איזה תפקיד כלורופיל משחק בפוטוסינתזה?

כלורופיל הוא הפיגמנט הירוק שנמצא בשפע ביותר בתוך עלי הצמחים. הוא ממוקם בתוך כלורופלסטים, שם מתרחשת פוטוסינתזה.

פוטוסינתזה היא התהליך שבו חיי הצומח הופכים את אנרגיית השמש למולקולות מניבות אנרגיה גבוהות שישמשו את התאים לפי הצורך. לכלורופיל תפקיד ראשוני בתהליך זה.

המבנה הכימי של הכלורופיל מורכב מטבעת פורפירין ושרשרת צד של פחמימנים. במרכז טבעת הפורפירין נמצא אטום של מגנזיום. הטבעת מורכבת מקשרים בודדים וכפלים מתחלפים, הנמצאים בדרך כלל בתוך מולקולות הסופגות מאוד את האור הנראה.

לכלורופיל a יש קבוצת מתיל (CH3) המחוברת לטבעת שלה, וכלורופיל b נבדל על ידי קבוצת קרבוניל (CHO).

ישנם שלושה סוגים של כלורופיל: כלורופיל א ', שיש בו פיגמנטים הסופגים כחול-סגול ואדום אור, משתתף ישירות בתגובות האור של הפוטוסינתזה והוא הסוג החיוני ביותר של כלורופיל; כלורופיל b, הדומה לכלורופיל a אם כי הוא משתתף בעקיפין בפוטוסינתזה וסופג אור כחול וכתום; וקרוטנואידים, שהם משפחת הפיגמנטים הצהובים-כתומים וסופגים אור כחול-ירוק.

התילאקואידים הם שקיות קרום אשר נערמות (גרנה) בתוך כלורופלסטים. הכלורופלסטים הם אתרי הפוטוסינתזה, בעיקר בתגובות האור. כלורופיל נמצא בתוך הקרום התילקואידי, ושם הנקלטת האנרגיה מהאור.

פוטוסינתזה מתרחשת בשני שלבים: תגובות אור ומחזור הקלווין. במהלך תגובות האור, אנרגיה מהשמש מומרת לאנרגיה כימית. אנרגיה כימית זו מוחדרת למחזור הקלווין, אשר לוקח את הפחמן הדו-חמצני (CO2) מהסביבה, והופך אותו לגלוקוז.

כלורופיל b וקרוטנואידים הם למעשה "פיגמנטים אביזרים". פיגמנטים אלה מרחיבים את ספקטרום האור הזמין שניתן לספוג כשהם מעבירים אנרגיה לכלורופיל א.

קרוטנואידים ממלאים תפקיד בהגנה על כלורופיל מפני נזק מאור עודף.