Fotosynteettiset pigmenttien ominaisuudet ja päätyypit

Se fotosynteettiset pigmentit Ne ovat kemiallisia yhdisteitä, jotka absorboivat ja heijastavat tiettyjä näkyvän valon aallonpituuksia, mikä tekee niistä näyttämään "värikkäiltä". Erityyppisillä kasveilla, levällä ja syanobakteereilla on fotosynteettisiä pigmenttejä, jotka absorboivat erilaisia ​​aallonpituuksia ja tuottavat eri värejä, pääasiassa vihreitä, keltaisia ​​ja punaisia.

Nämä pigmentit ovat välttämättömiä joillekin autotrofisille organismeille, kuten kasveille, koska ne auttavat heitä hyödyntämään laajaa valikoimaa aallonpituuksia ruoan tuottamiseksi fotosynteesissä. Koska jokainen pigmentti reagoi vain joidenkin aallonpituuksien kanssa, on olemassa erilaisia ​​pigmenttejä, jotka mahdollistavat enemmän valoa (fotoneja).

Fotosynteettisiä pigmenttejä löytyy kasveista, leväistä ja syanobakteereista

[TOC]

Fotosynteettisten pigmenttien ominaisuudet

Kuten edellä todettiin, fotosynteettiset pigmentit ovat kemiallisia elementtejä, jotka ovat vastuussa tarvittavan valon absorboimisesta, jotta fotosynteesiprosessi voidaan luoda. Fotosynteesin kautta auringon energiasta tulee kemiallinen energia ja sokerit.

Auringonvalo koostuu erilaisista aallonpituuksista, joilla on eri värit ja energiatasot. Kaikkia aallonpituuksia ei käytetä yhtä lailla fotosynteesissä, minkä vuoksi fotosynteettisiä pigmenttejä on erityyppisiä.

Fotosynteettiset organismit sisältävät pigmenttejä, jotka imevät vain näkyvän valon aallonpituudet ja heijastavat muita. Pigmentin absorboima aallonpituusjoukko on sen absorptiospektri.

Pigmentti absorboi tietyt aallonpituudet, ja ne, jotka eivät absorboi niitä; Väri on yksinkertaisesti pigmenttien heijastama valo. Esimerkiksi kasvit vaikuttavat vihreiltä, ​​koska ne sisältävät monia klorofyllimolekyylejä A ja B, jotka heijastavat vihreää valoa.

Tyypit fotosynteettiset pigmentit

Fotosynteettiset pigmentit voidaan jakaa kolmeen tyyppiin: klorofyllit, karotenoidit ja ficobiliinit.

- Klorofyllit

Kloroplastien mikroskoopin näkymä, organelit, jotka sisältävät klorofylliä

Klorofyllit ovat vihreitä fotosynteettisiä pigmenttejä, jotka sisältävät porfyriinirenkaan niiden rakenteessaan. Ne ovat rengasmuotoisia stabiileja molekyylejä, joiden ympärillä elektronit voivat vapaasti siirtyä.

Koska elektronit liikkuvat vapaasti, renkaassa on potentiaalia voittaa tai menettää elektroneja helposti, ja siksi sillä on potentiaali tarjota energisiä elektroneja muille molekyyleille. Tämä on perusprosessi, jolla klorofylli "vangitsee" auringonvalon energian.

Voi palvella sinua: Gibberelliinit

Klorofyllityypit

Klorofyllityyppejä on useita: a, b, c, d ja e. Näistä vain kahta löytyy ylemmän kasvien kloroplastiista: klorofylli A ja klorofylli B. Tärkeintä on klorofylli "A", koska sitä on läsnä kasveissa, levässä ja fotosynteettisissä syanobakteereissa.

Molekyylirakenteen klorofyllit: a, b ja c

Klorofylli "A" tekee fotosynteesin mahdolliseksi, koska se siirtää elektronit aktivoituna muihin molekyyleihin, jotka valmistavat sokereita.

Toinen klorofyllityyppi on klorofylli "B", joka on vain niin kutsuttujen vihreiden levien ja kasveissa. Klorofylli "C" puolestaan ​​löytyy vain Chromista -ryhmän fotosynteettisistä jäsenistä, kuten The Dinoflagelladosissa.

