Chlorofil

Die son verdryf die skemer van die vroeë oggend en die eerste strale skyn op 'n blaartjie hoog bo in 'n boom. Hier, in hierdie klein blaartjie, word 'n lewensproses aan die gang gesit wat ingewikkeld en wonderlik is. As ons hierdie blaartjie alleen in aanmerking neem, is die proses onbeduidend, maar dit is die somtotaal van die bedrywighede van ontelbare miljoene blare wat die lewe op aarde moontlik maak. Die sleutel tot hierdie aktiwiteit is chlorofil.

Chlorofil in blaar

Gedurende fotosintese word lig geabsorbeer, ATP word gegenereer en glukose word vervaardig. Chlorofil in die chloroplaste absorbeer liggolwe en help om suurstof te produseer.

Wat is chlorofil?

As ons een van die miljoene selle wat 'n blaar uitmaak, onder 'n mikroskoop ondersoek, sien ons 'n uiters klein kompartement, omhul deur 'n wand van sellulose en gevul met 'n korrelagtige stof wat sitoplasma genoem word. In die sitoplasma, tussen talle ander klein partikels, kan ons 'n aantal heldergroen ronde korreltjies sien; hier die korreltjies word chloroplaste genoem en hulle is met chlorofil gevul. Chlorofil is 'n pigment, ʼn gekleurde chemiese stof. Ander voorbeelde van pigmente is die stowwe wat kleur gee aan ons hare en vel of aan die vere van voëls; bloed se rooi kleur is toe te skryf aan ʼn pigment wat hemoglobien genoem word.

Waar word chlorofil aangetref?

Chlorofil kom in alle plante voor, insluitende die wiere, maar nie in bakterieë, swamme en enkele plantsoorte wat as parasiete leef nie. Voordat chlorofil gevorm kan word, moet daar 'n bietjie yster in die blaar wees en die blaar moet aan sonlig blootgestel wees. Plante wat chlorofil bevat, word outotroof (Grieks: autos, self; trophe, voedend) genoem, aangesien hulle in staat is om minerale en ander anorganiese stowwe in organiese stowwe om te sit sonder die hulp van stowwe wat reeds deur ander organismes gevorm is;plante is inderdaad die enigste organismes wat in staat is om dit te doen. Ale ander lewende wesens, insluitende die mens, wat nie hierdie vermoë het nie en van organiese stowwe moet leef, word heterotroof genoem.

Die samestelling van chlorofil

Die chemiese samestelling van chlorofil is baie ingewikkeld. Die molekulêre struktuur daarvan (eintlik strukture, want daar is twee soorte chlorofil) is enorm. Hul chemiese formules is:

Chlorofil a: C₅₅H₇₂N₄Mg

Chlorofil b: C₅₅H₇₀O₆N₄Mg

Uit bogenoemde chemiese formule sien ons dat 'n molekule chlorofil a uit 55 atome koolstof, 72 atome waterstof, 5 atome suurstof, 4 atome stikstof en 1 atoom magnesium bestaan. Die chloroplaste is klein, groen skyfies en, soos ons eie bloedliggaampies, is hulle nie staties nie, maar beweeg rond in die sel asof hulle 'n eie lewe het. Wanneer die strale van die son te skerp is, dring hulle saam aan die kante van die sel met hul dun kante na die bron van lig.

Wanneer die lug bewolk is, draai hulle om sodat die plat kant na die son is en hulle soveel lig as moontlik ontvang. Gedurende die dag word stysel in die vorm van klein korrels in die chloroplast neergelê. In die nag, wanneer fotosintese nie plaasvind nie, word die styselkorrels weer afgebreek of verteer tot glukose, wat, in teenstelling met stysel, goed in water opgelos.

Hierdie suikers kan dan deur die selmembrane na buite, tot in die nerwe van die blaar, dring, van waar hulle na alle dele van die plant vervoer kan word. ʼn Deel van die suikers kan opgegaar word deurdat die plant in sekere organe (soos bv. in die aartappelknol of koringkorrel) weer stysel daaruit kan opbou. So word styselkorrels gevorm, wat dikwels dit grootste deel van die sel kan vul. Die res van die suikers wat van die blaar afkomstig is, word gebruik vir die vorming van ander organiese stowwe soos sellulose, proteïene, vette ensovoorts.

Die funksie van chlorofil

Miljoene jare al, lank voordat die mens op die aarde verskyn het, is ʼn ingewikkelde proses van die uiterste belang in die blare van plante aan die gang. Aangesien hulle energie gebruik wat van die son afkomstig is om die produksie van organiese stowwe te bewerkstellig, kan dit met 'n nywerheidsproses vergelyk word, maar naas die proses in die blare van miljoene bome is die nywerheidsbedryf van die mens maar taamlik nietig. Die sleutelbestanddeel van hierdie plantaardige proses is chlorofil. Koolstofdioksied (CO₂) uit die lug gaan deur die huidmondjies die blaar binne en water (H₂O) uit die grond vloei deur die nerwe na die blaar. In die aaneengeslote geledere van selle los die kooldioksied in die water op.

