Світлова енергія від сонця запускає ланцюгову реакцію у рослин, в результаті якої фотосинтез енергетичних молекул глюкози (цукру) з неорганічних сполук. Цей дивовижний подвиг відбувається за рахунок перестановки молекул в хлоропласти рослин і в цитоплазмі деяких протистів.
Хлорофіл а є основним пігментом, який поглинає сонячне світло для фотосинтезу, залежного від світла. Додаткові пігменти, такі як: холорфілb, каротиноїди, ксантофіли і антоціани простягнути руку молекулам хлорофілу, поглинаючи ширший спектр світлових хвиль.
Функція фотосинтетичних пігментів
Фотосинтез відбувається у стосах плоских дисків, що називаються грана знаходиться в строма органел рослинних клітин. Аксесуарні фотосинтетичні пігменти затримують фотони, пропущені хлорофілом a.
Фотосинтетичні пігменти можуть також пригнічувати фотосинтез, коли рівень енергії всередині клітини занадто високий. Концентрація фотосинтетичних та антенних пігментів у рослинних клітинах змінюється залежно від потреб рослини у світлі та доступу сонячного світла під час світлозалежний цикл фотосинтезу.
Чому фотосинтез важливий?
Більшість харчових ланцюгів, що складають харчову мережу, залежать від харчової енергії, що виробляється автотрофи через фотосинтез. Клітини еукаріотичних рослин синтезують глюкозу в хлоропластах, що містять світлопоглинаючі пігменти, подібні хлорофіл а і b.
Кисень - побічний продукт фотосинтезу, який виділяється у воду або повітря, що оточує рослину. Аеробним організмам, таким як птахи, риби, тварини та люди, потрібна їжа, а їжа - кисень.
Роль пігментів хлорофілу "а"
Хлорофіл а пропускає зелене світло та поглинає синє та червоне світло, яке є оптимальний для фотосинтезу. З цієї причини хлорофіл а є найефективнішим і найважливішим пігментом, який бере участь у фотосинтезі.
Хлорофіл а поглинає протони і полегшує перенесення світлової енергії в харчову енергію за допомогою допоміжних пігментів, таких як хлорофіл b, молекула з багатьма подібними характеристиками.
Що таке аксесуарні пігменти?
Аксесуарні пігменти мають трохи іншу молекулярну структуру, ніж хлорофіл а, який сприяє поглинання різних кольорів на спектрі світла. Хлорофіл b і c відображає різні відтінки зеленого світла, саме тому листя і рослини не однакові у відтінку зеленого.
Хлорофіл маскує менш рясні допоміжні пігменти в листі до осені, коли виробництво припиняється. За відсутності хлорофілу виявляються сліпучі кольори допоміжних пігментів, прихованих у листках.
Види допоміжних пігментів
Приклад:
- Хлорофіл b пропускає зелене світло і переважно поглинає синє та червоне світло. Захоплена сонячна енергія передається хлорофілу а, який є меншою, але більш рясною молекулою в хлоропласті.
- Каротиноїди відображають помаранчеві, жовті та червоні світлові хвилі. У листку каротиноїдні пігменти скупчуються поруч із молекулами хлорофілу, щоб ефективно віддавати поглинені фотони. Каротиноїди - це жиророзчинні молекули, також, як вважають, грають роль у розсіюванні надмірної кількості променистої енергії.
- Ксантофіл пігменти передають світлову енергію хлорофілу а і діють як антиоксиданти. Молекулярна структура надає ксантофілу здатність приймати або віддавати електрони. Ксантофілові пігменти виробляють жовте забарвлення в осінньому листі.
-
Антоціанін пігменти поглинають синьо-зелене світло і допомагають хлорофілу a. Яблука та осіннє листя завдячують своїй яскравості червонуватим фіолетовим сполукам антоціану. Антоціанін - це водорозчинна молекула, яка може зберігатися у вакуолі рослинної клітини.
Що таке пігменти антени?
Фотосинтетичні пігменти, такі як хлорофіл b та каротиноїди, зв’язуються з білком, утворюючи щільно упаковану антеноподібну структуру для захоплення надходять фотонів. Антенні пігменти поглинають променисту енергію, дещо схожий на сонячні батареї на будинку.
Антенні пігменти перекачують фотони в реакційні центри як частина процесу фотосинтезу. Фотони збуджують електрон у клітині, який потім передається сусідній акцепторній молекулі і в кінцевому підсумку використовується для створення Молекули АТФ.