Caracteristicile pigmenților fotosintetici și tipurile principale

pigmenți fotosintetici ele sunt compuși chimici care absoarbe și reflectă anumite lungimi de undă ale luminii vizibile, ceea ce le face să pară "colorate". Diferitele tipuri de plante, alge și cianobacterii au pigmenți fotosintetici, care absoarbe la diferite lungimi de undă și generează culori diferite, în principal verde, galben și roșu.

Acești pigmenți sunt necesare pentru unele organisme autotrofe, cum ar fi plante, deoarece ajuta la a face o gamă largă de lungimi de undă pentru a produce alimente în fotosinteza. Deoarece fiecare pigment reacționează numai cu unele lungimi de undă, există pigmenți diferiți care permit captarea unei cantități mai mari de lumină (fotoni).

index

• 1 Caracteristici
• 2 Tipuri de pigmenți fotosintetici
  • 2.1 Clorofile
  • 2.2 Carotenoide
  • 2.3 Ficobilinele
• 3 Referințe

caracteristici

După cum sa menționat mai sus, pigmenții fotosintetici sunt elemente chimice care sunt responsabile pentru absorbția luminii necesare, astfel încât procesul de fotosinteză să poată fi generat. Prin fotosinteză, energia Soarelui este transformată în energie chimică și zaharuri.

Lumina soarelui este compusă din lungimi de undă diferite, care au diferite culori și niveluri de energie. Nu toate lungimile de undă sunt utilizate în mod egal în fotosinteză, motiv pentru care există diferite tipuri de pigmenți fotosintetici.

Fotosinteticele organisme conțin pigmenți care absoarbe doar lungimile de undă ale luminii vizibile și reflectă altele. Setul de lungimi de undă absorbite de un pigment este spectrul său de absorbție.

Un pigment absoarbe anumite lungimi de undă, iar cele care nu absoarbe îi reflectă; culoarea este pur și simplu lumina reflectată de pigmenți. De exemplu, plantele arată verde, deoarece conțin multe molecule de clorofil a și b, care reflectă lumina verde.

Tipuri de pigmenți fotosintetici

Fotosinteticele pigmenți pot fi împărțite în trei tipuri: clorofile, carotenoide și fitociline.

clorofilelor

Clorofilele sunt pigmenți verzi fotosintetici care conțin un inel de porfirină în structura lor. Ele sunt molecule stabile în formă de inel în jurul cărora electronii sunt liberi să migreze.

Deoarece electronii se deplasează liber, inelul are potențialul de a câștiga sau pierde electroni cu ușurință și, prin urmare, are potențialul de a furniza electroni energetice la alte molecule. Acesta este procesul fundamental prin care clorofila "captează" energia soarelui.

Tipuri de clorofile

Există mai multe tipuri de clorofil: a, b, c, d și e. Dintre acestea, doar două se găsesc în cloroplastele plantelor superioare: clorofila a și clorofila b. Cea mai importantă este clorofila "a", deoarece este prezentă în plante, alge și cianobacterii fotosintetice.

Clorofila "a" face posibilă fotosinteza deoarece transferă electronii activi către alte molecule care vor produce zaharuri.

Un al doilea tip de clorofil este clorofila "b", care se găsește numai în așa-numitele alge și plante verzi. La rândul său, clorofila "c" se găsește numai în membrii fotosintetici ai grupului cromist, ca și în dinoflagellatele.

Diferențele dintre clorofilele acestor grupuri majore au fost unul dintre primele semne că nu au fost atât de strâns legate de cele considerate anterior.

Cantitatea de clorofil "b" reprezintă aproximativ un sfert din conținutul total de clorofil. La rândul său, clorofila "a" se găsește în toate plantele fotosintetice, motiv pentru care se numește pigment fotosintetic universal. Ei numesc de asemenea pigment primar fotosintetic, deoarece efectuează reacția primară a fotosintezei.

Dintre toți pigmenții care participă la fotosinteză, clorofila joacă un rol fundamental. Din acest motiv, restul pigmenților fotosintetici sunt cunoscuți ca pigmenți auxiliari.

Utilizarea pigmenților auxiliari permite absorbția unei game mai largi de lungimi de undă și, prin urmare, captează mai multă energie din lumina soarelui.

carotenoide

Carotenoizii sunt un alt grup important de pigmenți fotosintetici. Acestea absorb lumina violet și albastru-verde.

Carotenoizii oferă culorile luminoase pe care le prezintă fructele; de exemplu, tomate roșu se datorează prezenței licopen, semințe de porumb galben este cauzată de zeaxantină, iar cojile de portocale de portocale se datoreaza p-caroten.

Toate aceste carotenoide sunt importante pentru a atrage animalele și a promova dispersarea semințelor plantei.

Ca toate pigmenții fotosintetici, carotenoizii ajută la captarea luminii, dar joacă și un alt rol important: elimina excesul de energie din Soare.

Astfel, dacă o frunză primește o cantitate mare de energie și această energie nu este utilizată, acest exces poate deteriora moleculele complexe fotosintetice. Carotenoizii participă la absorbția excesului de energie și ajută la disiparea acesteia sub formă de căldură.

