Päikese valgusenergiast algab taimedes ahelreaktsioon, mille tulemuseks on fotosüntees anorgaanilistest ühenditest saadud energiarikaste glükoosi (suhkru) molekulide arv. See hämmastav saavutus toimub molekulide ümberkorraldamise kaudu kloroplastid taimede ja mõnede protistide tsütoplasmas.
Klorofüll a on südamepigment, mis neelab päikesevalgust valgusest sõltuva fotosünteesi jaoks. Lisapigmendid nagu: kolorfüllb, karotenoidid, ksantofüllid ja antotsüaniinid ulatada käsi klorofüll molekulidele, neelates valguslainete laiemat spektrit.
Fotosünteetiliste pigmentide funktsioon
Fotosüntees toimub nn lamedate ketaste virnades grana asub strooma taimerakkude organellidest. Lisafotosünteetilised pigmendid köidavad klorofüll a puudulikke footoneid.
Fotosünteesi pigmendid võivad fotosünteesi pärssida ka siis, kui raku energiatase on liiga kõrge. Fotosünteetiliste ja antennipigmentide kontsentratsioon taimerakkudes varieerub sõltuvalt taime valgusvajadusest ja päikesevalgusest valgusest sõltuv tsükkel fotosünteesist.
Miks on fotosüntees oluline?
Enamik toiduvõrgu moodustavaid toiduahelaid sõltub toiduenergiast autotroofid fotosünteesi kaudu. Eukarüootsed taimerakud sünteesivad glükoosi kloroplastides, mis sisaldavad valgust neelavaid pigmente klorofüll a ja b.
Hapnik on fotosünteesi kõrvalsaadus, mis eraldub taime ümbritsevasse vette või õhku. Aeroobsed organismid nagu linnud, kalad, loomad ja inimesed vajavad söömiseks toitu ja hingamiseks hapnikku.
Klorofülli 'a' pigmentide roll
Klorofüll a laseb edasi rohelist valgust ning neelab sinist ja punast valgust, mis on optimaalne fotosünteesiks. Sel põhjusel on klorofüll a kõige tõhusam ja olulisem fotosünteesis osalev pigment.
Klorofüll a neelab prootoneid ja hõlbustab valgusenergia ülekandumist toiduenergiasse abipigmentide abil, näiteks klorofüll b, paljude sarnaste omadustega molekul.
Mis on lisapigmendid?
Lisapigmentidel on veidi teistsugune molekulaarne struktuur kui klorofüllil, mis seda hõlbustab erinevate värvide imendumine valgusspektril. Klorofüll b ja c peegeldavad rohelise valguse erinevaid toone, mistõttu pole lehed ja taimed kõik sama rohelise varjundiga.
Klorofüll a varjab lehtedel vähem rikkalikke lisapigmente kuni langemiseni, kui tootmine peatub. Klorofülli puudumisel ilmnevad lehtedes peituvate lisapigmentide pimestavad värvid.
Lisavarustuspigmentide tüübid
Näide:
- Klorofüll b laseb edasi rohelist valgust ja neelab peamiselt sinist ja punast valgust. Püütud päikeseenergia antakse üle klorofüllile a, mis on väiksem, kuid rikkalikum molekul kloroplastis.
- Karotenoidid peegeldavad oranže, kollaseid ja punaseid valguslaineid. Lehes koonduvad karotenoidpigmendid klorofüll-molekulide kõrvale, et tõhusalt edasi anda neeldunud footoneid. Karotenoidid on rasvlahustuvad molekulid, mis arvatakse samuti mängivat rolli kiirgava energia liigse koguse hajutamisel.
- Ksantofüll pigmendid lähevad mööda valgusenergiat klorofüllile a ja toimivad antioksüdantidena. Molekulaarne struktuur annab ksantofüllile võime elektrone vastu võtta või loovutada. Ksantofüllipigmendid annavad sügisel lehtedel kollase värvi.
-
Antotsüaniin pigmendid neelavad sinakasrohelist valgust ja aitavad klorofüll a. Õunad ja sügislehed võlgnevad oma erksuse punakasvioletsetele antotsüaniiniühenditele. Antotsüaniin on vees lahustuv molekul, mida saab säilitada taimeraku vakuolis.
Mis on antennipigmendid?
Fotosünteetilised pigmendid nagu klorofüll b ja karotenoidid seonduvad valguga, moodustades tihedalt pakitud antennilaadse struktuuri sissetulevate footonite püüdmiseks. Antenni pigmendid neelavad kiirgusenergiat, umbes nagu päikesepaneelid maja peal.
Antennipigmendid pumpavad fotosünteesiprotsessi osana footoneid reaktsioonikeskustesse. Footonid ergastavad rakus elektroni, mis seejärel antakse edasi lähedal asuvale aktseptorimolekulile ja mida kasutatakse lõpuks valmistamisel ATP molekulid.