Näiden pääryhmien klorofyllien väliset erot olivat yksi ensimmäisistä näytteistä, että ne eivät olleet niin läheisesti sukulaisia ​​kuin aiemmin ajateltiin.

"B" -klorofyllin määrä on noin neljäsosa klorofyllipitoisuudesta. Klorofylli “A” löytyy puolestaan ​​kaikista fotosynteettisistä kasveista, joten sitä kutsutaan yleiseksi fotosynteettiseksi pigmentiksi. He kutsuvat sitä myös ensisijaiseksi fotosynteettiseksi pigmentiksi, koska se suorittaa fotosynteesin ensisijaisen reaktion.

Kaikista fotosynteesiin osallistuvista pigmenteistä klorofylli kohtaa perustavanlaatuisen roolin. Tästä syystä loput fotosynteettiset pigmentit tunnetaan lisäpigmentteinä.

Lisäainepigmenttien käyttö mahdollistaa laajemman aallonpituuksien absorboimisen ja siksi sieppaamisen enemmän auringonvaloenergiaa.

- Karotenoidit

Karotenoidit ovat toinen tärkeä ryhmä fotosynteettisiä pigmenttejä. Nämä absorboivat violettivaloa ja vihertävän sinistä.

Karotenoidit tarjoavat hedelmien kirkkaat värit; Esimerkiksi punainen tomaatti johtuu lykopeenin läsnäolosta, maissin siementen keltainen johtuu zeaksantiinista, ja appelsiininkuorien appelsiini johtuu β-karoteenista.

Lykopeeni tarjoaa kirkkaan värin, joka punaisten tomaattien on

Kaikki nämä karotenoidit ovat tärkeitä eläinten houkuttelemiseksi ja kasvien siementen leviämisen edistämiseksi.

Kuten kaikki fotosynteettiset pigmentit, myös karotenoidit auttavat vangitsemaan valoa, mutta myös täyttävät toisen tärkeän toiminnon: poista ylimääräinen energia auringosta.

Voi palvella sinua: avokado

Siten, jos arkki saa suuren määrän energiaa ja tätä energiaa ei käytetä, tämä ylimääräinen voi vahingoittaa fotosynteettisiä komplekseja molekyylejä. Karotenoidit osallistuvat ylimääräisen energian imeytymiseen ja auttavat hävittämään sitä lämmön muodossa.

Karotenoidit ovat yleensä punaisia, oransseja tai keltaisia ​​pigmenttejä, ja niihin sisältyy hyvin tunnettu karoteeniyhdiste, joka väri porkkanaa väriä. Nämä yhdisteet muodostuvat kahdella pienellä kuuden hiilihiilisormuksella, jotka on kytketty hiiliatomien "ketjuun".

Heidän molekyylirakenteensa seurauksena ne eivät liukene veteen, vaan sitoutuvat solun sisällä oleviin kalvoihin.

Karotenoidit eivät voi suoraan käyttää valon energiaa fotosynteesiin, mutta niiden tulisi siirtää klorofylle absorboituneen energian. Tästä syystä lisävarustepigmenttejä harkitaan. Toinen esimerkki erittäin näkyvästä lisäpigmentistä on fukoksantiini, joka antaa ruskean värin merilevälle ja piimoille.

Karotenoidit voidaan luokitella kahteen ryhmään: karoteenit ja xantofilas.

Karoteenit

Karoteenit ovat laajalti jakautuneita orgaanisia yhdisteitä pigmenteinä kasveissa ja eläimissä. Sen yleinen kaava on C40H56 eikä sisällä happea. Nämä pigmentit ovat tyydyttymättömiä hiilivetyjä; toisin sanoen heillä on paljon kaksoissidoksia ja he kuuluvat isopreideidisarjaan.

Β-karoteenin molekyylirakenne

Kasveissa karoteenit opettavat keltaisia, oransseja tai punaisia ​​kukkia (kalenteria), hedelmiä (kurpitsaa) ja juuria (porkkanaa). Eläimissä ne ovat näkyvissä rasvoissa (voissa), munankeltuaisissa, höyhenissä (kanariansa) ja kuorissa (hummeri).

