CHLOROFILAS: CHARAKTERISTIKOS, STRUKTŪRA, VIETA, TIPAI - BIOLOGIJA - 2025

Chlorofilo yra biologinis pigmento, nurodant, kad ji yra molekulė geba absorbuoti šviesą. Ši molekulė sugeria bangos ilgį, atitinkantį violetinės, mėlynos ir raudonos spalvos spalvas, ir atspindi žalios spalvos šviesą. Todėl chlorofilo buvimas lemia žalią augalų spalvą.

Jos struktūrą sudaro porfirino žiedas su magnio centru ir hidrofobine uodega, vadinama fitoliu. Būtina pabrėžti chlorofilo struktūrinį panašumą su hemoglobino molekulėmis.

Chlorofilo molekulė yra atsakinga už žalią augalų spalvą. Šaltinis: pixabay.com

Chlorofilas yra tiroiduose, membraninėse struktūrose, esančiuose chloroplastų viduje. Chloroplastų gausu lapuose ir kitose augalų struktūrose.

Pagrindinė chlorofilo funkcija yra užfiksuoti šviesą, kuri bus naudojama fotosintezėms sukelti. Yra skirtingi chlorofilo tipai - dažniausiai pasitaikantys a -, kurie šiek tiek skiriasi savo struktūra ir absorbcijos smaigaliu, kad padidėtų saulės spindulių absorbcija.

Istorinė perspektyva

Chlorofilo molekulės tyrimas prasidėjo 1818 m., Kai pirmą kartą ją aprašė tyrėjai Pelletier ir Caventou, sukūrę pavadinimą „chlorofilas“. Vėliau, 1838 m., Buvo pradėti cheminiai molekulės tyrimai.

1851 m. Verdeilis pasiūlė struktūrinius chlorofilo ir hemoglobino panašumus. Tuo metu šis panašumas buvo perdėtas ir buvo manoma, kad chlorofilo molekulės centre yra ir geležies atomas. Vėliau magnio buvimas buvo patvirtintas kaip centrinis atomas.

Įvairias chlorofilo rūšis 1882 m. Atrado Borodinas, naudodamas mikroskopo pateiktus įrodymus.

Pigmentai

Chlorofilas, stebimas mikroskopu. Kristianas Petersas - Fabelfrohas

Kas yra šviesa

Svarbiausias dalykas, kad fotosintetiniai gyvieji organizmai galėtų naudoti šviesos energiją, yra jų absorbcija. Šią funkciją atliekančios molekulės yra vadinamos pigmentais ir yra augaluose bei dumbliuose.

Norint geriau suprasti šias reakcijas, būtina žinoti tam tikrus aspektus, susijusius su šviesos prigimtimi.

Šviesa yra apibrėžiama kaip elektromagnetinės spinduliuotės rūšis, energijos rūšis. Ši radiacija suprantama kaip banga ir kaip dalelė. Viena iš elektromagnetinės spinduliuotės savybių yra bangos ilgis, išreikštas atstumu tarp dviejų vienas po kito einančių keterų.

Žmogaus akis gali suvokti bangos ilgį nuo 400 iki 710 nanometrų (nm = ^10–9 m). Trumpas bangos ilgis susijęs su didesniu energijos kiekiu. Į saulės šviesą įeina balta šviesa, kurią sudaro visi matomi bangos ilgiai.

Kalbant apie dalelių prigimtį, fizikai apibūdina fotonus kaip atskirus energijos paketus. Kiekviena iš šių dalelių turi būdingą bangos ilgį ir energijos lygį.

Kai fotonas pataiko į objektą, gali nutikti trys dalykai: būti absorbuoti, perduoti ar atspindėti.

Kodėl chlorofilas yra žalias?

Augalai suvokiami kaip žali, nes chlorofilas daugiausia sugeria mėlynos ir raudonos bangos ilgį ir atspindi žalią. Nefronas

Ne visi pigmentai elgiasi vienodai. Šviesos sugertis yra reiškinys, kuris gali atsirasti skirtingu bangos ilgiu, o kiekvienas pigmentas turi savitą sugerties spektrą.

Sugertas bangos ilgis lems spalvą, kuria vizualizuosime pigmentą. Pvz., Jei jis sugeria šviesą per visą ilgį, mes matome pigmentą visiškai juodą. Tie, kurie nesugeria visų ilgių, atspindi likusius.

Chlorofilo atveju jis sugeria bangos ilgį, atitinkantį violetinės, mėlynos ir raudonos spalvos spalvas, ir atspindi žalią šviesą. Tai yra pigmentas, suteikiantis augalams būdingą žalią spalvą.

