Klorofyllin ominaisuudet, rakenne, sijainti, tyypit

Se klorofylli Se on biologinen pigmentti, joka osoittaa, että se on molekyyli, joka kykenee absorboimaan valoa. Tämä molekyyli absorboi violettia, sinistä ja punaista väriä ja heijastaa vihreää valoa. Siksi klorofyllin läsnäolo on vastuussa kasvien vihreästä väristä.

Sen rakenne koostuu porfyriinirenkaasta, jossa on magnesiumkeskus ja hydrofobinen häntä, nimeltään Fitol. Klorofyllin rakenteellinen samankaltaisuus on tarpeen korostaa hemoglobiinimolekyylin kanssa.

Klorofyllimolekyyli on vastuussa kasvien vihreästä väristä. Lähde: Pixabay.com

Klorofylli sijaitsee Tilcoideissa, kloroplastien sisällä löytyvät kalvorakenteet. Kloroplastit ovat runsaasti lehdissä ja muissa kasvirakenteissa.

Klorofyllin päätehtävä on valon kokoelma, jota käytetään fotosynteettisten reaktioiden kuljettamiseen. Klorofylliä on erityyppisiä - yleisin on -lla - jotka eroavat hiukan rakenteestaan ​​ja imeytymishuipustaan, jotta absorboituneen auringonvalon määrän lisäämiseksi.

[TOC]

Historiallinen näkökulma

Klorofyllimolekyylin tutkimus juontaa juurensa vuoteen 1818, jolloin tutkijat Pelletier ja Caventou kuvasivat sen, jotka loivat nimen "klorofylli". Myöhemmin vuonna 1838 molekyylin kemialliset tutkimukset alkoivat.

Vuonna 1851 Verdeil ehdottaa klorofyllin ja hemoglobiinin rakenteellisia yhtäläisyyksiä. Tuolloin tämä samankaltaisuus liioiteltiin ja oletettiin, että klorofyllimolekyylin keskellä oli myös rautatomi. Myöhemmin magnesiumin läsnäolo vahvistettiin keskusatomiin.

Borodiini havaitsi vuonna 1882 erityyppiset klorofyllityypit käyttämällä mikroskooppia tarjoamia todisteita.

Pigmentit

Klorofylli havaittu mikroskoopissa. Kristian Peters - Fabelfroh [CC by -sa 3.0 (http: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/3.0/]]

Mikä on valoa?

Avainkohta fotosynteettisille eläville organismeille, joilla on kyky käyttää kevyttä energiaa, on sen imeytyminen. Tämän toiminnon suorittamat molekyylit kutsutaan pigmentit ja ovat läsnä kasveissa ja levässä.

Näiden reaktioiden ymmärtämiseksi paremmin on tarpeen tietää tietyt valon luonteeseen liittyvät näkökohdat.

Valo määritellään eräänlaiseksi sähkömagneettiseksi säteilyyn, energian muotoon. Tämä säteily ymmärretään aaltona ja hiukkasena. Yksi sähkömagneettisen säteilyn ominaisuuksista on aallonpituus, joka ilmaistaan ​​kahden peräkkäisen harjanteen välisenä etäisyytenä.

Ihmisen silmä pystyy havaitsemaan aallonpituuden, joka nousee 400: sta 710 nanometriin (nm = 10^-9 m). Lyhyet aallonpituudet liittyvät suurempaan määrään energiaa. Auringonvalo sisältää valkoisen valon, joka koostuu kaikista näkyvän osan aallonpituuksista.

Voi palvella sinua: Huizache: Ominaisuudet, elinympäristö, hoito ja käyttötarkoitukset

Hiukkasluonteen suhteen fyysikot kuvaavat fotoneja erillisinä energiapaketeina. Jokaisella näistä hiukkasista on aallonpituus ja ominainen energiataso.

Kun fotoni osuu esineeseen, kolme asiaa voi tapahtua: imeytyminen, lähettäminen tai heijastus.

Miksi klorofylli on vihreä?

Kasveja pidetään vihreinä, koska klorofylli absorboi pääasiassa sinisen ja punaisen aallonpituuden ja heijastaa vihreää. Nephronus [CC BY-SA 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by-SA/4.0)]

Kaikki pigmentit eivät käyttäytyy samalla tavalla. Valon imeytyminen on ilmiö, joka voi esiintyä eri aallonpituuksilla, ja jokaisella pigmentillä on tietty absorptiospektri.

Absorboitu aallonpituus määrittää värin, jonka visualisoimme pigmenttiin. Esimerkiksi, jos absorboit valoa kaikissa pituissaan, näemme täysin mustan pigmentin. Ne, jotka eivät absorboi kaikkia pituisia, heijastavat jäljellä olevaa.

Klorofyllin tapauksessa tämä imee violettia, sinistä ja punaisia ​​värejä vastaavat aallonpituudet ja heijastaa vihreää valoa. Tämä on pigmentti, joka antaa kasveille ominaisen vihreän värin.

