Fotosyntetiska pigmentegenskaper och huvudtyper

De fotosyntetiska pigment De är kemiska föreningar som absorberar och återspeglar vissa våglängder för synligt ljus, vilket får dem att se "färgglada". Olika typer av växter, alger och cyanobakterier har fotosyntetiska pigment, som absorberar olika våglängder och genererar olika färger, främst gröna, gula och röda.

Dessa pigment är nödvändiga för vissa autotrofiska organismer, såsom växter, eftersom de hjälper dem att dra fördel av ett brett spektrum av våglängder för att producera sin mat i fotosyntes. Eftersom varje pigment reagerar endast med vissa våglängder finns det olika pigment som gör det möjligt att fånga mer ljus (fotoner).

Fotosyntetiska pigment finns i växter, alger och cyanobakterier

[TOC]

Egenskaper hos fotosyntetiska pigment

Som nämnts ovan är fotosyntetiska pigment kemiska element som ansvarar för att absorbera nödvändigt ljus så att fotosyntesprocessen kan genereras. Genom fotosyntesen blir solens energi kemisk energi och sockerarter.

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 endast absorberar våglängderna för synligt ljus och återspeglar andra. Våglängdsuppsättningen som absorberas av ett pigment är dess absorptionsspektrum.

Ett pigment absorberar vissa våglängder och de som inte absorberar dem; Färg är helt enkelt det ljus som reflekteras av pigment. Till exempel verkar växter gröna eftersom de innehåller många klorofyllmolekyler A och B, som återspeglar det gröna ljuset.

Typer av fotosyntetiska pigment

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

- Klorofyll

Vy över kloroplastmikroskop, organeller som innehåller klorofyll

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

Eftersom elektroner rör sig fritt har ringen potential att vinna eller förlora elektroner med lätthet och därför har potential att tillhandahålla energiska elektroner till andra molekyler. Detta är den grundläggande processen genom vilken klorofyll "fångar" solljusets energi.

Kan tjäna dig: gibberellins

Typer av klorofyller

Det finns flera typer av klorofyll: A, B, C, D och E. Av dessa finns det bara två i kloroplasterna i de övre växterna: klorofyll A och klorofyll B. Det viktigaste är klorofyll "A", eftersom den finns i växter, alger och fotosyntetiska cyanobakterier.

Molekylär struktur Klorofylls: A, B och C

Klorofyll "A" möjliggör fotosyntes eftersom den överför sina elektroner aktiverade till andra molekyler som kommer att tillverka sockerarter.

En andra typ av klorofyll är klorofyll "B", som bara finns i de så kallade gröna alger och växter. För sin del finns klorofyll "C" endast i de fotosyntetiska medlemmarna i kromista -gruppen, som i dinoflagellados.

Skillnaderna mellan klorofyllarna i dessa huvudgrupper var ett av de första proverna som de inte var så nära besläktade som tidigare trott.

Mängden "B" -klorofyll är ungefär en fjärdedel av det totala klorofyllinnehållet. För sin del finns klorofyll "A" i alla fotosyntetiska växter, så det kallas universellt fotosyntetiskt pigment. De kallar det också primärt fotosyntetiskt pigment eftersom det utför den primära reaktionen av fotosyntes.

Av alla pigment som deltar i fotosyntesen möter klorofyll en grundläggande roll. Av denna anledning är resten av de fotosyntetiska pigmenten kända som tillbehörspigment.

Användningen av tillbehörspigment gör det möjligt att absorbera ett bredare utbud av våglängder och därför fånga mer solljusenergi.

- Karotenoider

Karotenoider är en annan viktig grupp fotosyntetiska pigment. Dessa absorberar violetta ljus och grönaktiga blått.

Karotenoider ger de ljusa färgerna som frukter finns; Till exempel beror den röda tomaten på närvaron av lykopen, det gula av majsfrön orsakas av zeaxantin, och orange av apelsinskal beror på ß-karoten.

Lykopen ger den ljusa färgen som röda tomater har

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

Liksom alla fotosyntetiska pigment hjälper karotenoider att fånga ljus men uppfyller också en annan viktig funktion: eliminera överskott av energi från solen.

Kan tjäna dig: avokado

Således, om ett ark får en stor mängd energi och denna energi inte används, kan detta överskott skada de fotosyntetiska komplexa molekylerna. Karotenoider deltar i absorptionen av överskott av energi och hjälper till att sprida den i form av värme.

