Opredelitev in vloga klorofila v fotosintezi

Razumeti pomen klorofila pri fotosintezi

To je molekula klorofila B. Klorofil se uporablja za fotosintezo. Molekula vsebuje atom magnezija v središču pigmenta klora. LAGUNA DESIGN / Getty Images

Klorofil je ime za skupino molekul zelenega pigmenta, ki jih najdemo v rastlinah, algah in cianobakterijah. Dve najpogostejši vrsti klorofila sta klorofil a, ki je modro-črn ester s kemijsko formulo C₅₅H₇₂MgN₄O₅in klorofil b, ki je temnozelen ester s formulo C₅₅H₇₀MgN₄O₆. Druge oblike klorofila vključujejo klorofil c1, c2, d in f. Oblike klorofila imajo različne stranske verige in kemične vezi, za vse pa je značilen klorin pigmentni obroč, ki v središču vsebuje magnezijev ion.

Ključni zaključki: klorofil

• Klorofil je molekula zelenega pigmenta, ki zbira sončno energijo za fotosintezo. To je pravzaprav družina sorodnih molekul, ne le ena.
• Klorofil najdemo v rastlinah, algah, cianobakterijah, protistih in nekaterih živalih.
• Čeprav je klorofil najpogostejši fotosintetski pigment, obstaja več drugih, vključno z antocianini.

Beseda klorofil izvira iz grških besed kloros , kar pomeni 'zelen', in phyllon , kar pomeni 'list'. Joseph Bienaimé Caventou in Pierre Joseph Pelletier sta molekulo prva izolirala in poimenovala leta 1817.

Klorofil je bistvena pigmentna molekula za fotosintezo , kemični procesni obrati uporabljajo za absorbiranje in uporabo energije iz svetlobe. Uporablja se tudi kot barvilo za živila (E140) in kot dezodorant. Kot barvilo za živila se klorofil uporablja za dodajanje zelene barve testeninam, žganju absinta ter drugi hrani in pijači. Kot voskasta organska spojina klorofil ni topen v vodi. Pri uporabi v hrani se zmeša z majhno količino olja.

Poznan tudi kot: Alternativno črkovanje za klorofil je klorofil.

Vloga klorofila v fotosintezi

The splošna uravnotežena enačba za fotosintezo je:

6 CO_dva+ 6 H_dvaO → C₆H₁₂O₆+ 6 O_dva

kje ogljikov dioksid in vodo reagirajo na proizvodnjo glukoza in kisik . Vendar celotna reakcija ne kaže na kompleksnost kemičnih reakcij ali molekul, ki so vpletene.

Rastline in drugi fotosintetični organizmi uporabljajo klorofil, da absorbirajo svetlobo (običajno sončno energijo) in jo pretvorijo v kemično energijo. Klorofil močno absorbira modro svetlobo in tudi nekaj rdeče svetlobe. Slabo vpija (odseva) zeleno, zato so s klorofilom bogati listi in alge. videti zeleno .

V rastlinah klorofil obdaja fotosisteme v tilakoidni membrani organele, imenovane kloroplasti , ki so koncentrirani v listih rastlin. Klorofil absorbira svetlobo in uporablja resonančni prenos energije, da energizira reakcijske centre v fotosistemu I in fotosistemu II. To se zgodi, ko energija iz foton (svetloba) odstrani elektron iz klorofila v reakcijskem centru P680 fotosistema II. Visokoenergijski elektron vstopi v transportno verigo elektronov. P700 fotosistema I deluje s fotosistemom II, čeprav se lahko vir elektronov v tej molekuli klorofila razlikuje.

Elektroni, ki vstopijo v transportno verigo elektronov, se uporabljajo za črpanje vodikovih ionov (H⁺) čez tilakoidno membrano kloroplasta. Kemiosmotski potencial se uporablja za proizvodnjo energijske molekule ATP in za zmanjšanje NADP⁺na NADPH. NADPH pa se uporablja za zmanjšanje ogljikovega dioksida (CO_dva) v sladkorje, kot je glukoza.

Drugi pigmenti in fotosinteza

Klorofil je najbolj razširjena molekula, ki se uporablja za zbiranje svetlobe za fotosintezo, vendar ni edini pigment, ki služi tej funkciji. Klorofil spada v večji razred molekul, imenovanih antocianini. Nekateri antocianini delujejo v povezavi s klorofilom, medtem ko drugi absorbirajo svetlobo neodvisno ali na drugi točki življenjskega cikla organizma. Te molekule lahko zaščitijo rastline tako, da spremenijo njihovo barvo, da postanejo manj privlačne kot hrana in manj vidne škodljivcem. Drugi antocianini absorbirajo svetlobo v zelenem delu spektra in s tem razširijo obseg svetlobe, ki jo rastlina lahko uporablja.

Biosinteza klorofila

Rastline tvorijo klorofil iz molekul glicina in sukcinil-CoA. Obstaja vmesna molekula, imenovana protoklorofilid, ki se pretvori v klorofil. Pri kritosemenkah je ta kemična reakcija odvisna od svetlobe. Te rastline so blede, če rastejo v temi, ker ne morejo dokončati reakcije za proizvodnjo klorofila. Alge in nevaskularne rastline ne potrebujejo svetlobe za sintezo klorofila.

Protoklorofilid tvori strupene proste radikale v rastlinah, zato je biosinteza klorofila strogo regulirana. Če primanjkuje železa, magnezija ali železa, rastline morda ne bodo mogle sintetizirati dovolj klorofila, videti bodo blede ali klorotični . Klorozo lahko povzroči tudi neustrezen pH (kislost ali alkalnost) ali napad patogenov ali žuželk.