Светлинната енергия от слънцето започва верижна реакция в растенията, която води до фотосинтеза на богати на енергия молекули глюкоза (захар) от неорганични съединения. Този невероятен подвиг се случва чрез пренареждане на молекули в хлоропласти на растенията и в цитоплазмата на някои протисти.
Хлорофил а е основният пигмент, който поглъща слънчевата светлина за фотосинтеза, зависима от светлината. Аксесоарни пигменти като: холорфилб, каротеноиди, ксантофили и антоцианини подайте ръка на молекулите на хлорофила чрез поглъщане на по-широк спектър от светлинни вълни.
Функция на фотосинтетичните пигменти
Фотосинтезата се случва в купчините плоски дискове, наречени грана разположен в строма на органели от растителни клетки. Аксесоарните фотосинтетични пигменти улавят фотони, пропуснати от хлорофила a.
Фотосинтетичните пигменти също могат да инхибират фотосинтезата, когато енергийните нива в клетката са твърде високи. Концентрацията на фотосинтетични и антенни пигменти в растителните клетки варира в зависимост от светлинните нужди на растението и достъпа до слънчева светлина по време на
светлинен цикъл на фотосинтезата.Защо фотосинтезата е важна?
Повечето хранителни вериги, съставляващи хранителната мрежа, зависят от хранителната енергия, произведена от автотрофи чрез фотосинтеза. Еукариотните растителни клетки синтезират глюкоза в хлоропласти, съдържащи поглъщащи светлината пигменти като хлорофил а и b.
Кислородът е страничен продукт от фотосинтезата, който се отделя във водата или въздуха около растението. Аеробните организми като птици, риби, животни и хора се нуждаят от храна, за да ядат, и от кислород, за да дишат.
Роля на хлорофила "а" пигменти
Хлорофилът а пропуска зелена светлина и абсорбира синя и червена светлина, което е оптимална за фотосинтеза. Поради тази причина хлорофилът а е най-ефективният и важен пигмент, участващ във фотосинтезата.
Хлорофилът а абсорбира протоните и улеснява преноса на светлинна енергия в енергията на храната с помощта на допълнителни пигменти, като хлорофил В, молекула с много подобни характеристики.
Какво представляват пигментите за аксесоари?
Аксесоарните пигменти имат малко по-различна молекулярна структура от хлорофила а, който улеснява абсорбиране на различни цветове върху светлинния спектър. Хлорофилът b и c отразява различни нюанси на зелената светлина, поради което листата и растенията не са еднакво зелени.
Хлорофилът маскира по-рядко срещаните допълнителни пигменти в листата до есента, когато производството спира. При липса на хлорофил се разкриват ослепителните цветове на допълнителните пигменти, скрити в листата.
Видове пигменти за аксесоари
Пример:
- Хлорофил b пропуска зелена светлина и поглъща основно синя и червена светлина. Уловената слънчева енергия се предава на хлорофил а, който е по-малка, но по-обилна молекула в хлоропласта.
- Каротеноиди отразяват оранжеви, жълти и червени светлинни вълни. В лист каротеноидните пигменти се групират до молекулите на хлорофила и ефективно предават погълнатите фотони. Каротеноидите са мастноразтворими молекули, за които също се смята, че играят роля в разсейването на прекомерно количество лъчиста енергия.
- Ксантофил пигментите преминават по светлинна енергия към хлорофил а и действат като антиоксиданти. Молекулярната структура дава на ксантофила способността да приема или дарява електрони. Ксантофилните пигменти произвеждат жълтия цвят в есенните листа.
-
Антоцианин пигментите абсорбират синьо-зелената светлина и подпомагат хлорофила a. Ябълките и есенните листа дължат своята жизненост на червеникавите виолетови антоцианинови съединения. Антоцианинът е водоразтворима молекула, която може да се съхранява във вакуолата на растителните клетки.
Какво представляват антенните пигменти?
Фотосинтетичните пигменти като хлорофил b и каротеноиди се свързват с протеини, за да образуват плътно опакована антеноподобна структура за улавяне на входящи фотони. Антенни пигменти абсорбират лъчиста енергия, донякъде като слънчеви панели на къща.
Антенните пигменти изпомпват фотоните в реакционни центрове като част от фотосинтетичния процес. Фотоните възбуждат електрон в клетката, който след това се предава на близката акцепторна молекула и в крайна сметка се използва за създаване АТФ молекули.