Fotosynthetische pigmentenkenmerken en hoofdtypen

De fotosynthetische pigmenten Het zijn chemische verbindingen die bepaalde golflengten van zichtbaar licht absorberen en weerspiegelen, waardoor ze er "kleurrijk" uitzien. Verschillende soorten planten, algen en cyanobacteriën hebben fotosynthetische pigmenten, die verschillende golflengten absorberen en verschillende kleuren genereren, voornamelijk groen, geel en rood.

Deze pigmenten zijn nodig voor sommige autotrofe organismen, zoals planten, omdat ze hen helpen profiteren van een breed scala aan golflengten om hun voedsel in fotosynthese te produceren. Aangezien elk pigment alleen met sommige golflengten reageert, zijn er verschillende pigmenten die het mogelijk maken om meer licht te vangen (fotonen).

Fotosynthetische pigmenten zijn te vinden in planten, algen en cyanobacteriën

[TOC]

Kenmerken van fotosynthetische pigmenten

Zoals hierboven vermeld, zijn fotosynthetische pigmenten chemische elementen die verantwoordelijk zijn voor het absorberen van het benodigde licht zodat het fotosyntheseproces kan worden gegenereerd. Door fotosynthese wordt de energie van de zon chemische energie en suikers.

Zonlicht bestaat uit verschillende golflengten, die verschillende kleuren en energieniveaus hebben. Niet alle golflengten worden gelijkelijk gebruikt in fotosynthese, daarom zijn er verschillende soorten fotosynthetische pigmenten.

Fotosynthetische organismen bevatten pigmenten die alleen de golflengtes van zichtbaar licht absorberen en anderen weerspiegelen. De golflengte -set geabsorbeerd door een pigment is het absorptiespectrum.

Een pigment absorbeert bepaalde golflengten, en degenen die ze niet absorberen; Kleur is gewoon het licht dat wordt weerspiegeld door pigmenten. Planten lijken bijvoorbeeld groen omdat ze veel chlorofylmoleculen A en B bevatten, die het groene licht weerspiegelen.

Soorten fotosynthetische pigmenten

Fotosynthetische pigmenten kunnen worden onderverdeeld in drie typen: chlorofylen, carotenoïden en ficobilines.

- Chlorofylen

Uitzicht van chloroplastmicroscoop, organellen die chlorofyl bevatten

Chlorofylen zijn groene fotosynthetische pigmenten die een porfyrine -ring in hun structuur bevatten. Het zijn ringvormige stabiele moleculen waarrond welke elektronen vrij zijn om te migreren.

Omdat elektronen vrij bewegen, heeft de ring de potentie om gemakkelijk elektronen te winnen of te verliezen en heeft daarom het potentieel om bekrachtigde elektronen aan andere moleculen te leveren. Dit is het fundamentele proces waardoor chlorofyl de energie van zonlicht "vangt".

Kan u van dienst zijn: Gibberellins

Soorten chlorofylen

Er zijn verschillende soorten chlorofyl: A, B, C, D en E. Hiervan worden er slechts twee gevonden in de chloroplasten van de bovenste planten: chlorofyl a en chlorofyl B. Het belangrijkste is chlorofyl "a", omdat het aanwezig is in planten, algen en fotosynthetische cyanobacteriën.

Moleculaire structuur chlorofylen: a, b en c

Chlorofyl "A" maakt fotosynthese mogelijk omdat het zijn elektronen overbrengt die worden geactiveerd naar andere moleculen die suikers zullen produceren.

Een tweede type chlorofyl is chlorofyl "B", dat alleen in de zo -aangedreven groene algen en planten is. Van zijn kant is chlorofyl "C" alleen te vinden in de fotosynthetische leden van de Chromista Group, zoals in de dinoflagellados.

De verschillen tussen de chlorofylen van deze hoofdgroepen waren een van de eerste monsters dat ze niet zo nauw verwant waren als eerder gedacht.

De hoeveelheid "B" chlorofyl is ongeveer een kwart van het totale chlorofylgehalte. Van zijn kant is chlorofyl "A" te vinden in alle fotosynthetische planten, dus het wordt universeel fotosynthetisch pigment genoemd. Ze noemen het ook primair fotosynthetisch pigment omdat het de primaire reactie van fotosynthese uitvoert.

Van alle pigmenten die deelnemen aan fotosynthese, voldoet chlorofyl aan een fundamentele rol. Om deze reden staan ​​de rest van de fotosynthetische pigmenten bekend als accessoire pigmenten.

Het gebruik van accessoire pigmenten maakt het mogelijk om een ​​breder scala aan golflengten te absorberen en daarom meer zonlichtergie vast te leggen.

- Carotenoïden

Carotenoïden zijn een andere belangrijke groep fotosynthetische pigmenten. Deze absorberen violet licht en groenachtig blauw.

Carotenoïden bieden de felle kleuren die fruit aanwezig zijn; De rode tomaat is bijvoorbeeld te wijten aan de aanwezigheid van lycopeen, het geel van maïszaad wordt veroorzaakt door zeaxantine en sinaasappel van sinaasappelschillen is te wijten aan β-caroteen.

De lycopeen biedt de felle kleur die rode tomaten hebben

Al deze carotenoïden zijn belangrijk om dieren aan te trekken en de dispersie van plantenzaden te bevorderen.

Zoals alle fotosynthetische pigmenten, helpen carotenoïden licht vast te leggen, maar vervullen ook een andere belangrijke functie: elimineer overtollige energie uit de zon.