Karotenoider är vanligtvis röda, orange eller gula pigment och inkluderar den välkända karotenföreningen, som färg morötter färg. Dessa föreningar bildas av två små ringar med sex kolhydrater anslutna med en "kedja" av kolatomer.

Som ett resultat av deras molekylstruktur upplöses de inte i vatten, men binder till membranen inuti cellen.

Karotenoider kan inte direkt använda ljusets energi för fotosyntes, men bör överföra energin som absorberas till klorofyll. Av denna anledning övervägs tillbehörspigment. Ett annat exempel på ett mycket synligt tillbehörspigment är fucoxantin, som ger brun färg till havsalger och diatomer.

Karotenoider kan klassificeras i två grupper: Carotenes och Xantofilas.

Karotener

Carotenes är allmänt fördelade organiska föreningar som pigment i växter och djur. Dess allmänna formel är C40H56 och innehåller inte syre. Dessa pigment är omättade kolväten; Det vill säga de har många dubbelbindningar och tillhör isopreidid -serien.

Molekylstruktur av ß-karoten

I växter lär karotener gula, orange eller röda blommor (kalendula), frukt (pumpa) och rötter (morot). Hos djur är de synliga i fetter (smör), äggulor, fjädrar (kanarie) och skal (hummer).

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

Xantfilor

Xantofilas är gula pigment vars molekylstruktur liknar karotener, men med skillnaden att de innehåller syreatomer. Några exempel är: C40H56O (Cryptoxanthin), C40H56O2 (lutein, zeaxantin) och C40H56O6, som är den karakteristiska fukoxantinen hos de bruna alger som nämns ovan.

Lutein molekylstruktur

Vanligtvis har karotener en mer orange färg än xantofilas. Både karotener och xantofilor är lösliga i organiska lösningsmedel såsom kloroform, etyleter, bland andra. Carotenes är mer lösliga i koldisulfid jämfört med xantofilas.

Karotenoidfunktioner

- Karotenoider fungerar som tillbehörspigment. De absorberar strålningsenergi i mittregionen i det synliga spektrumet och överför den till klorofyll.

Kan tjäna dig: monokotyledonous: egenskaper, taxonomi, klassificering, exempel

- De skyddar komponenterna i syrekloroplanen som genereras och släpps under vattenfotolys. Karotenoider samlar detta syre genom sina dubbelbindningar och ändrar deras molekylstruktur till ett tillstånd av lägre energi (ofarlig).

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

- Tres xantofilas (violoxantin, anteroxantin och zeaxantin) deltar i spridningen av överskott av energi genom att omvandla den till värme.

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

- Fikobiliner 

Ficobiliner är vattenlösliga pigment och finns därför i cytoplasma eller kloroplaststroma. De förekommer endast i cyanobakterier och röda alger (Rodophyta).

Röda alger (Rhodophyta)

Ficobiliner är inte bara viktiga för organismer som använder dem för att absorbera ljusets energi, utan också används som forskningsverktyg.

Genom att exponera föreningar såsom pykocyanin och fikoeritrin absorberar dessa ljusets energi och frisätter den som avger fluorescens i ett mycket smalt intervall av våglängder.

Ljuset som produceras av denna fluorescens är så distinkt och pålitligt att ficobiliner kan användas som kemiska "etiketter". Dessa tekniker används allmänt i cancerforskning för att "markera" tumörceller.

Referenser

1. Bianchi, T. & Canuel, och. (2011). Kemiska biomarkörer i vattenlevande ekosystem (1: a upplagan.). Princeton University Press.
2. Evert, r. & Eichhorn, s. (2013). Raven Biology of Plants (8: e upplagan.). W. H. Freeman och företagsförlag.
3. Goldberg, D. (2010). Barrons AP -biologi (3: e upplagan.). Barrons pedagogiska serie, Inc.
4. Nobel, D. (2009). Fysylmisk och miljömässig fysiologi (4: e upplagan.). Elsevier Inc.
5. Fotosyntetiska pigment. Återhämtat sig från: UCMP.Berkeley.Edu
6. Renger, g. (2008). Primär process för fotosyntes: principer och apparater (Il. ed.) RSC Publishing.
7. Salomo, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologi (7: e upplagan.) Cengage Learning.