień z nieba.Promień słońca, który ukradł, płonie zarówno w migoczącej pochodni, jak iw oślepiającej iskrze elektryczności.Promień słońca wprawia w ruch zarówno monstrualne koło zamachowe gigantycznej maszyny parowej, jak i pędzel artysty i pióro poety. Dzięki badaniom Timiryazeva pogląd na roślinę jako wspaniały akumulator energii słonecznej mocno ugruntował się w nauce. Dziś nie ma wątpliwości: chloroplast to urządzenie do fotosyntezy stworzone przez naturę, a to oczywiste dziś stanowisko potwierdził w 1881 roku Theodor Wilhelm Engelmann (1843–1909), niemiecki fizjolog, autor wybitnych prac z fizjologii zwierząt. Jak zauważa Chirkov: "Rozwiązanie problemu było niezwykle pomysłowe. Bakterie pomogły. Nie mają fotosyntezy, ale podobnie jak ludzie i zwierzęta potrzebują tlenu. A tlen jest uwalniany przez komórki roślinne. W jakich miejscach? Muszę się dowiedzieć! " Engelman rozumował następująco: bakterie gromadzą się w tych częściach komórki roślinnej, w których uwalniany jest tlen, te miejsca będą ośrodkami fotosyntezy. Bakterie i komórkę roślinną umieszcza się w kropli wody. Wszystko to było pokryte szkłem, krawędzie starannie posmarowano wazeliną: aby zapobiec dostępowi tlenu pod szkłem z powietrza. Jeśli teraz całe urządzenie będzie przez chwilę trzymane w ciemności, bakterie, które zużyły cały tlen w cieczy, przestaną się poruszać. Teraz rzecz decydująca: przenieśmy nasze urządzenie na stolik pod mikroskop i oświetlmy komórkę roślinną tak, aby promienie światła padały na jej różne części (a reszta była w cieniu). I łatwo zauważyć: bakterie zaczynają się poruszać dopiero wtedy, gdy wiązka światła pada na jeden z chloroplastów... W końcu zostało to wyraźnie pokazane: chloroplasty to te fabryki, w których roślina umiejętnie topi wiązkę światła w chemikalia, a chlorofil zawarty w chloroplastach katalizuje ten proces. Rosyjski botanik Andriej Siergiejewicz Famintsin (1835–1918) udowodnił, że proces ten może odbywać się również przy sztucznym oświetleniu. W 1960 roku gazety w Stanach Zjednoczonych i innych krajach poinformowały świat, że słynny amerykański chemik organiczny Robert Berne Woodward (1917) dokonał bezprecedensowej syntezy chlorofilu. Autor: Samin D.K.
Hałas drogowy opóźnia rozwój piskląt
06.05.2024 Bezprzewodowy głośnik Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi
05.05.2024
▪ Uczciwa nagroda poprawia pamięć ▪ Ładowanie urządzeń do noszenia z oddechu użytkownika ▪ Wolne rodniki przedłużają życie ▪ Sekrety domowych chodzących kotów ▪ Elektroniczne samostrojenie pianina
▪ sekcja witryny Rośliny uprawne i dzikie. Wybór artykułów ▪ artykuł Sherochka z maszerochką. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Co oznaczają kręgi wokół Księżyca lub wokół Słońca? Szczegółowa odpowiedź ▪ artykuł Elektryk do obsługi systemów dystrybucyjnych. Standardowe instrukcje dotyczące ochrony pracy ▪ artykuł Cudowny proszek. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Polecamy ciekawe artykuły Sekcja 
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony