クロロフィル分子が光を吸収するとどうなりますか？

植物がどのように「食物」を得るかに関係する科学の分野について考えるとき、あなたはおそらく生物学を最初に考えるでしょう。 しかし実際には、それは生物学に役立つ物理学です。なぜなら、それは太陽からの光エネルギーであり、最初にギアを開始し、現在は地球上のすべての生命に電力を供給し続けているからです。 具体的には、次の場合に動作するエネルギー伝達カスケードです。 フォトン の軽いストライク部分で クロロフィル 分子。

における光子の役割 光合成 クロロフィル分子の一部の電子が一時的に「励起」されるように、またはより高いエネルギー状態になるように、クロロフィルによって吸収されます。 それらが通常のエネルギーレベルに向かってドリフトすると、それらが放出するエネルギーが光合成の最初の部分に電力を供給します。 したがって、クロロフィルがなければ、光合成は起こり得ませんでした。

植物と動物はどちらも真核生物です。 そのため、それらの細胞は、すべての細胞が持つ必要のある最低限のもの（細胞膜、リボソーム、細胞質、およびDNA）をはるかに超えています。 それらの細胞は膜結合が豊富です オルガネラ、セル内で特殊な機能を実行します。 これらの1つは植物専用であり、 葉緑体. 光合成が起こるのはこれらの長方形の細胞小器官の中でです。

葉緑体の中にはチラコイドと呼ばれる構造があり、それは独自の膜を持っています。 チラコイドの内部には、クロロフィルとして知られる分子が存在し、ある意味で文字通りの閃光の形で指示を待っています。
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すべての生物は燃料として炭素源を必要とします。 動物は、食べて、消化酵素と細胞酵素が物質をブドウ糖分子に変えるのを待つだけで、簡単に動物を手に入れることができます。 しかし、植物は葉から炭素を次の形で取り込む必要があります 二酸化炭素ガス（CO₂) 雰囲気の中で。

光合成の役割は、代謝的に言えば、動物が食物からブドウ糖を生成したのと同じ時点まで植物を捕まえることです。 動物では、これは、細胞に到達する前にさまざまな炭素含有分子を小さくすることを意味しますが、植物では、炭素含有分子を作ることを意味します 大きい そして細胞内。

最初の一連の反応では、 光反応 それらは直接光を必要とするため、チラコイド膜に光化学系Iおよび光化学系IIと呼ばれる酵素があります 電子伝達において、ATPおよびNADPH分子の合成のために光エネルギーを変換するために使用されます システム。

いわゆる 暗い反応、光を必要とせず、光によって妨害されない、ATPとNADPHで収集されたエネルギー（何もないため） 光を直接「蓄える」ことができます）二酸化炭素や他の炭素源からブドウ糖を構築するために使用されます 工場。

植物には、クロロフィルに加えて、フィコエルトリンやカロテノイドなどの多くの色素があります。 クロロフィルは、しかし、持っています ポルフィリン リング構造は、人間のヘモグロビン分子のものと似ています。 クロロフィルのポルフィリン環にはマグネシウム元素が含まれていますが、ヘモグロビンには鉄が含まれています。

クロロフィルは、光スペクトルの可視部分の緑色の部分で光を吸収します。これは、すべてで約3,500億分の1メートルから8,000億分の1メートルの範囲に及びます。

ある意味で、植物の光受容体は光子を吸収し、それを使って居眠りしている電子を興奮した覚醒状態に蹴り上げ、階段を駆け上がるようにします。 やがて、近くのクロロフィル「家」にある隣接する電子も走り回り始めます。 彼らが昼寝に落ち着くと、階下に戻って走り回ることで、足元からエネルギーを閉じ込める複雑なメカニズムを通じて砂糖を作ることができます。

エネルギーが1つのクロロフィル分子から隣接する分子に移動するとき、これは共鳴エネルギー移動、または 励起子 転送。