Chlorofilas nėra vienintelis pigmentas gamtoje

Nors chlorofilas yra vienas iš geriausiai žinomų pigmentų, yra ir kitų biologinių pigmentų grupių, tokių kaip karotenoidai, turintys rausvus ar oranžinius atspalvius. Todėl jie sugeria šviesą kitokio bangos ilgio nei chlorofilas, veikdami kaip energijos perdavimo ekranas į chlorofilą.

Be to, kai kurie karotinoidai turi fotoapsaugos funkcijas: jie sugeria ir išsklaido šviesos energiją, galinčią pakenkti chlorofilui; arba reaguoja su deguonimi ir sudaro oksidacines molekules, kurios gali pažeisti ląstelių struktūras.

Charakteristikos ir struktūra

Chlorofilai yra biologiniai pigmentai, kurie žmogaus akiai suprantami kaip žali ir dalyvauja fotosintezėje. Jų randame augaluose ir kituose organizmuose, turintys galimybę šviesos energiją paversti chemine energija.

Chemiškai chlorofilai yra magnio porfirinai. Tai yra gana panaši į hemoglobino molekulę, atsakingą už deguonies pernešimą mūsų kraujyje. Abi molekulės skiriasi tik pakaitų grupių tipais ir vieta ant tetrapirolinio žiedo.

Porfirino žiedo metalas hemoglobine yra geležis, o chlorofilo - magnis.

Chlorofilo šoninė grandinė yra natūraliai hidrofobinė arba apolinė, ją sudaro keturi izoprenoidų vienetai, vadinami fitoliu. Tai esterinama iki propio rūgšties grupės, esančios žiedo Nr. 4.

Jei chlorofilas yra termiškai apdorojamas, tirpalo pH yra rūgštus, todėl magnio atomas pašalinamas iš žiedo centro. Jei kaitinimas tęsiasi arba tirpalas dar labiau sumažina jo pH, fitolis hidrolizuojasi.

Vieta

Chlorofilas yra vienas iš labiausiai paplitusių natūralių pigmentų ir randamas skirtingose ​​fotosintetinio gyvenimo vietose. Augalų struktūroje jį randame daugiausia lapuose ir kitose žaliose struktūrose.

Jei žiūrėtume į mikroskopinį vaizdą, chlorofilas randamas ląstelių viduje, ypač chloroplastuose. Savo ruožtu chloroplastų viduje yra struktūros, sudarytos iš dvigubų membranų, vadinamų tiroidais, kurių viduje yra chlorofilo - kartu su kitais lipidų ir baltymų kiekiais.

Tilakoidai yra struktūros, primenančios keletą sukrautų diskų ar monetų, ir šis labai kompaktiškas išdėstymas yra absoliučiai būtinas chlorofilo molekulių fotosintezei.

Prokariotų organizmuose, kurie vykdo fotosintezę, chloroplastų nėra. Dėl šios priežasties tiroidai, kuriuose yra fotosintetinių pigmentų, yra stebimi kaip ląstelės membranos dalis, izoliuojami ląstelės citoplazmos viduje, arba jie sukuria struktūrą vidinėje membranoje - modelį, stebėtą cianobakterijose.

Tipai

Chlorofilas a

Chlorofilas a

Yra keletas chlorofilų tipų, kurie šiek tiek skiriasi molekuline struktūra ir jų pasiskirstymu fotosintetinėse linijose. T. y., Kai kuriuose organizmuose yra tam tikrų rūšių chlorofilo, o kituose - ne.

Pagrindinis chlorofilo tipas yra vadinamas chlorofilu a, o pigmento augalo linijoje jis tiesiogiai įkraunamas fotosintezės metu ir paverčia šviesos energiją chemija.

Chlorofilas b

Chlorofilas b

Antrasis chlorofilo tipas yra b ir jo yra augaluose. Struktūriškai jis skiriasi nuo chlorofilo a tuo, kad pastarasis turi metilo grupę prie anglies 3 iš žiedo, kurio numeris II, ir b tipas toje pačioje vietoje turi formilo grupę.

Tai laikoma papildomu pigmentu ir dėl struktūrinių skirtumų jie turi šiek tiek kitokį absorbcijos spektrą nei a variantas. Dėl šios savybės jie skiriasi savo spalva: chlorofilas a yra mėlynai žalia, o b yra geltonai žalia.

Šių diferencinių spektrų idėja yra ta, kad abi molekulės papildo viena kitą šviesos sugertimi ir sugeba padidinti šviesos energijos kiekį, patenkančią į fotosintetinę sistemą (taip, kad absorbcijos spektras būtų praplečiamas).

