Klorofylldefinisjon og rolle i fotosyntese

Forstå betydningen av klorofyll i fotosyntesen

Dette er klorofyll B-molekylet. Klorofyll brukes til fotosyntese. Molekylet har et magnesiumatom i sentrum av klorpigmentet. LAGUNA DESIGN / Getty Images

Klorofyll er navnet gitt til en gruppe grønne pigmentmolekyler som finnes i planter, alger og cyanobakterier. De to vanligste typene klorofyll er klorofyll a, som er en blå-svart ester med den kjemiske formelen C₅₅H₇₂MgN₄O₅, og klorofyll b, som er en mørkegrønn ester med formelen C₅₅H₇₀MgN₄O₆. Andre former for klorofyll inkluderer klorofyll c1, c2, d og f. Formene for klorofyll har forskjellige sidekjeder og kjemiske bindinger, men alle er preget av en klorpigmentring som inneholder et magnesiumion i sentrum.

Viktige takeaways: Klorofyll

• Klorofyll er et grønt pigmentmolekyl som samler solenergi for fotosyntese. Det er faktisk en familie av beslektede molekyler, ikke bare ett.
• Klorofyll finnes i planter, alger, cyanobakterier, protister og noen få dyr.
• Selv om klorofyll er det vanligste fotosyntetiske pigmentet, er det flere andre, inkludert antocyaninene.

Ordet 'klorofyll' kommer fra de greske ordene chloros , som betyr 'grønn', og phyllon , som betyr 'blad'. Joseph Bienaimé Caventou og Pierre Joseph Pelletier isolerte og navnga molekylet først i 1817.

Klorofyll er et essensielt pigmentmolekyl for fotosyntese , den kjemiske prosessen planter bruker for å absorbere og bruke energi fra lys. Den brukes også som konditorfarge (E140) og som luktfjernende middel. Som konditorfarge brukes klorofyll til å legge til en grønn farge til pasta, spriten absint og andre matvarer og drikkevarer. Som en voksaktig organisk forbindelse er klorofyll ikke løselig i vann. Den blandes med en liten mengde olje når den brukes i mat.

Også kjent som: Den alternative skrivemåten for klorofyll er klorofyl.

Klorofyllets rolle i fotosyntesen

De overordnet balansert ligning for fotosyntese er:

6 CO_to+ 6 H_toO → C₆H₁₂O₆+ 6 O_to

hvor karbondioksid og vann reagere på å produsere glukose og oksygen . Imidlertid indikerer den generelle reaksjonen ikke kompleksiteten til de kjemiske reaksjonene eller molekylene som er involvert.

Planter og andre fotosyntetiske organismer bruker klorofyll til å absorbere lys (vanligvis solenergi) og konvertere det til kjemisk energi. Klorofyll absorberer sterkt blått lys og også noe rødt lys. Den absorberer dårlig grønt (reflekterer det), og det er derfor klorofyllrike blader og alger vises grønt .

Hos planter omgir klorofyll fotosystemer i thylakoidmembranen til organeller kalt kloroplaster , som er konsentrert i bladene til planter. Klorofyll absorberer lys og bruker resonansenergioverføring for å gi energi til reaksjonssentre i fotosystem I og fotosystem II. Dette skjer når energi fra et foton (lys) fjerner et elektron fra klorofyll i reaksjonssenter P680 i fotosystem II. Høyenergielektronet går inn i en elektrontransportkjede. P700 av fotosystem I fungerer med fotosystem II, selv om kilden til elektroner i dette klorofyllmolekylet kan variere.

Elektroner som kommer inn i elektrontransportkjeden brukes til å pumpe hydrogenioner (H⁺) over tylakoidmembranen til kloroplasten. Det kjemiosmotiske potensialet brukes til å produsere energimolekylet ATP og redusere NADP⁺til NADPH. NADPH brukes på sin side til å redusere karbondioksid (CO_to) til sukker, for eksempel glukose.

Andre pigmenter og fotosyntese

Klorofyll er det mest anerkjente molekylet som brukes til å samle lys for fotosyntese, men det er ikke det eneste pigmentet som tjener denne funksjonen. Klorofyll tilhører en større klasse av molekyler som kalles antocyaniner. Noen antocyaniner fungerer sammen med klorofyll, mens andre absorberer lys uavhengig eller på et annet tidspunkt i en organismes livssyklus. Disse molekylene kan beskytte planter ved å endre fargen for å gjøre dem mindre attraktive som mat og mindre synlige for skadedyr. Andre antocyaniner absorberer lys i den grønne delen av spekteret, og utvider lysområdet en plante kan bruke.

Klorofyllbiosyntese

Planter lager klorofyll fra molekylene glycin og succinyl-CoA. Det er et mellommolekyl kalt protoklorofyllid, som omdannes til klorofyll. Hos angiospermer er denne kjemiske reaksjonen lysavhengig. Disse plantene er bleke hvis de dyrkes i mørke fordi de ikke kan fullføre reaksjonen for å produsere klorofyll. Alger og ikke-vaskulære planter trenger ikke lys for å syntetisere klorofyll.

Protoklorofyllid danner giftige frie radikaler i planter, så klorofyllbiosyntesen er tett regulert. Hvis det er mangel på jern, magnesium eller jern, kan plantene ikke være i stand til å syntetisere nok klorofyll, de virker bleke eller klorotisk . Klorose kan også være forårsaket av feil pH (surhet eller alkalitet) eller patogener eller insektangrep.