Klorofylli ei ole ainoa luonnon pigmentti

Vaikka klorofylli on yksi tunnetuimmista pigmenteistä, on muitakin biologisten pigmenttien ryhmiä, kuten karotenoideja, jotka ovat punertavia tai appelsiineja. Siksi ne absorboivat valoa eri aallonpituuteen kuin klorofylli, joka toimii energiansiirtonäytönä klorofylliin.

Lisäksi joillakin karotenoideilla on fotoprotektiiviset toiminnot: ne imevät ja hajottavat valon energiaa, joka voi vahingoittaa klorofylliä; tai reagoi hapen kanssa ja muodostavat oksidatiivisia molekyylejä, jotka voivat vahingoittaa solurakenteita.

Ominaisuudet ja rakenne

Klorofyllit ovat biologisia pigmenttejä, joita pidetään vihreinä ja jotka osallistuvat fotosynteesiin. Löydämme ne kasveista ja muista organismeista, joilla on kyky muuttaa valoenergiaa kemialliseksi energiaksi.

Kemiallisesti klorofyllit ovat magnesium-torfiriineja. Nämä ovat melko samanlaisia ​​kuin hemoglobiinimolekyyli, joka on vastuussa hapen kuljettamisesta veressämme. Molemmat molekyylit eroavat vain substituenttiryhmien tyypeistä ja sijainnista tetrapyrolirenkaassa.

Porfyriinirenkaan metalli hemoglobiinissa on rautaa, kun taas klorofyllissä se on magnesium.

Klorofyllin sivuketju on hydrofobisia tai apolaarisia alkuperäiskansoja, ja se koostuu neljästä isopreoidiyksiköstä, nimeltään Fitol. Tämä esteröidaan ehdotetulle happaryhmälle renkaan numerossa neljä.

Jos klorofylliä käydään lämmönkäsittelyssä, liuos vie happaman pH: n, mikä johtaa renkaan keskuksen magnesiumiatomin eliminoimiseen. Jos lämmitys jatkuu tai liuos vähenee vielä enemmän pH: ta, fitoli lopulta hydrolysaaria.

Se voi palvella sinua: Zoapatle: Mikä on, ominaisuudet, edut, vasta -aineet

Sijainti

Klorofylli on yksi hajautetuimmista luonnollisista pigmenteistä, ja löydämme sen fotosynteettisen elämän eri suksista. Kasvien rakenteessa löydämme sen enimmäkseen lehdissä ja muissa vihreissä rakenteissa.

Jos siirrymme mikroskooppiseen visioon, klorofylli on solujen sisällä, erityisesti kloroplastit. Kloroplastien sisällä puolestaan ​​on rakenteita, jotka on muodostettu kaksoiskalvoilla, joita kutsutaan tilakoideiksi, jotka sisältävät klorofylliä sisällä - yhdessä toisen määrän lipidejä ja proteiineja.

Tilakoidit ovat rakenteita, jotka muistuttavat useita pinottuja levyjä tai kolikoita, ja tämä kompakti järjestys on täysin välttämätön molekyylien fotosynteettiselle toiminnalle, jotka klorofylli.

Prokaryoottisissa virastoissa, jotka suorittavat fotosynteesiä, ei ole kloroplasteja. Siksi fotosynteettisiä pigmenttejä sisältäviä talkoideja havaitaan osana solukalvoa, eristettynä solusytoplasman sisällä tai rakennetaan rakenne sisäskalvossa - syanobakteereissa tarkkailua koskeva.

Kaverit

Klorofylli a

Klorofylli a

Klorofylejä on useita tyyppejä, jotka eroavat hiukan molekyylirakenteesta ja niiden jakautumisesta fotosynteettisissä linjoissa. Toisin sanoen jotkut organismit sisältävät tietyntyyppisiä klorofylliä ja toiset eivät.

Klorofyllin päätyyppiä kutsutaan klorofylliksi A ja kasvien suvussa pigmentissä suoraan fotosynteettisen prosessin vastuussa ja muuttaa kevyen energian kemiaksi.

Klorofylli B

Klorofylli B

Toinen klorofyllityyppi on B ja sitä on myös kasveissa. Rakenteellisesti se eroaa klorofyllistä A.

Sitä pidetään lisäpigmenttinä ja rakenneerojen ansiosta on hiukan erilainen absorptiospektri kuin variantilla. Tämän ominaisuuden seurauksena ne eroavat sen väristä: klorofylli A on vihertävän sininen ja B on vihertävän keltainen.

Näiden differentiaalispektrien idea on, että molempia molekyylejä täydennetään valon imeytymisessä ja voivat lisätä fotosynteettiseen järjestelmään pääsemään valonergian määrää (niin että absorptiospektri laajenee).

