Jaké čtyři doplňkové pigmenty jsou nutné k provedení fotosyntézy?

Světelná energie ze slunce zahajuje u rostlin řetězovou reakci, jejímž výsledkem je fotosyntéza energeticky bohatých molekul glukózy (cukru) z anorganických sloučenin. Tento úžasný výkon se děje přeskupením molekul v chloroplasty rostlin a v cytoplazmě některých protistů.

Chlorofyl a je základní pigment, který absorbuje sluneční světlo pro fotosyntézu závislou na světle. Doplňkové pigmenty, jako například: cholorphyllb, karotenoidy, xantofyly a antokyany podat ruku chlorofylu a molekulám tím, že pohltí širší spektrum světelných vln.

K fotosyntéze dochází v hromadách plochých disků zvaných grana nachází se v stroma rostlinných buněčných organel. Doplňkové fotosyntetické pigmenty zachycují fotony zmeškané chlorofylem a.

Fotosyntetické pigmenty mohou také inhibovat fotosyntézu, když jsou energetické hladiny v buňce příliš vysoké. Koncentrace fotosyntetických a anténních pigmentů v rostlinných buňkách se liší v závislosti na světelných potřebách rostliny a přístupu k slunečnímu záření během cyklus závislý na světle fotosyntézy.

Většina potravinových řetězců, které tvoří potravinovou síť, závisí na energii potravin produkované autotrofy pomocí fotosyntézy. Eukaryotické rostlinné buňky syntetizují glukózu v chloroplastech obsahujících pigmenty absorbující světlo chlorofyl a a b.

Kyslík je vedlejším produktem fotosyntézy, která se uvolňuje do vody nebo vzduchu obklopujícího rostlinu. Aerobní organismy, jako jsou ptáci, ryby, zvířata a lidé, potřebují jídlo k jídlu a kyslík k dechu.

Chlorofyl a propouští zelené světlo a absorbuje modré a červené světlo, což je optimální pro fotosyntézu. Z tohoto důvodu je chlorofyl a nejúčinnějším a nejdůležitějším pigmentem zapojeným do fotosyntézy.

Chlorofyl a absorbuje protony a usnadňuje přenos světelné energie na energii potravin pomocí doplňkových pigmentů, jako je chlorofyl b, molekula s mnoha podobnými vlastnostmi.

Doplňkové pigmenty mají mírně odlišnou molekulární strukturu než chlorofyl a, což usnadňuje absorpce různých barev na světelném spektru. Chlorofyl b a c odráží různé odstíny zeleného světla, a proto listy a rostliny nemají stejný odstín zelené.

Chlorofyl maskuje méně hojné doplňkové pigmenty v listech až do pádu, kdy se produkce zastaví. Při absenci chlorofylu se odhalí oslňující barvy doplňkových pigmentů ukrytých v listech.

Příklad:

• Chlorofyl b propouští zelené světlo a hlavně absorbuje modré a červené světlo. Zachycená sluneční energie je předána chlorofylu a, což je menší, ale hojnější molekula v chloroplastu.

• Karotenoidy odrážejí oranžové, žluté a červené světelné vlny. V listu se karotenoidové pigmenty shlukují vedle chlorofylu a molekul, aby účinně rozdávaly absorbované fotony. Karotenoidy jsou molekuly rozpustné v tucích, o nichž se také věří, že hrají roli při rozptylování nadměrného množství sálavé energie.

• Xantofyl pigmenty přenášejí světelnou energii na chlorofyl a působí jako antioxidanty. Molekulární struktura dává xantofylu schopnost přijímat nebo darovat elektrony. Xantofylové pigmenty produkují žlutou barvu podzimních listů.

• Antokyanin pigmenty absorbují modrozelené světlo a napomáhají chlorofylu a. Jablka a podzimní listí vděčí za svou živost načervenalým, fialovým antokyanovým sloučeninám. Antokyan je molekula rozpustná ve vodě, kterou lze skladovat ve vakuole rostlinných buněk.
  

Fotosyntetické pigmenty, jako je chlorofyl b a karotenoidy, se váží s proteinem a vytvářejí pevně zabalenou anténní strukturu pro zachycení příchozích fotonů. Anténní pigmenty absorbovat sálavou energii, něco jako solární panely na domě.

Anténní pigmenty pumpují fotony do reakčních center jako součást procesu fotosyntézy. Fotony vzrušují elektron v buňce, který je poté předán blízké molekule akceptoru a nakonec použit při výrobě ATP molekuly.