Photosynthetic Pigments Egenskaper och Huvudtyper



den fotosyntetiska pigment De är kemiska föreningar som absorberar och reflekterar vissa våglängder av synligt ljus, vilket gör att de ser "färgglada" ut. Olika typer av växter, alger och cyanobakterier har fotosyntetiska pigment som absorberar vid olika våglängder och genererar olika färger, främst gröna, gula och röda.

Dessa pigment är nödvändigt för vissa autotrofa organismer, såsom växter, eftersom bidra till att göra ett brett utbud av våglängder för att producera mat i fotosyntesen. Som varje pigment reagerar endast med vissa våglängder, det finns olika pigment som fångar mer ljus (fotoner).

index

  • 1 Egenskaper
  • 2 Typer fotosyntetiska pigment
    • 2,1 klorofyller
    • 2,2 karotenoider
    • 2.3 Phycobiliner 
  • 3 referenser

särdrag

Som ovan nämnts är fotosyntetiska pigment kemiska element som är ansvariga för att absorbera det nödvändiga ljuset så att processen för fotosyntes kan genereras. Genom fotosyntes omvandlas Solens energi till kemisk energi och socker.

Solljus består av olika våglängder, som har olika färger och energinivåer. Inte alla våglängder används lika i fotosyntes, varför det finns olika typer av fotosyntetiska pigment.

Fotosyntetiska organismer innehåller pigment som absorberar endast våglängden av synligt ljus och reflekterar andra. Den uppsättning våglängder som absorberas av ett pigment är dess absorptionsspektrum.

Ett pigment absorberar vissa våglängder, och de som inte absorberar återspeglar dem. färgen är helt enkelt det ljus som reflekteras av pigmenten. Till exempel ser växterna grönt ut eftersom de innehåller många klorofyll a och b molekyler, vilket återspeglar grönt ljus.

Typer fotosyntetiska pigment

Fotosyntetiska pigment kan delas in i tre typer: klorofyller, karotenoider och fykobiliner.

klorofyller

Klorofyller är gröna fotosyntetiska pigment som innehåller en porfyrinring i sin struktur. De är stabila, ringformade molekyler runt vilka elektroner är fria att migrera.

Eftersom elektronerna rör sig fritt, har ringen potentialen att enkelt få eller förlora elektroner och har därför potential att tillhandahålla energierade elektroner till andra molekyler. Detta är den grundläggande processen där klorofyll "fångar" solenergiens energi.

Typer av klorofyller

Det finns flera typer av klorofyll: a, b, c, d och e. Av dessa finns endast två i kloroplasterna hos högre växter: klorofyll a och klorofyll b. Det viktigaste är klorofyll "a", som det är närvarande i växter, alger och fotosyntetiska cyanobakterier.

Klorofyll "a" möjliggör fotosyntes eftersom den överför dess aktiverade elektroner till andra molekyler som kommer att göra sockerarter.

En andra typ av klorofyll är klorofyll "b", som endast finns i så kallade gröna alger och växter. Å andra sidan finns klorofyll "c" endast i de fotosyntetiska medlemmarna av kromistgruppen, som i dinoflagellater.

Skillnaderna mellan klorofyllerna i dessa huvudgrupper var en av de första tecknen på att de inte var så nära relaterade som tidigare tänkta.

Mängden klorofyll "b" är ungefär en fjärdedel av det totala klorofyllinnehållet. För sin del finns klorofyll "a" i alla fotosyntetiska växter, varför det kallas universellt fotosyntetiskt pigment. De kallar också det primära fotosyntetiska pigmentet eftersom det utför den primära reaktionen av fotosyntesen.

Av alla pigment som deltar i fotosyntes spelar klorofyll en grundläggande roll. Av detta skäl är resten av fotosyntetiska pigment kända som tillbehörspigment.

Användningen av tillbehörspigment möjliggör absorption av ett större antal våglängder och därmed fånga mer energi från solljus.

karotenoider

Karotenoider är en annan viktig grupp av fotosyntetiska pigment. Dessa absorberar violett och blågrönt ljus.

Karotenoider ger de ljusa färgerna som frukt presenterar; till exempel, är röd tomat på grund av närvaron av lykopen, är gul majs utsäde orsakas av zeaxantin, och apelsinskal av apelsiner beror till p-karoten.

Alla dessa karotenoider är viktiga för att locka djur och främja spridningen av plantornas frön.

Liksom alla fotosyntetiska pigment, karotenoider hjälper fånga ljus men också tjäna en annan viktig funktion: att ta bort överskottsenergi från solen.

