Fotosyntetiske pigmenter egenskaper og hovedtyper

De Fotosyntetiske pigmenter De er kjemiske forbindelser som absorberer og reflekterer visse bølgelengder av synlig lys, noe som får dem til å se "fargerike". Ulike typer planter, alger og cyanobakterier har fotosyntetiske pigmenter, som absorberer forskjellige bølgelengder og genererer forskjellige farger, hovedsakelig grønne, gule og røde.

Disse pigmentene er nødvendige for noen autotrofe organismer, for eksempel planter, fordi de hjelper dem å dra nytte av et bredt spekter av bølgelengder for å produsere maten i fotosyntesen. Ettersom hvert pigment bare reagerer med noen bølgelengder, er det forskjellige pigmenter som tillater å fange mer lys (fotoner).

Fotosyntetiske pigmenter finnes i planter, alger og cyanobakterier

[TOC]

Kjennetegn på fotosyntetiske pigmenter

Som nevnt ovenfor, er fotosyntetiske pigmenter kjemiske elementer som er ansvarlige for å absorbere nødvendig lys, slik at fotosynteseprosessen kan genereres. Gjennom fotosyntesen blir solens energi kjemisk energi og sukker.

Sollys består av forskjellige bølgelengder, som har forskjellige farger og energinivåer. Ikke alle bølgelengder brukes likt i fotosyntesen, og det er grunnen til at det er forskjellige typer fotosyntetiske pigmenter.

Fotosyntetiske organismer inneholder pigmenter som bare absorberer bølgelengdene til synlig lys og gjenspeiler andre. Bølgelengdesettet absorbert av et pigment er dets absorpsjonsspekter.

Et pigment absorberer visse bølgelengder, og de som ikke absorberer dem; Farge er ganske enkelt lyset som gjenspeiles av pigmenter. For eksempel virker planter grønne fordi de inneholder mange klorofyllmolekyler A og B, som gjenspeiler grønt lys.

Typer fotosyntetiske pigmenter

Fotosyntetiske pigmenter kan deles inn i tre typer: klorofyll, karotenoider og ficobilins.

- Klorofyll

Utsikt over kloroplastmikroskop, organeller som inneholder klorofyll

Klorofyll er grønne fotosyntetiske pigmenter som inneholder en porfyrinring i strukturen. De er ring -formede stabile molekyler som elektronene er frie til å migrere.

Fordi elektroner beveger seg fritt, har ringen potensialet til å vinne eller miste elektroner med letthet og har derfor potensial til å gi energiske elektroner til andre molekyler. Dette er den grunnleggende prosessen som klorofyll "fanger" sollysenergien.

Kan tjene deg: Gibberellins

Typer klorofyll

Det er flere typer klorofyll: a, b, c, d og e. Av disse er det bare to som finnes i kloroplastene i de øvre plantene: klorofyll a og klorofyll b. Det viktigste er klorofyll "A", fordi den er til stede i planter, alger og fotosyntetiske cyanobakterier.

Molekylær struktur klorofyll: a, b og c

Klorofyll "A" gjør fotosyntesen mulig fordi den overfører elektronene sine aktiveres til andre molekyler som vil produsere sukkerarter.

En annen type klorofyll er klorofyll "B", som bare er i de så -kalt grønne alger og planter. For sin del finnes klorofyll "C" bare i de fotosyntetiske medlemmene av Chromista -gruppen, som i Dinoflagellados.

Forskjellene mellom klorofyllene til disse hovedgruppene var en av de første prøvene som de ikke var så nært beslektede som tidligere antatt.

Mengden "B" klorofyll er omtrent en fjerdedel av det totale klorofyllinnholdet. For sin del finnes klorofyll “A” i alle fotosyntetiske planter, så det kalles universelt fotosyntetisk pigment. De kaller det også primært fotosyntetisk pigment fordi det utfører den primære reaksjonen av fotosyntesen.

Av alle pigmentene som deltar i fotosyntesen, møter klorofyll en grunnleggende rolle. Av denne grunn er resten av de fotosyntetiske pigmentene kjent som tilbehørspigmenter.

Bruken av tilbehørspigmenter gjør det mulig å absorbere et bredere spekter av bølgelengder, og derfor fange mer sollysenergi.

- Karotenoider

Karotenoider er en annen viktig gruppe fotosyntetiske pigmenter. Disse absorberer fiolett lys og grønnaktig blå.

Karotenoider gir de lyse fargene som fruktene er til stede; For eksempel skyldes den røde tomaten tilstedeværelsen av lykopen, det gule av maisfrø er forårsaket av zeaxantin, og oransje av appelsinskall skyldes ß-karoten.

Lykopenet gir den lyse fargen som røde tomater har

Alle disse karotenoidene er viktige for å tiltrekke dyr og fremme spredning av plantefrø.

Som alle fotosyntetiske pigmenter hjelper karotenoider med å fange lys, men også oppfylle en annen viktig funksjon: eliminere overflødig energi fra solen.