Klorofylli C ja D

Klorofylli d

Klorofylliä, C: tä, on kolmas tyyppiä, jotka löydämme ruskeasta, piimasta ja dinoflageloidusta levästä. Syanofíceas -levien tapauksessa heillä on vain klorofyllityyppi A. Lopuksi, klorofylli D löytyy joistakin protistivirastoista ja myös syanobakteereista.

Klorofylli bakteereissa

On joukko bakteereja, joilla on mahdollisuus suorittaa fotosynteesi. Näissä organismeissa on niveliä, joita kutsutaan bakteriokloorofiileiksi, ja kuten eukaryoottiset klorofyllit luokitellaan kirjeiden jälkeen: A, B, C, D, E ja G.

Voi palvella sinua: Citrus × Aurantifolia: Ominaisuudet, elinympäristö, ominaisuudet, hoito

Historiallisesti käsiteltiin ideaa, että klorofyllimolekyyli ilmestyi ensin evoluution aikana. Nykyään sekvenssianalyysin ansiosta se on todennäköisesti ehdottanut, että esi -isien klorofyllimolekyyli oli samanlainen kuin bakteriokloorofiilit.

Funktiot

Klorofyllimolekyyli on ratkaiseva elementti fotosynteettisissä organismeissa, koska se on vastuussa valon imeytymisestä.

Tarvittavissa koneissa fotosynteesin suorittamiseksi on komponentti, nimeltään Photosystem. Niitä on kaksi ja jokainen koostuu ”antennista”, joka vastaa valon keräämisestä ja reaktiokeskuksesta, josta löydämme tyypin A klorofyllin.

Valosysteemit eroavat pääasiassa klorofyllimolekyylin absorptiohuipusta: Photosystem I: llä on 700 nm: n piikki ja II - 680 nm.

Tällä tavoin klorofylli onnistuu täyttämään roolinsa valon sieppauksessa, mikä monimutkaisen entsymaattisen akun ansiosta muutetaan kemialliseksi energiaksi, joka on varastoitu molekyyleihin, kuten hiilihydraatteihin.

Viitteet

1. Beck, c. B -. (2010). Johdatus kasvien rakenteeseen ja kehitykseen: Kasvien anatomia 2000-luvulle. Cambridge University Press.
2. Berg, J. M., Stryer, l., & Tymoczko, J. Lens. (2007). Biokemia. Käännyin.
3. Blankenship, R. JA. (2010). Fotosynteesin varhainen kehitys. Kasvien fysiologia, 154(2), 434-438.
4. Campbell, n. -Lla. (2001). Biologia: käsitteet ja suhteet. Pearson -koulutus.
5. Cooper, G. M., & Hausman, R. JA. (2004). Solu: Lähestymismolekyyli. Medicska Naklada.
6. Curtis, H., & Schnek, a. (2006). Kutsu biologiaan. Ed. Pan -American Medical.
7. Hohmann-Morriott, M. F., & Blankenship, R. JA. (2011). Fotosynteesin kehitys. Kasvibiologian vuosikatsaus, 62, 515-548.
8. Humphrey, a. M. (1980). Klorofylli. Food Chemistry, 5 (1), 57-67.Doi: 10.1016/0308-8146 (80) 90064-3
9. Koolman, J., & Röhm, k. H. (2005). Biokemia: teksti ja atlas. Ed. Pan -American Medical.
10. Lockhart, P. J -., Larkum, a. W -., Teräs, m., Waddell, P. J -., & Penny, D. (1996). Klorofyllin ja bakterioklorofyllin kehitys: invarianttipaikkojen ongelma sekvenssianalyysissä. Amerikan yhdysvaltojen kansallisen tiedeakatemian julkaisut, 93(5), 1930-1934. Doi: 10.1073/PNA: t.93.5.1930
11. G. JA., & Rosen, W. G. (1986). Solubiologia: Perustutkimus ja sovellukset. Kansalliset akatemiat.
12. Posada, J. JOMPIKUMPI. S. (2005). Laitumien ja rehujen perustamisen perusteet. Antioquian yliopisto.
13. Raven, P. H., Evert, r. F., & Eichhorn, S. JA. (1992). Kasvibiologia (Vol. 2). Käännyin.
14. Sadava, D., & Purves, W. H. (2009). Elämä: Biologian tiede. Ed. Pan -American Medical.
15. Sousa, f. Lens., Shavit-grievink, l., Allen, J. F., & Martin, W. F. (2013). Klorofylli -biosynteesin geenien kehitys osoittaa fotosysteemigeenin päällekkäisyydet, ei fotosysteemin sulautumisen, happigeenisen fotosynteesin alkuperässä. Genomibiologia ja evoluutio, 5(1), 200-216. Doi: 10.1093/GBE/EVS127
16. Taiz, l., & Zeiger, ja. (2007). Vihannesfysiologia. Yliopisto Jaume I.
17. Xiong J. (2006). Fotosynteesi: Mikä väri oli alkuperää?. Genomibiologia, 7(12), 245. Doi: 10.1186/GB-2006-7-12-245