De fotosyntetiske pigmenter De er kjemiske forbindelser som absorberer og reflekterer visse bølgelengder av synlig lys, noe som får dem til å fremstå som "fargerike". Ulike typer planter, alger og cyanobakterier har fotosyntetiske pigmenter som absorberes i forskjellige bølgelengder og genererer forskjellige farger, hovedsakelig grønt, gult og rødt..
Disse pigmentene er nødvendige for noen autotrofiske organismer, for eksempel planter, fordi de hjelper dem med å utnytte et bredt spekter av bølgelengder for å produsere maten i fotosyntese. Siden hvert pigment bare reagerer med noen bølgelengder, er det forskjellige pigmenter som gjør at mer lys kan fanges opp (fotoner).
Artikkelindeks
Som nevnt ovenfor er fotosyntetiske pigmenter kjemiske elementer som er ansvarlige for å absorbere lyset som er nødvendig for at fotosynteseprosessen skal finne sted. Gjennom fotosyntese omdannes energi fra solen til kjemisk energi og sukker.
Sollys består av forskjellige bølgelengder, som har forskjellige farger og energinivåer. Ikke alle bølgelengder brukes likt i fotosyntese, og det er derfor det er forskjellige typer fotosyntetiske pigmenter..
Fotosyntetiske organismer inneholder pigmenter som bare absorberer bølgelengdene til synlig lys og reflekterer andre. Settet med bølgelengder absorbert av et pigment er dets absorpsjonsspektrum.
Et pigment absorberer visse bølgelengder, og de som det ikke absorberer reflekteres; fargen er ganske enkelt lyset som reflekteres av pigmentene. For eksempel virker planter grønne fordi de inneholder mange klorofyll a- og b-molekyler, som reflekterer grønt lys..
Fotosyntetiske pigmenter kan deles inn i tre typer: klorofyll, karotenoider og fykobiliner.
Klorofyller er grønne fotosyntetiske pigmenter som inneholder en porfyrinring i strukturen. De er stabile ringformede molekyler som elektroner kan migrere fritt rundt..
Fordi elektroner beveger seg fritt, har ringen potensialet til å lett få eller miste elektroner, og har derfor potensialet til å gi energi til andre molekyler. Dette er den grunnleggende prosessen der klorofyll "fanger" energi fra sollys..
Det er flere typer klorofyll: a, b, c, d og e. Av disse finnes bare to i kloroplastene til høyere planter: klorofyll a og klorofyll b. Det viktigste er klorofyll "a", da den er tilstede i planter, alger og fotosyntetiske cyanobakterier.
Klorofyll "a" gjør fotosyntese mulig ved å overføre sine aktiverte elektroner til andre molekyler som vil lage sukker..
En annen type klorofyll er klorofyll "b", som bare finnes i såkalte grønne alger og planter. For sin del finnes klorofyll "c" bare i de fotosyntetiske medlemmene av kromistagruppen, slik som dinoflagellater.
Forskjellene mellom klorofyllene i disse hovedgruppene var et av de første tegnene på at de ikke var så nært beslektet som tidligere antatt..
Mengden klorofyll "b" er omtrent en fjerdedel av det totale klorofyllinnholdet. For sin del finnes klorofyll "a" i alle fotosyntetiske planter, og det er derfor det kalles universelt fotosyntetisk pigment. Det kalles også primært fotosyntetisk pigment fordi det utfører den primære reaksjonen av fotosyntese.
Av alle pigmentene som deltar i fotosyntese, spiller 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 dermed fange mer energi fra sollys.
Karotenoider er en annen viktig gruppe av fotosyntetiske pigmenter. Disse absorberer fiolett og blågrønt lys.
Karotenoider gir de lyse fargene som frukt presenterer; For eksempel skyldes det røde i tomat tilstedeværelsen av lykopen, det gule i maisfrøene er forårsaket av zeaxanthin, og appelsinen i appelsinskall skyldes β-karoten.
Alle disse karotenoider er viktige for å tiltrekke dyr og fremme spredning av plantens frø..