Om ett blad får en stor mängd energi och denna energi inte används, kan detta överskott således skada fotosyntetiska komplexa molekyler. Karotenoider deltar i absorptionen av överflödig energi och hjälper till att släppa ut det i form av värme.

Karotenoider är i allmänhet röda pigment, orange eller gult, och inkludera den kända föreningen karoten, vilket ger färg till morötter. Dessa föreningar är bildade av två små ringar sex kolatomer förbundna genom en "kedjan" kolatomer.

Som ett resultat av sin molekylstruktur upplöses de inte i vatten utan i stället binder till membranen inuti cellen.

Carotenoider kan inte direkt använda ljusets energi för fotosyntes, men måste överföra energi absorberad till klorofyll. Av denna anledning betraktas de som tillbehörspigment. Ett annat exempel på ett mycket synligt tillbehörspigment är fucoxanthin, vilket ger brun färg till tång och diatomer.

Karotenoider kan klassificeras i två grupper: karotenoider och xantofyller.

karotener

Karotener är organiska föreningar som är mycket fördelade som pigment i växter och djur. Den allmänna formeln är C40H56 och innehåller inte syre. Dessa pigment är omättade kolväten; det vill säga de har många dubbelbindningar och hör till isoprenoidserien.

I växter karotenoider ger gul, orange eller röda färger till blommor (Calendula), frukt (squash) och rötter (morot). Djur är synligt fett (smör), äggulor, fjädrar (canary) och skal (hummer).

Den vanligaste karoten är p-karoten, som är föregångaren till vitamin A och anses vara mycket viktigt för djur.

xantofyller

Xantofyller är gula pigment vars molekylära struktur är lik den för karotenoider, men med skillnaden att de innehåller syreatomer. Exempel innefattar: C40H56O (kryptoxantin) C40H56O2 (lutein, zeaxantin) och C40H56O6, vilket är den karakteristiska brunalger Fukoxantin tidigare nämnda.

I allmänhet har karotenoiderna en mer orange färg än xantofyllerna. Både karotenoider och xantofyller är lösliga i organiska lösningsmedel, såsom kloroform, etyleter, bland andra. Karotener är mer lösliga i koldisulfid jämfört med xantofyller.

Funktioner av karotenoider

- Karotenoider fungerar som tillbehörspigment. Absorbera strålningsenergi i mittområdet i det synliga spektret och överföra det till klorofyll.

- De skyddar kloroplastkomponenterna från det genererade syret och frigörs under fotolys av vatten. Karotenoider samlar detta syre genom sina dubbelbindningar och förändrar deras molekylära struktur till ett tillstånd av lägre energi (ofarlig).

- Det upphetsade tillståndet av klorofyll reagerar med molekylärt syre för att bilda ett mycket skadligt syretillstånd som kallas singlet-syre. Carotenoider förhindrar detta genom att stänga av exciteringstillståndet för klorofyll.

- Tre xantofyller (violoxantina, antheroxantina och zeaxantin) delta i avledning av överskottsenergi genom att omvandla den till värme.

- På grund av sin färg gör karotenoider blommor och frukter synliga för pollinering och spridning av djur.

fykobiliner 

Fykobiliner pigment är vattenlösliga och därför är i cytoplasman eller kloroplasten stroma. Förekommer endast i cyanobakterier och rödalger (Rhodophyta).

Phycobiliner är inte bara viktiga för organismer som använder dem för att absorbera ljusets energi, men de används också som forskningsverktyg.

När de exponeras för intensiva ljusföreningar, såsom pykocyanin och phycoerytrrin, absorberar de ljusets energi och släpper den ut från fluorescens i ett mycket smalt område av våglängder.

Lyset som produceras av denna fluorescens är så distinkt och tillförlitligt att phycobilinerna kan användas som kemiska "etiketter". Dessa tekniker används ofta i cancerforskning för att "märka" tumörceller.

referenser

  1. Bianchi, T. & Canuel, E. (2011). Kemiska biomarkörer i akvatiska ekosystem (1: e upplagan). Princeton University Press.
  2. Evert, R. & Eichhorn, S. (2013). Raven Biology of Plants (8: e upplagan). W. H. Freeman och Company Publishers.
  3. Goldberg, D. (2010). Barrons AP-biologi (3: e upplagan). Barrons Educational Series, Inc.
  4. Nobel, D. (2009). Fysikalisk-kemisk och miljökraftfysiologi (4: e upplagan). Elsevier Inc.
  5. Fotosyntetiska pigment. Hämtad från: ucmp.berkeley.edu
  6. Renger, G. (2008). Primära processer av fotosyntes: Principer och apparater (IL red.) RSC Publishing.
  7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). biologi (7: e upplagan) Cengage Learning.