Chlorofilas c ir d

Chlorofilo d

Yra trečiasis chlorofilo tipas c, kurį randame ruduosiuose dumbliuose, diatomose ir dinoflagellates. Cianofitinių dumblių atveju jie turi tik chlorofilo tipą. Galiausiai, chlorofilo d randama kai kuriuose protistų organizmuose, taip pat melsvabakterėse.

Chlorofilas bakterijose

Yra daugybė bakterijų, galinčių fotosintezuoti. Šiuose organizmuose yra chlorofilų, kartu žinomų kaip bakterioflorofilai, ir, kaip ir eukariotų chlorofilai, jie klasifikuojami pagal raides: a, b, c, d, e ir g.

Istoriškai buvo naudojama mintis, kad chlorofilo molekulė pirmiausia atsirado evoliucijos metu. Šiandien, sekos analizės dėka, buvo pasiūlyta, kad tikriausiai protėvių chlorofilo molekulė buvo panaši į bakteriochlorofilą.

funkcijos

Chlorofilo molekulė yra svarbus fotosintetinių organizmų elementas, nes ji yra atsakinga už šviesos absorbciją.

Fotosintezei atlikti būtinoje mašinoje yra komponentas, vadinamas fotosistema. Yra du ir kiekvienas iš jų yra sudarytas iš „antenos“, atsakingos už šviesos surinkimą, ir reakcijos centro, kuriame randame chlorofilo tipą.

Fotosistemos daugiausia skiriasi chlorofilo molekulės absorbcijos smailėmis: I fotosistemos smailė yra ties 700 nm, o II - 680 nm.

Tokiu būdu chlorofilas sugeba atlikti savo vaidmenį gaudydamas šviesą, kuri dėl sudėtingos fermentinės baterijos bus paversta chemine energija, kaupiama molekulėse, tokiose kaip angliavandeniai.

Nuorodos

1. Beckas, CB (2010). Įvadas į augalų struktūrą ir raidą: augalų anatomija XXI amžiuje. Cambridge University Press.
2. Bergas, J. M., Stryeris, L., ir Tymoczko, J. L. (2007). Biochemija. Aš atbuline eiga.
3. „Blankenship“, RE (2010). Ankstyvoji fotosintezės evoliucija. Augalų fiziologija, 154 (2), 434–438.
4. Campbell, NA (2001). Biologija: sąvokos ir santykiai. „Pearson Education“.
5. Cooperis, GM ir Hausmanas, RE (2004). Ląstelė: molekulinis požiūris. Medicinska naklada.
6. Curtis, H., ir Schnek, A. (2006). Kvietimas į biologiją. Panamerican Medical Ed.
7. „Hohmann-Marriott“, MF ir „Blankenship“, RE (2011). Fotosintezės raida. Metinė augalų biologijos apžvalga, 62, 515-548.
8. Humphrey, AM (1980). Chlorofilas. Maisto chemija, 5 (1), 57–67. doi: 10.1016 / 0308-8146 (80) 90064-3
9. J. Koolmanas, & Röhm, KH (2005). Biochemija: tekstas ir atlasas. Panamerican Medical Ed.
10. Lockhart, PJ, Larkum, AW, Steel, M., Waddell, PJ, ir Penny, D. (1996). Chlorofilo ir bakteriochlorofilo evoliucija: invariantinių vietų problema sekos analizėje. Jungtinių Amerikos Valstijų nacionalinės mokslų akademijos leidiniai, 93 (5), 1930–1934. doi: 10.1073 / pnas.93.5.1930
11. Palade, GE ir Rosen, WG (1986). Ląstelių biologija: pagrindiniai tyrimai ir jų taikymas. Nacionalinės akademijos.
12. „Posada“, JOS (2005). Pamatai ganykloms ir pašariniams augalams įkurti. Antioquia universitetas.
13. Raven, PH, Evert, RF ir Eichhorn, SE (1992). Augalų biologija (2 tomas). Aš atbuline eiga.
14. Sadava, D., & Purves, WH (2009). Gyvenimas: Biologijos mokslas. Panamerican Medical Ed.
15. „Sousa“, FL, Shavit-Grievink, L., Allen, JF ir Martin, WF (2013). Chlorofilo biosintezės geno raida rodo fotosistemos genų dubliavimąsi, o ne fotosistemų susiliejimą deguonies fotosintezės metu. Genomo biologija ir evoliucija, 5 (1), 200–216. doi: 10.1093 / gbe / evs127
16. Taizas, L., ir Zeigeris, E. (2007). Augalų fiziologija. Jaume'o I. universitetas
17. Xiong J. (2006). Fotosintezė: kokia spalva buvo jos kilmė? Genomo biologija, 7 (12), 245. doi: 10.1186 / gb-2006-7-12-245