Ciri pigmen fotosintesis dan jenis utama

The pigmen fotosintesis Mereka adalah sebatian kimia yang menyerap dan mencerminkan panjang gelombang tertentu cahaya yang kelihatan, yang menjadikan mereka kelihatan "berwarna -warni". Pelbagai jenis tumbuhan, alga dan sianobakteria mempunyai pigmen fotosintesis, yang menyerap panjang gelombang yang berbeza dan menghasilkan warna yang berbeza, terutamanya hijau, kuning dan merah.

Pigmen ini diperlukan untuk beberapa organisma autotropik, seperti tumbuh -tumbuhan, kerana mereka membantu mereka memanfaatkan pelbagai panjang gelombang untuk menghasilkan makanan mereka dalam fotosintesis. Oleh kerana setiap pigmen bertindak balas hanya dengan beberapa panjang gelombang, terdapat pigmen yang berbeza yang membolehkan untuk menangkap lebih banyak cahaya (foton).

Pigmen fotosintesis terdapat dalam tumbuhan, alga dan sianobakteria

[TOC]

Ciri -ciri pigmen fotosintesis

Seperti yang dinyatakan di atas, pigmen fotosintesis adalah elemen kimia yang bertanggungjawab untuk menyerap cahaya yang diperlukan supaya proses fotosintesis dapat dihasilkan. Melalui fotosintesis, tenaga matahari menjadi tenaga kimia dan gula.

Cahaya matahari terdiri daripada pelbagai panjang gelombang, yang mempunyai warna dan tahap tenaga yang berbeza. Tidak semua panjang gelombang digunakan sama rata dalam fotosintesis, itulah sebabnya terdapat pelbagai jenis pigmen fotosintesis.

Organisma fotosintesis mengandungi pigmen yang menyerap hanya panjang gelombang cahaya yang kelihatan dan mencerminkan orang lain. Set panjang gelombang yang diserap oleh pigmen adalah spektrum penyerapannya.

Pigmen menyerap panjang gelombang tertentu, dan mereka yang tidak menyerapnya; Warna hanya cahaya yang dicerminkan oleh pigmen. Contohnya, tumbuh -tumbuhan kelihatan hijau kerana ia mengandungi banyak molekul klorofil a dan b, yang mencerminkan cahaya hijau.

Jenis pigmen fotosintesis

Pigmen fotosintesis boleh dibahagikan kepada tiga jenis: klorofil, karotenoid dan ficobilin.

- Klorofil

Pemandangan mikroskop kloroplas, organel yang mengandungi klorofil

Klorofil adalah pigmen fotosintesis hijau yang mengandungi cincin porphyrine dalam struktur mereka. Mereka adalah molekul stabil berbentuk cincin di mana elektron bebas untuk berhijrah.

Kerana elektron bergerak dengan bebas, cincin itu berpotensi untuk memenangi atau kehilangan elektron dengan mudah dan, oleh itu, berpotensi untuk menyediakan elektron bertenaga kepada molekul lain. Ini adalah proses asas yang mana klorofil "menangkap" tenaga cahaya matahari.

Boleh melayani anda: Gibberellins

Jenis klorofil

Terdapat beberapa jenis klorofil: a, b, c, d dan e. Daripada jumlah ini, hanya dua yang terdapat di kloroplas tumbuhan atas: klorofil a dan klorofil b. Yang paling penting ialah klorofil "A", kerana ia terdapat dalam tumbuhan, alga dan cyanobacteria fotosintesis.

Struktur Molekul Klorofil: A, B, dan C

Klorofil "a" menjadikan fotosintesis mungkin kerana ia memindahkan elektronnya diaktifkan kepada molekul lain yang akan mengeluarkan gula.

Jenis kedua klorofil adalah klorofil "B", yang hanya dalam alga dan tumbuhan hijau. Bagi bahagiannya, klorofil "C" hanya terdapat dalam ahli fotosintesis kumpulan Chromista, seperti di Dinoflagellados.

