Ποιες τέσσερις αξεσουάρ χρωστικές είναι απαραίτητες για την πραγματοποίηση της φωτοσύνθεσης;

Η ελαφριά ενέργεια από τον ήλιο ξεκινά μια αλυσιδωτή αντίδραση σε φυτά που οδηγεί σε φωτοσύνθεση μορίων γλυκόζης (ζάχαρης) πλούσιων σε ενέργεια από ανόργανες ενώσεις Αυτό το καταπληκτικό επίτευγμα συμβαίνει μέσω της αναδιάταξης μορίων στο χλωροπλάστες φυτών και στο κυτταρόπλασμα ορισμένων πρωτοστατών.

Χλωροφύλλη α είναι η βασική χρωστική ουσία που απορροφά το φως του ήλιου για φωτοσύνθεση που εξαρτάται από το φως. Αξεσουάρ χρωστικές ουσίες όπως: χολορφύλσι, καροτενοειδή, ξανθοφύλλες και ανθοκυανίνες δώστε ένα χέρι στη χλωροφύλλη μόρια απορροφώντας ένα ευρύτερο φάσμα φωτεινών κυμάτων.

Η φωτοσύνθεση εμφανίζεται μέσα σε στοίβες επίπεδων δίσκων που ονομάζονται γκρανα βρίσκεται στο στρώμα οργανικών κυττάρων φυτών. Αξεσουάρ φωτοσυνθετικές χρωστικές ουσίες περιλαμβάνουν φωτόνια που χάθηκαν από τη χλωροφύλλη α.

Οι φωτοσυνθετικές χρωστικές μπορούν επίσης να αναστέλλουν τη φωτοσύνθεση όταν τα επίπεδα ενέργειας εντός του κυττάρου είναι πολύ υψηλά. Η συγκέντρωση των φωτοσυνθετικών και χρωστικών κεραιών στα φυτικά κύτταρα ποικίλλει ανάλογα με τις ανάγκες φωτός του φυτού και την πρόσβαση στο ηλιακό φως κατά τη διάρκεια

Οι περισσότερες αλυσίδες τροφίμων που αποτελούν τον ιστό των τροφίμων εξαρτώνται από την ενέργεια των τροφίμων που παράγεται από αυτοτροφικά μέσω της φωτοσύνθεσης. Τα ευκαρυωτικά φυτικά κύτταρα συνθέτουν γλυκόζη σε χλωροπλάστες που περιέχουν χρωστικές που απορροφούν φως χλωροφύλλη α και β.

Το οξυγόνο είναι ένα υποπροϊόν φωτοσύνθεσης που απελευθερώνεται στο νερό ή στον αέρα που περιβάλλει το φυτό. Οι αερόβιοι οργανισμοί όπως τα πουλιά, τα ψάρια, τα ζώα και τα ανθρώπινα όντα χρειάζονται τροφή για φαγητό και οξυγόνο για να αναπνεύσουν.

Η χλωροφύλλη μεταδίδει το πράσινο φως και απορροφά το μπλε και το κόκκινο φως, δηλαδή βέλτιστη για φωτοσύνθεση. Για το λόγο αυτό, η χλωροφύλλη α είναι η πιο αποτελεσματική και σημαντική χρωστική που εμπλέκεται στη φωτοσύνθεση.

Η χλωροφύλλη απορροφά πρωτόνια και διευκολύνει τη μεταφορά της φωτεινής ενέργειας στην ενέργεια των τροφίμων με τη βοήθεια βοηθητικών χρωστικών, όπως η χλωροφύλλη β, ένα μόριο με πολλά παρόμοια χαρακτηριστικά.

Οι βοηθητικές χρωστικές έχουν ελαφρώς διαφορετική μοριακή δομή από τη χλωροφύλλη α που διευκολύνει απορρόφηση διαφορετικών χρωμάτων στο φάσμα του φωτός. Η χλωροφύλλη b και c αντανακλά ποικίλες αποχρώσεις του πράσινου φωτός, γι 'αυτό τα φύλλα και τα φυτά δεν είναι όλα τα ίδια πράσινα.

Η χλωροφύλλη καλύπτει τις λιγότερο άφθονες χρωστικές αξεσουάρ στα φύλλα μέχρι την πτώση όταν σταματά η παραγωγή. Ελλείψει χλωροφύλλης, αποκαλύπτονται τα εκθαμβωτικά χρώματα των βοηθητικών χρωστικών που κρύβονται στα φύλλα.

Παράδειγμα:

• Χλωροφύλλη β μεταδίδει πράσινο φως και απορροφά κυρίως μπλε και κόκκινο φως. Η δεσμευμένη ηλιακή ενέργεια παραδίδεται στη χλωροφύλλη α, η οποία είναι ένα μικρότερο αλλά πιο άφθονο μόριο στον χλωροπλάστη.

• Καροτενοειδή αντανακλούν κύματα πορτοκαλί, κίτρινου και κόκκινου φωτός. Σε ένα φύλλο, οι καροτενοειδείς χρωστικές συσσωρεύονται δίπλα στη χλωροφύλλη μόρια για αποτελεσματική παράδοση απορροφημένων φωτονίων. Τα καροτενοειδή είναι λιποδιαλυτά μόρια, τα οποία πιστεύεται επίσης ότι παίζουν ρόλο στην εξάλειψη υπερβολικών ποσοτήτων ακτινοβολούσας ενέργειας.

• Ξανθοφύλλη Οι χρωστικές ουσίες περνούν κατά μήκος της φωτεινής ενέργειας στη χλωροφύλλη α και δρουν ως αντιοξειδωτικά. Η μοριακή δομή δίνει στην ξανθοφύλλη την ικανότητα αποδοχής ή δωρεάς ηλεκτρονίων. Οι χρωστικές ουσίες ξανθοφυλλίου παράγουν το κίτρινο χρώμα στα φύλλα πτώσης.

• Ανθοκυανίνη οι χρωστικές απορροφούν το γαλάζιο-πράσινο φως και βοηθούν τη χλωροφύλλη α. Τα μήλα και τα φθινοπωρινά φύλλα οφείλουν τη ζωντάνια τους σε κοκκινωπές, βιολετί ανθοκυανικές ενώσεις. Η ανθοκυανίνη είναι ένα υδατοδιαλυτό μόριο που μπορεί να αποθηκευτεί στο κενό των φυτικών κυττάρων.
  

Οι φωτοσυνθετικές χρωστικές ουσίες όπως η χλωροφύλλη β και τα καροτενοειδή συνδέονται με πρωτεΐνες για να σχηματίσουν μια σφιχτά συσκευασμένη δομή τύπου κεραίας για τη σύλληψη εισερχόμενων φωτονίων. Χρωστικές κεραίες απορροφούν ακτινοβολούμενη ενέργεια, σαν ηλιακά πάνελ σε ένα σπίτι.

Οι χρωστικές κεραίες αντλούν φωτόνια σε κέντρα αντίδρασης ως μέρος της φωτοσυνθετικής διαδικασίας. Τα φωτόνια διεγείρουν ένα ηλεκτρόνιο στο κελί που στη συνέχεια παραδίδεται σε ένα κοντινό μόριο δέκτη και τελικά χρησιμοποιείται στην κατασκευή Μόρια ATP.