Yleisin karoteeni on β-karoteeni, joka on A-vitamiinin edeltäjä ja sitä pidetään erittäin tärkeänä eläimille.

Xantofilas

Xantofilat ovat keltaisia ​​pigmenttejä, joiden molekyylirakenne on samanlainen kuin karoteenien, mutta sillä erolla, että ne sisältävät happiatomeja. Joitakin esimerkkejä ovat: C40H56O (kryptoksantiini), C40H56O2 (luteiini, zeaxantine) ja C40H56O6, joka on edellä mainitun ruskean leväen ominainen fukoksantiini.

Luteiinin molekyylirakenne

Yleensä karoteenien väri on enemmän kuin Xantofilas. Sekä karoteenit että ksanthofilat ovat liukenevia orgaanisiin liuottimiin, kuten kloroformiin, etyylieetteriin, muun muassa. Karoteenit ovat liukeneempia hiilidisulfidiin verrattuna Xantofilasiin.

Karotenoidifunktiot

- Karotenoidit toimivat lisäpigmentteina. Ne imevät säteilyenergiaa näkyvän spektrin keskialueella ja siirtävät sen klorofylliin.

Voi palvella sinua: monokotedloneous: Ominaisuudet, taksonomia, luokittelu, esimerkit

- Ne suojaavat happikloroplaanin komponentteja, jotka on muodostettu ja vapautettu vesifotolyysin aikana. Karotenoidit keräävät tämän hapen kaksoissidoksiensa kautta ja vaihtavat molekyylirakenteensa alemman energian tilaan (vaaraton).

- Klorofyllin viritetty tila reagoi molekyylihappeen kanssa muodostaakseen erittäin haitallisen happitila, nimeltään singlet -happi. Karotenoidit estävät tämän sammuttamalla klorofyllin viritystila.

- Tres xantofilas (vioksantiini, antheroksaniini ja zeaxantiini) osallistuvat ylimääräisen energian hajoamiseen muuntamalla se lämpöksi.

- Värinsä vuoksi karotenoidit tekevät kukista ja hedelmistä näkyvistä pölytystä ja eläinten leviämistä varten.

- Fikobiliinit 

Ficobiliinit ovat vesiliukoisia pigmenttejä, ja siksi niitä löytyy sytoplasmasta tai kloroplasti stromasta. Niitä esiintyy vain syanobakteereissa ja punaisissa leväissä (Rhodofyta-A.

Punainen levä (Rhodofyta)

Fikobiliinit eivät ole tärkeitä vain organismeille, jotka käyttävät niitä valon energian imeytymiseen, vaan niitä käytetään myös tutkimusvälineinä.

Altistamalla yhdisteet, kuten pykosyaniini ja ficoeritriini, nämä absorboivat valon energian ja vapauttavat sen säteilevän fluoresenssia erittäin kapealla aallonpituusalueella.

Tämän fluoresenssin tuottama valo on niin erottuva ja luotettava, että ficobilinejä voidaan käyttää kemiallisina "etiketeinä". Näitä tekniikoita käytetään laajasti syöpätutkimuksessa kasvainsolujen "merkitsemiseksi".

Viitteet

1. Bianchi, t. & Canuel, ja. (2011). Kemialliset biomarkkerit vesiekosysteemeissä (1. ed.-A. Princeton University Press.
2. Evert, r. & Eichhorn, S. (2013). Kasvien korvan biologia (8. ed.-A. W -. H. Freeman ja yritysjulkaisijat.
3. Goldberg, D. (2010). Barronin AP -biologia (3. painos.-A. Barronin koulutussarja, Inc.
4. Nobel, D. (2009). Fysyylimiset ja ympäristökasvien fysiologia (4. ed.-A. Elsevier Inc.
5. Fotosynteettiset pigmentit. Palautettu: UCMP.Berkeley.Edu
6. Renger, G. (2008). Ensisijainen fotosynteesiprosessi: Periaatteet ja laitteet (IL. Ed.) RSC Publishing.
7. Salomon, E., Berg, l. & Martin, D. (2004). Biologia (7. ed.) Cengage -oppiminen.