Perbezaan antara klorofil kumpulan utama ini adalah salah satu sampel pertama yang mereka tidak berkait rapat seperti yang difikirkan sebelumnya.

Jumlah klorofil "b" adalah kira -kira seperempat daripada jumlah kandungan klorofil. Bagi bahagiannya, klorofil "A" ditemui di semua tumbuhan fotosintesis, jadi ia dipanggil pigmen fotosintesis sejagat. Mereka juga menyebutnya pigmen fotosintesis utama kerana ia melakukan reaksi utama fotosintesis.

Dari semua pigmen yang mengambil bahagian dalam fotosintesis, klorofil memenuhi peranan asas. Atas sebab ini, selebihnya pigmen fotosintesis dikenali sebagai pigmen aksesori.

Penggunaan pigmen aksesori membolehkan menyerap pelbagai panjang gelombang yang lebih luas dan, oleh itu, menangkap lebih banyak tenaga cahaya matahari.

- Karotenoid

Karotenoid adalah satu lagi kumpulan penting pigmen fotosintesis. Ini menyerap cahaya ungu dan biru kehijauan.

Karotenoid menyediakan warna -warna cerah yang hadir; Sebagai contoh, tomato merah adalah disebabkan oleh kehadiran lycopene, kuning benih jagung disebabkan oleh zeaxantine, dan oren kulit oren adalah disebabkan oleh β-karoten.

Lycopene memberikan warna terang yang ada tomato merah

Semua karotenoid ini penting untuk menarik haiwan dan mempromosikan penyebaran benih tumbuhan.

Seperti semua pigmen fotosintesis, karotenoid membantu menangkap cahaya tetapi juga memenuhi fungsi penting lain: menghapuskan tenaga berlebihan dari matahari.

Boleh melayani anda: alpukat

Oleh itu, jika lembaran menerima sejumlah besar tenaga dan tenaga ini tidak digunakan, kelebihan ini boleh merosakkan molekul kompleks fotosintesis. Karotenoid mengambil bahagian dalam penyerapan tenaga yang berlebihan dan membantu menghilangkannya dalam bentuk haba.

Karotenoid biasanya pigmen merah, oren atau kuning, dan termasuk sebatian karoten yang terkenal, warna wortel warna. Sebatian ini dibentuk oleh dua cincin kecil enam karbon yang dihubungkan dengan "rantai" atom karbon.

Akibat struktur molekul mereka, mereka tidak larut dalam air, tetapi mengikat membran di dalam sel.

Karotenoid tidak dapat secara langsung menggunakan tenaga cahaya untuk fotosintesis, tetapi harus memindahkan tenaga yang diserap ke klorofil. Atas sebab ini, pigmen aksesori dipertimbangkan. Satu lagi contoh pigmen aksesori yang sangat kelihatan adalah fucoxantin, yang memberikan warna coklat ke alga laut dan diatom.

Karotenoid boleh diklasifikasikan kepada dua kumpulan: karoten dan xantofilas.

Karoten

Karoten diedarkan secara meluas sebatian organik sebagai pigmen dalam tumbuh -tumbuhan dan haiwan. Formula umumnya ialah C40h56 dan tidak mengandungi oksigen. Pigmen ini adalah hidrokarbon tak tepu; iaitu, mereka mempunyai banyak ikatan berganda dan tergolong dalam siri isopreideid.

Struktur molekul β-karoten

Di dalam tumbuhan, karoten mengajar bunga kuning, oren atau merah (calendula), buah -buahan (labu) dan akar (lobak merah). Pada haiwan mereka kelihatan dalam lemak (mentega), kuning telur, bulu (kanary) dan kulit (udang galah).

Karotena yang paling biasa adalah β-karoten, yang merupakan pendahulu vitamin A dan dianggap sangat penting untuk haiwan.