Kan u van dienst zijn: avocado

Dus als een blad een grote hoeveelheid energie ontvangt en deze energie niet wordt gebruikt, kan dit overtollige de fotosynthetische complexe moleculen beschadigen. Carotenoïden nemen deel aan de absorptie van overtollige energie en helpen het te verdrijven in de vorm van warmte.

Carotenoïden zijn meestal rood, oranje of gele pigmenten en omvatten de goed bekende caroteenverbinding, welke kleur wortelen kleur. Deze verbindingen worden gevormd door twee kleine ringen van zes koolstofatomen verbonden door een "keten" van koolstofatomen.

Als gevolg van hun moleculaire structuur lossen ze niet op in water, maar zijn ze bindend aan de membranen in de cel.

Carotenoïden kunnen niet direct de energie van licht gebruiken voor fotosynthese, maar moeten de geabsorbeerde energie overbrengen naar chlorofyl. Om deze reden worden accessoire pigmenten in overweging genomen. Een ander voorbeeld van een zeer zichtbaar accessoire pigment is fucoxantine, dat bruine kleur geeft aan zeealgen en diatomeeën.

Carotenoïden kunnen worden ingedeeld in twee groepen: Carotenes en Xantofilas.

Carotenen

Carotenen zijn wijd verspreide organische verbindingen als pigmenten in planten en dieren. De algemene formule is C40H56 en bevat geen zuurstof. Deze pigmenten zijn onverzadigde koolwaterstoffen; dat wil zeggen, ze hebben veel dubbele bindingen en behoren tot de Isopreideid -serie.

Moleculaire structuur van β-caroteen

In planten leren carotenen gele, oranje of rode bloemen (calendula), fruit (pompoen) en wortels (wortel). Bij dieren zijn ze zichtbaar in vetten (boter), eierdooiers, veren (kanarie) en schillen (kreeft).

Het meest voorkomende caroteen is β-caroteen, de voorloper van vitamine A en wordt als zeer belangrijk geacht voor dieren.

Xantofilas

Xantofilas zijn gele pigmenten waarvan de moleculaire structuur vergelijkbaar is met die van carotenen, maar met het verschil dat ze zuurstofatomen bevatten. Enkele voorbeelden zijn: C40H56O (cryptoxanthine), C40H56O2 (luteïne, zeaxantine) en C40H56O6, wat de karakteristieke fucoxantine is van de hierboven genoemde bruine algen.

Moleculaire structuur van luteïne

Meestal hebben carotenen een meer oranje kleur dan xantofilas. Zowel carotenen als xanthofilas zijn oplosbaar in organische oplosmiddelen zoals chloroform, ethylether, onder andere. Carotenen zijn meer oplosbaar in koolstofdisulfide in vergelijking met xantofilas.

Carotenoïde functies

- Carotenoïden fungeren als accessoire pigmenten. Ze absorberen stralende energie in het middelste gebied van het zichtbare spectrum en brengen het over naar chlorofyl.

Kan u van dienst zijn: monocotyledonous: kenmerken, taxonomie, classificatie, voorbeelden

- Ze beschermen de componenten van het zuurstofchloroplaan dat wordt gegenereerd en vrijgegeven tijdens waterfotolyse. Carotenoïden verzamelen deze zuurstof door hun dubbele bindingen en veranderen hun moleculaire structuur in een toestand van lagere energie (onschadelijk).

- De geëxciteerde toestand van chlorofyl reageert met moleculaire zuurstof om een ​​zeer schadelijke zuurstoftoestand te vormen genaamd singlet -zuurstof. Carotenoïden voorkomen dit door de staat van excitatie van chlorofyl uit te schakelen.

- Tres xantofilas (violoxantine, antheroxantine en zeaxantine) nemen deel aan de dissipatie van overtollige energie door het in hitte te omzetting.

- Vanwege de kleur maken carotenoïden bloemen en fruit zichtbaar voor bestuiving en verspreiding door dieren.

- Ficobilines 

Ficobilinen zijn in water oplosbare pigmenten en worden daarom aangetroffen in het cytoplasma of chloroplast stroma. Ze komen alleen voor in cyanobacteriën en rode algen (Rhodophyta)).

Rode algen (Rhodophyta)

Ficobilinen zijn niet alleen belangrijk voor organismen die ze gebruiken om de energie van het licht te absorberen, maar worden ook gebruikt als onderzoekstools.

Door verbindingen bloot te stellen zoals pycocyanine en ficoeritrine, absorberen deze de energie van het licht en geven het fluorescentie af in een zeer smal bereik van golflengten.

Het licht geproduceerd door deze fluorescentie is zo onderscheidend en betrouwbaar, dat ficobilines kunnen worden gebruikt als chemische "labels". Deze technieken worden veel gebruikt in kankeronderzoek om tumorcellen te "markeren".

Referenties

1. Bianchi, T. & Canuel, en. (2011). Chemische biomarkers in aquatische ecosystemen (1e ed.)). Princeton University Press.
2. Evert, r. & Eichhorn, s. (2013). Raven Biologie van planten (8e ed.)). W. H. Freeman en bedrijfsuitgevers.
3. Goldberg, D. (2010). Barron's AP Biology (3e ed.)). Barron's Educational Series, Inc.
4. Nobel, D. (2009). Physylmical and Environmental Plant Physiology (4e ed.)). Elsevier Inc.
5. Fotosynthetische pigmenten. Hersteld van: UCMP.Berkeley.Edu
6. Renger, g. (2008). Primair proces van fotosynthese: principes en apparaten (IL. ED.) RSC Publishing.
7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologie (7e ed.) Cengage leren.