Som alle fotosyntetiske pigmenter, hjelper karotenoider til å fange lys, men de har også en annen viktig funksjon: eliminere overflødig energi fra solen.
Dermed, hvis et blad mottar en stor mengde energi og denne energien ikke blir brukt, kan dette overskuddet skade molekylene i det fotosyntetiske komplekset. Karotenoider deltar i absorpsjonen av overflødig energi og hjelper med å spre den i form av varme.
Karotenoider er generelt røde, oransje eller gule pigmenter, og inkluderer den velkjente forbindelsen karoten, som gir gulrøtter fargen. Disse forbindelsene består av to små seks-karbon ringer forbundet med en "kjede" av karbonatomer..
Som et resultat av deres molekylære struktur, oppløses de ikke i vann, men binder seg heller til membraner i cellen..
Karotenoider kan ikke direkte bruke lysenergien til fotosyntese, men må overføre den absorberte energien til klorofyll. Av denne grunn regnes de som tilbehørspigmenter. Et annet eksempel på et meget synlig tilbehørspigment er fucoxanthin, som gir marine alger og kiselalger sin brune farge..
Karotenoider kan klassifiseres i to grupper: karotener og xantofyller..
Karotener er organiske forbindelser som er vidt distribuert som pigmenter i planter og dyr. Deres generelle formel er C40H56, og de inneholder ikke oksygen. Disse pigmentene er umettede hydrokarboner; det vil si at de har mange dobbeltbindinger og tilhører isoprenoid-serien.
I planter gir karotener gule, oransje eller røde farger til blomster (ringblomst), frukt (gresskar) og røtter (gulrot). Hos dyr er de synlige i fett (smør), eggeplommer, fjær (kanari) og skjell (hummer).
Den vanligste karotenen er β-karoten, som er forløperen til vitamin A og anses som svært viktig for dyr..
Xanthophylls er gule pigmenter hvis molekylære struktur ligner på karotener, men med den forskjellen at de inneholder oksygenatomer. Noen eksempler er: C40H56O (cryptoxanthin), C40H56O2 (lutein, zeaxanthin) og C40H56O6, som er fucoxanthin karakteristisk for brune alger nevnt ovenfor.
Karotener er generelt mer oransje i farger enn xanthofyller. Både karotener og xantofyller er oppløselige i organiske løsningsmidler som kloroform, etyleter, blant andre. Karotener er mer løselige i karbondisulfid sammenlignet med xantofyller.
- Karotenoider fungerer som tilbehørspigmenter. De absorberer strålingsenergi i det midterste området av det synlige spekteret og overfører den til klorofyll.
- De beskytter kloroplastkomponentene mot oksygen som genereres og frigjøres under fotolyse av vann. Karotenoider plukker opp dette oksygenet gjennom dobbeltbindinger og endrer molekylstrukturen til en tilstand med lavere energi (ufarlig)..
- Den eksiterte tilstanden til klorofyll reagerer med molekylært oksygen for å danne en svært skadelig oksygentilstand kalt singlet oksygen. Karotenoider forhindrer dette ved å slå av den opprørte tilstanden av klorofyll..
- Tre xantofyller (violoxanthin, antheroxanthin og zeaxanthin) deltar i spredning av overflødig energi ved å konvertere den til varme.
- På grunn av sin farge gjør karotenoider blomster og frukt synlige for pollinering og spredning av dyr..
Fycobiliner er vannløselige pigmenter og finnes derfor i cytoplasma eller stroma av kloroplasten. De forekommer bare i cyanobakterier og rødalger (Rhodophyta).
Fykobiliner er ikke bare viktige for organismer som bruker dem til å absorbere energi fra lys, men brukes også som forskningsverktøy.
Når forbindelser som pycocyanin og phycoerythrin utsettes for intenst lys, absorberer de lysets energi og frigjør det ved å avgi fluorescens i et meget smalt område av bølgelengder..
Lyset som produseres av denne fluorescensen er så særegen og pålitelig at phycobilins kan brukes som kjemiske "tagger". Disse teknikkene er mye brukt i kreftforskning for å "merke" tumorceller..
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.