Xantofilas

Xantofilas adalah pigmen kuning yang struktur molekulnya sama dengan karoten, tetapi dengan perbezaannya ia mengandungi atom oksigen. Beberapa contoh ialah: C40H56O (Cryptoxanthin), C40H56O2 (Luteine, Zeaxantine) dan C40H56O6, yang merupakan ciri fucoxantine alga coklat yang disebutkan di atas di atas.

Struktur lutein molekul

Biasanya, karoten mempunyai warna yang lebih oren daripada xantofilas. Kedua -dua karoten dan xanthofilas larut dalam pelarut organik seperti kloroform, etil eter, antara lain. Karoten lebih larut dalam disulfida karbon berbanding xantofilas.

Fungsi karotenoid

- Karotenoid berfungsi sebagai pigmen aksesori. Mereka menyerap tenaga berseri di rantau pertengahan spektrum yang kelihatan dan memindahkannya ke klorofil.

Boleh melayani anda: monokotyledonous: ciri, taksonomi, klasifikasi, contoh

- Mereka melindungi komponen kloroplane oksigen yang dihasilkan dan dikeluarkan semasa fotolisis air. Karotenoid mengumpul oksigen ini melalui ikatan berganda mereka dan mengubah struktur molekul mereka ke keadaan tenaga yang lebih rendah (tidak berbahaya).

- Keadaan klorofil yang teruja bertindak balas dengan oksigen molekul untuk membentuk keadaan oksigen yang sangat berbahaya yang dipanggil oksigen singlet. Karotenoid menghalang ini dengan mematikan keadaan pengujaan klorofil.

- Tres xantofilas (violoxantine, antheroxantine dan zeaxantine) mengambil bahagian dalam pelesapan tenaga yang berlebihan dengan menanggungnya menjadi panas.

- Kerana warnanya, karotenoid menjadikan bunga dan buah -buahan dapat dilihat untuk pendebungaan dan penyebaran oleh haiwan.

- Ficobilins 

Ficobilins adalah pigmen larut air dan, oleh itu, terdapat dalam sitoplasma atau stroma kloroplas. Ia hanya berlaku di sianobakteria dan alga merah (Rhodophyta).

Alga merah (Rhodophyta)

Ficobilins bukan sahaja penting untuk organisma yang menggunakannya untuk menyerap tenaga cahaya, tetapi juga digunakan sebagai alat penyelidikan.

Dengan mendedahkan sebatian seperti pycocyanine dan ficoeritrin, ini menyerap tenaga cahaya dan melepaskan ia memancarkan pendarfluor dalam pelbagai panjang gelombang yang sangat sempit.

Cahaya yang dihasilkan oleh pendarfluor ini sangat tersendiri dan boleh dipercayai, bahawa ficobilins boleh digunakan sebagai "label" kimia. Teknik ini digunakan secara meluas dalam penyelidikan kanser untuk "menandakan" sel -sel tumor.

Rujukan

1. Bianchi, t. & Canuel, dan. (2011). Biomarker kimia dalam ekosistem akuatik (Ed ed.). Princeton University Press.
2. Evert, r. & Eichhorn, s. (2013). Biologi Raven Tumbuhan (8th ed.). W. H. Penerbit Freeman dan Syarikat.
3. Goldberg, d. (2010). Biologi AP Barron (Edisi ke -3.). Siri Pendidikan Barron, Inc.
4. Nobel, d. (2009). Fisiologi Loji Fizilmikal dan Alam Sekitar (Edisi ke -4.). Elsevier Inc.
5. Pigmen fotosintesis. Pulih dari: UCMP.Berkeley.Edu
6. RELAGER, g. (2008). Proses utama fotosintesis: prinsip dan alat (IL. ed.) Penerbitan RSC.
7. Salomo, e., Berg, l. & Martin, D. (2004). Biologi (Edisi ke -7.) Pembelajaran Cengage.