Carotenoizii sunt, de obicei, pigmenți roșii, portocalii sau galbeni și includ binecunoscutul compus caroten, care dă culoarea morcovilor.Acești compuși sunt formați din două inele mici de șase atomi de carbon conectați printr-un "lanț" de atomi de carbon.

Ca urmare a structurii moleculare, ele nu se dizolvă în apă, ci se leagă de membranele din interiorul celulei.

Carotenoizii nu pot folosi direct energia luminii pentru fotosinteză, ci trebuie să transfere energia absorbită în clorofilă. Din acest motiv, acestea sunt considerate pigmenți auxiliari. Un alt exemplu de pigment accesoriu foarte vizibil este fucoxantinul, care dă culoarea maro pentru algele și diatome.

Carotenoizii pot fi clasificați în două grupe: carotenoide și xantofile.

caroteni

Carotenele sunt compuși organici larg răspândiți ca pigmenți în plante și animale. Formula sa generală este C40H56 și nu conține oxigen. Acești pigmenți sunt hidrocarburi nesaturate; adică au multe legături duble și fac parte din seria izoprenoidelor.

În plante, carotenele conferă culorilor galbene, portocalii sau roșii florile (calendula), fructele (dovleacul) și rădăcinile (morcovul). La animale, acestea sunt vizibile în grăsimi (unt), gălbenușuri de ou, pene (canare) și cochilii (homar).

Carotenul cel mai comun este β-carotenul, care este precursorul vitaminei A și este considerat foarte important pentru animale.

xantofile

Xantofilele sunt pigmenți galbeni a căror structură moleculară este similară cu cea a carotenoidelor, dar cu diferența că conțin atomi de oxigen. Câteva exemple sunt: ​​C40H56O (criptoxantină), C40H56O2 (luteină, zeaxantină) și C40H56O6, care este fucoxantina caracteristică a algei brune menționată mai sus.

În general, carotenoizii au o culoare mai portocalie decât xantofilele. Ambele carotenoide și xantofile sunt solubile în solvenți organici, cum ar fi cloroformul, eterul etilic, printre altele. Carotenii sunt mai solubili în disulfura de carbon în comparație cu xantofilele.

Funcțiile carotenoidelor

- Carotenoidele funcționează ca pigmenți auxiliari. Acestea absorb energia radiantă în regiunea mijlocie a spectrului vizibil și îl transferă în clorofilă.

- Protejează componentele cloroplastice de oxigenul generat și eliberat în timpul fotolizării apei. Carotenoizii colectează acest oxigen prin legăturile duble și modifică structura lor moleculară într-o stare de energie mai mică (inofensivă).

- Starea excitată a clorofilei reacționează cu oxigenul molecular pentru a forma o stare de oxigen extrem de dăunătoare numită oxigen singlet. Carotenoizii împiedică acest lucru prin oprirea stării de excitație a clorofilei.

- Trei xantofiluri (violoxantină, anteroxantină și zeaxantină) participă la disiparea excesului de energie prin transformarea acesteia în căldură.

- datorită culorii sale, carotenoizii fac flori și fructe vizibile pentru polenizare și dispersare de către animale.

phycobilins

Ficobilinele sunt pigmenți solubili în apă și, prin urmare, se găsesc în citoplasmă sau în stratul cloroplastului. Ele apar numai în cianobacterii și alge roșii (Rhodophyta).

Phycobilinii nu sunt doar importanți pentru organismele care le utilizează pentru a absorbi energia luminii, ci și pentru instrumentele de cercetare.

Atunci când sunt expuse la compuși lumina intensi, cum ar fi pycocyanin și fykoerythrin, ei absorb energia luminii și eliberează fluorescența care emite fluorescență într-un interval foarte mic de lungimi de undă.

Lumina produsă de această fluorescență este atât de distinctivă și de fiabilă, încât fibrocilinele pot fi folosite ca etichete chimice. Aceste tehnici sunt utilizate pe scară largă în cercetarea cancerului pentru a "marca" celulele tumorale.

referințe

1. Bianchi, T. și Canuel, E. (2011). Biomarkeri chimici în ecosistemele acvatice (Prima ediție). Princeton University Press.
2. Evert, R. și Eichhorn, S. (2013). Raven Biologia plantelor (Ediția a 8-a). W. H. Freeman și editori de companie.
3. Goldberg, D. (2010). Barron's AP Biology (Ediția a treia). Barron's Educational Series, Inc.
4. Nobel, D. (2009). Fiziologia plantelor fizico-chimice și a mediului (Ediția a 4-a). Elsevier Inc.
5. Pigmente fotosintetice. Adus de la: ucmp.berkeley.edu
6. Renger, G. (2008). Procesele primare ale fotosintezei: principii și aparate (Editura IL) RSC Publishing.
7. Solomon, E., Berg, L. și Martin, D. (2004). biologie (A șaptea ediție) Învățarea în domeniul educației.