Lig bestaan uit klein deeltjies (partikels), wat fotone genoem word, en in golwe beweeg. Wanneer lig nou op die blaar val, dra die fotone hul energie aan die blaar oor. Die chlorofil in die blaar ontvang 'n groot deel van hierdie energie, wat van sonlig afkomstig is, en sit dit in chemiese energie (dit wil sê in 'n bruikbare vorm) om, deur 'n verbinding te vorm waarin die ligenergie ingebou is. Hierdie verbinding word edenosientrifosfaat (ATP) genoem, en kan sy energie later weer aan die sel afgee.

Gelyktydig met die vorming van ATP, neem chlorofil met behulp van ander ligdeeltjies se energie deel aan die opbreking van water in die sel. Die water word tot waterstof en suurstof afgebreek. Laasgenoemde word vrygestel, terwyl die waterstof gebruik word om die kooldioksied wat die plant deur sy huidmondjies uit die atmosfeer opgeneem het, tot 'n koolhidraat (suiker) om te sit (te reduseer). Vir hierdie proses, wat baie ingewikkeld is, is energie nodig, wat deur die energieryke verbinding ATP verskaf word.

Ons sien dus dat chlorofil die energie van sonlig gebruik om uit eenvoudige stowwe soos kooldioksied en water energieryke verbindings soos suiker en stysel te vorm. Hierdie proses word fotosintese genoem. Chlorofil tree hier dus as katalisator op, dit wil sê, ‘n stof wat die vermoë besit om ʼn reaksie te versnel sonder om self verander te word. Die eenvoudigste suiker wat tydens fotosintese gevorm word, is glukose of druiwesuiker (C₆H₁₂O₆).

'n Hele aantal glukosemolekules kan daarna in 'n lang ketting aanmekaar geskakel word om stysel te vorm. Elke keer wanneer twee glukosemolekules aanmekaar skakel (kondenseer), word 'n molekule water daaruit verwyder. Die formule vir stysel is dus (C₆H₁₀O₅)n, waar n die aantal glukosemolekules aandui waaruit dit opgebou is.

Fotosintese, die bron van lewe

Die werking van chlorofil is van fundamentele belang vir die lewe op aarde, aangesien dit die enigste proses is waardeur plante energie kan gebruik om lewende materiaal te bou, en groen plante is die enigste organismes wat daartoe in staat is. Regstreeks of onregstreeks is ons volkome afhanklik van plante vir die energie wat ons vir ons groei en liggaamlike bedrywighede nodig het; ons verkry daardie energie deur die groot organiese molekules, wat reeds opgebou is deur die plante en vleis waarvan ons leef, af te breek en “te verbrand".

Die diere kan natuurlik regstreeks van plantlewe, of van ander diere wat op hulle beurt weer van plante lewe. Slegs 'n betreklik klein gedeelte van die totale energie van die son bereik die aarde; hiervan word na berekening ongeveer 2 persent deur plante in fotosintese gebruik. In elke vierkante meter (m²) blaaroppervlakte kan die chlorofil 0,5-1 g stysel in 'n uur vervaardig. 'n Boom van middelmatige grootte het sowat 1 000 m² blaaroppervlakte. sodat die boom 0,5-1 kg stysel per uur vervaardig – dit wil sê ongeveer 10 kg stysel op 'n lang somersdag.

Die atmosferiese balans

Chlorofil vervul 'n ander rol wat uiters belangrik is vir lewe op aarde. Groot hoeveelhede kooldioksied word elke dag vrygestel deur die asemhaling van mens en dier, deur die proses van ontbinding en deur die nywerhede. Terselfdertyd word miljoene tonne suurstof elke dag opgebruik in die proses van oksidasie. As hierdie proses toegelaat word om onbeperk voort ta duur, sou daar na 'n tyd geen suurstof meer op aarde wees nie en sou alle lewe tot stilstand kom. Gelukkig is daar plante wat deur die proses fotosintese suurstof aan die lug vrystel en koolstofdioksied absorbeer, waardeur 'n balans gehandhaaf word.

Chlorofil en hemoglobien

Ons het reeds gesê dat chlorofil en hemoglobien van die bloed albei pigmente is. Trouens, hul molekules stem baie ooreen, en verskil hoofsaaklik in die aard van die sentrale atoom, wat in chlorofil magnesium is en in hemoglobien yster. Hierdie feit is betekanisvol, aangesien dit die fundamentele eenheid van alle lewe op aarde beklemtoon. Dit is ook moontlik dat die chlorofil wat ons saam met vars groente eet, goed vir ons gesondheid is.

Bronnelys

• KENNIS, 1980, ISBN 079810824X, volume 2, bl. 390, 391

Eksterne skakels

• Wikimedia Commons het meer media in die kategorie Chlorofil.