Kan tjene deg: avokado

Så hvis et ark mottar en stor mengde energi og denne energien ikke brukes, kan dette overskuddet skade det fotosyntetiske kompleks molekyler. Karotenoider deltar i absorpsjonen av overflødig energi og hjelper til med å spre den i form av varme.

Karotenoider er vanligvis røde, oransje eller gule pigmenter, og inkluderer den velkjente karotenforbindelsen, hvilken farge gulrøtter farge. Disse forbindelsene er dannet av to små ringer av seks karbonatomer forbundet med en "kjede" karbonatomer.

Som et resultat av deres molekylære struktur oppløses de ikke i vann, men er bindende for membranene inne i cellen.

Karotenoider kan ikke direkte bruke lysenergien til fotosyntesen, men bør overføre energien som absorberes til klorofyll. Av denne grunn vurderes tilbehørspigmenter. Et annet eksempel på et veldig synlig tilbehørspigment er fukoksantin, som gir brun farge til sjøalgae og diatomer.

Karotenoider kan klassifiseres i to grupper: karotener og xantofilas.

Karotener

Karotener er vidt distribuerte organiske forbindelser som pigmenter i planter og dyr. Den generelle formelen er C40H56 og inneholder ikke oksygen. Disse pigmentene er umettede hydrokarboner; Det vil si at de har mange dobbeltbindinger og tilhører Isopreideid -serien.

Molekylær struktur av ß-karoten

I planter lærer karotener gule, oransje eller røde blomster (kalendula), frukt (gresskar) og røtter (gulrot). Hos dyr er de synlige i fett (smør), eggeplommer, fjær (kanari) og peeling (hummer).

Den vanligste karoten er ß-karoten, som er forløperen til vitamin A og anses som veldig viktig for dyr.

Xantofilas

Xantofilas er gule pigmenter hvis molekylstruktur ligner på karotener, men med forskjellen at de inneholder oksygenatomer. Noen eksempler er: C40H56O (Cryptoxanthin), C40H56O2 (lutein, zeaxantin) og C40H56O6, som er den karakteristiske fukoksantinen til de brune alger nevnt ovenfor.

Molekylær struktur av lutein

Vanligvis har karotener en mer oransje farge enn xantofilas. Både karotener og xanthofilas er oppløselige i organiske løsningsmidler som kloroform, etyleter, blant andre. Karotener er mer oppløselige i karbondisulfid sammenlignet med xantofilas.

Karotenoidfunksjoner

- Karotenoider fungerer som tilbehørspigmenter. De absorberer strålende energi i midten av det synlige spekteret og overfører det til klorofyll.

Kan tjene deg: monocotyledonous: egenskaper, taksonomi, klassifisering, eksempler

- De beskytter komponentene i oksygenkloroplanen som genereres og frigjøres under vannfotolyse. Karotenoider samler dette oksygenet gjennom dobbeltbindinger og endrer molekylstrukturen til en tilstand av lavere energi (ufarlig).

- Den eksiterte tilstanden til klorofyll reagerer med molekylært oksygen for å danne en meget skadelig oksygentilstand kalt singlet oksygen. Karotenoider forhindrer dette ved å slå av eksitasjonstilstanden av klorofyll.

- Tres xantofilas (krangel, antaroksantin og zeaxantin) deltar i spredningen av overflødig energi ved å konvertere den til varme.

- På grunn av fargen gjør karotenoider blomster og frukt synlig for pollinering og spredning av dyr.

- Ficobilins 

Ficobilins er vannløselige pigmenter og finnes derfor i cytoplasma eller kloroplaststroma. De forekommer bare i cyanobakterier og røde alger (Rhodophyta).

Røde alger (Rhodophyta)

Ficobilins er ikke bare viktig for organismer som bruker dem til å absorbere lysenergien, men brukes også som forskningsverktøy.

Ved å utsette forbindelser som pycocyanine og ficoeritrin, absorberer disse lysenergien og frigjør det som sender ut fluorescens i et veldig smalt utvalg av bølgelengder.

Lyset produsert av denne fluorescensen er så særegen og pålitelig at ficobilins kan brukes som kjemiske "etiketter". Disse teknikkene er mye brukt i kreftforskning for å "markere" tumorceller.

Referanser

1. Bianchi, t. & Canuel, og. (2011). Kjemiske biomarkører i vannlevende økosystemer (1. utg.). Princeton University Press.
2. Evert, r. & Eichhorn, s. (2013). Raven Biology of Plants (8. utg.). W. H. Freeman og selskapets utgivere.
3. Goldberg, d. (2010). Barrons AP -biologi (3. utg.). Barrons pedagogiske serie, Inc.
4. Nobel, d. (2009). Fysylmisk og miljømessig plantefysiologi (4. utg.). Elsevier Inc.
5. Fotosyntetiske pigmenter. Gjenopprettet fra: UCMP.Berkeley.Edu
6. Renger, g. (2008). Primær prosess for fotosyntese: prinsipper og apparater (Il. Ed.) RSC Publishing.
7. Solomon, e., Berg, l. & Martin, D. (2004). Biologi (7. utg.) Cengage Learning.